并非所有土壤離子傳感器方法都是一樣的。TDR、FDR、電容、電阻、溶液、熒光：今天的互聯(lián)網(wǎng)搜索提供了數(shù)千種測量土壤離子的選項(xiàng)，從使用刻度盤指示離子的傳感器到使用簡單微處理器進(jìn)行電子監(jiān)控的傳感器。當(dāng)您只想找出哪個傳感器提供、穩(wěn)健、準(zhǔn)確和可發(fā)布的數(shù)據(jù)時，市場上的傳感器數(shù)量之多令人困惑和沮喪。
多年來，欣仰邦 的研發(fā)人員花費(fèi)了數(shù)千小時來安裝土壤離子傳感器并監(jiān)測、解釋和發(fā)布來自現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)。隨著時間的推移，我們學(xué)到了很多關(guān)于如何獲得高質(zhì)量土壤離子分?jǐn)?shù)據(jù)的知識。在本文中，我們將與您分享這些專業(yè)知識。以下是常用土壤傳感方法的比較、每種方法的科學(xué)測量理論、優(yōu)缺點(diǎn)以及哪些技術(shù)可能適用于不同類型的實(shí)地研究。還了解為什么現(xiàn)代土壤離子傳感不僅僅是傳感器。
在互聯(lián)網(wǎng)上搜索土壤傳感器的一個困難是術(shù)語“土壤離子傳感器”不夠具體。土壤中的離子分可以指兩種不同的東西：含離子量（土壤中離子的數(shù)量或百分比）或離子勢（土壤中離子的能量狀態(tài)）。一個是廣泛變量，另一個是密集變量。使用術(shù)語“土壤離子傳感器”進(jìn)行搜索將找到兩種類型的傳感器。
含離子量是指土壤中按重量或體積計(jì)算的離子量。下圖1左側(cè)說明了如何按體積計(jì)算土壤含離子量（體積含離子量）。所有原位測量都是基于體積的測量。
圖 1.按體積計(jì)的土壤含離子量
圖 1 的右側(cè)是可能在土壤中的土壤礦物質(zhì)、離子和空氣的數(shù)量（百分比）方面的圖形表示。如果您有興趣測量土壤離子分的百分比，請使用更具體的搜索詞，例如“土壤離子分含量傳感器”或“體積離子分含量傳感器”。
含離子量有時與離子勢混淆
離子勢不同于含離子量。它是指土壤中離子的能量狀態(tài)。通常，這取決于離子分子在土壤顆粒上的表面附著力。
圖2。離子分子的粘性將其吸引到土壤顆粒表面。每單位體積土壤的表面積越大，其能量狀態(tài)或離子勢就越低。
圖 2 說明了土壤顆粒周圍的離子邊界層（藍(lán)色）。隨著土壤離子分的減少，該邊界層變得更薄。發(fā)生這種情況時，剩余的離子分子與土壤顆粒的表面結(jié)合得更緊密。這種結(jié)合降低了離子的勢能，使其更難以用于植物或運(yùn)動。如果您想測量或預(yù)測植物離子分可用性或土壤離子分運(yùn)動，請使用術(shù)語“離子勢傳感器”或“基質(zhì)勢傳感器”。
TDR、FDR、電容、電阻方法——比較
可以使用基于采樣的技術(shù)在田地、集離子區(qū)或大陸范圍內(nèi)測量土壤含離子量。它還可以使用向下涌流的中子在大面積上進(jìn)行測量。
所有這些技術(shù)都非常有用，但在本文中，我們將比較在地塊、處理或田地中的單個位置進(jìn)行測量的原位技術(shù)。其中包括四種基本方法：
反應(yīng)
介電常數(shù)（TDR、FDR、電容）
導(dǎo)熱系數(shù)
熱化中子
到目前為止，這些傳感技術(shù)中見的是電阻和電介質(zhì)（TDR 傳感器、FDR 傳感器、電容傳感器），這些將是我們比較的重點(diǎn)。
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