第11章 土壤湿度测量解析
第 11章土壤湿度测量
11.1概述
土壤含水量是影响农作物收成与水保的重要因素之一。土壤湿度对于制定灌溉进程表、水与溶质流的评价、净太阳辐射潜热与显热的划分等方面都是很重要的。
作为预测水源耗竭模式中的重要参量,土壤湿度在水文学中是很重要的。在大气数值模式中陆气相互作用的模拟及水气循环的其它参量要求测量土壤湿度,卫星遥感评价的验证也需要直接测量地表土壤水分。
土壤湿度的测量可用土壤含水量与土壤湿度位势的测定来表示。土壤含水量反映了土壤中水的质量与体积,而土壤湿度位势则反映土壤水分能量状态。
农业学科非常关注土壤水分的测定。为满足土壤水分状态测量的广泛需求,许多仪器已发展到商业化的程度,使用最普遍的将在下面予以讨论,包括其优点与缺点。此外,对在将来不久可能被广泛使用的新式仪器也予以简要讨论。
11.1.1定义
土壤含水量
称重技术是测量土壤含水量最为简单且被广泛运用的方法。因为此方法简单易行而且是直接测量,所以被用作其它方法参照的标准。定义在干质基础上的称重土壤湿度g θ可表达为:
100?=soil
water g M M θ (11.1 此处 water M 为土样中水质量, soil M 为土样中烤干(100-110℃后的土质量。
对于风干(25℃的矿物土壤,称重土壤湿度通常少于 2%,但随着土壤水分达到饱和,其水含量会增到 25%至 60%。但是称重取样法具有破坏性,使得土壤接近饱和时,取得准确的土壤含水量测量结果变得极为困难。
通常,土壤湿度用体积表达。由于降水、蒸散量和溶质变化参量通常用容量表示,用体积表示的水含量更为有用。体积水含量v θ可表达为:
100?soil
water v V V θ (11.2 此处, water V 为水体积, soil V 为土壤(土 +气 +水总体积。
土壤体积含水量的变化可从风干土壤的少于 10%到临近饱和的矿物土壤的 40-50%间变化。由于水与土壤体积的准确测定存在困难,体积水含量通常间接测定。
体积与称重土壤含水量有一定关系。该关系如下:
w b g v ρρθθ/= (11.3
b ρ是干土壤体积密度, w ρ是土壤水分密度
土壤湿度位势
土壤湿度位势是描述土壤水分能量状态,它对水分传输分析、含水量评价、土壤——植被——水相互作用等都很重要。两地土壤湿度位势的不同反映了水流的趋势,即由高位势流向低位势。由于湿度位势会随干燥而减少(负值变得更大 ,运移它所需的功就要增加,使得植物抽吸水变得困难。当植物水上吸变得更困难时,植物水位势因此下降,最终导致植物受压,甚至枯萎。
通常,湿度位势描述土壤水力做的功,或在负位势下水从土壤中运移出来所需的功。总湿度位势t ψ(所有力场的综合效应表达如下:
p m z t ψψψψψ+++=0 (11.4
此处, z , m , o , p 分别为重力、基模、渗透以及压力位势(Nielsen,etal.,1971 。并非所有这些位势都以同一方式起作用,这些梯度在诱导流中亦并非始终有效。例如, 0ψ需要一半渗透膜来引导流, p ψ将在饱和或积水条件下存在。在非饱和土壤和不涉及半渗透膜下应用最为现实,此时总湿度位势通常写成:
z m t ψψψ+= (11.5
11.1.2单位与标尺
含水量常被无量纲化,最典型的是用百分数。然而在处理水质平衡或连续方程时,应予以注意的是含水量并不是无量纲的。称重含水量是由每克土壤中水的克数来表示的(水
克 /干土克。同样,体积含水量是由每单位体积干土壤中水的体积含量表示(V 水 /V干土
。 kPa 是表述湿度位势的典型单位,其数值等于1?kg J 。老的文献中也有用以下单位表示的:巴、大气压、因每达平方厘米、尔格每克、厘米水柱、厘米汞柱、磅每平方英寸。 11.1.3气象要求
含水量测定需要的准确度随我们解决的问题而定。目前,可接受的体积土壤湿度的准确度范围为 1-5%,某一问题可接受的准确度水平依赖于观测尺度、土壤质地、土壤结构、观测频次以及观测目的而定。
土壤湿度测定所需的时空分辨率亦依据观测的目的而定。水文学上常利用包括土壤湿度估计的数据来校准水源耗竭模式。另一方面,大气环流模式(AGCM 常要求洲际尺度的水文耦合过程。大气环流模式的地表分辨率为十到几百公里。大气模拟中也需要集水区或盆地尺度(十分里尺度的水文循环成份。能有效控制蒸腾效应的可利用土壤水分,通过遥感检测技术仅可测量到浅层,其水平分辨率为几十公里(见第Ⅱ编第 8章。
在农业上,土壤中的含水量和其能量状态均很重要。为了水文学与水分平衡的需要, 也为了影响土壤特性(如土壤机械强度、热导率与扩散率 ,对土壤含水量的评价是有用
的。对于植物生理学和与水分运移相关的水文学问题,测定基质位势是最为重要的。
大多数水分平衡模式要计算出可利用的土壤层中植物—水总量,因此,可以忽略可利用的水及水向植物流动的能量因素。植物能利用的土壤水通常认为是在田间持水量与永久萎蔫湿度之间。田间持水量是当土壤充分排水停止后能保持的水量(通常在降水后一至二天达到。土壤质地(粘土类型与含量、土壤结构、有机质含量均会影响田间持水量。永久萎蔫是当植物的叶子在水分饱和的大气中不能恢复膨胀时发生的。通常,在基模位势为 -1.5Mpa 时会发生。因此,沙土的永久萎蔫时的湿度为 3%,而粘土则可高达 30%。 11.1.4测量方法
有许多仪器可用来计量土壤湿度状态。土壤g θ是通过直接法测定。土壤 v θ则通常通过测定土壤特性或由置于土壤中物体的反应而间接测定。
土壤湿度间接测定法包括从测定特性或从置于土壤中受土壤含水量影响的物体的反应来推断v θ。测定土壤湿度常见的间接法包括放射方法、时间域反射法、原子磁场共振。测定湿度位势间接法包括张力表、电阻块和土壤干湿表。
无论现用的什么方法,都不可能在不知空间异质变率下,描述一野外场的含水量。虽然土壤有向平衡土壤湿度位势运移的趋势, 但并非与平衡含水量有很好的关联。尽管如此, 表示变化系数的变率(平均值的标准偏差 ,其特征范围为 15-35%。当含水量似乎具有一空间可信度的有限范围时,含水量变率随观测尺度的减小而减小。所幸的是,许多野外场尺度过程能产生土壤含水量准确度为 5%量级的可接受结果。蒸腾的野外场尺度评价处于格点有效范围。 (Doorenbos and Pruitt,1976 。然而,任何蒸腾评价的敏感度也是所利用模式的函数。
对于化学运移时间的评价, 则受相当多的当地土壤性质和特征的影响。因此, 5%量级的准确度对含水量评价是不够的。事实上,即使在 3%的准确度,仅仅由于用于化学运移 (优先或大孔隙流的部分土壤孔隙而导致含水量评价无法接受。相反,列出计算含水量分布的方程式则相当必要,此分布包括:其第一要素(平均、第二要素(偏差、分布类型(正态、对数正态等等。含水量分布可用来计算孔隙水速分布,孔隙水速正比于入流, 反比于水速。水速分布于是可作为传递函数模拟的概率密度函数(Jury and Roth,1990 。
蒸渗器与土壤湿度测定有关。蒸渗器法是一种具有非破坏性的直接方法,间断或连续称重装满土壤的容器, 即可确定容器中由土壤水分变化而引起总质量的变化。第Ⅰ编第 10章将详细进行讨论。
11.2土壤含水量:直接测定
为测定土壤质量含水量g θ,可用便利的工具将土壤样品从野外取来。常见工具有铁铲、手动螺旋钻、铲斗螺旋钻、以及电动取芯管。将土样置于防漏水、适合运往实验室、易于在电热炉烘干的称重容器内。烘干前后均需将土样与容器在实验室称重,其差值为土
样中最初含水的重量。烘干时将开口容器置于 105℃电烤箱中,直至重量稳定在一常值, 时间需要 16-24小时。但若土样有机质的含量比较可观时,会发生过氧化使部分有机质从土样中丢失。虽难以确定发生过氧化的温度,但仍可通过将炉箱温度从 105℃降至 70℃, 以防止有机质的丢失。
测定称重含水量用微波炉烘干甚为有效(Gee and Dodson,1981 。此方法中,土壤水温迅速升至沸点,此时温度会由于水蒸发时的耗热而在一定时间内保持常值。但当土壤水吸收的能量超出水蒸腾所需能量时,温度会迅速上升。若土样中有石块时,温度就会升高到能够熔化塑料容器的程度,此时就得非常小心。
也有其它几种不常用的土壤含水量的直接测定法,它们都仅限于一些个别情况。其中一种是把土样放于底部开孔的已称过皮重的容器,以确定其水分的重量。
将土样浇上能置换水的甲醇,然后将甲醇点燃,多次重复此过程,直到称量土样能够测定干物质的重量。置换水所需甲醇的量取决于许多因素,如土样的多少、含水量、质地等。后一种方法由于土壤成分挥发而易于产生误差。
11.3土壤含水量:间接法
在其它参量中,土壤持水量与土壤质地和结构有关。取样中易将土壤破坏,从而改变其持水量。测定土壤湿度间接法可每次在同一观测点获得所需信息,而不破坏土壤水分系统。
11.3.1辐射法
有两种较为常见的且适于测定土壤含水量放射学的方法。一种为中子散射法,基于高能(快中子与土壤的氢核反应。另一方法则是伽码射线通过土壤的衰减。二者均用可携带的装置在固定观测点测量,并要经细致校准,特别是对于将要安装仪器的土壤。
