W praktyce naukowej precyzyjnego nawadniania i zarządzania zasobami wodnymi gleby, kluczowym wyzwaniem jest fakt, że tradycyjne czujniki punktowe mogą rejestrować jedynie chwilowy stan określonego „punktu” w glebie, podczas gdy absorpcja wody przez korzenie roślin uprawnych, infiltracja wody, migracja soli i występowanie suszy to ciągłe, dynamiczne procesy zachodzące na pionowym „profilu”. Aby rozwiązać ten problem, firma HONDE wprowadziła na rynek rurowy system monitorowania profilu wilgotności gleby. Produkt ten, dzięki swojej unikalnej koncepcji konstrukcyjnej, łączy dyskretne „punkty” w ciągłe „linie”, umożliwiając nieniszczący, długoterminowy i ciągły monitoring in situ wilgotności, temperatury i zasolenia gleby na profilach pionowych, zapewniając bezprecedensowy wgląd w dane dla badań rolniczych, ekologicznych i hydrologicznych.
I. Koncepcja produktu: Przejście od „pojedynczego punktu migawki” do „obrazu przekrojowego”
System czujników rurowych HONDE składa się z wytrzymałej rurki z tworzywa sztucznego lub ceramiki (zwanej „rurą dostępową”) oraz wieloparametrowej sondy o regulowanej wysokości. Sondę można opuszczać na różne głębokości w rurze za pomocą kabla w celu pomiaru lub zamocować na określonej głębokości w celu długotrwałego, ciągłego monitorowania.
Podstawowa zasada techniczna: Sonda zazwyczaj opiera się na technologii odbicia w dziedzinie częstotliwości lub odbicia w dziedzinie czasu. Tworzy ona sprzężenie elektromagnetyczne z otaczającym gruntem przez ściankę rury i w sposób nieniszczący mierzy objętościową zawartość wody, przewodność elektryczną i temperaturę gruntu na zewnątrz rury.
Rewolucyjna przewaga
Ciągłe dane profilowe: Umożliwiają ciągły pomiar profili wody/zasolenia/temperatury od powierzchni do głębokich warstw (zwykle 1 metr, 2 metry lub głębiej), dokładnie odzwierciedlając ruch frontów wodnych, głębokość absorpcji wody przez korzenie i warstwy akumulacji zasolenia.
Długoterminowy monitoring in-situ: Jednorazowa instalacja, stały pomiar. Sonda nie wchodzi bezpośrednio w reakcje fizyczne ani chemiczne z glebą, co pozwala uniknąć dryfu i uszkodzeń spowodowanych kurczeniem się, rozszerzaniem lub korozją solną gleby, charakterystyczną dla tradycyjnych czujników wbudowanych. Długoterminowa stabilność danych jest niezwykle wysoka.
Elastyczny dostęp wielopunktowy: Jeden system może łatwo mierzyć wiele głębokości na tym samym profilu pionowym, zapewniając jednocześnie wysoką wydajność kosztową. Co więcej, technologię sondy można w przyszłości ulepszyć lub wymienić bez konieczności ponownego wykopywania gruntu.
II. Główne scenariusze zastosowań i wartość naukowa
Precyzyjne nawadnianie i zarządzanie wodą i nawożeniem systemu korzeniowego
W tym tkwi jego najistotniejsza wartość. System steruje nawadnianiem, aby osiągnąć skok jakościowy, ujawniając dynamikę wody w profilach glebowych:
Określ czas i intensywność nawadniania: nie tylko po to, by wiedzieć, „czy powierzchnia jest sucha”, ale także, „czy warstwie korzeniowej brakuje wody” i „jak głęboko woda wsiąkła”. Pozwala to precyzyjnie wdrożyć „kontrolę wody i retencję sadzonek” lub „głębokie nawadnianie”, aby wspomóc penetrację korzeni i zwiększyć odporność rośliny na stres.
Optymalizacja strategii nawadniania: wyraźne wyświetlanie kształtu i głębokości mokrej warstwy po nawadnianiu kropelkowym lub bruzdowym, weryfikacja równomierności nawadniania, optymalizacja szybkości przepływu i rozstawu emiterów oraz unikanie głębokiego przesiąkania lub niedostatecznego nawadniania.
Zarządzanie sprzężeniem wody i nawozu: Jednoczesne monitorowanie profilu soli w celu zapobiegania gromadzeniu się soli w strefie korzeniowej na skutek nawożenia oraz ocena efektywności wypłukiwania.
2. Wczesne ostrzeganie przed suszą i badania ekohydrologiczne
Monitorowanie zasobów glebowych: Dokładne określanie ilości magazynowanej i zużywanej wody glebowej w różnych warstwach gleby oraz dostarczanie danych naukowych opartych na procesach fizycznych na potrzeby oceny regionalnej suszy.
Badania nad ekologicznym zużyciem wody: monitorowanie wykorzystania głębokiej wody glebowej przez drzewa lub rośliny o głębokich korzeniach, badanie powiązań hydraulicznych między roślinnością a wodami gruntowymi oraz dostarczanie kluczowych podstaw do ekologicznego wykorzystania wody i alokacji zasobów wodnych.
