土壤水分

土壤水是地球表层系统的重要组成和水文循环的核心，控制着基本的陆地生态系统格局与过程，是陆地生态系统健康运行的关键。水文过程对生态系统的影响主要是由土壤水分动态决定的，土壤水分动态通过对植被水分胁迫的发生、强度和历时的影响，决定着气孔导度、光
合作用和生态系统的净初级生产力，而且土壤水分含量影响着土壤微生物活动、植物Ｎ生产和Ｎ吸收，从而控制着Ｎ循环和植物Ｎ的可获得性。在气候一土壤一植被动态系统中，土壤水分动态受一系列水文、气候和生态过程影响，如降雨、林冠截留、地表人渗、深层渗漏和植被水分利用等。而在土壤一植被一大气连续体中，土壤水分是研究大尺度陆地表面过程与大气系统相互作用的重要组分，土壤水分通过对冠层导度的影响调节植被景观到陆地表层大气的水汽通量，对大气湿度和大气边界层有强烈的作用，终反馈于降水格局和水循环，同时受气候系统的影响，形成反馈环特别是植被与水、植被与气候、土壤水分与气候间的反馈关系为显著。

土壤的水分含量、耕作特性等对农作物的产量有很大的影响，所以在每年的春播、秋种时节要及时准确地获得土壤墒情，以便合理安排灌溉。土壤含水量是土壤墒情的重要指标，要求对土壤湿度的准确性、均匀性、波动性进行客观的计量检测，同时又快速、方便、规范化等。土壤水分测量经历了一个漫长的发展过程，传统的人工测量不仅要耗费大量的人力、物力，而且时效性较差，各种机械式湿度记录仪体积庞大、精度低、响应时间长，且容易出现故障采用高分子湿敏电容器作为湿度传感器，虽然提高了测量的精度，但是测量电路复杂，给应用带来了诸多不便。目前新的水分检测原理研究和新型土壤水分传感器设计取得了长足的进展，在此基础上应用现代电子、计算机和通信技术设计研制了各种高性能的土壤水分检测装备。尽管固定式墒情监测系统具有精度高、功能齐全、监测面广等优势，但其主要不足在于从固定点采集的墒情信息不能良好地反映耕地的正常使用状况。而手持式土壤水分测量仪则克服了这一缺点，且性价比高，方便农技、科研人员使用和推广，具有广泛的市场需求和广阔的应用前景。

土壤水分仪应用领域

生长介质，如位于箱体，花盆和生长袋中的泥炭基质，椰纤维,树皮基质等，矿物基质 (如岩棉)；适合室内绿化用；室外矿物土。例如：农业区域灌溉控制、葡萄种植和啤酒花栽培；开阔地蔬菜、芦笋、草莓和樱桃等水果；干旱胁迫实验等。

土壤水分仪产品描述

MST3000+手持水分速测仪适于土壤温湿度传感器SMT 100传感器快速精确读数。操作异常简单: 按一按键, 测量值立即显示在LCD显示屏上。自动关机功能避免无意识的电池耗电。MST 3000+可以用于所有土壤和基质的直接独立测量。但使用该测量方法时，很重要一点要考虑到传感器相同的测量值只能在相同的环境条件下测得 (土壤密度, 插入深度) 。因此强烈推荐多次测量并对结果取均值。MST3000+仅仅用作安装的传感器的显示设备，无需经常读数和归档 (例如：灌溉初步测量)。

含水率与吸力的关系

通常采用土壤水分特征曲线对土壤含水率和吸力的关系进行描述，为更直观清晰地表示土壤含水率随吸力的变化，土壤水分特征曲线采用半对数坐标图，即将吸力取对数，4种土壤水分特征曲线形态类似，且均表现出含水率随吸力增大而减小的趋势，但在脱水过程中，土壤含水率的减小速率存在差异，即当土壤含水率接近饱和含水率和土壤较干时，减小速率较小；而介于二者之间时，减小速率较大。在测定土壤水分特征曲线过程中，当吸力从0增加至7000cm时，土壤含水率整体呈现减小趋势，而其减小速率则整体呈现出“慢—快—慢”的变化趋势。

原理

基于介电法原理的土壤水分测量主要有时域反射测量法、频域反射测量法。与TDR相比，FDR在电极几何形状设计和工作频率选取上有更大的自由度，校准和自动连续监测更容易，测量精度较高，因此采用FDR原理的土壤水分传感器更适合实际生产的需求。FDR是根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数ε，从而得到土壤容积含水量θV。FDR探针等效为一个电容器，其间的土壤充当电介质，电容器和振荡器组成一个调谐电路。高频振荡电路产生几十至几百兆赫的正弦信号，通过同轴电缆传输线传送到探头，根据扫频电路检测共振频率。