只管监测土壤含水量的要领众多,,,,但在详细测定土壤水分时,,,,只是选择其中一种,,,,今天我们就先容几种常用的测定要领。。。。划分是烘干法、电阻法、中子散射法、时域反射法TDR、频域法FD。。。。
烘干法——丈量土壤水分界的flag
烘干法是测定土壤水分最经典的要领,,,,也是标准要领,,,,是权衡其他要领是否靠谱的标尺。。。。它需要从野外获得新鲜土样,,,,为了阻止土壤水分蒸发,,,,一拿到土样就得赶忙伺候到铝盒,,,,盖紧八百里加急送回实验室,,,,连忙称重。。。。
称重完毕后,,,,秒速放入105℃的烘箱,,,,这个时间土样要履历整整12小时丧心病狂赤条条的烧烤模式。。。。等烧烤模式竣事,,,,放入干燥器内冷却到室温,,,,然后马上称重。。。。其中烘干的标准为前后两次称重恒定稳固。。。。烘干后土样失去的水分即为土壤的水分含量。。。。
烘干法操作简朴、数据直观,,,,在丈量精度上具有其他要领不可相比的优势;;;;并且烘干法所有的操作者都有一个令人印象深刻的特点,,,,那就是快!能做2秒的实验员坚决不做5秒的。。。。
而烘干法最常被吐槽的就是费时艰辛操心,,,,操作时长凌驾12小时,,,,操作历程繁杂,,,,还需要干燥箱及电源,,,,中途多次需要人工看守,,,,神烦!
它最大的槽点并不是一连时间长,,,,而是无法实现对土壤水分的在线快速丈量;;;;在实时性方面,,,,无法抵达性能要求;;;;在浇灌自动控制方面,,,,不可知足快速丈量的要求;;;;以是烘干法一直使用自己的优点肩负丈量土壤水分界的flag;;;;也正由于它的弱点,,,,以是一直是flag。。。。(*与其他要领数据比照时,,,,需用环刀法或者乘以容重换算获得土壤体积含水量。。。。)
电阻法——古老的圈外人插足法
这次人类没有选择和土壤亲密接触,,,,而是使用了圈外人,,,,即电阻。。。。电阻法是一种较量古老的要领,,,,把嵌有电极的电阻块放到土壤中,,,,当电阻块中的水势与土壤水势平衡后,,,,丈量电阻块的电阻,,,,然后得出土壤水势。。。。所谓的电阻是由多孔渗水介质(如石膏、尼龙、玻璃纤维)制成,,,,使用它们的电阻巨细与含水量相关的特征丈量土壤水分。。。。
电阻法最令人欣慰的就是本钱低,,,,可以多次重复使用;;;;它差别于烘干法,,,,不破损土壤,,,,能留在田间一连自动,,,,实现在线实时丈量。。。。
不当的是电阻法有滞后作用,,,,丈量规模一样平常只能到100kPa,,,,干燥后电阻块易与土壤接触不良,,,,迅速度也很是低。。。。
适用规模太过狭窄,,,,任何与土壤水分转变无关的土壤电导转变(如施肥)都会被检测到,,,,效果就会泛起误差,,,,以是此要领只适合非盐碱土。。。。
而最遭人诟病的是需要标定,,,,由于电阻法很容易受土壤性子影响,,,,并且标定效果会随着时间爆发转变。。。。
中子散射法——此物危险!