使用任何放射发射器时,必须有预防措施。必须遵守由制造商和卫生部门制定的辐射危害条例。当执行这些规则后,就不用害怕暴露在过量辐射中,不管使用频率如何,但不论使用何种放射发射器,操作者应佩带测辐射胶片,以便能估计辐照程度,并按月进行记录。
11.3.1.1中子散射法
有两种中子土壤湿度检测装置, 土壤表面表与深度探头。在两种装置中, 发射高能 (快中子与其它物质相作用(引起中子热化 ,最终减速(Visvalingam and Tandy,1972 。与中子具有大约同样质量的氢核,是与中子碰撞中使之减速最为有效的土壤成分。因此,在中子探头附近减速的中子密度,与体积土壤含水量接近成正比。减速或热能化中子在中子发射装置周围形成一团云,其密度与大小,反映了快中子的发射率与热能化间的一种平衡。每种中子发射装置内部是热能化中子检测器,它可以确定热能化中子云密度。但热能化中子云体积随含水量而变化,如:在湿土壤
中,其半径仅 15厘米,而在干土壤中,半径则增至 35厘米。因所测体积随含水量而变化,此方法缺少高的分辨率,使之不可能确定含
水量的不连续处。考虑土壤 -大气间不连续的土壤界面会发生特别问题。因此, 中子检测器不能用于 18厘米深度以上的土壤层中。中子表面表则可用于 0-30厘米土壤表面层的土壤含水量测定。但此层土壤表层粗糙,精度急剧下降。
中子深度探头包括一个高能中子放射源,一个慢热中子检测器,经常设计成圆柱状。探头有导线与主电器设备相连, 以使探头进入预先安装的测管。放射源 -检测器虽有几种配置,最理想的是在两个检测器中安置一个放射源。此配置有更大的球形影响区,能使其与土壤含水量有更多的线性反应。中子表面表常配备一个与土壤表面水平的热中子检测器, 以及其后的一个快中子源。
测管应是无缝的,且足够厚(标准的为 1.25mm 以使其坚硬,但不能太坚硬以免测管自身对热化中子起作用。测管由不锈材料做成,如不锈钢、铝或其它塑料制品,但不可使用吸收慢中子的聚氯乙烯。探头插入管中不要卡住,常用 4厘米直径的管就够了。应细心安装测管,避免弯曲。
而且,在测管与土壤基质间不应存在空隙。当测管头部有电子元件覆盖时,要使管部伸出土壤表面约 15厘米。所有测管均要盖有可移动帽防止雨水侵入管内。
为提高试验可重复性,与土壤含水量直接相比较的不是所检测到的慢中子数,而是计数率(CR 。由下式给出:
背景值土壤值
C C CR = (11.6
C 土壤值为土壤中检测到的热中子数, C 背景值为参考平台上检测到的热中子数。
所有中子检测器均配备能取得背景场数据的参考平台,平台通常是装运箱的一部分。仪器置于平台上,要读取一系列 10个短数据。读数持续时间虽因观测者而异,
但通常观测时间为半分钟到一分钟。读数应为正态分布,即:十分之三的读数应超出平均正负 1的标准偏差。此 10个数据平均记为 C 背景值 ,而 C 背景值则由特定深度点处几个土壤读数平均决定。为便于校准,最好在测管周围取三个样,平均含水量,以与该深度处计算的平均 CR 相对应。应确定每个深度处五个不同含水量的最小值。一些校准曲线虽会相同,也应对每个深度进行分别校准。一个新检测器其典型测定系数(r 2应在 0.90-0.99范围内。 11.3.1.2伽玛吸收法
中子衰减法能测定大范围内的体积土壤含水量,伽玛吸收法则可在每一厘米层进行扫描。此法虽具很高的分辨率,由于土壤异质使得小土壤体积测定存在较多的空间变化。 (Gardner and Calissendorff,1967 。单探头伽玛装置测定因反射引起的衰减已不再广泛使用。但对土壤密度与含水量均能测定的双探头伽玛装置,仍在普遍使用。伽玛衰减能用数学表达如为:
ρμ×?=e I I 0 (11.7
此处, I 为所测伽玛束强度, I 0为未衰减的伽玛束强度,μ为吸收物质的质量吸收系数,χ为吸收材料厚度,ρ为吸收体密度。
对于给定质量吸收系数与吸收体厚度的伽玛衰减变化,与总密度变化有关。当伽玛射线随质量衰减时,只有干土壤密度的伽玛射线衰减已知,才能测定含水量。并且在含水量变化时,土壤干密度必须保持不变。若干土壤密度已知,土壤含水量则可由总密度与干密度值的差值而定。
不象中子衰减法,伽玛射线衰减法具有很高的空间分辨率。在垂直测量 2.5厘米处具有很好的精密度。在气—水交界面 2.5厘米以下,也能取得很准确的测量数据。
由于比中子放射装置有更多的潜在危险性,使用伽玛放射装置时,要多加小心。制造商应提供所有时间使用的防护物,仅当伽玛进入测管时,才能离开防护物。
11.3.2土壤—水介电系数
水与干土壤的介电常数差别较大(分别约 80和 3.5 ,理论与实践上对关于土壤体积含水量和土壤 -水系统介电常数间的关系式已被提出。这种方法是可靠、快速、非破坏性的体积含水量测定法,也没有放射发生器带来的潜在危害。而且,此方法完全适于大尺度的自动数据收集计划。目前, 两种被开发的测定土壤 -水介电常数的新装置已商业化, 并已国际化。第一种装置利用时域反射测定(TDR 技术,另一种介电常数测定器则固定于一特定的微波频率。
11.3.2.1时域反射法(TDR
时域反射法(TDR 是相对较新的土壤介电常数的测定,该法将已知长度的一对平行杆植入土壤中,然后测定沿杆发射的电磁脉冲的传输时间。采样区基本是围绕平行测杆的柱体,被检测的是大量的土壤体积。理论上,介电常数对土壤表面积很敏感。但时域反射法则不太敏感,也无需在土壤表面区进行校准。被广泛接受的土壤—水介电响应由 Topp , Davis 和 Annan(1982给出:
3624103. 4105. 5029. 0053. 0εεεθ???+??+?=v (11.8
此处ε是土壤—水的介电常数,这一试验关系曾被其他研究者肯定,并表现为粗略的独立于组构和砂、砾含量(Drangie, Abt and Gish,1989 。
平行测杆通常隔开 5厘米,长度在几厘米到 30厘米以上。测杆用金属材料制成:不锈钢最为常用。虽然要细心保持测杆平行,但轻微的偏离不会影响结果。
理论上,运用时域反射法信号衰减从一个单独数据就可独立对土壤含水量和盐度进行测量,但这项工作仍处于不成熟阶段。更多的工作正在评议中,通过将测杆水平的埋在不同深度处,检测得出的含水量,然后用多路技术将测杆与现场数据记录器联接,可使该项技术自动化。
11.3.2.2微波探测法
微波介电常数探头用末端开口的共轴电缆和安置在头部的反射计来测定特定频率的
振幅与相位(通常在微波区。土壤测定与空气相对照,常用已知介电特性的固体块或液体来校准。液体校准的一个优点是能保持测杆头与材料间的电联接(Jackson,1990 。当使用单个小测杆头时,仅有小体积的土壤被测定。因此,此方法在实验室和点测量上效果很好,如用于野外场地,会受空隙变率问题的影响。探头探测的是一小体积土壤, 因此与土壤的接触是关键的。
11.4新出现的技术
借鉴最新发展的先进工程技术,可以快速测定土壤水分。有两个土壤水分测定法,即脉冲核磁共振(PNMR 与微波遥感。
11.4.1脉冲核磁共振(PNMR
脉冲核磁共振仍处于研究与发展阶段,不久将会投入到实际运用(Paetzold,Gish and Jackon,1987 。这种测量方法集中在氢原子磁矩与磁场间的相互作用上。传感器由电磁射频圈、调谐电容器组成。此方法可对土壤体积含水量进行即时测定而不受土壤质地,如有机质含量以及土壤密度等的影响。
含有奇数个质子或中子的核子磁矩象条磁一样旋转。当置于一静止磁场时,磁矩沿与磁场平行的轴旋进。如果在静止磁场上以直角位置施加一个与氢原子旋进频率相等的振荡磁场,就会迫使氢原子的磁矩同相旋进。振荡磁场由电波频率发生器产生。被土样所吸收的能量于是能在振荡磁场信号衰减的同时被测出。吸附与分析衰减结果能提供有关自旋 -自旋和自旋 -晶格驰豫时间,再以此计算土样中的氢数量。
现已建立和测试了装有原型 PNMR 装置的牵引车,此仪器能在种植期测定土壤含水量,也可用于收集地面资料来校准遥感仪器。 PNMR 牵引车系统虽能准确测定土壤表面约 5厘米的土壤湿度,但其精密度随深度而急剧下降。为使 PNMR 技术有效工作,必须保持磁场均匀,而在未受干扰的土壤内建立一均匀磁场,则大大限制了这项技术。
可购置实验室 PNMR 装置,但实际运用则显得太昂贵。
11.4.2遥感
在不久的将来评估土壤 -含水量、评价蒸散率及集水区域的植物应力(Jackson and Schumgge,1989 ,可使用空基仪器运用遥感技术测定。虽已广泛研究了红外线和微波能量水平,但仅在微波区有潜力能从空间平台上给出直接定量的土壤水分测量。
微波技术分为被动式(辐射计和主动式(氡放射。被动式微波技术集中分析来自地球表面的自然微波发射,而主动式发射器则测定雷达反向散射波信号的衰减。两种方法均利用液体水与干土壤间介电特性的差别,它们均有益于陆面大范围内表面土壤 -水的监控。
对于被动微波测量,微波辐射计响应范围在发射率 0.95-0.6或更低。对于主动式微波测量,当土壤由干变湿时,观测到 10分贝的反回增量。微波发射中,亮度温度
b
T 对应于
发射率β及土壤温度 soil T ,就是
soil b T T β= (11.9
soil T 的单位为开(K ,因为β依赖于土壤质地,表面粗糙度和植被,故实际土壤含水量与 b T 经验相关。
