你了解你所購(gòu)買的土壤水分傳感器嗎！干貨

圈里頭做農(nóng)業(yè)信息化系統(tǒng)集成的朋友對(duì)土壤水分傳感器應(yīng)該一點(diǎn)不陌生！
是的，你所有的項(xiàng)目只要涉及到農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，不管是設(shè)施農(nóng)業(yè)，還是大田節(jié)水灌溉、土壤墑情、水利行業(yè)等項(xiàng)目都需要使用到土壤水分傳感器，對(duì)土壤的關(guān)注尤其是土壤中水分含量的關(guān)注就如同我們?nèi)祟悓?duì)空氣的關(guān)注般重要，因?yàn)槟鞘俏覀兩娴谋匾獥l件，對(duì)植物而言，土壤亦如此！

筆者不是搞農(nóng)業(yè)植?；蛲寥缹W(xué)科研的專家，太深的理論不會(huì)涉及，僅僅是站在應(yīng)用層面，分享一下自己所遇到過(guò)的客戶的普遍性問(wèn)題，做出自己的解答，若有不同意見之初，請(qǐng)批評(píng)指正！

1、土壤水分傳感器出現(xiàn)的時(shí)代背景。
大概在二十一世紀(jì)初期，國(guó)內(nèi)開始出現(xiàn)植物生理、氣象學(xué)、土壤學(xué)相關(guān)進(jìn)口儀器在中國(guó)國(guó)內(nèi)的代理公司，比如：北京渠道、北京基因、北京天諾基業(yè)等，以代理進(jìn)口儀器為主，主要的客戶群體是各類科研院校。當(dāng)時(shí)使用較為普遍的是美國(guó)基于TDR原理的土壤水分傳感器。同時(shí)，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的王一鳴老師研發(fā)出了基于駐波原理的土壤水分傳感器，當(dāng)時(shí)開始在國(guó)內(nèi)科研項(xiàng)目中小批量使用（這里推薦一本書：由水利部組織編寫，王老師擔(dān)任技術(shù)負(fù)責(zé)人發(fā)布的中國(guó)水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《土壤墑情監(jiān)測(cè)規(guī)范》）。之后包括農(nóng)業(yè)信息化研究中心、北京林業(yè)大學(xué)等機(jī)構(gòu)和科研院校的老師相繼研發(fā)出了基于FDR原理的土壤水分傳感器，在國(guó)內(nèi)開始大量推廣使用。邯鄲耘農(nóng)智慧的土壤水分傳感器、土壤溫濕度傳感器。
2、土壤水分傳感器的原理。
土壤水分的測(cè)量原理目前主要有駐波法、TDR時(shí)域反射法、FDR頻域反射法等，尤其以FDR頻域反射法較為精準(zhǔn)、且性價(jià)比高。其主要技術(shù)原理是通過(guò)采用高頻線測(cè)量土壤中水分的介電常數(shù)變化來(lái)達(dá)到測(cè)量土壤水分的目的。目前，大家在市面上看到的大多針式土壤水分傳感器大多采用此原理。從筆者經(jīng)驗(yàn)來(lái)見，以不銹鋼探針的數(shù)量來(lái)簡(jiǎn)單判斷精度（4針＞3針＞2針）。

3、土壤水分傳感器的檢測(cè)機(jī)構(gòu)。
這個(gè)問(wèn)題很多客戶都提到過(guò)，從筆者經(jīng)驗(yàn)來(lái)講，大多客戶在探究數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度時(shí)不會(huì)去使用傳統(tǒng)的烘干法來(lái)確定土壤水分傳感器的精度，但如果對(duì)數(shù)據(jù)的一致性和精度要求較高，可參照國(guó)家水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)到水利部南京水文水利研究所對(duì)所采購(gòu)的土壤水分傳感器進(jìn)行檢測(cè)，出具合格報(bào)告。其它機(jī)構(gòu)可暫時(shí)忽略。

4、土壤水分傳感器測(cè)量的數(shù)值是相對(duì)含水量嗎？
先給出答案：不是。
目前，大家在市面上普遍采購(gòu)到的針式土壤水分傳感器，從外觀形狀及其描述原理分析，應(yīng)該都是土壤體積含水量，不是相對(duì)含水量?？蓪?duì)于專業(yè)的客戶（尤其是關(guān)注土壤墑情、科研、水肥領(lǐng)域的專家），大多關(guān)注的是土壤相對(duì)含水量。那如何通過(guò)測(cè)量土壤體積含水量，得到客戶想要的土壤相對(duì)含水量。使用邯鄲耘農(nóng)智慧的土壤水分傳感器數(shù)據(jù)精準(zhǔn)。
公式：土壤體積含水量=土壤重量含水量*土壤容重
      土壤相對(duì)含水量=土壤重量含水量/田間持水量
其中土壤容重和田間持水量的數(shù)值大小與土壤的結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量以及土壤利用狀況都有關(guān)，因此，需要在當(dāng)?shù)啬玫酵寥廊葜睾吞镩g持水量數(shù)據(jù)后，才能夠正確給出土壤相對(duì)含水量的數(shù)據(jù)。如果一個(gè)簡(jiǎn)單的針式土壤傳感器直接給出土壤相對(duì)含水量，可不必太相信。

5、在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目中使用土壤水分傳感器的作用。
肯定很大，比如對(duì)灌溉的影響，比如老家親戚問(wèn)你：如果來(lái)計(jì)算滴灌作物一畝地的大灌溉水量？比如如果我們要濕潤(rùn)40cm土壤深度的土壤植被，需要灌給多少水？這些很實(shí)際的問(wèn)題要解決都需要用到土壤含水量相關(guān)知識(shí)，生產(chǎn)中會(huì)依靠現(xiàn)代化的土壤水分監(jiān)測(cè)設(shè)備，通過(guò)監(jiān)測(cè)土壤水分狀況，進(jìn)行控制灌溉。當(dāng)然，這其中除了涉及到上述提到的土壤容重和田間持水量知識(shí)，如果對(duì)農(nóng)田灌水量進(jìn)行校正還會(huì)涉及到凋萎系數(shù)、蒸騰量等知識(shí)。但不論如何，首先要確保土壤水分傳感器的數(shù)據(jù)是正確數(shù)據(jù)。

一個(gè)小小的土壤水分傳感器，貨值不算高，但涉及的知識(shí)點(diǎn)很多，需要生產(chǎn)廠家對(duì)農(nóng)學(xué)、電子學(xué)、土壤學(xué)都具備相應(yīng)知識(shí)才能夠給出用戶正確的數(shù)據(jù)和建議。望各位多多批評(píng)指正，共同促進(jìn)國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)信息化儀器的進(jìn)步和發(fā)展。