В научной практике точного орошения и управления водными ресурсами почвы ключевая проблема заключается в том, что традиционные точечные датчики могут фиксировать только мгновенное состояние определенной «точки» в почве, в то время как поглощение воды корнями растений, инфильтрация воды, миграция солей и возникновение засухи — это непрерывные динамические процессы, происходящие на вертикальном «профиле». Для решения этой проблемы компания HONDE разработала трубчатую систему мониторинга профиля влажности почвы. Этот продукт, благодаря своей уникальной конструкции, соединяет дискретные «точки» в непрерывные «линии», обеспечивая неразрушающий, долгосрочный и непрерывный мониторинг влажности, температуры и солености почвы на месте по вертикальным профилям, предоставляя беспрецедентные возможности для анализа данных в сельскохозяйственных, экологических и гидрологических исследованиях.
I. Концепция продукта: Переход от «снимка одной точки» к «поперечному изображению»
Система трубчатых датчиков HONDE состоит из прочной трубки из инженерного пластика или керамики (называемой «трубкой доступа») и регулируемого по высоте многопараметрического зонда. Зонд можно опускать на различную глубину внутри трубы с помощью кабеля для проведения измерений или фиксировать на определенной глубине для длительного непрерывного мониторинга.
Основной технический принцип: зонд обычно основан на технологии отражения в частотной или временной области. Он формирует электромагнитную связь с окружающим грунтом через стенку трубы и неразрушающим способом измеряет объемное содержание воды, электропроводность и температуру грунта вне трубы.
Революционное преимущество
Данные непрерывного профиля: позволяют измерять непрерывные профили воды/солености/температуры от поверхности до глубоких слоев (обычно 1 метр, 2 метра и более), точно отображая движение водных фронтов, глубину водопоглощения корнями и слои накопления солености.
Долгосрочный мониторинг на месте: однократная установка, постоянные измерения. Зонд не вступает в прямые физические или химические реакции с почвой, что исключает дрейф или повреждения, вызванные сжатием, расширением или солевой коррозией почвы, характерные для традиционных встроенных датчиков. Долгосрочная стабильность данных чрезвычайно высока.
Гибкий многоточечный доступ: одна система позволяет легко измерять несколько глубин на одном и том же вертикальном профиле с высокой экономической эффективностью. Кроме того, в будущем технологию зондирования можно модернизировать или заменить без необходимости повторной выемки грунта.
II. Основные сценарии применения и научная ценность.
Точное орошение и управление поливом и внесением удобрений для корневой системы.
Именно в этом заключается его наиболее прямая ценность. Система направляет орошение, обеспечивая качественный скачок за счет выявления динамики воды в почвенных профилях:
Определение времени и объема полива: это позволяет не только определить, «сухая ли поверхность», но и понять, «недостаточно ли воды в корневом слое» и «насколько глубоко просочилась вода». Это дает возможность точно применять методы «контроля полива и сохранения всходов» или «глубокого полива», способствующие проникновению корней и повышению устойчивости культуры к стрессам.
Оптимизация стратегий орошения: четкое отображение формы и глубины влажного фронта после капельного или бороздкового орошения, проверка равномерности орошения, оптимизация расхода воды и расстояния между капельницами, а также предотвращение глубокого просачивания или недостаточного орошения.
Управление сочетанием полива и внесения удобрений: синхронный мониторинг солевого профиля для предотвращения накопления солей в корневой зоне, вызванного внесением удобрений, и оценка эффективности вымывания.
2. Системы раннего предупреждения о засухе и экогидрологические исследования.
Мониторинг почвенных резервуаров: точное количественное определение накопления и потребления почвенной влаги в различных слоях почвы, предоставление научных данных, основанных на физических процессах, для оценки засухи в регионе.
Экологические исследования водопотребления: мониторинг использования глубинных почвенных вод деревьями или глубокоукореняющимися культурами, изучение гидравлической связи между растительностью и грунтовыми водами, а также предоставление ключевой основы для экологического водопользования и распределения водных ресурсов.
3. Мониторинг геологических катастроф и устойчивости склонов.
В несельскохозяйственных областях эта система используется для мониторинга миграции воды и изменений порового давления воды в склонах, дорожном полотне или водохранилищах, а также является важным методом предварительного мониторинга для прогнозирования геологических катастроф, таких как оползни и обрушения.