对于土壤含水量主动式微波测定, 总反向反射信号应分别分为植被和土壤部分。并且, 植被遮盖会影响土壤部分。体积含水量与总主动反向反射 t S 的关系为:
((1??=RA S S L v t v θ (11.10
L 为植被衰减系数, v S 为植被反向反射, R 为土壤表面粗糙度项, A 为土壤湿度灵敏度项。但缺乏合适、独立的测定 R 和 A 的方法。因此,土壤—含水量的主动微波响应只能凭经验来定。
11.5土壤湿度位势装置
迄今,在外场监控项目中,有足够便宜可靠的测定基质位势装置可用。每例中,对装置正常工作的湿度位势范围都有严格限制。因此,如渗透势明显时,就要小心。11.5.1张力表
张力计是最广为使用,最便宜的湿度位势测定仪。张力结构简单,通常由一多孔陶瓷杯和一个圆柱形塑料管将杯与密封管顶的记录装置相连。考虑它们广泛被运用,成本低, 对其结构更为细致的描述没有多大必要。
张力表建立了土壤 -水系统的准平衡条件。多孔陶瓷杯起到膜的作用, 通过它水能流动, 因此如要它正常工作,就要使水处于充满状态。最终,在陶瓷杯孔与圆管中事先装入除去气泡的水。张力表安装入土壤后会受负土壤湿度位势影响,导致水从张力表流向土壤基质周围。水分运动在张力表管中产生负位势或吸力,并记录在记录器上。记录器为一压力传感器(Marthaler,elal.,1983 。巴塘管型(Bourdon-type 真空量管,或一简单的充有水或水银的 U 型管。另一方面,如土壤吸收水分,土壤湿度位势会升高,水将会从土壤返回张力表,导致较小负水位势数据。就象张力表暴露于负位势,土壤与张力表间水的交换会导致溶液中溶解的气体释放,形成气泡。气泡的形成将改变张力表管体压力读数,产生错误的读数。因此,管体定时需用手控真空泵重新充液和去气。
安装前,但在张力表充水去气后,陶瓷杯要保持潮湿。用湿破布包瓷杯或将其插入有水的容器, 都可使得瓷杯在从实验室运往野外期间保持湿润。在野外, 要事先准备一大小、深度适宜的洞,洞要足够大,应将洞的四壁清除干净,其长度应能使张力表延伸至土壤表面以上几个厘米。由于要保持瓷杯与土壤的接触,最好在插入张力表前,在挖掘处准备一些较稀的泥浆并灌入洞中。应确保洞回填合适,因此要去除导
致与张力表相接处形成蓄水条件的凹陷。后面的预防措施会减少流下管体壁的水流,避免产生缺乏代表性的土壤——
水条件。
张力表仅能测定基质位势,因为溶液能自由流经多孔杯。然而,也可购买具备其它特性(如电极的张力表,安置于瓷杯内部或瓷盒上部,可同时测定张力内的电导率。张力表与土壤环境达到平衡,显然需要一定时间。另一不足是张力表有一实际约为 -80kPa 的较低限制。超出 -100kPa , 水在环境温度下就会沸腾, 形成水蒸气泡, 从而破坏张力表的真空。
张力表的管体和记录部分允许有明显的体积变化。在干旱条件下,有相当数量的水从张力表流向土壤。因此,张力表要适应当初设计的每种条件。通常,当张力表作为一灌注器,会有大量的水从瓷杯中流失,就保持不了管体中的真空,张力表量器就失去作用。此过程其余支持则来自于挖空张力表,其在接近瓷杯处积累有大量的根。
张力表对温度也很灵敏。张力表虽然只有一小部分暴露在环境条件下,太阳辐射的吸收导致张力表管体的热膨胀。而且,从土壤表面到瓷杯的温度梯度,会导致管体的热膨胀或收缩,因此产生错误的湿度位势读数。为尽可能的减少这种效应,张力表管体应用非传热材料制成,数据应在每天同一时间读取,最好在早上。
11.5.2电阻块
电阻块虽对湿润状态的湿度位势不敏感,却是土壤湿度张力表中良好的一种。电阻块由一些多孔材料包住的电极组成,这些材料能与土壤达到准平衡状态。最普遍的电阻材料是石膏、尼龙纤维和玻璃丝(Perrier and Marsh,1958 。
电阻块对于野外作业相对便宜、实用,但在安装前需要校准。校准常将蒸馏水浸泡电阻块, 而后将其置于已知压力的压力板装置中。当在一特定压力下达到平衡后, 读取数据, 并继续让电阻块处于较大的压力位势。此过程应在安装前至少对五种
不同压力进行重复。在运用中,如电阻块校准曲线有变化时,安装前和作业后均需再校准。
可惜的是,电阻块与土壤间的平衡较慢,使得水位势测定接近干土壤曲线。因此,此法深受土壤滞后现象为主的误差的影响。同时土壤的收缩和膨胀问题也会破坏与电阻块的接触。而且,此方法认为水位势是电阻的函数,并对土壤盐度敏感。若有盐分存在,要记住加的盐会降低电阻,就会错误指示土壤较湿。因为电极连续处于硫酸钙饱和溶液中,石膏块对盐分并不太敏感。但石膏块比玻璃纤维块损坏较快。
安装电阻块时,最好在准备电阻块洞之前,为引线挖一条细电缆槽。这可以尽可能的减小沿电缆线至电阻块的水流,避免造成错误的读数。
11.5.3干湿表
热电偶湿度表并非直接测定土壤湿度位势,而是测量在平衡状态下,成气体相态的水汽(Rawlins,1972 。因此,湿度表很快与土壤环境建立平衡。就象用电阻块,此方法对湿环境不灵敏,但能很好的运用于干土壤环境。它也能进行数据自动收集。
在无盐情形下,基质位势与相对湿度的关系为:
/ln( /(0p p W RT m =ψ (11.11
W 为水分子量(0.018kg ? mole -1 , R 为理想气体常数(8.31J ? K -1 , T 为热力学温度 (K , P 为液体状态时与水平衡的水汽压, P 0为液态时饱和的水汽压。
湿度表由置于小盒内的一微型热电偶制成。热电偶因珀尔帖(Peltier 效应冷却,在电线连接处冷凝水分。当水分从连接处蒸发时,其温度下降,能产生电流,这电流可由伏特表测出。这些测量值能很快反映出土壤水位势的变化,但对温度与盐度非常敏感。
在平衡态,土壤大气的相对湿度并不随生长期而显著变化。与活动的植物水向上吸水的最低水位势标准的为 1500kPa ,它对应的相对湿度约为 98.8%,因此,湿度计测定相对湿度范围在 98-100%。但是,湿度表对温度过于灵敏,如果水位势测定的准
确度在 10kPa 内,温度则必须控制在 0.001K 内。所幸的是,最近以来开发的仪器具备这样的精密度 (Brunini and Thurtell,1982 。然而,当仪器组成的热容量不同时,每天温度的波动会导致湿度计的温度增减。为尽可能减少这种效应,应在每天同一时间读取数据,最好在早上。 11.6取样范围及地点选择
若取数频繁、且所研究区域空间变率能被评定,那么土壤湿度信息将很有用途。土壤湿度信息仅在测点可靠;因此,为充分描述测地的土壤湿度状态,就要取大量的土样。但要选取适合的采样点,以使达到预期精度所需样点数最少。为取得野外场地的可靠土壤含水量值,也为确定需要特征描述的面积,初样对于估计所需土样数目可能是必要的。初样产生一样品方差 S 2,它能用以计算在一观测准确度(L 水平下,评估土壤含水量所需样品个数。为计算所需准确度下样品个数 n ,计算如下:
/(422L s n = (11.12
若假设 s 2为 25,希望得到的准确度在 2%之内。由方程(11.12可知需从场地采集样本 25个。通过这种方法,对于描述土壤含水量,能制定出两种较为普遍的采样方案,每一种均能产生不同的置信水平。
用随机取样法,理论上,现场上所有点均有相同的几率被选为采样点。但此方法假设土壤水分布为正态分布。对于大面积,由于土壤形态和土壤过程可能有很大不同,因此并不能保证此假设合理。
第二种方法则是根据该测量值与地层内有关变量(即:相似的水文反应、土壤质地、土壤类型、植被覆盖、斜坡等的均一性,将测场划为多层。对每层分别采样,将数据加以组合,用相关面积对每层结果进行权重。小分水岭处,地形是控制土壤水分布的重要因素。因此,仅利用地形学就可将分水岭低斜坡划分为若干均匀的单元。同样,斜坡牧场需要有比平坦庄稼地更多的采样点。然而,植被能减小由地形产生的土壤水变率。
直接法常要求在野外采样,而且要运回实验室进行分析,应讨论几个特别预防措施。采样后,应立即将样品置于一防水、无缝容器。由于样品常要置于对流炉内,因
此,容器应能经受高温不融化、或没有明显的质量变化。最常用的土壤容器为铝罐,便于记数和称重。若土壤样品需运输较长距离,应用胶带封住容器,避免水分蒸发丢失。微波炉能用非
