Как проверить влажность почвы?

Как проверить влажность почвы?

Существует несколько способов проверки влажности почвы, каждый из которых имеет свои особенности и сценарии применения. Ниже приведены несколько распространенных методов тестирования:

 1. Метод сушки

- Принцип: Путем сравнения массы почвы до и после высыхания определяется вес воды в почве.

- Шаги:

  1. Возьмите репрезентативный образец свежей почвы из земляного бура в поле. Измельчите около 20 г почвы из середины земляного бура на желаемой глубине и быстро поместите ее в большую алюминиевую коробку известной точной массы, плотно закройте ее и поместите в деревянный ящик или другой контейнер, чтобы занести обратно в помещение.

  2. Протрите внешнюю поверхность алюминиевой коробки и немедленно взвесьте ее.

  3. Взвесьте большую алюминиевую коробку, содержащую свежий образец почвы, на весах с точностью до 0,01 г. Снимите крышку и поместите коробку на весы.

  4. Снимите крышку, поместите ее под коробку и выпекайте в духовке, предварительно разогретой до 105±2°C. 5. Снимите, накройте и выпекайте.

  5. Достаньте, накройте, охладите до комнатной температуры в эксикаторе и снова взвесьте.

  6. Рассчитайте влажность почвы, т. е. отношение разницы между массой почвы, содержащей воду, и массой почвы, не содержащей воду, к массе сухой почвы.

- Преимущества: простота оборудования, невысокая стоимость, точность измерений.

- Недостатки: большой объем работы и нарушение структуры образца почвы, что существенно влияет на точность при высокой влажности.

 2. Химический метод

- Принцип: Определите содержание влаги в почве путем измерения химической реакции между почвенной влагой и другими веществами, например, методом карбида кальция, методом погружения и методом концентрированной серной кислоты.

- Преимущества: Простота эксплуатации и возможность проведения работ на месте.

- Недостатки: может привести к загрязнению или повреждению почвы, поэтому при практическом применении его следует выбирать тщательно.

 3. Электрометрия

- Принцип: Определить характеристики электрической реакции в почве для определения содержания воды в почве. Методы сопротивления, емкости, разности потенциалов и поляризации.

- Пример: Метод сопротивления заключается в закапывании двух электродов в почву и последующем измерении сопротивления между двумя электродами. В этом случае контактное сопротивление между электродами и почвой, вероятно, будет намного больше сопротивления почвы. Поэтому для решения этой проблемы формируется резистивный блок путем встраивания электродов в пористую водопроницаемую среду (гипс, нейлон, стекловолокно и т. д.).

- Преимущества: не нарушает почву и позволяет вести непрерывное наблюдение в фиксированном месте.

- Недостатки: высокая стоимость оборудования.

 4. Метод всасывания

- Принцип: Определение отрицательного давления в почве или адсорбция почвенной влаги субстанциями для определения содержания влаги в почве. Пример: Когда глиняная головка вставляется в почву.

- Пример: Когда глиняная головка вставлена в измеряемую почву, свободная вода в трубке через пористую глиняную стенку и почвенная вода контактируют после обмена водным потенциалом равновесия. В это время значение, считываемое с тензиометра, является значением всасывания почвенной воды (в глиняной головке), то есть значением матричного потенциала после игнорирования гравитационного потенциала. Содержание воды в почве затем может быть определено из соотношения между содержанием воды в почве и матричным потенциалом (характеристическая кривая почвенной воды).

- Преимущества: Подходит для специальных исследований или особых почвенных условий.

- Недостатки: сложность и дороговизна.

 5. Радиационный метод

- Принцип: Измерение изменений в почве с помощью гамма-лучей или нейтронных лучей для определения содержания воды в почве. Примеры: метод γ-излучения и нейтронный метод.

- Пример: Основной принцип метода γ-излучения заключается в том, что когда γ-лучи, испускаемые радиоактивными изотопами (в настоящее время обычно используются 137Cs и 241Am), проникают в почву, их ослабление увеличивается с увеличением влажного насыпного веса почвы.