4. Оценка эффективности управления и улучшения состояния засоленных щелочных земель.
Благодаря непрерывному мониторингу выщелачивания, испарения и сезонной динамики солей в профиле в течение длительного периода времени, можно количественно оценить истинные эффекты различных мер по улучшению (таких как внесение гипса, скрытый дренаж солей и водосберегающее орошение), что послужит основой для научного подхода к совершенствованию.
III. Технические преимущества и состав системы
Высокая точность и низкий дрейф: благодаря применению передовых технологий измерения, точность измерения влажности достигает ±2% (объемное содержание воды), а годовой дрейф крайне низок, что обеспечивает научную ценность долговременных данных.
Прочная и долговечная подъездная труба: изготовлена из антикоррозийных материалов с низким коэффициентом теплового расширения, что обеспечивает ее длительную стабильную работу в различных типах почв без ущерба для сельскохозяйственной деятельности.
Интеллектуальный сбор и передача данных: зонд может быть подключен к многофункциональному сборщику данных, поддерживающему питание от солнечной энергии и беспроводную передачу данных по сети 4G/NB-IoT, что позволяет осуществлять дистанционное управление измерениями и сбор данных в режиме реального времени.
Профессиональное программное обеспечение для анализа данных: Встроенное программное обеспечение может визуально отображать пространственно-временные динамические изменения профилей влажности/солености/температуры, создавать контурные карты и выполнять расчеты по глубине (например, по общему запасу воды в корневом слое).
IV. Эмпирический пример: Сохранение глубоководных ресурсов на основе данных.
На крупномасштабной экспериментальной станции по экономии воды при севообороте озимой пшеницы и летней кукурузы на Северо-Китайской равнине исследователи установили систему мониторинга трубчатого профиля HONDE. В ходе мониторинга в течение двух последовательных вегетационных сезонов они обнаружили следующее:
При традиционном орошении более 60% поливной воды просачивается в глубокие слои почвы, на глубину менее одного метра, где корневая система испытывает трудности с ее усвоением.
Основная глубина впитывания воды пшеницей в стадии кущения составляет от 40 до 60 сантиметров, в то время как кукуруза может эффективно использовать почвенную влагу на глубине от 80 до 100 сантиметров в стадии налива зерна.
На основе этих профильных данных была разработана точная система орошения, основанная на «динамическом пополнении воды в зависимости от глубины корневого слоя». В результате, при условии обеспечения урожайности, потребление поливной воды на протяжении всего цикла севооборота снизилось на 32%, а также значительно уменьшился риск вымывания азотных удобрений. Достижения этого проекта обеспечили надежную научную основу для разработки региональной политики водосбережения в сельском хозяйстве.
Заключение
Перемещение почвенной влаги — это тихий, но крайне важный процесс, происходящий «под землей». Трубчатый датчик почвенной влаги HONDE, подобно «компьютерному томографу», выровненному по почвенному профилю, делает этот процесс понятным, измеримым и управляемым. Он преодолевает ограничения традиционных точечных измерений и предоставляет незаменимый инструмент для понимания переноса воды в системе почва-растение-атмосфера, а также для разработки действительно научных стратегий управления ресурсами. От сельскохозяйственных угодий, стремящихся к «сохранению воды», до речных бассейнов, изучающих «водный баланс», и склонов, предупреждающих о «нестабильности», этот продукт обеспечивает безопасность и устойчивое использование водных и почвенных ресурсов в более широком масштабе благодаря своим уникальным возможностям мониторинга профиля, выводя исследования в области точного земледелия и экогидрологии на более глубокий уровень.
О компании HONDE: Являясь лидером в области профессиональных технологий мониторинга почвы и влажности, компания HONDE стремится раскрыть сложные процессы подземного мира с помощью инновационных сенсорных решений. Мы считаем, что глубокое понимание динамики воды, солей и тепла в почвенных профилях является научной основой для решения проблем продовольственной безопасности, нехватки воды и экологических проблем.
Для получения более подробной информации о почвенных датчиках, пожалуйста, свяжитесь с компанией Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Веб-сайт компании:www.hondetechco.com
Дата публикации: 10 декабря 2025 г.