水分是我们每天都要用到的东西,做饭、洗衣、打扫房屋等都是要用到水分的,我国人口众多,每天用掉的水更是一个庞大的数量。然而不仅我们人类生活要水,农业生产也是要用到大量的水资源。因此节水、用水已经是我们每个人的责任。尤其是在种植的时候,合理灌溉更是节水的一种方式。想要达到这个目标,首先要掌握土壤的水分变化,土壤水分测定仪是专业检测土壤水分的仪器,有了它提供的数据就能在植物少水的时候浇水,避免水分的浪费。
土壤水分测定仪能够快速的测量出土壤中的水分情况,从而可以确定灌溉的用水,严格意义上,土壤含水量应称为土壤含水率,因其所指的是相对于土壤一定质量或容积中的水量分数或百分比,而不是土壤所含的绝对水量。土壤含水量的多少,直接影响土壤的固,液,气三相比,以及土壤的适耕性和作物的生长发育。
水分对所有生命来说都是非常重要的,但是我国淡水资源短缺,部分地区都开始呈现半干旱状态,因此根据植物的需水特性和土壤不同土层的水含量来进行节水灌溉的重要性就显得尤为重要。土壤剖面水分测定仪可以直接测量出来不同土层土壤的水分分布状况,然后农户就可以根据这些数据合理对农作物灌溉,不仅可以减少水资源的浪费,而且还减少了农户的农业投入,用最少的资金创造出最大的价值。该仪器用于农业节水灌溉是非常有利的设备。
很多农户在种植农作物的时候,都人为水分越多植物生长的就会越好,科学表明并不是水分越多,农作物就会生长的更好,有时候水分过多还会让植物根失去作用,影响植物健康生长,而是说适宜的水分才是农作物生长的关键,利用土壤水分测定仪能确定土壤中的水分含量,了解的土壤水含量和植物生长的需水,我们就能更好的为植物生长做出保障,这样不仅可以节约大量的水分,而且对植物的生长也非常有帮助。
用途
土壤水是植物吸收水分的主要来源(水培植物除外),土壤水分含量的状态和变化,是植物的生长状况好坏的主要决定因素,由此影响到人类的食品安全和生态环境。因而,地球上的土壤和水是人类乃至所有生命生存的基础,通过土壤水分传感器测量土壤中的含水量,目前广为人知的主要有以下用途
原理
目前,国内外有很多种土壤水分测定方法,进而有不同的土壤水分传感器。比如:时域反射法(TDR),石膏法,红外遥感法,频域反射法/频域法(FDR/FD法),滴定法,电容法,电阻法,微波法,中子法,Karl Fischer法,γ射线法和核磁共振法等。
TDR(TimeDomainReflectometry)法水分传感器
TDR法是上世纪80年代发展起来的一种土壤水分测定方法,中文为时域反射仪。这种方法在国外应用相当普遍,国内才刚开始引进,各部门都相当重视。TDR是一个类似于雷达系统的系统,有较强的独立性,其结果与土壤类型、密度、温度基本无关。而且还有很重要的一点就是,TDR能在结冰下测定土壤水分,这是其他方法无法比拟的。另外,TDR能同时监测土壤水盐含量,且前后两次测量的结果几乎没有差别。这种测定方法的度可见一斑。
FDR和FD法水分传感器
因为TDR法设备昂贵,在80年代后期,许多公司(如AquaSPY, Sentek. Delta-T, Decagon)开始用比TDR更为简单的方法来测量土壤的介电常数,FDR和FD法不仅比TDR便宜,而且测量时间更短,在经过特定的土壤校准之后,测量精度高,而且探头的形状不受限制,可以多深度同时测量,数据采集实现较容易。
应用问题
相对于落后的生产应用现实,科学研究中的土壤水分研究可谓历史悠久,而且主要的检测技术往往是由科学家们从研究角度发明的。他们一直以提高精度为主要目标,执着地关注土壤微观特性对含水量的影响。然而现实生活中对土壤含水量的要求却是大相径庭:
安装方便,操作简单,便于现场部署
在安装和校准仪器设备方面,科学研究所需要的精度和操作规程在实际生产操作过程中是无法保证的,导致相关设备应用到生产上无法保证得到可用可靠的数据。提供简单方便免现场校准设备是这类现场安装设备必须具备的特点。
土壤水分测量仪又名:土壤墒情测定仪、土壤水分测量仪、土壤水分仪、土壤水分测定仪、快速土壤水分仪、土壤水分速测仪。仪器发射一定频率的电磁波,电磁波沿探针传输,到达底部后返回,检测探头输出的电压,由于土壤介电常数的变化取决于土壤的含水量,由输出电压和水分的关系则可计算出土壤的含水量。测定方法具体如下:
方法一:烘干法也叫失重法
是测量土壤水分的是较为普遍的方法,通常将从野外取来的原状土柱中称出已知重量的潮湿土壤样品,放在温度105℃的烘箱中烘干后再称重。加热而失去的水分代表潮湿样品中的土壤水分。
方法二:卤素快速水分测定法
主要应用了国际烘箱干燥法原理,测定结果与烘箱法水分测定具有良好的一致性,工作效率却远远高于烘箱法水分测定。
方法三:电阻法
主要是利用某些多孔性物质如石膏、尼龙、玻璃纤维等的电阻和它们的含水量有关系这一事实而采用的一种方法。当这些嵌有电极的块状组件放置在潮湿的土壤中时,它们吸收土壤水分一直达到平衡状态。块状组件的电阻由它们的含水量决定的,并依次由附近土壤水分张力或的吸力所决定。电阻读数和土壤水分百分数之间的关系可以用标定方法(calibration)来确定。这些块状组件在一段时间内用来测定田间选定位置的含水量。在1~15大气压吸力范围内它们给出相当准确的水分读数。
方法四:中子散射
主要是测定野外土壤水分的独特方法。中子水分计的有效性是基于这一原则,即氢在急剧减低快中子的速度并把它们散射开的能力方面是比较独特的。这一方法对于有机质土壤有明显的限制,因为有机质中许多化合氢是以水以外的其他形式存在。此外它不适宜测定表层0-15厘米的土壤水含量。
方法五:TDR法
TDR也叫反射仪。TDR测定方法是首先发现可用于土壤容积含水量的测定,继而又发现其可用于土壤含盐量的测定。TDR具有较强的独立性,测定结果几乎与土壤类型、密度、温度等无关。将TDR技术应用于结冰条件下土壤水分状况的测定,可得到满意的结果,而其它测定方法则是比较困难的。TDR可同时监测土壤水盐含量,在同一地点同时测定,测定结果具有一致性,二者测定是完全独立的,互不影响。