- Преимущества: высокая точность, подходит для мониторинга больших территорий.

- Недостатки: требуется профессиональная эксплуатация и ограничения по радиационной безопасности.

 6. Метод дистанционного зондирования

- Принцип: Определение содержания влаги в почве путем измерения энергии излучаемых или отраженных электромагнитных волн с помощью дистанционного зондирования или других методов.

- Применение: Оптическое измерение - это бесконтактный метод измерения содержания воды в почве. Отражение, пропускание и поляризация света также связаны с содержанием воды в почве. С помощью измерения сначала определяется диэлектрическая проницаемость почвы, чтобы затем вывести содержание воды в почве.

- Преимущества: Подходит для широкомасштабного мониторинга, бесконтактный.

- Недостатки: сильная зависимость от погоды и рельефа местности.

 7. Рефлектометрия во временной области (TDR, Time Domain Reflectometry)

- Принцип: Измеряя разницу во времени T между падением и отражением электромагнитных волн на проводе, закопанном в почву, определяется диэлектрическая проницаемость почвы, а затем определяется содержание воды в почве.

- Процесс: электромагнитная волна вдоль немагнитной среды в линии передачи со скоростью передачи V = c / ε, и для известной длины линии передачи L, и V = L / t, поэтому мы можем получить ε = (ct / L)², где c - скорость распространения света в вакууме, ε - диэлектрическая проницаемость немагнитной среды, t - время передачи электромагнитной волны в проводе. И когда электромагнитная волна передается к концу провода, часть электромагнитной волны отражается обратно вдоль провода, так что образуется разница во времени T между падающим и отраженным.

- Преимущества: обеспечивает непрерывные, быстрые измерения и подходит для мониторинга в реальном времени.

- Недостатки: Более высокая стоимость оборудования.

 8. FDR (частотная рефлектометрия)

- Принцип: аналогичен TDR, но использует частотную характеристику для измерения, балансировки стоимости и точности.

- Преимущества: Относительная экономичность и простота эксплуатации.

- Недостатки: Точность может быть немного ниже, чем у TDR.

 9. датчик влажности почвы

- Типы: Различные типы, включая емкостные, микроволновые и т. д. Закапываются непосредственно в почву для контроля содержания влаги в режиме реального времени.

- Применение: Подходит для автоматизированных систем орошения сельскохозяйственных угодий, способных быстро реагировать и сокращающих ручное вмешательство.

- Преимущества: мониторинг в реальном времени, простота эксплуатации.

- Недостатки: требует правильной установки и регулярной калибровки.

 Другие методы

В дополнение к вышеперечисленным методам, существуют и другие методы, которые можно использовать для проверки содержания воды в почве, такие как метод удельного веса, метод термопары и метод теплопроводности. Эти методы имеют свои собственные характеристики и подходят для различных сценариев и условий.

 Меры предосторожности

В практическом применении следует выбирать подходящие методы тестирования в соответствии с конкретными потребностями и условиями. Между тем, чтобы обеспечить точность и надежность результатов тестирования, следует также отметить следующие моменты:

1. Отобрать репрезентативные образцы почвы для испытаний.

2. поддерживать точность и стабильность работы оборудования в процессе испытаний.

3. анализировать и обрабатывать результаты испытаний на научной основе, чтобы избежать влияния ошибок и мешающих факторов.

 Влияние влажности почвы на растения

Содержание влаги в почве оказывает существенное влияние на растения, особенно в следующих аспектах. 

 1. Влияние на рост и развитие растений

- Влага является основой физиологических процессов, таких как фотосинтез, транспирация и транспортировка питательных веществ в растениях.

- Умеренная влажность почвы может способствовать росту и развитию растений, благодаря чему растения поддерживают нормальное физиологическое состояние.

