傳感器監(jiān)測系統(tǒng)在土壤墑情監(jiān)測中的應用

土壤墑情是農(nóng)情之魂,墑情監(jiān)測是農(nóng)技推廣重要的基礎性、公益性職能,在保證國家糧食健康、促進農(nóng)業(yè)節(jié)水化發(fā)展等方面發(fā)揮著重要作用。

墑指土壤適宜植物生長發(fā)育的濕度。墑情,指土壤濕度的情況。土壤濕度是土壤的干濕程度,即土壤的實際含水量,可用土壤含水量占烘干土重的百分數(shù)表示:土壤含水量=水分重/烘干土重×100%。也可以土壤含水量相當于田間持水量的百分比,或相對于飽和水量的百分比等相對含水量表示。

以前我國傳統(tǒng)的農(nóng)作物監(jiān)測,全靠人工現(xiàn)場調(diào)查,每個農(nóng)作物生產(chǎn)地均建有多個調(diào)查監(jiān)測點。并且人工監(jiān)測有很多缺點: 一是慢,不能及時掌握相關情況;二是憑經(jīng)驗估量猜測,不是很準確。尤其是遇到低溫、干旱等重大氣象災害,往往因為預判遲緩,采取的技術措施難免滯后。

人工常用的判斷方法:

飽墑(含水量18．5%～20%),土色深暗發(fā)黑,用手捏之成團,拋之不散,可搓成條,手上有明顯的水跡,飽墑為適耕上限。

適墑(含水量15．5%～18．5%),土色深暗發(fā)暗,手捏成團,拋之破碎,手上留有濕印。適墑是播種耕作適宜的墑情,有效含水量較高。

黃墑(含水量12%～15%),土色發(fā)黃,手捏成團,易碎,手有涼爽感覺。黃墑適宜耕作,有效含水量較少,播種出苗不齊,需要灌溉。

干土(含水量在8%以下),土色灰白,土塊硬結(jié),細土松散。干土無作物可吸收的水分,不適宜耕作和播種。

如今,土壤墑情監(jiān)測是推廣節(jié)水農(nóng)業(yè)新技術,也是實現(xiàn)科學用水和有效用水的關鍵技術環(huán)節(jié)。做好墑情監(jiān)測,是防止干旱,促進農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的重要手段之一,也是發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的關鍵環(huán)節(jié)和建設現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基礎支撐。通過大力開展土壤墑情與旱情監(jiān)測,尤其是在重要農(nóng)時和作物關鍵生育期的監(jiān)測,結(jié)合作物需水規(guī)律和當?shù)厮Y源狀況,制定科學合理的灌水措施,為節(jié)水灌溉和防旱抗旱提供了科學依據(jù)。

土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)庫組成。通過這種土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對土壤墑情(土壤水分、土壤溫度)的長時間連續(xù)監(jiān)測。

土壤墑情監(jiān)測主要依據(jù)于傳感器發(fā)射一定頻率的電磁波,電磁波沿探針傳輸,到達底部后返回,檢測探頭輸出的電壓,由于土壤介電常數(shù)的變化通常取決于土壤的含水量,由輸出電壓和水分的關系則可計算出土壤的含水量。水分是決定土壤介電常數(shù)的主要因素。測量土壤的介電常數(shù),能直接穩(wěn)定地反應各種土壤的真實水分含量。在通過GPRS/4G、RS485等方式將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至環(huán)境監(jiān)測云平臺,進行數(shù)據(jù)的分析,使管理者更好的觀察土壤墑情變化,達到田間土壤墑情統(tǒng)一化管理。