定義/土壤傳感器 

    土壤傳感器，是監(jiān)測(cè)土壤墑情的總稱，可分為：土壤水分傳感器、土壤水分儀、土壤濕度計(jì)、土壤墑情儀、土壤墑情傳感器、土壤溫度傳感器、土壤鹽分傳感器。土壤含水量有重量含水量和體積含水量（容積含水量）兩種表示方法。重量含水量通過(guò)取土烘干法測(cè)量得到，通過(guò)土壤水分傳感器測(cè)量得到的含水量均為體積含水量。即，土壤水分傳感器就是測(cè)量單位土壤總?cè)莘e中水分所占比例的儀器。些土壤水分傳感器能同時(shí)測(cè)量土壤的水分含量、土壤溫度及土壤中總鹽分含量三個(gè)參數(shù)。

土壤傳感器 

    療用的心電圖采用傳感器來(lái)檢測(cè)患者的身體狀況，在人們的日常生活中早已屢見(jiàn)不鮮，而探測(cè)土壤狀況的傳感器成為現(xiàn)代農(nóng)民在農(nóng)作物中的個(gè)重要具，這域中出現(xiàn)了更多令人欣喜的展。
    土壤傳感器的好處是顯而易見(jiàn)的，因電阻或?qū)щ娐实牟煌軌蚯逦胤从惩寥浪趾屯寥李w粒組成的信息，而且還對(duì)密度、酸堿度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累和溫度等得出直觀的結(jié)論。通過(guò)農(nóng)場(chǎng)中的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，土壤傳感器采集的實(shí)時(shí)參數(shù)傳輸?shù)诫娔X主機(jī)，與機(jī)械上安裝的系統(tǒng)配合，實(shí)現(xiàn)化肥和農(nóng)藥的自動(dòng)控制噴灑。家普遍認(rèn)為，土壤傳感器系統(tǒng)在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)將成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的大助力。“從上講，這或許也可以通過(guò)遙測(cè)等方法得到解決，但如衛(wèi)星、無(wú)人直升機(jī)等所需成本更，且很難做到隨時(shí)監(jiān)測(cè)。更重要的是土壤傳感器埋在地下，處于靜止?fàn)顟B(tài)，較為穩(wěn)定，可以滿足較的數(shù)據(jù)傳輸要求。這些優(yōu)勢(shì)都是遙測(cè)所不具備的。”德萊布尼茲大學(xué)農(nóng)業(yè)程研究所博士羅賓·吉布斯表示。