金属样品容器.特别是,它们有较短的烘干时间. 11.7 特殊考虑多石质土壤能导致含水量显著错误.当石质占据土壤体积的大部时,例如,体积密度 ,其同等样品为2.0g cm-3 的土样其质量含水量为 10%;但对较好的土壤材料(没有石质 . 的土壤含水量为 20%(假设此材料密度为 1.62g cm-3 较好土壤颗粒组成的质量含水量θ gfines ,虽经常用于时空校准值,也仍需确定石质土壤的体积含水量.后者计算根部区体积水分相当的重要.较好土壤材料质量含水量与体积含水量的关系如下: θ r stonyθ g fincs ( ρ b / ρ w (1 + M stones / M fines (11.13 θ r stony 为石质土壤体积含水量,M stones , M fines 分别为石头质量与好土壤质量(美国农学会,1976 参考文献 American Society of Agronomy, 1976: Methods of Soil Analyis, Part 1, Physical and Mineralogical Methods (A. Klute, ed.. Americal Society of Agronomy, Wisconsin, 188 pp. Brunini, O. and Thurtell, G. W., 1982: An improved thermocouple hygrometer for in situ measurements of soil water potential. Soil Society of America Journal, 46, pp. 900-904. Doorenbos, J. and Pruitt, W O., 1976: Crop water requirements Irrigation and Drainage, 24, Food and Agriculture Organization of the United Nations Rome. Drungil, C. E. C., Abt, K and Gish, T. J., 1989: Soil moisture determination in gravelly soils with time domain reflectometry. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, 32, pp. 177-180. Gardner, W. h. and Calissendirff, C., 1967: Gamma ray and neutron attenuation measurements of soil bulk density and soil water content. Proceedings of the Symposium on Techniques in Soil Physics and Irrigation Studies, Istanbul. International Atomic Energy Agency, Vienna, pp. 101-113. Gee, G. W. and Dodson, M. E., 1981:Soil water content by microwave drying: a routine procedure. Soil Science Society of America Journal, 45, pp. 1234-1237. Jackson, T. J., 1990: Laboratory evaluation of a field-portable dielectric dielectric/soik moisture probe. IEEE Transactions on Geoscience Remote Sensing, 28, pp. 241-245. Jackson, T. J. and Schmugge, T.J., 1989: Passive microwave remote sensing system for soil moisture: some supporting research. IEEE
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土壤湿度检测及自动浇水系统设计
土壤湿度检测及自动浇水系统设计 1 设计主要内容及要求 1.1 设计目的： 随着人们生活水平的提高花卉逐渐受到人们的青睐，本设计要求利用单片机设计一款家庭智能浇花器，实现自动浇花，节省人力，方便人们出差的时候不至于影响花卉的生长，如果在家也可以关断浇花器。 （1）了解土壤湿度检测的基本知识以及电工电子学、单片机、传感器等相关技术。 （2）初步掌握常用土壤湿度检测传感器的特点和应用场合，并选择恰当方法应用于本设计。 1.2 基本要求 （1）通过c8051f020单片机编程来实现土壤湿度的实时显示，并具有超量程报警装置。 （2）要求设计相关传感器系统和控制系统实现自动浇水功能。 （3）要求设计相关的硬件电路，包括传感器的选型、控制系统和显示系统的硬件电路设计。 1.3 发挥部分 自由发挥 2 设计过程及论文的基本要求： 2.1 设计过程的基本要求 （1）基本部分必须完成，发挥部分可任选； （2）符合设计要求的报告一份，其中包括总体设计框图、电路原理图各一份； （3）报告的电子档需全班统一存盘上交。 2.2 课程设计论文的基本要求 （1）参照毕业设计论文规范打印，包括附录中的图纸。项目齐全、不许涂改，不少于4000字。图纸为A4，所有插图不允许复印。 （2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及相应的详细的功能分析和重要的参数计算、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（总体设计框图与电路原理图）。 3 时间进度安排
一设计任务描述 1.1 设计题目：土壤湿度检测及自动浇水系统设计 1.2 设计要求 1.2.1 设计目的： 随着人们生活水平的提高花卉逐渐受到人们的青睐，本设计要求利用单片机设计一款家庭智能浇花器，实现自动浇花，节省人力，方便人们出差的时候不至于影响花卉的生长，如果在家也可以关断浇花器。 （1）了解土壤湿度检测的基本知识以及电工电子学、单片机、传感器等相关技术。（2）初步掌握常用土壤湿度检测传感器的特点和应用场合，并选择恰当方法应用于本设计。 1.2.2 基本要求： （1）通过C8051F020单片机编程来实现土壤湿度的实时显示，并具有超量程报警装置。 （2）要求设计相关传感器系统和控制系统实现自动浇水功能。 （3）要求设计相关的硬件电路，包括传感器的选型、控制系统和显示系统的硬件电路设计。
土壤湿度的测定方法
土壤湿度的测定方法 国内外有很多土壤水分测定方法。具体方法列举如下：称重法，时域反射法（TDR），石膏法，红外遥感法，频域反射法/频域法(FDR/FD法)，滴定法，电容法，电阻法，微波法，中子法， Karl Fischer法，γ射线法和核磁共振法等。 ①烘干法 烘干法是测定土壤水分最普遍的方法，也是标准方法。具体为：从野外获取一定量的土壤，然后放到105℃的烘箱中，等待烘干。其中烘干的标准为前后两次称重恒定不变。烘干后失去的水分即为土壤的水分含量。计算公式为土壤含水量=W/M*100%，M为烘干前的土壤重量，W为土壤水分的重量，即M与烘干后土壤重量M’的差值。称重法缺点是费时费力（需8小时以上），还需要干燥箱及电源，不适合野外作业。如果采用酒精燃烧法，由于需要翻炒多次，极为不便，不适合用于细粒土壤和含有有机物的土壤，且容易掉落土粒或燃烧不均匀而带来较大误差，而且需要取土测量，对土壤有破坏性。 ②TDR（Time Domain Reflectometry）法 TDR法是上世纪80年代发展起来的一种土壤水分测定方法，中文为时域反射仪。这种方法在国外应用相当普遍，国内才刚开始引进，当各部门都相当重视。TDR是一个类似于雷达系统的系统，有较强的独立性，其结果与土壤类型、密度、温度基本无关。而且还有很重要的一点就是，TDR能在结冰下测定土壤水分，这是其他
方法无法比拟的。另外，TDR能同时监测土壤水盐含量，且前后两次测量的结果几乎没有差别。这种测定方法的精确度可见一斑。 ③欧速土壤水分传感器直接测量法 因为TDR法设备昂贵，我公司开始用比TDR更为简单的方法来测量土壤的介电常数，而且测量时间更短，在经过特定的土壤校准之后，测量精度高，而且探头的形状不受限制，可以多深度同时测量，数据采集实现较容易。
土壤含水量测量方法
土壤含水量测量方法 ( 1 )称重法(Gravimetric) 也称烘干法，这是唯一可以直接测量土壤水分方法，也是目前国际上的标准方法。用土钻采取土样，用0.1g 精度的天平称取土样的重量，记作土样的湿重 M，在 105℃的烘箱内将土样烘 6~8 小时至恒重，然后测定烘干土样，记作土样的干重 Ms 土壤含水量=(烘干前铝盒及土样质量-烘干后铝盒及土样质 量)/(烘干后铝盒及土样质量-烘干空铝盒质量)*100% ( 2 )张力计法(Tensiometer) 也称负压计法，它测量的是土壤水吸力测量原理如下：当陶土头插入被测土壤后，管内自由水通过多孔陶土壁与土壤水接触，经过交换后达到水势平衡，此时，从张力计读到的数值就是土壤水(陶土头处)的吸力值，也即为忽略重力势后的基质势的值，然后根据土壤含水率与基质势之间的关系(土壤水特征曲线)就可以确定出土壤的含水率 ( 3 ) 电阻法(Electricalresistance) 多孔介质的导电能力是同它的含水量以及介电常数有关的，如果忽略含盐的影响，水分含量和其电阻间是有确定关系的电阻法是将两个电极埋入土壤中，然后测出两个电极之间的电阻。但是在这种情况下，电极与土壤的接触电阻有可能比土壤的电阻大得多。因此采用将电极嵌入多孔渗水介质(石膏、尼龙、玻璃纤维等)中形成电阻块以解决这个问题 ( 4 ) 中子法(Neutronscattering) 中子法就是用中子仪测定土壤含水率中子仪的组成主要包括：一个快中子源，一个慢中子检测器，监测土壤散射的慢中子通量的计数器及屏蔽匣，测试用硬管等。快中子源在土壤中不断地放射出穿透力很强的快中子，当它和氢原子核碰撞时，损失能量最大，转化为慢中子(热中子)，热中子在介质中扩散的同时被介质吸收，所以在探头周围，很快的形成了持常密度的慢中子云
