《國家農業(yè)節水綱要(2012—2020年)》明確指出,水資源是基礎性的自然資源和重要的戰略資源。我國是一個(gè)水資源嚴重短缺的國家,但就農業(yè)是這一用水大戶(hù),其用水量約占經(jīng)濟社會(huì )用水總量的62%,部分地區高達90%以上,但其用水效率卻僅僅只有35%-45%,節水潛力很大。
農業(yè)節水離不開(kāi)合理的安排灌溉,而其前提在于準確地獲取土壤含水量的信息。土壤含水量的準確、實(shí)時(shí)檢測是現代農業(yè)面臨的重要課題,它既要求對土壤濕度的準確性、均勻性、波動(dòng)性進(jìn)行客觀(guān)的計量檢測,同時(shí)又有快速、方便、規范化等要求。于是,土壤水分測量?jì)x則應運而生。
土壤水分測量經(jīng)歷了一個(gè)漫長(cháng)的發(fā)展過(guò)程:第1階段:傳統的人工測量,不僅要耗費大量的人力、物力,而且時(shí)效性差;第2階段:各種機械式濕度記錄儀或巡檢儀,體積龐大、精確度低、響應時(shí)間長(cháng),且容易出現故障;第3階段:采用高分子濕敏電容器或濕敏電阻器作為濕度傳感器,雖然提高了測量的精度,但是測量電路復雜,給應用帶來(lái)了諸多不便;現階段,基于新的水分檢測原理研究和新型土壤水分傳感器設計的長(cháng)足進(jìn)展,并應用現代電子、計算機和通信技術(shù)研制了各種高性能的土壤水分檢測裝備如雨后春筍般出現。
新階段的土壤水分檢測儀可分為兩種:1.固定式墑情監測系統(如圖一)2.手持式土壤水分測量?jì)x。固定式墑情監測系統,具有精度高、功能齊全、監測面廣等優(yōu)勢,但其主要的不足在于從固定點(diǎn)采集的墑情信息不能良好地反映耕地的正常使用情況;而手持式土壤水分測量?jì)x則克服了這一缺點(diǎn),且性?xún)r(jià)比高,方便農技、科研人員使用和推廣,具有廣泛的市場(chǎng)需求和廣闊的應用前景。

圖一、固定式土壤墑情檢測儀
環(huán)凱SMT-100土壤墑情速測儀正是應用新的水分檢測原理和新型土壤水分傳感器的手持式土壤水分測定儀。其符合《土壤墑情監測規范SL364-2006中華人民共和國水利行業(yè)標準》,采用國際認可的現場(chǎng)測試土壤水分原理:頻域反射原理(FDR),即傳感器發(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,由于土壤介電常數的變化通常取決于土壤的含水量,由傳感器輸出電壓和水分的曲線(xiàn)模型關(guān)系自動(dòng)快速計算出土壤的含水量數值。水分是決定土壤介電常數的主要因素。測量土壤的介電常數,能直接穩定地反應各種土壤的真實(shí)水分含量。土壤水分傳感器可測量土壤水分的體積百分比,與土壤本身的機理無(wú)關(guān),此原理是目前國際上最流行的土壤水分傳感器測量方法。

圖二、環(huán)凱牌手持式土壤墑情速測儀
環(huán)凱SMT-100土壤墑情速測儀(Soil Moisture Tester)可滿(mǎn)足農業(yè)、林業(yè)、環(huán)境保護、水利、氣象等部門(mén)對土壤監測、節水灌溉、溫室控制、精準農業(yè)的科研、生產(chǎn)、教學(xué)等相關(guān)工作需求。
環(huán)凱SMT-100土壤墑情速測儀功能特點(diǎn):
1)小巧美觀(guān)便于攜帶 ,輕觸式按鍵,大屏幕點(diǎn)陣式液晶顯示,全中文菜單操作。
2)可按需要自行設定測量組合參數,傳感器的采樣時(shí)間隔單獨設定,自動(dòng)記錄并保存。
3)具有自動(dòng)休眠功能,儀器未進(jìn)行操作可進(jìn)入休眠狀態(tài),省電。
4)具有自動(dòng)斷電后已經(jīng)保存在主機中的數據不會(huì )丟失。
5)可連接電腦進(jìn)行數據的上傳,處理備份。計算機軟件具有強大的數據處理功能(統計,分析,顯示,查詢(xún)),可把采集數據形成曲線(xiàn),直觀(guān)顯示,也可以對采集數據存儲EXCEL電子表格文件,方便用戶(hù)保存和處理數據,軟件永久免費升級。
主機參數:
土壤水分傳感器參數
測量范圍:0~60%(精度±2%,分辨率0.1%)
60%~100%(精度±3%)
測量區域:90%的影響在圍繞中央探針的直徑4cm、長(cháng)為7cm的圓柱體內
測量原理:FDR頻域反射
探針材料:不銹鋼
外殼材質(zhì):ABS
線(xiàn)纜長(cháng)度:2米
土壤溫度傳感器參數
測量范圍:-10~85℃(精度±0.3℃,分辨率0.1℃)
測量位置:探針距離頂端1厘米處
外殼材質(zhì):不銹鋼
線(xiàn)纜長(cháng)度:2米
撰稿人:數字化儀器廠(chǎng) 賴(lài)東明