Как измерить влажность почвы?

Измерение влажности почвы является важной задачей во многих областях, включая сельское хозяйство, науку об окружающей среде и гидрологию. Для удовлетворения различных потребностей были разработаны различные методы измерения, которые можно разделить на традиционные методы и современные методы на основе инструментов. Ниже приведено подробное введение: 

 Традиционные методы измерения влажности почвы 

1. Метод сушки в печи (гравиметрический метод)  

   - Принцип: Рассчитайте влажность, сравнив разницу веса почвы до и после высыхания.  

   - Процедура:  

     - Соберите репрезентативные образцы свежей почвы в полевых условиях.  

     - Измельчите образец почвы и поместите его в емкость с известным весом.  

     - Взвесьте емкость с почвой.  

     - Высушите образец почвы в печи при определенной температуре (обычно 105°C) до тех пор, пока он не достигнет постоянного веса.  

     - После охлаждения повторно взвесьте емкость.  

   - Формула: Содержание влаги в почве = (Влажный вес - Сухой вес) / Сухой вес × 100%  

   - Характеристики: Этот метод очень точный, но требует много времени и сложных процедур. 

2. Метод удельного веса  

   - Принцип: Измерение изменений удельного веса образца почвы при погружении в воду для расчета содержания влаги.  

   - Процедура: Погрузите образец почвы в воду, перемешайте и дайте ему отстояться. Запишите объем и вес вытесненной воды и рассчитайте сухой и мокрый вес образца почвы, чтобы определить содержание влаги.  

   - Характеристики: просты в исполнении, но могут зависеть от состава почвы и размера частиц.

 Современные инструментальные методы 

1. Датчик влажности почвы  

   - Принцип: используйте электромагнитные волны, емкость или аналогичные принципы для измерения диэлектрической проницаемости почвы, а затем оцените содержание влаги.  

   - Типы датчиков влажности почвы :  

     - Рефлектометрия во временной области (TDR): измеряет время, необходимое электромагнитным волнам для прохождения через почву.  

     - Рефлектометрия в частотной области (FDR): измеряет изменения частоты электромагнитных волн при их прохождении через почву.  

     - Емкостный измеритель влажности: измеряет изменения емкости почвы для оценки ее влажности.  

   - Характеристики: Эти методы являются неразрушающими и позволяют осуществлять мониторинг в режиме реального времени, но на них могут влиять тип почвы и ее засоленность.

2. Метод тензиометрии  

   - Принцип: Измеряет натяжение воды в почве для оценки содержания влаги. Когда керамический наконечник тензиометра вставляется в почву, свободная вода внутри трубки уравновешивается с почвенной водой, и результирующее натяжение измеряется для оценки влажности.  

   - Характеристики: Идеально подходит для мониторинга натяжения почвенной воды и динамических изменений влажности почвы.

3. Резистивный или емкостный метод  

   - Принцип: Влажность почвы влияет на ее электропроводность или диэлектрическую проницаемость.  

   - Применение: Датчики встраиваются в почву для измерения изменений сопротивления или емкости, которые используются для расчета содержания влаги.  

   - Характеристики: Простой и экономичный, но может зависеть от засоленности почвы и температуры. 

4. Микроволновое дистанционное зондирование  

   - Принцип: использует технологию инфракрасного или микроволнового дистанционного зондирования для измерения отражательной способности или излучения поверхности почвы, а затем использует математические модели для оценки содержания влаги в почве.  

   - Характеристики: Подходит для крупномасштабного мониторинга, но может зависеть от поверхностного покрова и неровности почвы. 

5. Ядерные методы (например, нейтронный зонд, гамма-метод)  

   - Принцип: использование радиоактивных изотопов для обнаружения атомов водорода в почвенной воде.  

   - Примечание: из соображений безопасности и охраны окружающей среды применение этих методов ограничено.  

   - Характеристики: Полезно для измерения влажности в более глубоких слоях почвы, но требует сложного оборудования и соблюдения мер безопасности.

 Соображения при выборе метода измерения 

При выборе метода измерения влажности почвы следует учитывать следующие факторы:

- Требования к точности: Определите необходимую точность на основе исследовательских или прикладных потребностей.  

- Тип почвы: Различные типы почвы могут влиять на применимость определенных методов измерения.  

- Стоимость: рассмотрите стоимость метода, оборудования и обслуживания.  

- Простота использования: выберите метод, который удобен для пользователя и требует минимальных навыков от оператора.  

- Необходимость постоянного мониторинга: выберите методы, обеспечивающие измерения в реальном времени или периодические, в зависимости от требований мониторинга. 

В заключение следует отметить, что каждый метод измерения влажности почвы имеет свои преимущества и недостатки. При выборе наиболее подходящего метода следует учитывать конкретные потребности, затраты и простоту использования. На практике метод сушки в печи часто используется в качестве эталона для калибровки других более быстрых методов измерения.

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