温湿度检测系统
DH11数字温湿度测量系统设计 1.1.1项目背景介绍 随着单片机和传感技术的迅速发展，自动检测领域发生了巨大变化，本文参考了一种基于单片机并采用数字化单总线技术的温度测控系统应用于仓库车间的的设计方案，根据实用者提出的问题进行了改进，提出了一种新的设计方案,在单总线上传输数字信号。即采用DHT11温湿度传感器解决传输模拟量误差大的问题，以及采用高技术的无线收发模块来代替之前大量的电缆，具有更好的经济与实用价值。 1.1.1功能要求 采用8051单片机和DHT11传感器设计一个数字温-湿度测量系统，温湿度测量范围为-20~100℃相对湿度测量范围为0~100%，采用LED数码管显示器，同时二极管作为工作正常指示灯和出错指示灯。 1.1.2 硬件电路设计 图1.1温湿度检测原理示意图 DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测型号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，使其成为给类应用甚至最为苛刻的应用场合的
最佳选择。产品为4针单排引脚封装，连接方便。 技术参数 供电电压： 3.3~5.5V DC 输出：单总线数字信号 测量范围：湿度20-90%RH，温度0~50℃ 测量精度：湿度+-5%RH，温度+-2℃ 分辨率：湿度1%RH，温度1℃ 互换性：可完全互换， 长期稳定性：<±1%RH/年 图1.2DH11通讯过程 图1.3部分硬件
(完整版)土壤含水量的测定(烘干法)
土壤含水量的测定（烘干法） 进行土壤水分含量的测定有两个目的：一是为了解田间土壤的实际含水状况，以便及时进行灌溉、保墒或排水，以保证作物的正常生长；或联系作物长相、长势及耕栽培措施，总结丰产的水肥条件；或联系苗情症状，为诊断提供依据。二是风干土样水分的测定，为各项分析结果计算的基础。前一种田间土壤的实际含水量测定，目前测定的方法很多，所用仪器也不同，在土壤物理分析中有详细介绍，这里指的是风干土样水分的测定。 风干土中水分含量受大气中相对湿度的影响。它不是土壤的一种固定成分，在计算土壤各种成分时不包括水分。因此，一般不用风干土作为计算的基础，而用烘干土作为计算的基础。分析时一般都用风干土，计算时就必须根据水分含量换算成烘干土。 测定时把土样放在105～110℃的烘箱中烘至恒重，则失去的质量为水分质量，即可计算土壤水分百分数。在此温度下土壤吸着水被蒸发，而结构水不致破坏，土壤有机质也不致分解。下面引用国家标准《土壤水分测定法》。 2.3.1适用范围 本标准用于测定除石膏性土壤和有机土（含有机质20%以上的土壤）以外的各类土壤的水分含量。 2.3.2方法原理 土壤样品在105±2℃烘至恒重时的失重，即为土壤样品所含水分的质量。 2.3.3仪器设备 ①土钻；②土壤筛：孔径1mm；③铝盒：小型直径约40mm，高约20mm；大型直径约55mm，高约28mm；④分析天平：感量为0.001g和0.01g；⑤小型电热恒温烘箱；⑥干燥器：内盛变色硅胶或无水氯化钙。 2.3.4试样的选取和制备 2.3.4.1风干土样选取有代表性的风干土壤样品，压碎，通过1mm筛，混合均匀后备用。 2.3.4.2新鲜土样在田间用土钻取有代表性的新鲜土样，刮去土钻中的上部浮土，将土钻中部所需深度处的土壤约20g，捏碎后迅速装入已知准确质量的大型铝盒内，盖紧，装入木箱或其他容器，带回室内，将铝盒外表擦拭干净，立即称重，尽早测定水分。 2.3.5测定步骤 2.3.5.1风干土样水分的测定将铝盒在105℃恒温箱中烘烤约2h，移入干燥器内冷却至室温，称重，准确到至0.001g。用角勺将风干土样拌匀，舀取约5g，
仓库温湿度记录表
仓库温湿度记录表 仓库温湿度记录表仓库温湿度记录表 点击次数:99 发布时间:2010-4-8 9:03:51 摘要:以瑞士ROTRONIC公司生产的Hygrolog为例，介绍温湿度记录器的原理及应用，为有关用户提供参考。 1前言 温湿度测量是现代测量发展出来的一个领域，尤其是湿度的测量不断前进，经历了长度法、干湿法,直至今天的电测量，使湿度测量技术日渐成熟。时至今日，由于我们不再满足于湿度的测量，尤其是一些场所的监控直接要求实时记录其全过程的温湿度变化，并依据这些变化认定储运过程的安全性，导致了新的温湿度测量仪器——温湿度记录器的诞生。 温湿度记录器是对温湿度参数进行测量并按照预定的时间间隔将其储存在内部存储器中，在完成记录后将其联接到PC机，利用适配软件将存储的数据提出并按其数值、时间进行分析的仪器。利用该仪器可确定储运过程、实验过程等相关过程没有任何危及产品安全的事件发生。 下面以瑞士ROTRONIC公司生产的Hygrolog温湿度记录器为例介绍温湿度记录器的原理及应用。 2温湿度记录器的原理 温湿度记录器由3大部分组成:测量部分、仪器本体、PC界面，如图1所示。下面分别介绍这3部分。 1测量部分 由完全互换的Hygroclip系列探头组成，不同的探头完成不同的功能。
Hygroclips通用探头，应用于通用测量，包括厂房、实验室、货柜空间等的空间测量。 Hygroclipsc04/sc05狭小空间用探头，应用于要求狭小空间的使用、对产品破坏小的场所。例如博物馆保存雕塑、雕刻等艺术品;化石企业;工程建筑、桥梁建筑监测混凝土干燥等场合。 Hygroclipsp05小空间插入探头，应用于颗粒状堆积材料的插入测量。 HygroclipHK25/40高温探头，最高可达200?，用于高温环境。 HygroclipHS28剑式探头，应用于造纸、印刷、卷状堆积物等场所。 以上探头为完全互换探头，均可以和Hygrolog进行联接，完成不同功能。 仪器本体 Hygrolog记录器，通过探头进行测量，将数据存储并传输至PC，其存储容量为10000个数据点(温度、湿度各5000点)，记录间隔为15s至2h可调:由PC调整，根据其设定值确定记录时间最长可达416天。记录器工作温度受电池限制，即锂电池,,20?至70?;碱性电池，, 10?至50?。量程及精度由探头决定，量程可达,50?至200?，0至100,RH;精度为?1.5,RH，?0.3?;防护等级为IP65。 图1记录器的结构框图 图2在电脑上生成的记录曲线及分析图表 界面 HW3软件。软件支持是记录器不可缺少的一部分，其主要功能为设定单位、存储周期、采样周期，读取数据并显示测量数据、历史曲线等，这是数据记录器不可
第11章 土壤湿度测量解析
第 11章土壤湿度测量 11.1概述 土壤含水量是影响农作物收成与水保的重要因素之一。土壤湿度对于制定灌溉进程表、水与溶质流的评价、净太阳辐射潜热与显热的划分等方面都是很重要的。 作为预测水源耗竭模式中的重要参量,土壤湿度在水文学中是很重要的。在大气数值模式中陆气相互作用的模拟及水气循环的其它参量要求测量土壤湿度,卫星遥感评价的验证也需要直接测量地表土壤水分。 土壤湿度的测量可用土壤含水量与土壤湿度位势的测定来表示。土壤含水量反映了土壤中水的质量与体积,而土壤湿度位势则反映土壤水分能量状态。 农业学科非常关注土壤水分的测定。为满足土壤水分状态测量的广泛需求,许多仪器已发展到商业化的程度,使用最普遍的将在下面予以讨论,包括其优点与缺点。此外,对在将来不久可能被广泛使用的新式仪器也予以简要讨论。 11.1.1定义 土壤含水量 称重技术是测量土壤含水量最为简单且被广泛运用的方法。因为此方法简单易行而且是直接测量,所以被用作其它方法参照的标准。定义在干质基础上的称重土壤湿度g θ可表达为: 100?=soil water g M M θ (11.1 此处 water M 为土样中水质量, soil M 为土样中烤干(100-110℃后的土质量。
对于风干(25℃的矿物土壤,称重土壤湿度通常少于 2%,但随着土壤水分达到饱和,其水含量会增到 25%至 60%。但是称重取样法具有破坏性,使得土壤接近饱和时,取得准确的土壤含水量测量结果变得极为困难。 通常,土壤湿度用体积表达。由于降水、蒸散量和溶质变化参量通常用容量表示,用体积表示的水含量更为有用。体积水含量v θ可表达为: 100?soil water v V V θ (11.2 此处, water V 为水体积, soil V 为土壤(土 +气 +水总体积。 土壤体积含水量的变化可从风干土壤的少于 10%到临近饱和的矿物土壤的 40-50%间变化。由于水与土壤体积的准确测定存在困难,体积水含量通常间接测定。 体积与称重土壤含水量有一定关系。该关系如下: w b g v ρρθθ/= (11.3 b ρ是干土壤体积密度, w ρ是土壤水分密度 土壤湿度位势 土壤湿度位势是描述土壤水分能量状态,它对水分传输分析、含水量评价、土壤——植被——水相互作用等都很重要。两地土壤湿度位势的不同反映了水流的趋势,即由高位势流向低位势。由于湿度位势会随干燥而减少(负值变得更大 ,运移它所需的功就要增加,使得植物抽吸水变得困难。当植物水上吸变得更困难时,植物水位势因此下降,最终导致植物受压,甚至枯萎。 通常,湿度位势描述土壤水力做的功,或在负位势下水从土壤中运移出来所需的功。总湿度位势t ψ(所有力场的综合效应表达如下: p m z t ψψψψψ+++=0 (11.4
