Методы измерения влажности почвы

Методы измерения влажности почвы

Почва является одним из природных ресурсов, от которых зависит выживание человека, и основой для роста и развития растений. Состояние почвенной среды тесно связано с выживанием и воспроизводством человеческого общества. Помимо гидропонных растений, почвенная вода является основным источником поглощения воды растениями. Растворение и поглощение различных удобрений в почве, а также разложение и трансформация органических веществ также тесно связаны с содержанием почвенной воды.

Мерой влажности почвы является содержание влаги в почве, которое представляет собой процентное отношение веса воды к весу почвы. Определение содержания влаги в почве и понимание потребности в воде сельскохозяйственных культур имеет большое значение для сельскохозяйственного производства. В настоящее время методы измерения влажности почвы включают метод взвешивания при сушке, метод тензиометрии, метод сопротивления, нейтронный метод, метод р-излучения, метод отношения стоячих волн, оптический метод, рефлектометрию во временной области (TDR) и метод высокочастотных колебаний (FDR) и т. д. Среди них наиболее распространенными и простыми являются метод сушки и метод сопротивления.

Метод TDR:

Китайское название TDR — Time Domain Reflectometry, метод измерения влажности почвы, разработанный в 1980-х годах. Этот метод очень распространен в зарубежных странах. В Китае он был введен только в последние годы, но на него обратили внимание различные департаменты сразу после его введения. Передача во временной области TDR — распространенный способ быстрого контроля влажности почвы. Принцип заключается в том, что форма волны на несогласованной линии передачи будет передаваться, а форма волны в любой точке линии передачи является суперпозицией исходной формы волны и переданной формы волны. Время отклика оборудования, основанного на принципе TDR, составляет около 10-20 секунд, что подходит для мобильных измерений и мониторинга фиксированной точки.

TDR обладает сильной независимостью, и его результаты в основном не зависят от факторов окружающей среды, таких как тип почвы, плотность и температура. Кроме того, есть еще один важный момент: TDR может измерять влажность почвы при замерзании, что недоступно другим методам. Кроме того, TDR может контролировать содержание воды и соли в почве одновременно, и между результатами двух измерений до и после почти нет разницы. Точность этого анализа очевидна.

Метод FDR:

Китайское название метода FDR — метод высокочастотных колебаний, и время рождения FDR немного позже, чем у TDR. Сначала, из-за высокой стоимости оборудования TDR, иностранные компании, такие как AquaSPY и Sentek, разработали FDR, чтобы найти более простой метод, чем TDR, для измерения диэлектрической проницаемости почвы; FDR не только дешевле TDR, но и имеет более короткое время измерения. После определенной калибровки почвы точность измерения высока, а форма зонда не ограничена. Он может измерять несколько глубин одновременно, и сбор данных проще.

Метод FDR использует рабочий принцип электромагнитного импульса и измеряет кажущуюся диэлектрическую проницаемость почвы в соответствии с частотой распространения электромагнитной волны в среде, тем самым получая объемное содержание воды в почве.

Метод сушки:

Метод сушки является чрезвычайно распространенным и стандартным методом определения влажности почвы. А именно: возьмите определенное количество почвы с поля, поместите его в печь при температуре 105 °C и дождитесь высыхания. Среди них стандарт сушки заключается в том, что два взвешивания до и после являются постоянными. Потерянная после сушки влага является содержанием влаги в почве. Формула расчета: содержание влаги в почве = W/M*100%, M - вес почвы до высыхания, W - вес влажности почвы, то есть разница между M и весом почвы M' после высыхания.

Метод сопротивления:

Метод электрического сопротивления использует электрическое сопротивление гипса, нейлона, стекловолокна и т. д. и их содержание воды. Когда эти промежуточные продукты плюс электроды помещаются во влажную почву, и через некоторое время содержание влаги в этих вещах достигает равновесия. Из-за связи между сопротивлением и содержанием воды мы предварительно откалибровали определенное соответствие между сопротивлением и процентом, а затем через эти компоненты мы можем получить показания влажности в диапазоне от 1 до 15 атмосфер всасывания.

Значения, измеренные методом сушки, точны, но имеют недостаток в виде плохой производительности в реальном времени. Если мы хотим быстро измерить, мы можем рассмотреть датчик температуры и влажности почвы . Датчик температуры и влажности почвы имеет два принципа мониторинга: рефлектометрию во временной области (TDR) или высокочастотные колебания (FDR), которые могут обеспечить более точное содержание влаги в почве в реальном времени.

Мониторинг влажности почвы теперь используется не только для определения влажности почвы в сельском хозяйстве, но и во многих инженерных сооружениях, таких как железные дороги, автомагистрали, гидроэлектростанции, каналы, дома и т. д., состояние влажности почвы также является важной информацией. Когда нам нужны точные данные и достаточно времени, мы можем выбрать традиционный метод сушки. Если вы хотите узнать влажность почвы в режиме реального времени, вы можете выбрать датчик влажности почвы (TDR/FDR).