土壤墒情:土壤濕度的情況-中文百科頻道

存在形态

土壤水是植物吸收水分的主要來源（水培植物除外），另外植物也可以直接吸收少量落在葉片上的水分。土壤水的主要來源是降水和灌溉水，參與岩石圈-生物圈-大氣圈-水圈的水分大循環。

土壤水存在于土壤孔隙中，尤其是中小孔隙中，大孔隙常被空氣所占據。穿插于土壤孔隙中的植物根系從含水土壤孔隙中吸取水分，用于蒸騰。土壤中的水氣界面存在濕度梯度，溫度升高，梯度加大，因此水會變成水蒸汽蒸發逸出土表。蒸騰和蒸發的水加起來叫做蒸散，是土壤水進入大氣的兩條途徑。

表層的土壤水受到重力會向下滲漏，在地表有足夠水量補充的情況下，土壤水可以一直入滲到地下水位，繼而可能進入江、河、湖、海等地表水。

重要指标

土壤含水量有三個重要指标。一個是土壤飽和含水量，表明該土壤最多能含多少水，此時土壤水勢為0。

第二是田間持水量，是土壤飽和含水量減去重力水後土壤所能保持的水分。重力水基本上不能被植物吸收利用，此時土壤水勢為-0.3巴。

第三是萎蔫系數，是植物萎蔫時土壤仍能保持的水分。這部分水也不能被植物吸收利用，此時土壤水勢為-15巴。

田間持水量與萎蔫系數之間的水稱為土壤有效水是植物可以吸收利用的部分。當然，一般在田間持水量的60%時，即土壤水勢-1巴左右就采取措施進行灌溉。

土壤水勢可細分為重力勢、基模勢和溶質勢。

土壤水分重力勢以土壤水面與土表面相平時為0。水面高于土表面時為正值（此時也稱為壓力勢）。水面低于土表面時為負值。

土壤基模勢指土壤中礦質顆粒表面和有機質顆粒表面對水所産生的張力。它的值永遠是負值，即總是将土壤表面的水分向土體内吸進來。

土壤水分溶質勢與土壤溶液中所含溶質數量有關，溶質越多，溶質勢越小（即越負）。點水源入滲時，水沿濕度梯度從高水勢處向低水勢處流動，逐漸形成一個幹濕交界分明的橢球體形狀，稱為濕潤球，球面各處土壤水勢相等。該球面稱為入滲鋒，在水頭固定不變時，入滲鋒的前進速度随着時間的延長而減慢。

大部分植物養分都是溶于水後随水移動運輸到植物根系被吸收的。無論根系以質流、擴散、截獲哪種方式吸收植物養分都在土壤溶液中進行。

檢測系統

系統從2009年開始建立，全國土壤墒情監測系統的建立及推廣應用，為各級農業管理部門提供了理想的辦公平台。目前系統已經有各級用戶1000多個，接收數據300多萬條。

基于對用戶需求的全面調研和分析，2015年開始對系統進行全面改版，系統建設的目标有以下三個：

1、建立一個完善的國家級墒情監測網絡，對自動墒情監測站、移動墒情監測站、人工農田墒情監測站的墒情信息進行精确而全面的收集，實現墒情數據聯網，滿足不同級别用戶對墒情數據的記錄、存儲、統計、分析、下載。

2、結合國家和各個基層農技推廣部門的相關業務需求，實現各類墒情監測信息快速、連續的綜合分析及利用，并在特殊時期速測快報，實現管理信息化。

3、在墒情信息獲取基礎上，基于農學知識開發墒情專題圖發布、ET0發布、水平衡數據發布、灌溉決策指導等有針對性的應用服務。

該系統的建立有利于墒情信息資源的整合與共享，減少資源浪費，有利于促進我國土壤墒情監測工作的可持續發展。

電測原理

FDR(FrequencyDomainReflectometry)頻域反射是利用電磁脈沖原理、根據電磁波在介質中傳播頻率來測量土壤的表觀介電常數(ε),從而得到土壤容積含水量(θv)。介紹了FDR系統的測量原理、系統安裝、測量方法及其在土壤水分連續動态監測中的應用,并對實際測量結果進行了校正,可以作為FDR校正的參考。在半幹旱區皇甫川流域的應用實踐表明,FDR具有簡便安全、快速準确、定點連續、自動化、寬量程、少标定等優點,是一種值得推薦的土壤水分測定儀器。

TDR（TimeDomainReflector）時域反射是一種快速檢測土壤水分的常見原理，其原理是在一條不匹配的傳輸線上的波形會發生反射。傳輸線上任何一點的波形都是原有波形和反射波形的疊加。TDR原理的設備響應時間約10-20秒，适合移動測量和定點監測。測定結果受鹽度影響很小，TDR缺點是電路比較複雜，設備較昂貴。

FDR相比TDR測試原理，幾乎具有TDR的所有優點，探頭形狀非常靈活。比較誇張的甚至可以放在做成犁狀放在拖拉機後面運動中測量。FDR相對TDR需要更少的校正工作。多年以來，FDR原理的土壤水分儀精度上一直難以突破，成為FDR土壤水分儀發展的停滞。經過多年研究，終于突破了這一難點。研究出一款FDR原理的土壤水分儀,精度達到了3%。

監測站點

一、産品特色：

該儀器是符合《土壤墒情監測規範SL364-2006中華人民共和國水利行業标準》，根據土壤墒情監測規範要求設計，不僅可實時監測墒情的最主要參數——土壤水分，還可根據用戶需求監測土壤溫度等，配套的軟件可根據用戶需要靈活設定墒情參數的采樣周期和存儲周期、巡測和召測數據及分析數據等功能。系統進行不間斷監測，對土壤墒情的發生、發展及變化進行實時的監視和分析，為開展排澇抗旱工作提供信息依據。

土壤水分傳感器采用國際上最流行的現場測試土壤水分原理：頻域反射原理（FDR），該技術最早應用于美國，即傳感器發射一定頻率的電磁波，電磁波沿探針傳輸，到達底部後返回，檢測探頭輸出的電壓，由于土壤介電常數的變化通常取決于土壤的含水量，由輸出電壓和水分的關系則可計算出土壤的含水量。水分是決定土壤介電常數的主要因素。測量土壤的介電常數，能直接穩定地反應各種土壤的真實水分含量。土壤水分傳感器可測量土壤水分的體積百分比，與土壤本身的機理無關，此原理是目前國際上最流行的土壤水分傳感器測量方法。

二、應用範圍：

廣泛應用于農業、林業、地質等方面土壤溫度測量及研究。

三、産品特點:

01、本機體積小，軟件操作簡單，性能可靠，記錄間隔可根據要求從1分至24小時任意設置。

02、全程跟蹤記錄被測土壤中的溫度數據，記錄時間長，具有斷電數據自動存儲保護功能。

03、整機功耗小，整機功耗不大于2W。

04、軟件功能強大，數據查看方便，随時可以将記錄儀中的數據導出到計算機中，并可以存儲為EXCEL表格文件，生成數據曲線，以供其它分析軟件進一步進行數據處理。

05、單台記錄儀可以接入最多8路土壤溫濕度傳感器探頭，探頭可測量土壤中的溫度、濕度分布情況。

06、記錄儀可脫開計算機獨立工作，當需要查看當前環境數據時可通過通訊接口由計算機讀取記錄儀内的數據。

07、一台記錄儀，可以同時測量多個點的溫度及土壤濕度。

08、數據通訊接口：RS232和USB雙接口

09、具有看門狗電路，自動複位功能，保證系統穩定運行