- При слишком высокой влажности почвы корневая система растений может быть повреждена из-за недостатка кислорода, что приведет к плохому развитию корней, что, в свою очередь, скажется на росте растений.

- Если содержание воды в почве слишком низкое, растения могут страдать от медленного роста, сухости и увядания листьев из-за недостатка воды, что в серьезных случаях может даже привести к гибели растения.

 2. Влияют на фотосинтез растений

- Фотосинтез является основным способом получения энергии растениями, а вода является важным участником фотосинтеза.

- Изменения содержания воды в почве повлияют на водный потенциал и устьичное сопротивление листьев растений, что, в свою очередь, скажется на поглощении CO2 и фотосинтезе в листьях.

- При умеренном содержании воды в почве листья растений остаются прямыми, а устьица открытыми, что способствует поступлению CO2 и фотосинтезу.

- Если содержание воды в почве слишком высокое или слишком низкое, водный потенциал листьев снижается, устьичное сопротивление увеличивается, диффузия CO2 блокируется, что приводит к снижению скорости фотосинтеза.

 3. Влияние на транспирацию растений

- Транспирация является одним из основных способов испарения воды у растений, а также важным средством регулирования температуры тела и поддержания водного баланса в организме.

- Изменение влажности почвы влияет на скорость транспирации растений.

- При умеренной влажности почвы транспирация растений происходит нормально, что способствует рассеиванию тепла и транспортировке питательных веществ в растении.

- Если содержание воды в почве слишком низкое, транспирация растений ослабевает, что может привести к повышению температуры в растении и затруднению транспортировки питательных веществ.

 4. Влияние на усвоение питательных веществ растениями

- Питательные вещества в почве обычно присутствуют в растворенном состоянии, и растения усваивают их через корневую систему.

- Изменения влажности почвы влияют на растворимость и скорость диффузии питательных веществ, что, в свою очередь, влияет на усвоение питательных веществ растениями.

- При умеренной влажности почвы растворимость питательных веществ умеренная, а скорость диффузии высокая, что благоприятствует усвоению питательных веществ растениями.

- Если содержание воды в почве слишком высокое или слишком низкое, растворимость питательных веществ может снизиться или скорость диффузии может замедлиться, что приведет к затруднению усвоения питательных веществ растениями.

 5. Влияние на устойчивость растений

- Умеренная влажность почвы повышает устойчивость растений, позволяя им лучше справляться с неблагоприятными условиями, такими как засуха и высокие температуры.

- При умеренной влажности почвы сохраняется водный баланс в растении, что способствует нормальной физиологической деятельности растения.

- Если содержание воды в почве слишком низкое, растения могут снизить свою устойчивость из-за недостатка воды и стать более уязвимыми к воздействию окружающей среды.

Подводя итог, можно сказать, что содержание воды в почве оказывает важное влияние на рост и развитие растений, фотосинтез, транспирацию, поглощение питательных веществ и устойчивость к стрессу. Поэтому в сельскохозяйственном производстве орошение должно осуществляться рационально в соответствии с потребностями роста растений и состоянием почвы, чтобы поддерживать соответствующее содержание воды в почве и обеспечивать хорошие экологические условия для роста растений.

Технический паспорт датчика влажности почвы:

1.Технические данные датчика температуры и влажности почвы NBL-S-THR

NBL-S-THR-Датчики-температуры-и-влажности-почвы-Руководство-по-эксплуатации-V4.0.pdf

2. Технический паспорт датчика температуры и влажности почвы NBL-S-TMC

NBL-S-TMC-Датчик-температуры-и-влагопроводимости-почвы.pdf

3.  Технический паспорт датчика температуры и влажности почвы NBL-S-TM

NBL-S-TM-Датчик-температуры-и-влажности-почвы-Руководство-по-эксплуатации-4.0.pdf

4. Интегрированный датчик температуры, влажности , проводимости и солености почвы NBL-S-TMCS 

NBL-S-TMCS-Датчик температуры, влажности, проводимости и солености почвы.pdf