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对话| METER研发总监Colin博士和国际销售经理Matt中国行

来源:力高泰 发布时间:2017-05-18 14:30:17 点击数:

2017年5月8日至12日METER集团公司研发总监Colin博士和国际销售经理Matt走访了全国5个城市,和当地科研工作者进行了深入交流。此次行程,Colin和Matt向大家介绍了METER集团公司的发展现状、在研产品以及未来的发展规划,并作了一系列关于METER生态环境类产品的应用报告。下面,就此行中大家感兴趣的问题做了一个梳理。
 
问题1 我们都知道,农业领域测量监测技术日新月异,在这方面,METER集团公司有哪些创新技术和大家分享?

Colin博士:的确是这样。其实,不仅仅是农业,基于互联网和传感器技术,人们已经可以在远隔万里的地方时时监控自己家中的室内、外温度、空气相对湿度等信息。METER集团公司在这方面也在努力,例如,正在研发的ZENTRA云平台,可以方便用户随时随地了解样地的传感器状态、测量数据等。这些数据包括:气象数据、土壤温度、土壤水分含量、土壤水势等。除此之外,近期,还会有土壤粒径自动分析仪PARIO和大家见面,非常方便使用。

ZENTRA云数据平台

图1 ZENTRA云数据平台
 

 PARIO土壤粒径自动分析仪

图2 PARIO土壤粒径自动分析仪


问题2  目前,大多数气象站中的传感器各自独立,安装和维护成本较高。用户如果单独购买了传感器和数采,往往还需要自己接线和编程。METER有什么好的解决方案吗?

Colin博士:METER目前正在研发一款SDI12数字信号的集成式气象站,叫做ATMOS41。它集多个气象传感器于一身,没有活动元件,安装和维护非常简单。ATMOS41即插即用,并可基于云服务器存储和管理数据。整个过程不涉及接线,也无需编程。它只占用ZENTRA数据采集器1个通道,剩余的5个通道还可以连接更多的土壤温度、土壤水分含量等传感器。另外一下很有意思的是,ATMOS41可以监测闪电的次数。如果在大范围内安装多个ATMOS41,就可以研究风暴的移动,进而可以帮助我们更深入的理解天气过程。
 

ATMOS41集成式气象站

图3 ATMOS41集成式气象站

 
问题3 同步测量土壤水分含量和土壤水势,有什么应用价值吗?

Colin博士:通常,土壤水分含量可以告诉我们单位体积土壤内水分所占的比例;土壤水势则代表土壤水具有的势能,反映了土壤颗粒对水的束缚能力,直接关系到植物是否能吸收到水。如果我们同步测量了这两个参数,把它们放在一张图上。例如,可以把土壤水势作为横坐标,土壤水分含量作为纵坐标。我们把这种图称作土壤水分释放曲线(Soil Moisture Release Curve)。沙土和壤土的曲线形状差异很大,因此,如果我们有一个标准数据库,无需测量土壤的粒径组成,只需要测量得到其土壤水分释放曲线,就可以判断它的土壤质地。

土壤水分释放曲线

图4 土壤水分释放曲线

 
问题4 新型的土壤水分传感器中很多都加入了土壤电导(EC)的测量,如GS3,对于采集的数据我们怎么解读呢?

Colin博士:土壤电导看似是一个土壤的物理参数。实际它表明了土壤中离子态物质的多少,而离子态物质的多少又和土壤养分的可利用性有关。因此,结合土壤水分含量数据,可以指导作物的养分管理。以5TEGS3为例,他们可同时测量土壤水分含量、土壤温度以及土壤的电导,在智慧农业中,可以发挥很好的作用。

作物养分管理

图5 作物养分管理


问题5 如何安装土壤水分传感器,才能达到好的测量效果呢?

Matt经理:这个问题的答案和土壤水分传感器的测量原理相关。不同物质的介电常数不同,如空气大约是1,而纯水大约是80。土壤是一个混合物,借助测量其介电常数,可以建立和其水分含量的关系,进而推断其水分含量。因此,传感器和被测土体能否紧密接触就是一个非常关键的问题,如果接触不紧密,传感器和土壤有间隙,测量结果中就混杂了间隙中空气的介电常数,从而拉低了土壤实际的介电常数,转换成土壤水分含量也会偏低。METER为此研发了一个专门的土壤水分传感器安装工具。借助这个工具,可以非常方便安装GS3等土壤水分传感器。这种安装方法,是将GS3传感器侧向插入土壤剖面,在一定程度上优于竖直安装。因为竖直安装传感器后,土体回填过程中,必然破坏了原有的土壤结构,进而会影响地表降水的入渗过程。

 

土壤水分含量传感器安装专用工具

土壤水分含量传感器安装专用工具