土壤温湿度计使用原理及使用步骤
土壤温湿度计使用原理及使用步骤 大家都知道现在大棚种植都会使用壁挂式土壤温湿度计来保持大棚内的温度和湿度，从而使植物能很好的生产，其实只保持大棚内的温度是远远不够的，植物生长也需要适合的土壤温度和湿度。 要测量土壤的温湿度一般都是使用插入式的土壤温湿度计的，当然这种插入式土壤温湿度计和我们通常所说的工业上的插入式土壤温湿度计也是不同的。一般土壤插入式土壤温湿度计比较小，而且不同工业上使用的土壤温湿度计，一般土壤温湿度计有好几个探针，而且探针的长度不一样，这样是为了更好的测量不同深度土壤的温湿度。 土壤温湿度计又称为便携式土壤温度速测仪、快速土壤水分温度仪、快速土壤水分温度测定仪、土壤温湿度测定仪、土壤温湿度记录仪等,土壤温湿度计可同时测土壤表层和不同深度的土壤容积含水量，测量精度高，存储容量大，体积小巧，便于携带。可用于农田、水利、森林、草坪、公路、铁路养护等的长期监测，可连续监测土壤的水分，性能稳定，可靠性高，免维护。 土壤温湿度计可脱离开计算机独立工作，上位机软件功能强大，数据查看方便，随时可以将记录数据导出到计算机中，并可以存储为EXCE表格文件，生成数据曲线，以供其它分析软件进一步进行数据处理，连接计算机可以打印存储数据。 土壤温湿度计广泛应用于农业、林业、地质、农田、水利、森林、草坪、公
路、铁路养护等测等方面的测量及研究。 既然我们知道了土壤温湿度计有这么多的功能和优点，但是土壤温湿度计具体的使用步骤大家都不太清楚吧，接下来就由小编来详细的介绍下吧！ 土壤温湿度计使用步骤： 1、去除被测土壤表面石子、草、树叶等覆盖物，去除表层土壤，如果土壤太干，先浇一些水，过25~30分钟后再进行测量； 2、在测量前，用柔软的布将探头金属表面擦拭干净，将开关选择到测量的选项，水分，酸度。初次使用该仪器时，建议反复测试几次再读数，以免探头金属表面的保护油层对水分值和PH值造成影响； 3、测土壤PH值和湿度时,先将探头尽量深地插到土里,探头上面部分留大约1厘米。 4、在测量时，将仪器探头插入土壤，注意将探头电极要全部插入土壤里面，而且要确保电极和边上的土壤紧密接触。 5、拨动笔上的按键到MOIST, MOIST是水份键,对应表上的是MOIST, DRY 是干, WET是湿,数值1-3(红色部分)说明需要浇水, 4-7(绿色部分)是合适的,请根据植物的品种调整浇水时间, 8-10(蓝色部分)说明太湿了。 6、拨动笔上的按键到PH, PH是酸碱度键,对应表上的是8-3.5数值, ALKALINE是碱, ACDIC是酸,数值7基本是中性,数越小说明酸度越大,请根据植物的品种调整土壤酸碱度。 7、LIGHT键是光照度,测量范围0-2000流明,数值越大,说明光照越强,请根据植物的品种来决定是否需要遮阴。 8、为了确保测量土壤的PH值金额水分值，需将探头插入土壤约十分钟。因为土壤性质的不同，探头和土壤接触的紧密度也不同，建议测量多个数值，取平均值； 9、使用时注意插电极时不能碰到石头,不要用力过猛,否则容易伤害电极.
测量土壤湿度
智能花盆设计 3.硬件电路设计 3.1 系统单片机 所谓的单片机就是把中央处理器CPU、存储器ROM/RAM、输入输出接口电路以及定时器/计数器等部件制作在一块集成电路芯片中，构成一个完整的微型计算机―单片微型计算机。由于单片机把各种功能部件集成在一块芯片上，因此它的结构紧凑、超小型化、可靠性高、价格低廉、易于开发应用。 3.1.1 AT89S51单片机 本论文所设计的系统的核心采用的是AT89S51单片机。AT89S51单片机是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4K bytes的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL 公司的高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器，既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中，ATMEL公司的功能强大，低价AT89S51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电 模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中 断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三 种封装形式，以适应不同产品的需求。 它的引脚图如图6。管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收 8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。 P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第 八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校 验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓 冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为 高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是图6 AT89S51引脚图 由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
土壤水分测定法
土壤水分测定法 依据标准：NY/T52-1987 1适用范围 本标准用于测定除石膏性土壤和有机土（含有机质20%以上的土壤）以外的各类土壤的水分含量。 2测定原理 土壤样品在105±2℃烘至恒重时的失重，即为土壤样品所含水分的质量。 3仪器、设备 3.1土钻； 3.2土壤筛：孔径1mm； 3.3铝盒：小型的直径约40mm，高约20mm； 大型的直径约55mm，高约28mm； 3.4分析天平：感量为0.001g和0.01g； 3.5小型电热恒温烘箱； 3.6干燥器：内盛变色硅胶或无水氯化钙。 4试样的选取和制备 4.1风干土样：选取有代表性的风干土壤样品，压碎，通过1mm筛，混合均匀后备用。 4.2新鲜土样：在田间用土钻取有代表性的新鲜土样，刮去土钻中的上部浮土，将土钻中部所需深度处的土壤约20g捏碎后迅速装入已知准确质量的大型铝盒内，盖紧，装入木箱或其他容器，带回室内，将铝盒外表擦拭干净，立即称重，尽早测定水分。
5测定步骤 5.1风干土样水分的测定 取小型铝盒在105℃恒温箱中烘烤约2h ，移入干燥器内冷却至室温，称重，准确至0.001g 。用角勺将风干土样拌匀，舀取约5g ，均匀的平铺在铝盒中，盖好，称重，准确至0.001g 。将铝盒盖揭开，放在盒底下，置于已预热至105±2℃的烘箱中烘烤6h 。取出，盖好，移入干燥器内冷却至室温（约20min ），立即称重。风干土样水分的测定应做两份平行测定。 5.2新鲜土样水分的测定 将盛有新鲜土样的大型铝盒在分析天平上称重，准确至0.01g 。揭开盒盖，放在盒底下，置于已预热至105±2℃的烘箱中烘烤12h 。取出，盖好，移入干燥器内冷却至室温（约30min ），立即称重。新鲜土样水分的测定应做三份平行测定。 6测定结果的计算 6.1计算公式 水分（分析基），%=100m m m m 0 121?--……………………（1） 水分（干基），%=100m m m m 0 221?--……………………（2） 式中：m0——烘干空铝盒质量，g ； M1——烘干前铝盒及土样质量，g ； M2——烘干后铝盒及土样质量，g 。 6.2平行测定的结果用算术平均值表示，保留小数后1位。 6.3平行测定结果的相差，水分小于5%的风干土样不得超过0.2%，水分为5~25%的潮湿土样不得超过0.3%，水分大于15%的大粒（粒径约10mm ）粘重潮湿土样
土壤干湿度的检测
土壤干湿度的检测 平时可以凭经验观察判断土壤的干湿度，但用一个简单的仪器测量显示出来则更科学准确，直观简便。土壤湿度检测仪就是这样一种电子装置，它是通过发光管亮的数目反映出土壤的干湿程度。 工作原理 酸碱盐都是电解质，它们在水中发生电离而导电。土壤中含有大量的各种无机盐，土壤的含水量不同即湿度不同，导电性能也不同。湿度大，导电能力强，即电阻小，土壤干，导电能力差，即电阻大。通过大量的观察和测量：最适宜植物生长的土壤湿度，其电阻值一在5KΩ—10KΩ之间，低于5 KΩ过湿，高于10 KΩ过干，均不利于植物生长。本检测仪正是利用土壤的湿度不同，电阻不同，通过电路使显示的发光管数目不同而制作
