選擇土壤濕度傳感器的技巧分享

土壤濕度是植物生長(zhǎng)的重要條件，水過多或過少都會(huì)影響植物生長(zhǎng)的各個(gè)方面，包括植物形態(tài)、光合作用和作物產(chǎn)量等。

監(jiān)測(cè)土壤濕度的重要性

植物通過供水進(jìn)行光合作用并積累干物質(zhì)。其積累量將直接反映在株高、莖粗、葉面積和產(chǎn)量的動(dòng)態(tài)變化中。

為了保持直立，葉子由纖維素和組織內(nèi)較高的膨脹壓力支撐。植物缺水時(shí)發(fā)生的下垂現(xiàn)象是膨脹壓力降低的表現(xiàn)。土壤濕度的降低也會(huì)導(dǎo)致葉片水勢(shì)的降低和氣孔阻力的增加。這最終將導(dǎo)致葉片擴(kuò)散阻力增加，CO2擴(kuò)散受阻，光合速率降低。從而降低葉肉細(xì)胞中的可萃取蔗糖濃度和篩管中的垂直流動(dòng)速度。此外，同化材料從源葉到韌皮部的運(yùn)輸也將減少。但是，過多的水不利于有機(jī)物的運(yùn)輸。這主要是因?yàn)檫^多的水會(huì)導(dǎo)致土壤通氣不良，從而影響呼吸和其他代謝過程。

適度和緩慢的缺水會(huì)增加絕對(duì)根重，抑制地上部分的生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累。單位面積產(chǎn)量會(huì)更低，但它將有利于密集種植，從而提高總產(chǎn)量。同時(shí)，一定時(shí)期的缺水有利于提高作物品質(zhì)。前期干旱可以增強(qiáng)后期抗旱能力。苗期溫和抗旱可促進(jìn)根系“代償生長(zhǎng)”，提高植株抗旱能力。

日常維護(hù)中會(huì)遇到哪些困難

成本高：人工檢查土壤濕度會(huì)增加人工成本和運(yùn)營(yíng)成本

數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確：人工檢測(cè)結(jié)果往往不準(zhǔn)確，難以獲得整個(gè)豬場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

水浪費(fèi)和對(duì)農(nóng)作物的損害：在沒有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的情況下，作物往往有太多或太少的水。這不僅浪費(fèi)了水，還對(duì)農(nóng)作物造成了損害。如果沒有整個(gè)農(nóng)場(chǎng)的土壤數(shù)據(jù)，也很難知道什么時(shí)候是種植的最佳時(shí)間

不同類型的土壤濕度傳感器

市面上的土壤濕度傳感器種類繁多，我們應(yīng)該如何選擇土壤濕度傳感器？

目前主要有三種最流行的測(cè)量原理：電容式、TDR 和 FDR。

電容式

電容式土壤濕度傳感器通過濕度敏感電容器檢測(cè)水分。它使用特殊材料，材料通過吸收環(huán)境中的水分來改變介電常數(shù)，并且電容器的電容值發(fā)生變化。傳感器將電容值轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并輸出百分比值以監(jiān)測(cè)濕度。這種傳感器往往是作為原型產(chǎn)品建造的，如果作為專業(yè)測(cè)量使用，測(cè)量數(shù)據(jù)并不準(zhǔn)確可靠。

TDR

TDR（時(shí)域反射計(jì)）使用晶體振蕩器產(chǎn)生高頻信號(hào)，然后傳輸?shù)浇饘偬筋^。此時(shí)，生成的信號(hào)和返回的信號(hào)疊加，然后將信號(hào)的幅值測(cè)量并轉(zhuǎn)換為土壤濕度值。

在此過程中測(cè)量的值是介電常數(shù)，土壤的介電常數(shù)與土壤濕度之間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，隨著土壤中水分的增加，其介電常數(shù)也相應(yīng)增加。

TDR具有很強(qiáng)的獨(dú)立性，其結(jié)果與土壤類型，密度和溫度無關(guān)。另一個(gè)重要點(diǎn)是TDR可以在冰凍下測(cè)量土壤濕度。TDR傳感器設(shè)計(jì)復(fù)雜，因此價(jià)格昂貴。

FDR

由于TDR設(shè)備昂貴，80年代后期，許多公司開始使用比TDR更簡(jiǎn)單的方式測(cè)量土壤水分 - FDR（頻域反射計(jì)）。

FDR利用電磁脈沖原理，根據(jù)電磁波在介質(zhì)頻率中的傳播來測(cè)量土壤的表觀介電常數(shù)（ε），從而得到土壤體積含水量（θv）。

與TDR測(cè)試原理相比，F(xiàn)DR幾乎具有TDR的所有優(yōu)點(diǎn)，F(xiàn)DR不僅比TDR便宜，而且測(cè)量時(shí)間更短，經(jīng)過特定土壤校準(zhǔn)后的測(cè)量精度高，并且探頭的形狀不受限制，可以同時(shí)在多個(gè)深度進(jìn)行測(cè)量，數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)更容易。

FDR具有簡(jiǎn)單、安全、快速準(zhǔn)確、測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)、量程廣、校準(zhǔn)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。是一種值得推薦的土壤水分測(cè)量?jī)x器。

矽遞科技生產(chǎn)的S2104/S2105是一款基于FDR原理的無線土壤濕度傳感器。它價(jià)格便宜，性能穩(wěn)定，可以遠(yuǎn)程和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)土壤。

傳感器將土壤數(shù)據(jù)無線上傳到網(wǎng)絡(luò)或移動(dòng)應(yīng)用程序，用戶可以通過手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控土壤數(shù)據(jù)并導(dǎo)出歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

SenseCAP S210X 提供各種無線傳感器，在室外環(huán)境中電池供電長(zhǎng)達(dá) 10 年。

寫在最后

土壤濕度決定農(nóng)作物的水分供應(yīng)狀況。土壤濕度過低，形成土壤干旱，作用光合作用不能正常進(jìn)行，降低作物的產(chǎn)量和品質(zhì);嚴(yán)重缺水導(dǎo)致作物凋萎和死亡。土壤濕度過高，惡化土壤通氣性，影響土壤微生物的活動(dòng)，使作物根系的呼吸、生長(zhǎng)等生命活動(dòng)受到阻礙，從而影響作物地上部分的正常生長(zhǎng)，造成徒長(zhǎng)、倒伏、病害滋生等。土壤水分的多少還影響田間耕作措施和播種質(zhì)量，并影響土壤溫度的高低。

編輯：黃飛

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