Влагомер почвы- как далеко ушла технология?

Влажность почвы- это содержание воды в почве. Она может быть выражена в терминах объема или веса.

Влажность- одна из основных характеристик, обеспечивающих плодородие. Вода является средой для роста и размножения микроорганизмов, в ней растворяются все питательные элементы. При низкой влажности они становятся недоступными для растений. Высокая влажность затрудняет доступ кислорода в грунт, способствует развитию гнилостных бактерий и грибков, может привести к гибели корней. Для каждого вида растений существует своя оптимальная влажность – одни могут расти на болотах, другие в условиях пустыни.

Нас интересует измерение влажности почвы влагомерами.

Влажность почвы можно определить, как отношение массы воды к массе сухой почвы, а можно как отношение объема воды к объему сухой почвы.

То есть, влажность бывает весовая (массовая) и объемная.

Нас интересует объемная влажность почвы. Почему? Да, потому, что влагомеры почвы основных мировых производителей работает по принципу определения объемной влажности.

Объёмная влажность (W) — объёмное относительное содержание воды в почве, численно равное отношению объёма воды в почве (Wv) к объёму всей почвы (Vs): W = Wv/Vs)100. Выражается в процентах (%) или относительных долях единицы (д. ед.).

Измерение влажности почвы необходимо для понимания водных ресурсов и управления ими, ведения сельского хозяйства, сохранения окружающей среды, исследований климата и роста растений. Для определения содержания влаги в почве были разработаны различные научные методы, каждый из которых имеет свои преимущества и ограничения.

Эталонной стандартной процедурой для измерения влажности почвы является гравиметрический метод. Этот подход включает взвешивание образцов почвы до и после сушки в печи. Хотя этот метод обеспечивает высокую точность, он отнимает много времени, трудоемок и требует отправки образцов в лабораторию. Поэтому он не подходит для мгновенных точечных измерений или непрерывного мониторинга.

Другие способы, с помощью которых можно измерить или сделать вывод об уровне влажности почвы, включают нейтронный зонд, рефлектометрию, инфракрасное излучение и микроволновое излучение.

За последние 30 лет разработан и усовершенствован метод измерения влажности почвы, основанный на диэлектрических свойствах материалов, который обеспечивает уровни точности, близкие к эталонному гравиметрическому методу, но при гораздо меньших затратах и значительно улучшенной скорости и удобстве.

Диэлектрическая проницаемость - это мера реакции материала на поляризацию в электромагнитном поле. Молекулы воды обладают более высокой диэлектрической проницаемостью, чем минералы почвы и воздух, и чем выше содержание влаги в почве, тем больше диэлектрическая проницаемость и емкость.

При установке в почву датчика, влагомер электронным способом обрабатывают изменения емкости и преобразуют их в значимые показатели влажности, например, %VWC (процентное содержание воды по объему). Эти показания могут быть отображены на устройстве мгновенного считывания или переданы в систему сбора данных для дальнейшего анализа.

Этот неразрушающий метод обеспечивает непрерывный мониторинг в режиме реального времени, что делает его идеальным как для мгновенных точечных измерений, так и для долговременной установки.

Большая часть опыта использования влагомеров почвы, заключается во внедрении эффективных методов динамической коррекции, которые позволяют получать точные показания влажности независимо от измеряемой температуры и солености почвы (оба фактора влияют на диэлектрическую проницаемость почвы).

Преимущества емкостных датчиков измерения влажности почвы.

Высокая точность и прецизионность.

Одним из основных преимуществ емкостного подхода является его превосходная точность и скорость отклика. Влагомеры почвы способны проводить измерения с высоким разрешением, обнаруживая даже незначительные изменения содержания влаги в почве.

Такой уровень чувствительности и оперативности реагирования дает исследователям доступ к высокодетализированным данным и позволяет производителям в режиме реального времени принимать обоснованные решения относительно планирования орошения, что приводит к более эффективному использованию воды / фертигации и снижению потерь воды.

Минимальное нарушение почвенного покрова

Традиционные методы измерения влажности почвы часто включают отбор проб, что приводит к нарушению почвенного покрова и потенциальным изменениям уровня влажности. Однако емкостной подход требует минимального разрушения грунта, поскольку компактные датчики, не требующие технического обслуживания, могут быть закопаны на желаемую глубину и оставлены на месте для непрерывного мониторинга.

Эта неразрушающая характеристика делает влагомеры почвы пригодными для долгосрочных исследований окружающей среды.

Возможности глубинного профилирования.

Емкостные датчики могут быть установлены на нескольких глубинах в пределах профиля почвы, предоставляя бесценную информацию о распределении влаги по всей корневой зоне.

Такая возможность профилирования глубины позволяет исследователям и производителям определять оптимальную глубину для развития корней и обеспечивать эффективное использование воды сельскохозяйственными культурами. В результате стратегии орошения могут быть скорректированы с учетом конкретных потребностей растений во влаге на различных стадиях роста.

Мониторинг и регистрация данных в режиме реального времени.

Емкостные датчики могут быть подключены к регистраторам данных и беспроводным/облачным системам, которые позволяют осуществлять удаленный мониторинг уровня влажности почвы в режиме реального времени и комплексное управление данными.

Этот поток данных в реальном времени позволяет быстро реагировать на изменяющиеся условия окружающей среды, такие как выпадение осадков, которые могут оказать значительное воздействие на влажность почвы. Пользователи могут получать доступ к этой информации удаленно (с помощью оповещений, виджетов или графиков) и принимать оперативные управленческие решения на основе полученных данных.

Приспособляемость к различным типам почв.

В отличие от некоторых традиционных методов измерения влажности почвы, которые могут быть ограничены конкретными типами почв, емкостной подход демонстрирует впечатляющую адаптивность.

Влагомеры почвы могут быть откалиброваны с учетом изменений почвы, обеспечивая точные показания в широком диапазоне текстур и составов почвы. Такая универсальность особенно полезна для сельскохозяйственных практик / исследований, которые предполагают использование нескольких типов почв и питательных сред.

Используя принципы электрической емкости, влагомеры почвы являются точным и эффективным средством измерения влажности почвы. Их способность предоставлять надежные данные в режиме реального времени позволяет пользователям оптимизировать использование воды, повышать урожайность сельскохозяйственных культур и вносить вклад в устойчивые методы управления земельными ресурсами.

Хотелось бы узнать Ваше мнение, какие влагомеры почвы наиболее отвечают Вашим требованиям.

Мы готовы консультировать Вас и ответим на самые сложные вопросы по обсуждаемой теме. Спасибо