的。本制作所用的核心元件是一块四电压比较器集成电路LM339，它内部含有四个相同的电压比较器，见图1（a），每一个电压比较器都有“+”“-”两个输入端，一个输出端，如图1（b），当输入端电压U+>U-时，输出端U0为高电压，U+ 土壤温湿度测定仪操作方法 土壤温度是影响土壤环境的重要因素之一，而温度大小对作物的生长、节水灌溉有着重要的作用。利用土壤温湿度测定仪测量土壤温度，不仅能保障土壤温度测定数据的准确性，还可以为农田作物管理提供科学的依据，有利于提高农作物的产量和质量。 土壤温湿度测定仪应用领域： 土壤温湿度测定仪又名土壤墒情监测站是一款集土壤温度、土壤水分采集、存储、传输和管理于一体的土壤墒情自动监测系统。整机由多通道数据采集仪、土壤水分传感器、土壤温度传感器、计算机软件组成。 土壤温湿度测定仪可应用于土壤墒情监测、节水灌溉、温室控制、精细农业等领域。，农业、林业、地质等方面土壤温度、湿度测量及研究。 土壤温湿度测定仪功能特点： 1、本机体积小，软件操作简单，性能可靠，记录间隔可根据要求从1分至24小时任意设置。 2、全程跟踪记录被测环境中的温度数据，记录时间长，具有断电数据自动存储保护功能。 3、整机功耗小，使用内置电池供电，电池供电可达半年以上。 4、软件功能强大，数据查看方便，随时可以将记录仪中的数据导出到计算机中，并可以存 5、储为EXCEL表格文件，生成数据曲线，以供其它分析软件进 一步进行数据处理。 6、单台记录仪可以接入最多6路温度探头，探头可测量空气、水或土壤中的温度分布情况。 7、记录仪可脱开计算机独立工作，当需要查看当前环境数据时可通过通讯接口由计算机读取记录仪内的数据。 8、一台记录仪，可以同时测量多个点的温度及土壤湿度。 土壤温湿度测定仪操作方法： 1 测量时将不锈钢探针完全埋于土壤中； 2 若土壤过硬，则需先打一个小孔，不能强行插入，传感器背后不能用硬物敲击； 3 使用完拔出时，需握住黑色外壳，不能直接拉通讯线； 4 不能使探针弯曲，否则会影响测量精度； 5 当需要测量水分的土壤泥土较深时，去表面土壤； 6 当土壤为岩石表面土壤，且表层土壤没有探针长度的厚度，则需使用其他方法测定。 土壤温湿度测定仪日常保养： 1、避免仪器被刮划，保持外部保护膜完整性，增加仪器使用寿命； 使用仪器时请将各连接部位固定牢固，避免仪器的损坏； 2、避免粗暴地对待仪器，毁坏内部电路板及精密的结构； 3、不要用颜料涂抹仪器，涂抹会在可拆卸部件中阻塞杂物从而影响正常操作； 4、经常紧固易松动的螺丝和零件； 5、使用清洁、干燥的软布清洁仪器外部； 6、定时查看其他配置设备的电源电量，确保仪器正常工作； 7、定期检查电缆与传感器及采集器连接是否松动，每年定期检查电缆是否 实验一土壤含水量的测定 一、测定意义 严格地讲，土壤含水量应称作土壤含水率，因其所指的是相对于土壤一定质量或容积个的水量分数或百分比，而不是土壤所含的绝对水量。 土壤含水量的多少，直接影响土壤的固、液、气三相比，以及土壤的适耕性和作物的生长发育。因此在农业生产中，需要经常了解田间土壤含水量，以便适时灌溉或排水，保证作物生长对水分的需要，并利用耕作予以调控．达到高产丰收的目的。 二、方法选择的依据 土壤含水量目前常用的测定方法有：烘干法、中子法、γ射线法和TDR法(又称时域反射仪法)。其中后二种方法需要待别的仪器，有的还需—定的防护条件，这里不再作详细介绍，只介绍较为简便的烘干法、酒精燃烧法和野外测定法。 三、土壤含水量(自然含水量)的测定 （一）实验室烘干法测定 烘干法的优点是简单、直观，缺点是采样会干扰田间土壤水的连续性，取样后在田间留下的取样孔(尽管可埂实)，会切断作物的某些根并影响土地水分的运动。 烘干法的另一个缺点是代表性差。田间取样的变异系数为l0％或更大，造成这么大的变异，主要是由于土壤水在团间分布不均匀所造成的。影响土壤水在田间分布不均匀的因素主要有土塌质地、结构以及不同作物根系的吸水作用和植冠对降雨的截留等。 尽管如此，烘干法还是被看成测定土壤水含量的标准方法。为避免取样误差，最好按上坟基质特征如土地质地和结构分层取样．而不是按固定间隔深度采样。 1．方法原理 土壤中所含的水分在105-110℃条件下能汽化，变成水蒸汽而脱离土壤。 2．仪器设备 烘箱、铝盒、取土钻、台秤。 3．操作步陈 (1)将铝盒擦净，烘干冷却，称重(可用感量0.1g台秤)。 (2)田间取土15-20g装入已知重量的铝盒中，到室内称重，记录土样的湿质量m t，置于105-110℃烘箱中6—8h至恒重，然后测定烘干土样，记录土样的干质量m s。 4．结果计算 (2)根据公式θm=m w／m s×100％，计算土样含水量，其中：m w= m t-m s，θm表示土样的质量含水率，习惯上又称为质量含水量。 如果知道取样点的容重ρb，则可求得土壤含水量的另一种表示形式——容积含水量θv： θv＝θm·ρb 在粘粒或有机质含量高的土壤中，烘箱中的水分散失量随烘箱温度的升高而增大，因此烘箱温度必须保持在100-110℃范围内。 土壤水分的测定 土壤水分含量的多少，直接影响土壤的固、液、气三相比例，以及土壤的适耕性和作物的生长发育。在栽培作物时，需经常了解田间含水量等土壤水分状况，以便适时灌排，利于耕作，保证作物生长对水分的需求，达到高产丰收。 土壤水分大致分为化学结合水、吸湿水和自由水三类。自由水是可供植物自由利用的有效水和多余水，可以通过土壤在空气中自燃风干的方法从土壤中释放出来；吸湿水是土壤颗粒表面被分子张力所吸附的单分子水层，只有在105-110℃下才能摆脱土壤颗粒表面分子力的吸附，以气态的形式释放出来，由于土粒对水汽分子的这种吸附力高达成千上万个大气压，所以这层水分子是定向排列，而且排列紧密，水分不能自由移动，也没有溶解能力，属于无效水；而化学结合水因为参与了粘土矿物晶格的组成，所以是以OH-的形式存在的，要在600--700℃时才能脱离土粒的作用而释放出来。 1、新鲜土样水分的测定 土壤水分的测定方法很多，实验室一般采用酒精烘烤法、酒精烧失法和烘干法。 (一)烘干法 实验原理：烘干法是测定土壤含水量的常用方法，测定本身的误差取决于天平的精确度和取样的代表性。同时烘干过程中温度与烘干时间的控制也是影响测定结果准确度的重要因素，样品要求在105℃烘干6-8小时，以确保将土壤样品中的自由水和吸湿水驱走，而化学结合水不至于排出，有机质也只有微量的氧化分解挥发损失。对于腐殖质含量较高的土壤（＞8%）、泥炭土及盐土，温度不应超过105℃，含有石膏的土壤只能加热到80℃，以免造成样品中结晶水的损失。 操作步骤： 准备工作：在室内将铝盒编号并称重，重量记为W1 取样：在田间用土钻钻取有代表性的土样，取土钻中段土壤样品约20克，迅速装入以编号的铝盒内，称量铝盒与新鲜土壤样品的重量，记为W2，带回室内。 烘干：打开铝盒盖子（盖子放在铝盒旁边），放在105℃的恒温烘箱内烘干6小时，盖好盖子，将铝盒置于干燥器内冷却30分钟，称重。 恒重：打开铝盒盖子，放在105℃的恒温烘箱内再次烘干3-5小时，盖好盖子，将铝盒置于干燥器内冷却30分钟，称重。若前后两次称重相差不超过0.05克即可认为已达到恒重。重量记为W3。 结果计算： 以烘干土为基准的水分百分数： 土壤含水量的测定（重量法） 进行土壤水分含量的测定有两个目的：一是为了解田间土壤的实际含水状况，以便及时进行灌溉、保墒或排水，以保证作物的正常生长；或联系作物长相、长势及耕栽培措施，总结丰产的水肥条件；或联系苗情症状，为诊断提供依据。二是风干土样水分的测定，为各项分析结果计算的基础。前一种田间土壤的实际含水量测定，目前测定的方法很多，所用仪器也不同，在土壤物理分析中有详细介绍，这里指的是风干土样水分的测定。 风干土中水分含量受大气中相对湿度的影响。它不是土壤的一种固定成分，在计算土壤各种成分时不包括水分。因此，一般不用风干土作为计算的基础，而用烘干土作为计算的基础。分析时一般都用风干土，计算时就必须根据水分含量换算成烘干土。 测定时把土样放在105～110℃的烘箱中烘至恒重，则失去的质量为水分质量，即可计算土壤水分百分数。在此温度下土壤吸着水被蒸发，而结构水不致破坏，土壤有机质也不致分解。下面引用国家标准《土壤水分测定法》。 1.1.1适用范围 本标准用于测定除石膏性土壤和有机土（含有机质20%以上的土壤）以外的各类土壤的水分含量。 1.1.2方法原理 土壤样品在105±2℃烘至恒重时的失重，即为土壤样品所含水分的质量。 1.1.3仪器设备 ①土钻；②土壤筛：孔径1mm；③铝盒：小型直径约40mm，高约20mm；大型直径约55mm，高约28mm；④分析天平：感量为0.001g和0.01g；⑤小型电热恒温烘箱；⑥干燥器：内盛变色硅胶或无水氯化钙。 1.1.4试样的选取和制备 1.1.4.1风干土样 选取有代表性的风干土壤样品，压碎，通过1mm筛，混合均匀后备用。 