中子法适合测定野外土壤水分。。。。它是将中子源埋入土壤中,,,,中子源一直发射快中子,,,,快中子进入土壤介质与种种原子离子相碰撞,,,,快中子损失能量,,,,从而使其慢化。。。。当快中子与氢原子碰撞时,,,,损失能量最大,,,,更易于慢化;;;;慢中子云密度与氢元素含量呈正比。。。。土壤中水分含量越高,,,,氢就越多,,,,使得慢中子云密度就越大,,,,从而可以由慢中子云密度获得响应的土壤水分含量。。。。
中子散射法丈量效果很是准确,,,,是烘干法之外的第二标准要领;;;;比烘干法先进的是它可以消除土壤水分田间不匀称的影响。。。。并且丈量简朴、容易,,,,快速。。。。套管永世安顿后不破损土壤,,,,能恒久定位测定,,,,可达根区土壤任何深度。。。。
只管它作用强盛,,,,但装备腾贵,,,,一次性投入大;;;;并且需要田间校准;;;;不得不提的是中子的发射源会对丈量职员的康健造成损害,,,,因此推广受到限制。。。。
别的,,,,用自动装置把中子管在套管中按划定的时间和距离上下移动,,,,中子仪即可用于短期实时丈量,,,,但恒久大面积动态监测仍险些不可能。。。。
时域反射法TDR——离完善只差一点点
TDR法是上世纪80年月生长起来的一种土壤水分测定要领。。。。它就像在旧社会中突起的钢铁战士,,,,立求建设新天下;;;;自力性强,,,,挣脱种种约束,,,,丈量效果不受土壤类型、密度、温度的影响。。。。并且自带杀手锏,,,,能在结冰状态下测定土壤水分,,,,这是其他要领都无法相比的。。。。
它彻底赢得了人类的芳心,,,,由于它能同时监测土壤水盐含量,,,,且前后两次丈量的效果险些没有差别,,,,TDR准确度可见一斑。。。。
它测定的土壤表层的含水量比中子仪所测定的精度要横跨太多,,,,全身贴满了倍受恋慕的标签,,,,快速、准确、清静、利便、无需标定、便于自动控制……然而光环背后必有槽点,,,,那就是贵!死贵!电路重大导致它的造价本钱高;;;;只管它可以实现在线一连监测,,,,但稳固性差。。。。
频域法FD—— 被偏幸的有恃无恐
当其他原理还在起劲修复自己的弱点,,,,FD法带着一股自满,,,,向众人宣告:我,,,,来了!
它有权自满,,,,FD相比TDR测试原理,,,,险些具备TDR的所有优点。。。。它使用电磁脉冲原理、凭证电磁波在介质中撒播频率来丈量土壤的表观介电常数,从而获得土壤容积含水量。。。。比TDR更高级的是,,,,它的探头形状很是无邪,,,,甚至可以做成犁状放在拖沓机后面在运动中丈量。。。。它的丈量效果最靠近烘干法的丈量效果。。。。
现在它是轻盈清静、快速准确、定点一连、自动化、宽量程、少标定的优质丈量要领,受人推许;;;;但要知道这样的成绩并不是一蹴而就的。。。。
多年以来,,,,FD原理的土壤水分仪在精度上一直难以突破,,,,成为它生长障碍的主要缘故原由。。。。但现在FD土壤水分仪的实验丈量精度已经抵达了2%,,,,这其中以东方生态自主研制的智墒为代表。。。。
解决了精度的问题,,,,FD法彻底所向披靡,,,,无需严酷校准,,,,操作简朴,,,,利便快捷,,,,更主要的是精度高,,,,稳固性好;;;;比起TDR钢铁战士的高冷,,,,FD法显得夷易近人,,,,无论从本钱上照旧从手艺的实现难度上都比TDR低,,,,好用不贵成为它最突出的标签。。。。
掏出小本本总结:
烘干法虽然能较准确地获得土壤水分含量,但事情量大,耗时耗力,不可实现土壤水分一连监测。。。。受要领的制约,布设站点密度和监测频次不可能很高。。。。作为标准要领, 在现实应用中还需进一步增强手艺职员培训、严酷按规范流程举行操作。。。。
电阻法、中子散射法,由于受自身手艺的弱点限制,现在并没有作为大规模推广应用要领。。。。
TDR法和FD法是现在土壤水分自动监测最常用的两种手艺要领,手艺相对成熟、精度较高、便于携带。。。。不可阻止的它们都受土壤质地、容重、温度、土壤逍遥的影响;;;;土壤湿度过大时,,,,丈量效果会有误差。。。。
需要提醒的是这两种要领都是通过测定土壤介电常数间接丈量土壤体积含水量, 需要对土壤举行标定,建设有关数学公式。。。。这就要求响应的产品厂家要掌握其事情原理、标定要领,并凭证差别土壤结构和特征建设差别的数学公式。。。。
但从传感器性能、价钱等方面综合思量, 相关于TDR,FD法具有稳固、受盐分影响小、省电、电缆长度限制少,价钱较低等优点。。。。