أجهزة استشعار رطوبة التربة هي أجهزة تستخدم لقياس محتوى الماء في التربة. إنها أداة أساسية للزراعة والبستنة والرصد البيئي. يمكن أن يختلف مبدأ عمل مستشعر رطوبة التربة اعتمادًا على نوع المستشعر، ولكن الأكثر شيوعًا هو أنه يعمل بناءً على واحدة أو مجموعة من التقنيات التالية:

1. أجهزة الاستشعار بالسعة:

تعمل هذه المستشعرات على مبدأ السعة. وهي تتكون من لوحين موصلين تفصل بينهما مادة عازلة (عادةً التربة). عندما تكون التربة ذات محتوى مائي معين موجودة بين الألواح، فإنها تعمل كعازل، مما يغير السعة. من خلال قياس التغير في السعة، يمكن لجهاز الاستشعار تحديد محتوى رطوبة التربة.يمكن أن تتأثر أجهزة الاستشعار السعوية بدرجة الحرارة ونوع التربة والضغط، ولكنها موثوقة بشكل عام ويمكن أن توفر قياسات سريعة.

2. أجهزة الاستشعار المقاومة:

تُعرف هذه الأجهزة أيضًا باسم مستشعرات مقاومة التربة، وهي تقيس المقاومة الكهربائية للتربة. الماء موصل جيد للكهرباء، لذلك كلما زادت نسبة رطوبة التربة، قلت مقاومتها. ومن خلال تمرير تيار كهربائي صغير عبر التربة وقياس انخفاض الجهد، يمكن لجهاز الاستشعار استنتاج محتوى الرطوبة. تكون أجهزة الاستشعار المقاومة أقل تأثراً بالتغيرات في درجات الحرارة ولكنها يمكن أن تتأثر بتكوين التربة ويمكن أن تبلى بمرور الوقت.

3. أجهزة استشعار قياس الانعكاسات في المجال الزمني (TDR):

ترسل مستشعرات TDR نبضة قصيرة من الطاقة الكهرومغناطيسية عبر كابل متحد المحور مدفون في التربة.تتأثر السرعة التي تنتقل بها النبضة بمحتوى التربة من الماء. من خلال قياس الوقت الذي تستغرقه عودة النبض إلى المستشعر وقوة النبض المرتجع، يستطيع المستشعر حساب محتوى رطوبة التربة. توفر مستشعرات TDR قياسات عالية الدقة ولا تتأثر بدرجة الحرارة أو نوع التربة، ولكنها أكثر تعقيدًا وتكلفة من أجهزة الاستشعار السعوية أو المقاومة.

4. أجهزة قياس انعكاسات مجال التردد (FDR):

على غرار مستشعرات TDR، تستخدم مستشعرات FDR الموجات الكهرومغناطيسية المنعكسة لقياس رطوبة التربة. يرسلون إشارة تردد ثابتة من خلال مسبار استشعار ويقيسون معامل الانعكاس، الذي يتأثر بمحتوى التربة المائي. تعد مستشعرات FDR أقل تعقيدًا من مستشعرات TDR ويمكن أن توفر نتائج جيدة، ولكنها قد تتأثر أكثر بنوع التربة ودرجة الحرارة.

تعمل أجهزة استشعار رطوبة التربة عن طريق قياس محتوى الماء الحجمي في التربة، وهو كمية الماء الموجودة في التربة كنسبة مئوية من الحجم الإجمالي. هناك أنواع مختلفة من أجهزة استشعار رطوبة التربة المتاحة، ولكن الأكثر شيوعا تستخدم إما أساليب الاستشعار بالسعة أو المقاومة.

5. أجهزة قياس التوتر:

- أجهزة قياس التوتر هي نوع آخر من أجهزة استشعار رطوبة التربة التي تقيس توتر الماء في التربة، وهي القوة المطلوبة لاستخراج الماء من التربة. وهي تتكون من كوب خزفي مسامي متصل بأنبوب مملوء بالماء. ومع جفاف التربة، يتحرك الماء من مقياس الشد إلى التربة، ويتغير التوتر في الأنبوب.

- من خلال قياس التوتر في عمود الماء، يمكن أن يوفر المستشعر مؤشرًا لكمية المياه المتوفرة للنباتات في التربة.

يمكن تركيب أجهزة استشعار رطوبة التربة في الحقل أو ربطها بالنباتات، ويمكن حتى دمج بعضها في أنظمة الري للتحكم في الري بناءً على احتياجات التربة الفعلية. تعتبر أجهزة الاستشعار هذه ضرورية للري الفعال والزراعة الدقيقة والمراقبة البيئية، لأنها توفر بيانات قيمة عن ظروف التربة التي يمكن أن تؤثر على نمو النباتات وإدارة الموارد المائية.

بشكل عام، توفر أجهزة استشعار رطوبة التربة معلومات قيمة حول محتوى الماء في التربة، مما يساعد المزارعين والبستانيين على تحسين ممارسات الري، ومنع الإفراط في الري أو الانجراف تحت الماء، وضمان نمو صحي للنباتات. يعتمد اختيار نوع المستشعر على عوامل مثل التطبيق المحدد ونوع التربة واعتبارات الميزانية.

كتالوج أجهزة الاستشعار الزراعية

كتالوج-أجهزة الاستشعار الزراعية-NiuBoL-2024.pdf