1.1.4.2新鲜土样 在田间用土钻取有代表性的新鲜土样，刮去土钻中的上部浮土，将土钻中部 抗体试剂不能反复冻融，冻融对抗体活性有影响，也会导致标记物（吖啶酯）和抗体（抗原）脱落或者抗体（抗原）和磁颗粒脱落。 以下我们培训中心的3个冰箱的温度记录曲线供参考： 第一例： 机械式温控展示冰箱(前面板透明)，品牌海尔。是无霜带循环风的。可是里面却结着厚厚的冰。 设定温度未知，已调到1档（对应的温度应该是最高，机械式冰箱档位数字越大，温度越低）。内壁有结冰。温度记录仪放在未结冰处。 从下图可见，温度控制范围在2度到零下5.5度之间波动，这样试剂处于反复冻融状态。 第二例： 数码温控带数码显示，品牌LG，设定温度4度，内壁无霜无结冰。 从下图可见，温度控制范围好于机械式温控。前期温度波动在零下2.5度到零上4.5度之间，后期温度波动在零下0.5度到3.5度之间。试剂还是有可能处于反复冻融状态。 第三例： 三洋专用血库冰箱，设定温度为4度。 从下图可见，温度控制范围明显好于普通家用冰箱，温度记录仪防置位置接近内壁，温度控制范围在0.5度到2度之间 从上面几例可见， 1：不要选择机械式温控冰箱。温度波动范围有7度，试剂极易被反复冻融。 2：数码温控的冰箱温控效果还不错，但为防止反复冻融，请将温度设定就高不就低，建议设定要6-8度。以避免内壁结冰，试剂可能反复冻融。 3：即便内壁未见明显结冰或者霜，冰箱里的温度还是可能会到达零度以下，试剂还是可能会结冰。 4：尽量不要用透明前面板的冰箱，一是内外壁温度相差大，二是我们的试剂要求避光，容易导致瓶间差。 我遇到过的情况是，反复冻融过的试剂跟正常的试剂比较： 1：RLU值明显偏低很多，可能只有正常的一半以下。 2：刚从冰箱里拿出来，RLU值会很低，在室温底下放数小时后等试剂到达室温再去做，RLU值明显有上升。 3：再放到冰箱里等试剂温度降下去，RLU值又会降低。 个人认为： 用户试剂出现问题的原因一般和试剂本身无关，大部分由于运输和存储引起。在遇到可能存在的试剂不好的情况，建议先从运输储存环节寻找问题。 后面BBS我们分享下哪些运输环节会导致试剂出现问题以及在同一个冰箱的不同测量点，温度会有什么差别。 一、土壤容重的测定（环刀法） 土壤容重是指田间自然状态下，在单位体积内所具有的干土质量，通常以每立方厘米土重克数表示，记和（g·cm－3）。通过土壤容重的测定，可约略估计土壤质地、结构和松紧状况，比较粘的土壤容重较小，而砂质土壤容重较大。在一般情况下，土壤容重小时说明土壤孔隙数量多，土壤比较疏松，土壤结构性好，在这种情况下，土壤的水分、空气、热量状况比较好。因此，土壤容重是土壤肥瘦和耕作质量的重要指标。另外，通过土壤容重的数值可具体计算出土壤中孔隙的多少，在生产上用途较大。 （一）方法原理 用一定容积的环刀（一般为100cm3）切割未搅动的自然状态土样，使土样充满其中，称量后计算单位容积的烘干土质量。本法适用一般土壤，对坚硬和易碎的土壤不适用。 （二）操作步骤 （1）在田间选择挖掘土壤剖面的位置，按使用要求挖掘土壤剖面。若只测定耕层土壤容重，则不必挖土壤剖面。 （2）用修土刀修平土壤剖面，并记录剖面的形态特征，按剖面层次，分层采样，耕层重复4个，下面层次每层重复3个。 （3）将环刀托放在已知质量的环刀上，环刀内壁稍擦上凡士林，将环刀刃口向下垂直压入土中，直至环刀筒中充满土样为止。 （4）用修土刀切开环刀周围的土样，取出已充满土的环刀，细心削平环刀两端多余的土，并擦净环刀外面的土同时在同层取样处，用铝盒采样，测定土壤含水量。 （5）把装有土样的环刀两端立即加盖，以免水分蒸发。随即称重（精确到0.01g），并记录。 （6）将装有土样的铝盒烘干称重（精确到0.01g），测定土壤含水量。或者直接从环刀筒中取出土样测定土壤含水量。 （三）结果计算 ρb=m/（1+θm）V 式中：ρb为土壤容重（g·cm－3）；m为环刀内湿样质量（g）；V为环刀容积（cm3），一般为100cm3；θm为样品含水量（质量含水量）（%）。 允许平行绝对误差＜0.03g·cm－3，取算术平均值。 （四）仪器设备 环刀（容积为100cm3），天平（感量0.1g和0.01g），烘箱，环刀托，削土刀，干燥器。 二、土壤水分测定法 1 适用范围 本标准用于测定除石膏性土壤和有机土（含有机质20％以上的土壤）以外的各类土壤的水分含量。 2 测定原理 土壤样品在105±2℃烘至恒重时的失重，即为土壤样品所含水分的质量。 3 仪器、设备 3.1 土钻； 3.2 土壤筛：孔径1mm； 土壤湿度的测定方法公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N] 土壤湿度的测定方法 国内外有很多土壤水分测定方法。具体方法列举如下：称重法，时域反射法（TDR），石膏法，红外遥感法，频域反射法/频域法(FDR/FD法)，滴定法，电容法，电阻法，微波法，中子法，Karl?Fischer法，γ射线法和核磁共振法等。 ①烘干法 烘干法是测定土壤水分最普遍的方法，也是标准方法。具体为：从野外获取一定量的土壤，然后放到105℃的烘箱中，等待烘干。其中烘干的标准为前后两次称重恒定不变。烘干后失去的水分即为土壤的水分含量。计算公式为土壤含水量=W/M*100%，M 为烘干前的土壤重量，W为土壤水分的重量，即M与烘干后土壤重量M’的差值。称重法缺点是费时费力（需8小时以上），还需要干燥箱及电源，不适合野外作业。如果采用酒精燃烧法，由于需要翻炒多次，极为不便，不适合用于细粒土壤和含有有机物的土壤，且容易掉落土粒或燃烧不均匀而带来较大误差，而且需要取土测量，对土壤有破坏性。 ②TDR（TimeDomainReflectometry）法 TDR法是上世纪80年代发展起来的一种土壤水分测定方法，中文为时域反射仪。这种方法在国外应用相当普遍，国内才刚开始引进，当各部门都相当重视。TDR是一个类似于雷达系统的系统，有较强的独立性，其结果与土壤类型、密度、温度基本无关。而且还有很重要的一点就是，TDR能在结冰下测定土壤水 分，这是其他方法无法比拟的。另外，TDR能同时监测土壤水盐含量，且前后两次测量的结果几乎没有差别。这种测定方法的精确度可见一斑。 ③?欧速土壤水分传感器直接测量法 因为TDR法设备昂贵，我公司开始用比TDR更为简单的方法来测量土壤的介电常数，而且测量时间更短，在经过特定的土壤校准之后，测量精度高，而且探头的形状不受限制，可以多深度同时测量，数据采集实现较容易。 药房温湿度记录表 1温湿度控制重要性 根据《中华人民共和国药品管理法》的规定，药品储存温度应为0-30℃，相对湿度应为45%~75%。在15-20℃时中药的成分比较稳定，2-20℃时药材不易变质，并可防止霉变和生虫，温度达到30℃以上时就会发生物理和化学变化，药材中所含的芳香性和挥发性成分容易挥发散失，并有利于微生物的繁殖，导致药材的变质如生虫、发霉、变色、走油等。在北方的夏季和南方的梅雨季节，气温高、降雨多，处于高温高湿环境，这段时期是中药养护的关键时期和困难时期，温湿度控制就成为保证药品质量的首要条件。除药材升华与湿度无关外，其他任何一种质变都与湿度有关。一般中药含水量为10%~15%并且极易吸收空气中的水蒸气而使含水量增加，相对湿度超过75%时，药材含水量随之增加，加速药材的变质，尤以含糖类和黏液多的药材为甚，如枸杞子、熟地黄、玉竹等。若相对湿度过小则会出现药材破碎，自身所含水分走失，从而造成盘存损耗过大，同时增加药房环境的扬尘。实验表明，在中药房平均温度为21.9℃，平均湿度为46.4%的环境条件下，全蝎、土鳖虫等动物类中药的损耗率为6.83%，莱菔子、川棟子等果实种子类损耗率为2.71%，当归、百部等根及根茎类损耗率为3.43%，鱼腥草、透骨草等全草类损耗率为2.95%,金银花、辛夷等花类损耗率为4.42%,鸡血藤、檀香等藤木类损耗率为2.67%,其他类损耗率为3.80%,平均损耗率为3.45。根据笔者的经验， 冬季在保证工作人员能舒适工作的室内温度(18%~20%：)条件下，相对湿度经常会低于45%，甚至达到30%以下，药品失水严重，损耗过大。 温度和湿度一般呈正比关系，即温度越高湿度越大，温度越低湿度越小，对温湿度的控制方法一般是夏季降温除湿，冬季升温增湿（升温并非针对药品，而是为了创造适宜的工作环境）。温湿度对中药的影响是相辅相成、互相促进的，只有把温度和湿度同时控制在合理的范围内，才能保证药品质量。 2温湿度控制措施 加强采购管理，严格控制药材含水量。中药材的含水量在药材养护中起着重要的作用，尤其是在夏季高温高湿环境中，药材含水量过大则极易变质，必须坚决杜绝某些不良商贩为了增加重量而有意加大药材含水量的行为，这会对药品的养护工作带来极大的便利。 温湿度仪可以随时监测环境温度和湿度。可安装全自动温湿度监控系统，实现电脑联网、自动监测、自动报警。 温湿度记录表内容应包括日期、规定的温湿度范围、实际温度和湿度、超出规定范围所采取的养护措施、采取措施后的温度和湿度、记录人土壤温湿度测定仪操作方法
试验一土壤含水量的测定
土壤水分的测定
土壤含水量测定方法-国标法(精)
各种冰箱温度曲线记录
土壤水分及容重测定方法
土壤湿度的测定方法修订稿
药房温湿度记录表