選擇土壤濕度傳感器的技巧分享

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

監(jiān)測土壤濕度的重要性

植物通過供水進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導致葉片水勢的降低和氣孔阻力的增加。這最終將導致葉片擴散阻力增加，CO2擴散受阻，光合速率降低。從而降低葉肉細胞中的可萃取蔗糖濃度和篩管中的垂直流動速度。此外，同化材料從源葉到韌皮部的運輸也將減少。但是，過多的水不利于有機物的運輸。這主要是因為過多的水會導致土壤通氣不良，從而影響呼吸和其他代謝過程。

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

日常維護中會遇到哪些困難

成本高：人工檢查土壤濕度會增加人工成本和運營成本

數(shù)據(jù)不準確：人工檢測結果往往不準確，難以獲得整個豬場的實時數(shù)據(jù)

水浪費和對農(nóng)作物的損害：在沒有實時數(shù)據(jù)的情況下，作物往往有太多或太少的水。這不僅浪費了水，還對農(nóng)作物造成了損害。如果沒有整個農(nóng)場的土壤數(shù)據(jù)，也很難知道什么時候是種植的最佳時間

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，我們應該如何選擇土壤濕度傳感器？

目前主要有三種最流行的測量原理：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。傳感器將電容值轉換為電信號，并輸出百分比值以監(jiān)測濕度。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)測量使用，測量數(shù)據(jù)并不準確可靠。

TDR

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

在此過程中測量的值是介電常數(shù)，土壤的介電常數(shù)與土壤濕度之間存在對應關系。例如，隨著土壤中水分的增加，其介電常數(shù)也相應增加。

TDR具有很強的獨立性，其結果與土壤類型，密度和溫度無關。另一個重要點是TDR可以在冰凍下測量土壤濕度。TDR傳感器設計復雜，因此價格昂貴。

FDR

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

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測試原理相比，F(xiàn)DR幾乎具有TDR的所有優(yōu)點，F(xiàn)DR不僅比TDR便宜，而且測量時間更短，經(jīng)過特定土壤校準后的測量精度高，并且探頭的形狀不受限制，可以同時在多個深度進行測量，數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)更容易。

FDR具有簡單、安全、快速準確、測量時間長、量程廣、校準簡單等優(yōu)點。是一種值得推薦的土壤水分測量儀器。

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。它價格便宜，性能穩(wěn)定，可以遠程和長期監(jiān)測土壤。

傳感器將土壤數(shù)據(jù)無線上傳到網(wǎng)絡或移動應用程序，用戶可以通過手機遠程監(jiān)控土壤數(shù)據(jù)并導出歷史數(shù)據(jù)進行分析。

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

寫在最后

土壤濕度決定農(nóng)作物的水分供應狀況。土壤濕度過低，形成土壤干旱，作用光合作用不能正常進行，降低作物的產(chǎn)量和品質(zhì);嚴重缺水導致作物凋萎和死亡。土壤濕度過高，惡化土壤通氣性，影響土壤微生物的活動，使作物根系的呼吸、生長等生命活動受到阻礙，從而影響作物地上部分的正常生長，造成徒長、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

?