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤水分（土壤濕度）

  1.土壤濕度的定義
  土壤濕度(soil humidity)即土壤含水量,是表示定深度土層的土壤干濕程度的物理量。土壤濕度的低受農(nóng)田水分平衡各個(gè)分量的制約。
  2.土壤濕度對(duì)農(nóng)作物的影響
  1) 直接影響
水分過(guò)或過(guò)低，便抑制直到停止呼吸、光合作用、生長(zhǎng)等生命活動(dòng)。
土壤濕度決定農(nóng)作物的水分供應(yīng)狀況，直接影響作物根系的生長(zhǎng)。只有土壤水分適宜，根系吸水和葉片蒸騰才能達(dá)到平衡狀態(tài)。
土壤濕度過(guò)低，形成土壤干旱，光合作用不能正常行，降低作物的產(chǎn)量和；嚴(yán)重缺水導(dǎo)致作物凋萎和死亡。
土壤濕度過(guò)，惡化土壤通氣性，影響土壤微生物的活動(dòng)，使作物根系的呼吸、生長(zhǎng)等生命活動(dòng)受到阻礙。根系缺氧、窒息、zui后死亡。
土壤水分的多少影響土壤溫度的低。
例子：豆類作物、馬鈴薯等的合適土壤含水量相當(dāng)于田間持水量的70%～80%，禾谷類作物為60%～70%。土壤含水量低于zui適值時(shí)，光合作用降低。各種作物光合作用開(kāi)始降低時(shí)的土壤含水量（占田間持水量之百分?jǐn)?shù)）分別為：水稻57%，大豆45%，大麥41%，花生32%。
  2) 間接影響
A. 植物的倒伏、病害
土壤濕度過(guò)影響作物地上分的正常生長(zhǎng)，成徒長(zhǎng)、倒伏、各種病害滋生。
B.植物根系的深度
潮濕土壤中作物根系不發(fā)達(dá)，生長(zhǎng)緩慢，分布于淺層。土壤干燥，作物根系下扎，伸展致深層。
C. 對(duì)作物的影響
水分對(duì)作物有較大的影響。夏季溫、少雨，糧食作物籽粒中蛋白質(zhì)的含量；低溫、多雨有利于籽粒中淀粉的形成。有業(yè)學(xué)者在研究了界小麥的化學(xué)成分之后出，各干旱地區(qū)的小麥籽粒通常蛋白質(zhì)含量或者很。有資料表明，在灌溉條件下，小麥的產(chǎn)量顯著增加，籽粒中的淀粉含量提；但是蛋白質(zhì)含量卻有所降低。要想既增加糧食產(chǎn)量，又不降低其蛋白質(zhì)含量，在灌溉條件下增施氮肥。
D. 影響田間耕作措施和播種質(zhì)量，收獲質(zhì)量。
比如在土壤干燥結(jié)塊的狀態(tài)下使用機(jī)械收獲馬鈴薯，將導(dǎo)致馬鈴薯和土塊相碰撞，使馬鈴薯?yè)p傷。
  1.作物的需水量
作物的需水量通常用蒸騰系數(shù)表示。蒸騰系數(shù)是作物每形成克干物質(zhì)所消耗的水分的克數(shù)。作物的蒸騰系數(shù)不是固定不變的。同作物不同品種的需水量不樣，同品種在不同條件下種植，需水量也各異。影響作物需水量的因素很多。*是氣象條件。大氣干燥、氣溫、風(fēng)速大，蒸騰作用強(qiáng)，作物需水量多；反之則需水量少。二是土壤條件。土壤肥沃或經(jīng)施肥后，作物生長(zhǎng)良好，干物質(zhì)積累多，而水分蒸騰并不相應(yīng)增加，因此需水量要比在瘠薄地上少些。有關(guān)研究證明，土壤中缺乏何種元素都會(huì)使需水量增加，尤以缺磷和缺氮時(shí)需水zui多，缺鉀、硫、鎂次之，缺鈣的影響zui小。
  2.需水臨界期
作物的生中對(duì)水分的需要量大體上是生育前期和后期需水較少，中期因生長(zhǎng)旺盛，需水較多。作物生中對(duì)水分zui敏感的時(shí)期，稱需水臨界期。在臨界期內(nèi)，若水分不足，對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育和zui終產(chǎn)量影響zui大。例如，小麥的需水臨界期是孕穗至抽穗期。在此時(shí)期內(nèi)，植株體內(nèi)代謝旺盛，細(xì)胞液濃度低，吸水能力小，抗旱能力弱。如果缺水，幼穗分化、授粉、受、胚胎發(fā)育都受阻礙，zui后成減產(chǎn)。在作物實(shí)踐中，確定作物的灌水時(shí)期和灌水?dāng)?shù)量，除了要考慮需水臨界期這個(gè)因素外，還應(yīng)注意當(dāng)?shù)亟邓嗌俸屯寥缐勄楹脡摹?/span>
