[发明专利]一种土壤相对湿度和土壤肥力变化的检测装置及监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及土壤检测技术，具体涉及土壤相对湿度和土壤肥力变化的检测装置及监测系统。

背景技术

“土壤”是指覆盖于地球陆地表面，具有肥力特征的，能够生长绿色植物的疏松物质层，其由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气、微生物等组成，它们互相联系，互相制约，为农作物提供必需的生活条件，是土壤肥力的物质基础。而土壤湿度决定农作物的水分供应状况，当土壤湿度过低时，形成土壤干旱，作用光合作用不能正常进行，从而降低农作物的产量和品质，严重缺水时甚至导致农作物凋萎和死亡；而当土壤湿度过高时，则恶化土壤通气性，影响土壤微生物的活动，使农作物根系的呼吸、生长等生命活动受到阻碍，从而影响农作物地上部分的正常生长，造成徒长、倒伏、病害滋生等；另外，土壤水分的多少还影响田间耕作措施和播种质量，并影响土壤温度的高低。

土壤肥力则是土壤物理、化学、生物化学和物理化学特性的综合表现，也是土壤不同于母质的本质特性，其为植物生长提供营养支撑。但是，由于土壤肥力变好变坏既受自然气候等条件影响，也受栽培作物、耕作管理、灌溉施肥等农业技术措施以及社会经济制度和科学技术水平的制约等影响，因此，土壤肥力经常处于动态变化之中, 而土壤中的N（氮）、P（磷）、K（钾）又是体现土壤肥力的主要要素，所以，及时掌握土壤中肥力因子的动态变化，及时预测和调控，可使土壤肥力的发展与农作物的需求处于协调状态，以取得农作物高产稳产的效果。

由于水对植物的生长起着至关重要的作用，土壤中有机养份的分解和矿化都离不开水分，施入土壤中的化学肥料只有在水中才能溶解，养分离子向根系迁移，植物根系对养分的吸收要通过水分介质来实现；同时土壤水分传感器的使用有利于合理使用水资源，达到节水灌溉的目的。而土壤肥力也对农作物的生长起着同样巨大的作用，近年来，由于农产品价格和肥料价格的提高，适时监测土壤肥力，合理施用肥料成为现代农业的一个重要问题。由于各种农作物的不同，比如大豆，有固氮的功能，种植大豆对于增加土壤肥力是有益处的；而玉米则是高度消耗土壤肥力的植物。土壤中肥力的变化还可能是土壤中的水分、雨水等等因素造成。

因此，对于各种与土壤检测相关的传感器的使用及其发展是一个重要的基础问题，特别是农业温室大棚中，采用多种传感器来测量土壤的水分、土壤成分、PH值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、二氧化碳浓度等的值来获得数据，并根据不同农作物生长的最佳条件，通过对温室大棚内的各种相关参数做精准调控，从而达到增加作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。虽然现代通讯技术和控制技术的发展已经解决了相关信息的远程传输和控制问题，但是由各类传感器提供实时的、稳定的、长期的、准确的监控数据一直是这个领域存在的问题。而在这一系列的传感器中，土壤水分和土壤肥力传感器是应用最为广泛的、最为重要的2种传感器。