Methoden zur Messung der Bodenfeuchtigkeit

Methoden zur Messung der Bodenfeuchtigkeit

Der Boden ist eine der natürlichen Ressourcen, auf die der Mensch zum Überleben angewiesen ist, und die Grundlage für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen. Der Zustand der Bodenumwelt hängt eng mit dem Überleben und der Fortpflanzung der menschlichen Gesellschaft zusammen. Neben Hydrokulturpflanzen ist Bodenwasser die Hauptquelle für die Wasseraufnahme der Pflanzen.Auch die Auflösung und Aufnahme verschiedener Düngemittel im Boden sowie der Abbau und die Umwandlung organischer Stoffe hängen eng mit dem Gehalt des Bodenwassers zusammen.

Das Maß für die Bodenfeuchtigkeit ist der Bodenfeuchtigkeitsgehalt, also der Prozentsatz des Wassergewichts im Verhältnis zum Bodengewicht. Die Bestimmung des Bodenwassergehalts und die Erfassung des Wasserbedarfs von Nutzpflanzen sind für die landwirtschaftliche Produktion von großer Bedeutung.Zu den Methoden zur Messung der Bodenfeuchtigkeit gehören derzeit die Trocknungswägemethode, die Tensiometermethode, die Widerstandsmethode, die Neutronenmethode, die Röntgenmethode, die Stehwellenverhältnismethode, die optische Methode, die Zeitbereichsreflektometrie (TDR) und die Hochfrequenzoszillationsmethode (FDR) usw. Zu den gebräuchlicheren und einfacheren Methoden gehören die Trocknungsmethode und die Widerstandsmethode.

TDR-Methode:

Der chinesische Name von TDR ist Time Domain Reflectometry, eine in den 1980er Jahren entwickelte Methode zur Messung der Bodenfeuchtigkeit. Diese Methode ist im Ausland sehr verbreitet. In China wurde es erst in den letzten Jahren eingeführt, wurde aber unmittelbar nach seiner Einführung von verschiedenen Abteilungen beachtet. Die TDR-Zeitbereichsübertragung ist eine gängige Methode zur schnellen Überwachung der Bodenfeuchtigkeit.Das Prinzip besteht darin, dass die Wellenform auf einer nicht übereinstimmenden Übertragungsleitung übertragen wird und die Wellenform an jedem Punkt der Übertragungsleitung die Überlagerung der ursprünglichen Wellenform und der übertragenen Wellenform ist. Die Reaktionszeit der auf dem TDR-Prinzip basierenden Geräte beträgt etwa 10–20 Sekunden, was für mobile Messungen und Festpunktüberwachung geeignet ist.

TDR verfügt über eine starke Unabhängigkeit und seine Ergebnisse werden grundsätzlich nicht durch Umweltfaktoren wie Bodentyp, Dichte und Temperatur beeinflusst. Darüber hinaus gibt es noch einen weiteren wichtigen Punkt: TDR kann die Bodenfeuchtigkeit unter Gefrierpunkt messen, was mit anderen Methoden unerreicht ist. Darüber hinaus kann TDR den Wasser- und Salzgehalt des Bodens gleichzeitig überwachen, und es gibt nahezu keinen Unterschied zwischen den Ergebnissen der beiden Messungen davor und danach.Die Präzision dieses Tests ist offensichtlich.

FDR-Methode:

Der chinesische Name der FDR-Methode ist Hochfrequenzoszillationsmethode, und die Geburtszeit von FDR liegt etwas später als die von TDR. Aufgrund der hohen Kosten für TDR-Geräte entwickelten ausländische Unternehmen wie AquaSPY und Sentek zunächst FDR, um eine einfachere Methode als TDR zur Messung der Dielektrizitätskonstante von Böden zu finden; FDR ist nicht nur günstiger als TDR, sondern hat auch eine kürzere Messzeit.Nach einer spezifischen Bodenkalibrierung ist die Messgenauigkeit hoch und die Form der Sonde ist nicht eingeschränkt. Es können mehrere Tiefen gleichzeitig gemessen werden, und die Datenerfassung ist einfacher zu erreichen.

Die FDR-Methode nutzt das Funktionsprinzip elektromagnetischer Impulse und misst die scheinbare Dielektrizitätskonstante des Bodens entsprechend der Ausbreitungsfrequenz der elektromagnetischen Welle im Medium, wodurch der volumetrische Wassergehalt des Bodens ermittelt wird.

Trocknungsmethode:

Die Trocknungsmethode ist eine äußerst verbreitete und standardmäßige Methode zur Bestimmung der Bodenfeuchtigkeit. Konkret: Holen Sie sich eine bestimmte Menge Erde vom Feld, geben Sie sie dann in einen Ofen bei 105 °C und warten Sie, bis sie getrocknet ist. Der Trocknungsstandard besteht darin, dass die beiden Wägungen vorher und nachher konstant sind. Der Feuchtigkeitsverlust nach dem Trocknen ist der Feuchtigkeitsgehalt des Bodens.Die Berechnungsformel lautet Bodenwassergehalt=W/M*100 %, M ist das Bodengewicht vor dem Trocknen, W ist das Gewicht der Bodenfeuchtigkeit, also die Differenz zwischen M und dem Bodengewicht M'nach dem Trocknen.

Widerstandsmethode:

Die elektrische Widerstandsmethode nutzt den elektrischen Widerstand von Gips, Nylon, Glasfaser usw. und deren Wassergehalt.

Wenn diese Zwischenprodukte und Elektroden nach einer gewissen Zeit in feuchten Boden gelegt werden, erreicht der Feuchtigkeitsgehalt dieser Dinge ein Gleichgewicht.

Aufgrund der Beziehung zwischen Widerstand und Wassergehalt haben wir zuvor eine bestimmte Übereinstimmung zwischen Widerstand und Prozentsatz kalibriert und können dann mithilfe dieser Komponenten Feuchtigkeitswerte im Bereich von 1 bis 15 Atmosphären Saugdruck erhalten.