  3.土壤水分的表示方法
農(nóng)業(yè)氣象上土壤濕度常采用下列方法與單位表示
① 重量百分?jǐn)?shù)
即土壤水的重量占其干土重的百分?jǐn)?shù)(%)。此法應(yīng)用普遍，但土壤類型不同，相同的土壤濕度其土壤水分的有效性不同，不便于在不同土壤間行。
② 體積百分?jǐn)?shù)
體積含水率是土壤中水分占有的體積和土壤總體積的比值。體積含水率與重量含水率兩者之間可以換算。大多數(shù)土壤水分傳感器測(cè)量得到的數(shù)值都是體積百分?jǐn)?shù)含水量。
③ 田間持水量百分?jǐn)?shù)
即土壤濕度占該類土壤田間持水量的百分?jǐn)?shù)(%)。利于在不同土壤間行，但不能給出具體水量的概念。
④ 土壤水分貯存量
深度的土層中含水的數(shù)量，通常以毫米為單位，便于與降水量、蒸發(fā)量。土壤水分貯存量W（毫米）的計(jì)算公式為:W=0.1·h·d·w。式中h是土層厚度，d為土壤容重（克/厘米3）,0.1是單位換算系數(shù)，w為土壤濕度（重量百分?jǐn)?shù)）。
⑤ 土壤水勢(shì)或水分勢(shì)
土壤水勢(shì)或水分勢(shì)是用能量表示的土壤水分含量。其單位為大氣壓或焦/克。為了方便使用，可取數(shù)值的普通對(duì)數(shù)，縮寫符號(hào)為pF，稱為土壤水的pF值。
6.土壤濕度的測(cè)定方法
內(nèi)外有很多土壤水分測(cè)定方法。具體方法列舉如下：稱重法，時(shí)域反射法（TDR），石膏法，紅外遙感法，頻域反射法/頻域法(FDR/FD法)，滴定法，電容法，電阻法，微波法，中子法，Karl Fischer法，γ射線法和核磁共振法等。
① 烘干法
烘干法是測(cè)定土壤水分zui普遍的方法，也是標(biāo)準(zhǔn)方法。具體為：從野外獲取定量的土壤，然后放到105℃的烘箱中，等待烘干。其中烘干的標(biāo)準(zhǔn)為前后兩次稱重恒定不變。烘干后失去的水分即為土壤的水分含量。計(jì)算公式為土壤含水量=W/M*，M為烘干前的土壤重量，W為土壤水分的重量，即M與烘干后土壤重量M’的差值。稱重法缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力（需8小時(shí)以上），還需要干燥箱及電源，不適合野外作業(yè)。如果采用酒燃燒法，由于需要翻炒多次，為不便，不適合用于細(xì)粒土壤和含有有機(jī)物的土壤，且容易掉落土粒或燃燒不均勻而帶來(lái)較大誤差，而且需要取土測(cè)量，對(duì)土壤有破壞性。
② TDR（Time Domain Reflectometry）法
TDR法是上紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的種土壤水分測(cè)定方法，中文為時(shí)域反射儀。這種方法在外應(yīng)用相當(dāng)普遍，內(nèi)才剛開(kāi)始引，當(dāng)各都相當(dāng)重視。TDR是個(gè)類似于雷達(dá)系統(tǒng)的系統(tǒng)，有較強(qiáng)的立性，其結(jié)果與土壤類型、密度、溫度基本無(wú)關(guān)。而且還有很重要的點(diǎn)就是，TDR能在結(jié)冰下測(cè)定土壤水分，這是其他方法*的。另外，TDR能同時(shí)監(jiān)測(cè)土壤水鹽含量，且前后兩次測(cè)量的結(jié)果幾乎沒(méi)有差別。這種測(cè)定方法的度可見(jiàn)斑。
③ FDR和FD法
因?yàn)門DR法設(shè)備昂貴，在80年代后期，許多公司(如AquaSPY,Sentek. Delta-T， Decagon)開(kāi)始用比TDR更為簡(jiǎn)單的方法來(lái)測(cè)量土壤的介電常數(shù)，F(xiàn)DR和FD法不僅比TDR便宜，而且測(cè)量時(shí)間更短，在經(jīng)過(guò)定的土壤校準(zhǔn)之后，測(cè)量度，而且探頭的形狀不受限制，可以多深度同時(shí)測(cè)量，數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)較容易。