3. Monitorowanie katastrof geologicznych i stabilności zboczy
W obszarach niezwiązanych z rolnictwem system ten służy do monitorowania migracji wody i zmian ciśnienia wody porowej w zboczach, podłożach dróg lub DAMS i jest ważną metodą monitorowania wstępnego w przewidywaniu katastrof geologicznych, takich jak osuwiska i zapadliska.
4. Ocena wpływu zarządzania i poprawy warunków gruntów słono-alkalicznych
Dzięki ciągłemu monitorowaniu wypłukiwania, akumulacji parowania i sezonowej dynamiki soli na profilu przez długi okres czasu możliwe jest ilościowe oszacowanie rzeczywistych efektów różnych środków zaradczych (takich jak stosowanie gipsu, ukryte odprowadzanie soli rurami i nawadnianie oszczędzające wodę), co może stanowić podstawę naukowych udoskonaleń.
III. Zalety techniczne i skład systemu
Wysoka precyzja i niski dryft: Dzięki zastosowaniu zaawansowanej technologii czujników dokładność pomiaru wilgotności może osiągnąć ±2% (objętościowa zawartość wody), a roczna szybkość dryftu jest wyjątkowo niska, co gwarantuje naukową wartość długoterminowych danych.
Solidna i trwała rura dostępowa: Wykonana z materiałów odpornych na korozję i o niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej, zapewnia długotrwałą, stabilną egzystencję w różnych rodzajach gleby bez wpływu na rolnictwo.
Inteligentne zbieranie i przesyłanie danych: Sondę można podłączyć do wielofunkcyjnego kolektora danych obsługującego zasilanie słoneczne i bezprzewodową transmisję 4G/NB-IoT, co umożliwia zdalne sterowanie pomiarami i zbieranie danych w czasie rzeczywistym.
Profesjonalne oprogramowanie do analizy danych: Oprogramowanie umożliwia wizualną prezentację dynamicznych zmian czasoprzestrzennych profili wilgotności/zasolenia/temperatury, generowanie map konturowych oraz wykonywanie obliczeń integracji głębokości (takich jak całkowita ilość wody zmagazynowana w warstwie korzeniowej).
IV. Przypadek empiryczny: Ochrona wód głębinowych oparta na danych
Na dużej stacji eksperymentalnej oszczędzającej wodę, w której uprawiano pszenicę ozimą i kukurydzę letnią na Nizinie Północnochińskiej, naukowcy zainstalowali system monitorowania profilu rurowego HONDE. Monitorując go przez dwa kolejne sezony wegetacyjne, stwierdzili, że:
W przypadku tradycyjnego nawadniania ponad 60% wody przesiąka do głębokich warstw poniżej jednego metra, gdzie system korzeniowy ma trudności z jej wykorzystaniem.
Głębokość wchłaniania wody przez pszenicę w fazie łączenia wynosi od 40 do 60 centymetrów, podczas gdy kukurydza może efektywnie wykorzystywać wodę glebową na głębokości od 80 do 100 centymetrów w fazie wypełniania ziarna.
Na podstawie tych danych profilowych opracowali precyzyjny system nawadniania, który opiera się na „dynamicznym uzupełnianiu wody w zależności od głębokości warstwy korzeniowej”. W rezultacie, przy założeniu zapewnienia plonów, zużycie wody do nawadniania w całym cyklu rotacji zmniejszyło się o 32%, a ryzyko wypłukiwania nawozów azotowych zostało znacznie zredukowane. Osiągnięcia tego projektu dostarczyły solidnych danych naukowych, które stanowią podstawę do opracowania regionalnych polityk oszczędzania wody w rolnictwie.
Wniosek
Przemieszczanie się wilgoci glebowej to cicha, lecz kluczowa podróż, która odbywa się „pod ziemią”. Rurowy czujnik wilgotności gleby HONDE, niczym „tomograf komputerowy” zestrojony z profilem glebowym, sprawia, że ta podróż staje się klarowna, mierzalna i możliwa do kontrolowania. Przekracza on ograniczenia tradycyjnych pomiarów punktowych i stanowi niezastąpione narzędzie do zrozumienia transportu wody w kontinuum gleba-roślina-atmosfera oraz do formułowania prawdziwie naukowych strategii zarządzania zasobami. Od gruntów rolnych, na których dąży się do „oszczędzania wody”, przez dorzecza, w których bada się „bilans wodny”, aż po zbocza, które ostrzegają przed „niestabilnością”, ten produkt zapewnia bezpieczeństwo i zrównoważone wykorzystanie zasobów wodnych i glebowych w szerszym zakresie dzięki swoim unikalnym możliwościom monitorowania profilu, wprowadzając badania w zakresie rolnictwa precyzyjnego i ekohydrologii na głębszy poziom.
O firmie HONDE: Jako lider w dziedzinie profesjonalnej technologii monitoringu gleby i wilgotności, HONDE dąży do odkrywania złożonych procesów zachodzących w świecie podziemnym poprzez innowacyjne rozwiązania pomiarowe. Wierzymy, że dogłębne zrozumienie dynamiki wody, soli i ciepła w profilach glebowych stanowi naukowy fundament dla rozwiązania problemu bezpieczeństwa żywnościowego, niedoborów wody i wyzwań środowiskowych.
Aby uzyskać więcej informacji na temat czujnika glebowego, skontaktuj się z firmą Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Strona internetowa firmy:www.hondetechco.com
Czas publikacji: 10-12-2025