多参数土壤水份温度速测仪

水分是天然土壤的一个重要组成部分，它不仅影响到土壤的物理性质，制约着土壤中养分的溶解、转移和微生物的活动，而且是构成土壤肥力的一个重要因素，更是一切植物赖以生存的基本条件。因此测定土壤含水量，对实施精准农业，节水灌溉，提高农业生产效率有重要的意义。目前测定土壤水分的方法归纳起来有两大类，一类是变动位置取样测定(如烘干称重法等)，另一类是原位取样测定(如中子法、γ射线法、时域反射仪法、频域发射仪法、传感器法等)。不同的方法各有优缺点，烘干称重法原理简单，精度高，但其操作烦琐，又不能在田间实时连续监测。中子法和γ射线法虽可在室外快速准确监测，但是存在放射性物质危害人体健康。时域反射仪法和频域发射仪法价格比较昂贵，而传感器法安全可靠、测定土壤水分快速直读，具有不必采土样，不破坏土壤结构，可连续监测并输出电信号，十分适合于监测田间土壤水分动态分布和变化情况，便于长期的观测和积累田间水势资料等，因此被广泛应用在田间监测土壤水分上。土壤水分速测仪就是运用土壤水分传感器将土壤含水量的大小θ(%)转换为土壤水吸力的大小并作用于压阻传感器，压阻传感器将土壤水吸力转换为差动电压信号输出给双端输入单端输出差动放大器。此处采用差动放大器是由于其具有较好的抑制零漂和抗干扰的作用，同时可将双端输入信号转换为单端输出信号。由于差动放大器的输出与输入是反相的，故将此输出的信号再送给反相放大器，在放大信号的同时将输出再次反相，从而转变为与压阻传感器的输出同相的电压信号。为了根据需要调节反相放大器的放大倍数，在其反馈回路上串接一电位器，同时对信号进行调零和校正。最后将电路输出的信号送给电压表，显示最终的输出电压值，根据测试数据标定情况制做一土壤含水量表头，由此可直接读出土壤含水量的数值。从测量结果可看出，用土壤水分速测仪与烘干称重法测量值的差值率均在5%以内，说明土壤水分速测仪测量准确度是比较高的。特别是利用土壤水分速测仪测量土壤含水量速度快(测量一次仅需几秒钟)，数值显示，非常直观，使用简单，体积小便于携带，可随时测量含水量的情况，很适合在田间、温室大棚、草坪等场合使用。由于压阻传感器是由半导体材料制做的，在测量精度要求比较高的场合，温度的影响是必须要考虑的。实验表明压阻传感器表现为负温度特性，当温度升高时压阻系数变小，当温度降低时压阻系数变大。为了减小温度的影响，一方面要尽可能采用恒流源供电，另一方面是采用正温度系数的材料作温度补偿电路并使其与压阻传感器尽量贴近，可达到较好的补偿效果。

随着农业现代化的发展，土壤健康监测在保障农作物产量和质量方面变得越来越重要。传统的土壤检测方法通常耗时长、成本高，难以满足现代农业对快速、准确监测的需求。土壤多参数速测仪应运而生，成为提升土壤健康监测的有力工具。 　　土壤多参数速测仪集成了多种传感器和检测技术，可以同时测量土壤的多个物理和化学指标，如pH值、含水量、电导率、温度、氮磷钾等养分含量。这些参数能够提供土壤的综合信息，帮助农民快速判断土壤的健康状况。 　　多参数速测仪通常采用电化学传感器、光学传感器和电阻抗传感器等先进技术。电化学传感器可以快速测量土壤中的养分浓度，而光学传感器则利用光谱技术分析土壤成分。电阻抗传感器通过测量土壤的电导率来判断其水分和盐分含量。 　　测得的参数通过内置微处理器进行实时分析，用户可以通过显示屏或者与智能设备连接，快速获取数据。这种便捷的数据处理能力，使得土壤检测更加高效。 土壤多参数速测仪具有多种功能，使其在土壤健康监测中表现突出： 　　1、实时监测：速测仪能够在现场快速测量多个参数，提高了土壤检测的效率。农民无需将样品送往实验室，可以即时获取结果，从而更快地做出决策。 　　2、数据记录与管理：许多现代速测仪具备数据记录和管理功能，用户可以将历史数据存储在设备中，便于后续分析和比较。这有助于农民了解土壤健康的变化趋势，并采取相应的管理措施。 　　3、便携性与易用性：相较于传统检测设备，土壤速测仪通常设计为轻便、易操作，适合在田间进行使用。这种便携性使得土壤检测不再受限于实验室环境，便利了农民的日常工作。 　　应用领域： 　　1、农业生产：在农业生产中，土壤速测仪可以帮助农民根据土壤状况调整施肥、灌溉和轮作策略，从而提高作物的产量和品质。同时，及时的土壤监测也有助于减少过量施肥，降低环境污染。 　　2、土壤修复：对于受污染或退化的土壤，速测仪能够快速评估其健康状况，指导土壤修复方案的制定。例如，测定重金属含量和有机物水平，可以帮助环境保护工作者采取适当的修复措施。 　　3、科研与教育：在科研领域，土壤速测仪也被广泛应用于土壤科学研究和教学实验。通过实时数据采集，研究人员可以深入了解土壤的物理和化学特性，推动土壤科学的发展。 　　土壤健康直接影响农业生产和生态环境的可持续性。通过使用土壤多参数速测仪，农民能够更科学地管理土壤，增强土壤的肥力和生态功能。这不仅有助于提高农作物产量，保障食品安全，还有助于实现资源的可持续利用，保护生态环境。

土壤温度对土壤水分状况的影响是多方面的。当土壤温度升高时，土壤水的粘滞度和表面张力下降，土壤水的渗透系数随之增加，土壤温度25℃时水的渗透系数为0℃的2倍。土壤水分的自由能与土壤温度密切相关。张一平等（1990）以陕西省红油土、垆土、黑垆土为供试土样，试验结果表明，土壤温度对土壤水势具有明显的影响，3种土壤皆呈现随温度升高土壤水吸力降低的特点。在测定的含水量范围内，温度与吸水力之间呈现极显著的负相关，相关系数（r）在- 0.990 6 ~ 0.999 0（n=5）。这是由于温度升高时，水的粘滞度和表面张力降低所致。在等吸力时，温度高者，含水量则较低。