Датчики влажности почвы измеряют объемное содержание воды в почве . [1] Поскольку прямое гравиметрическое измерение свободной влажности почвы требует удаления, высушивания и взвешивания образца, датчики влажности почвы измеряют объемное содержание воды косвенно, используя некоторые другие свойства почвы, такие как электрическое сопротивление, диэлектрическая постоянная или взаимодействие с нейтронами , как показатель влажности.
Связь между измеряемым свойством и влажностью почвы должна быть откалибрована и может варьироваться в зависимости от факторов окружающей среды, таких как тип почвы , температура или электрическая проводимость . Отраженное микроволновое излучение зависит от влажности почвы и используется для дистанционного зондирования в гидрологии и сельском хозяйстве. Переносные зондовые инструменты могут использоваться фермерами или садоводами.
Датчики влажности почвы обычно относятся к датчикам, которые оценивают объемное содержание воды. Другой класс датчиков измеряет другое свойство влажности почвы, называемое водным потенциалом ; Эти датчики обычно называют датчиками потенциала почвенной влаги и включают тензиометры и гипсовые блоки.
Технология [ править ]
Технологии, обычно используемые для косвенного измерения объемного содержания воды (влажности почвы), включают:
- Рефлектометрия в частотной области (FDR) : диэлектрическая проницаемость определенного элемента объема вокруг датчика определяется путем измерения рабочей частоты колебательного контура.
- Передача во временной области (TDT) и рефлектометрия во временной области (TDR) : диэлектрическая проницаемость определенного элемента объема вокруг датчика получается путем измерения скорости распространения по подземной линии передачи; [2] (см. Также: датчик влажности TDR )
- Нейтронные датчики влажности : замедляющие свойства воды для нейтронов используются для оценки содержания влаги в почве между источником и детекторным зондом.
- Удельное сопротивление почвы : измерение того, насколько сильно почва сопротивляется потоку электричества между двумя электродами, можно использовать для определения содержания влаги в почве.
- Гальванический элемент : количество присутствующей воды можно определить на основе напряжения, которое производит почва, потому что вода действует как электролит и производит электричество. В основе этой концепции лежит гальванический элемент. [3]
Заявление [ править ]
Сельское хозяйство [ править ]
Измерение влажности почвы важно для сельскохозяйственных приложений, чтобы помочь фермерам более эффективно управлять своими ирригационными системами . Зная точные условия влажности почвы на своих полях, фермеры не только могут использовать меньше воды для выращивания сельскохозяйственных культур, они также могут повысить урожайность и качество урожая за счет улучшения управления влажностью почвы на критических стадиях роста растений. [ необходима цитата ]
Ландшафтное орошение [ править ]
В городских и пригородных районах, ландшафтах и жилых газонах датчики влажности почвы используются для взаимодействия с контроллером полива. Подключение датчика влажности почвы к простым часам полива превратит его в «умный» контроллер полива, который предотвращает циклы полива, когда почва уже влажная, например, после недавнего дождя. [4]
Поля для гольфа используют датчики влажности почвы для повышения эффективности их систем орошения, чтобы предотвратить чрезмерный полив и вымывание удобрений и других химикатов в землю. [ необходима цитата ]
Исследование [ править ]
Датчики влажности почвы используются во многих исследовательских приложениях, например, в сельскохозяйственной науке и садоводстве, включая планирование орошения, исследования климата или науки об окружающей среде, включая исследования переноса растворенных веществ, и в качестве вспомогательных датчиков для измерения дыхания почвы . [5]
Простые датчики для садоводов [ править ]
Доступны относительно дешевые и простые устройства, не требующие источника питания, чтобы проверить, достаточно ли влаги для роста растений. После введения зонда в почву примерно на 60 секунд счетчик показывает, является ли почва слишком сухой, влажной или влажной для растений. [ необходима цитата ]
См. Также [ править ]
- Гигрометр
- Лизиметр
Ссылки [ править ]
- ^ Арнольд, Джеймс Э. «Влага почвы» . НАСА . Проверено 15 июня 2015 года .
Влажность почвы сложно определить, это означает разные вещи в разных дисциплинах. Например, концепция влажности почвы у фермера отличается от концепции менеджера водных ресурсов или синоптика. Однако, как правило, влажность почвы - это вода, которая удерживается в промежутках между частицами почвы. Поверхностная влажность почвы - это вода, которая находится в верхних 10 см почвы, тогда как влажность почвы в корневой зоне - это вода, доступная для растений, которая, как обычно считается, находится в верхних 200 см почвы.
[ постоянная мертвая ссылка ] - ^ Blonquist, JM (апрель 2005). «Датчик передачи во временной области с характеристиками TDR» (PDF) . Журнал гидрологии . 314 : 235–245. DOI : 10.1016 / j.jhydrol.2005.04.005 . Дата обращения 31 января 2016 .
- ^ Gaikwad, Pramod. «Датчик гальванического типа для анализа влажности почвы». Аналитическая химия . 87 : 7439–7445. DOI : 10.1021 / acs.analchem.5b01653 .
- ^ Кевин Хэндрек. Хорошие сады с меньшим количеством воды , Csiro Publishing, 2008 ISBN 0643094709, страницы 79-81
- ^ Decagon Devices " Список рецензируемых публикаций с использованием датчиков влажности почвы Decagon ". Дата обращения: 20 июля 2015.
Внешние ссылки [ править ]
- Wessel-Bothe, Weihermüller (2020): Методы полевых измерений в почвоведении Новое практическое руководство по измерениям почвы объясняет принципы работы различных типов датчиков влажности (независимо от производителя), их точность, области применения и способы установки таких датчиков. а также тонкости полученных таким образом данных. Также касается других параметров почвы, связанных с урожаем.
- The Soil Water Compendium (объяснение датчиков содержания влаги в почве)
- Мониторинг орошения с помощью датчиков почвенной воды
- Практический обзор влажности почвы в 2010 г.
- When2Water Sensors Учебные пособия по использованию датчиков и тензиометров при планировании полива
