土壤含水率以及硬度數(shù)據(jù)采集方法
*，土壤是農(nóng)作物生長(zhǎng)時(shí)所需營(yíng)養(yǎng)的源泉，它關(guān)系到農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量。經(jīng)過多年的研究，人 們發(fā)現(xiàn)土壤含水率與堅(jiān)實(shí)度是決定農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)的兩個(gè)重要因素。因此，眾多的科研工作者長(zhǎng)期致力于土 壤含水率、堅(jiān)實(shí)度的測(cè)量與研究領(lǐng)域。在以前的研究中，對(duì)這兩個(gè)物理量的測(cè)量始終是獨(dú)立進(jìn)行的，測(cè) 量前一個(gè)物理量對(duì)土壤產(chǎn)生的擾動(dòng)嚴(yán)重缺點(diǎn)，本系統(tǒng)在一個(gè)傳感器內(nèi)融合了兩種不同物理量的測(cè)量，并 通過對(duì)這兩個(gè)相關(guān)物理量的數(shù)學(xué)建模來提高兩者的測(cè)量精度，不但省時(shí)省力，而且保證了雙變量測(cè)量結(jié) 果的準(zhǔn)確性。土壤硬度的測(cè)定可以使用土壤硬度計(jì)進(jìn)行測(cè)定分析。
在傳感器進(jìn)入土壤之前約有110mm的空載行程，在此過程中壓力傳感器沒有受到外部壓力的作用，所以沒 有輸出信號(hào)；而介電傳感器則能夠檢測(cè)到空氣中的含水率，因此有恒定輸出信號(hào)。復(fù)合傳感器進(jìn)入土壤 后有一段明顯的過渡過程（即圖5和圖6中110~160mm的深度區(qū)間內(nèi)），壓力信號(hào)和介電信號(hào)呈現(xiàn)出很快的上 升趨勢(shì)。這是因?yàn)榻殡妭鞲衅鲀蓸O之間的距離約為50mm，介電傳感器*進(jìn)入土壤必然需要一段過渡過 程。同樣，力學(xué)傳感器進(jìn)入土壤時(shí)，圓錐體表面與表層土壤接觸過程中作用力與反作用力的形成與穩(wěn)定 也需要一段時(shí)間。之后，復(fù)合傳感器進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)輸出信號(hào)的變化反映了土壤含水率和堅(jiān)實(shí)度變 化的信息。整個(gè)過程中，介電信號(hào)和壓力信號(hào)都表現(xiàn)出了很好的跟隨性。田間采樣結(jié)束后，利用克里金 法繪制出地表向下15cm處土壤含水率的分布圖，