定義/土壤傳感器
土壤傳感器，是監測土壤墑情的總稱，可分為：土壤水分傳感器、土壤水分儀、土壤濕度計、土壤墑情儀、土壤墑情傳感器、土壤溫度傳感器、土壤鹽分傳感器。土壤含水量有重量含水量和體積含水量（容積含水量）兩種表示方法。重量含水量通過取土烘干法測量得到，通過土壤水分傳感器測量得到的含水量均為體積含水量。即，土壤水分傳感器就是測量單位土壤總容積中水分所占比例的儀器。些土壤水分傳感器能同時測量土壤的水分含量、土壤溫度及土壤中總鹽分含量三個參數。
土壤傳感器
療用的心電圖采用傳感器來檢測患者的身體狀況，在人們的日常生活中早已屢見不鮮，而探測土壤狀況的傳感器成為現代農民在農作物中的個重要具，這域中出現了更多令人欣喜的展。
土壤傳感器的好處是顯而易見的，因電阻或導電率的不同，能夠清晰地反映土壤水分和土壤顆粒組成的信息，而且還對密度、酸堿度、營養物質的積累和溫度等得出直觀的結論。通過農場中的網絡建設，土壤傳感器采集的實時參數傳輸到電腦主機，與機械上安裝的系統配合，實現化肥和農藥的自動控制噴灑。家普遍認為，土壤傳感器系統在可預見的未來將成為現代農業的大助力。“從上講，這或許也可以通過遙測等方法得到解決，但如衛星、無人直升機等所需成本更，且很難做到隨時監測。更重要的是土壤傳感器埋在地下，處于靜止狀態，較為穩定，可以滿足較的數據傳輸要求。這些優勢都是遙測所不具備的。”德萊布尼茲大學農業程研究所博士羅賓·吉布斯表示。
實時監測土壤水分（土壤濕度）
1.土壤濕度的定義
土壤濕度(soil humidity)即土壤含水量,是表示定深度土層的土壤干濕程度的物理量。土壤濕度的低受農田水分平衡各個分量的制約。
2.土壤濕度對農作物的影響
1) 直接影響
水分過或過低，便抑制直到停止呼吸、光合作用、生長等生命活動。
土壤濕度決定農作物的水分供應狀況，直接影響作物根系的生長。只有土壤水分適宜，根系吸水和葉片蒸騰才能達到平衡狀態。
土壤濕度過低，形成土壤干旱，光合作用不能正常行，降低作物的產量和；嚴重缺水導致作物凋萎和死亡。
土壤濕度過，惡化土壤通氣性，影響土壤微生物的活動，使作物根系的呼吸、生長等生命活動受到阻礙。根系缺氧、窒息、zui后死亡。
土壤水分的多少影響土壤溫度的低。
例子：豆類作物、馬鈴薯等的合適土壤含水量相當于田間持水量的70%～80%，禾谷類作物為60%～70%。土壤含水量低于zui適值時，光合作用降低。各種作物光合作用開始降低時的土壤含水量（占田間持水量之百分數）分別為：水稻57%，大豆45%，大麥41%，花生32%。
2) 間接影響
A. 植物的倒伏、病害
土壤濕度過影響作物地上分的正常生長，成徒長、倒伏、各種病害滋生。
B.植物根系的深度
潮濕土壤中作物根系不發達，生長緩慢，分布于淺層。土壤干燥，作物根系下扎，伸展致深層。
C. 對作物的影響
水分對作物有較大的影響。夏季溫、少雨，糧食作物籽粒中蛋白質的含量；低溫、多雨有利于籽粒中淀粉的形成。有業學者在研究了界小麥的化學成分之后出，各干旱地區的小麥籽粒通常蛋白質含量或者很。有資料表明，在灌溉條件下，小麥的產量顯著增加，籽粒中的淀粉含量提；但是蛋白質含量卻有所降低。要想既增加糧食產量，又不降低其蛋白質含量，在灌溉條件下增施氮肥。
D. 影響田間耕作措施和播種質量，收獲質量。
比如在土壤干燥結塊的狀態下使用機械收獲馬鈴薯，將導致馬鈴薯和土塊相碰撞，使馬鈴薯損傷。
1.作物的需水量
作物的需水量通常用蒸騰系數表示。蒸騰系數是作物每形成克干物質所消耗的水分的克數。作物的蒸騰系數不是固定不變的。同作物不同品種的需水量不樣，同品種在不同條件下種植，需水量也各異。影響作物需水量的因素很多。*是氣象條件。大氣干燥、氣溫、風速大，蒸騰作用強，作物需水量多；反之則需水量少。二是土壤條件。土壤肥沃或經施肥后，作物生長良好，干物質積累多，而水分蒸騰并不相應增加，因此需水量要比在瘠薄地上少些。有關研究證明，土壤中缺乏何種元素都會使需水量增加，尤以缺磷和缺氮時需水zui多，缺鉀、硫、鎂次之，缺鈣的影響zui小。
2.需水臨界期
作物的生中對水分的需要量大體上是生育前期和后期需水較少，中期因生長旺盛，需水較多。作物生中對水分zui敏感的時期，稱需水臨界期。在臨界期內，若水分不足，對作物生長發育和zui終產量影響zui大。例如，小麥的需水臨界期是孕穗至抽穗期。在此時期內，植株體內代謝旺盛，細胞液濃度低，吸水能力小，抗旱能力弱。如果缺水，幼穗分化、授粉、受、胚胎發育都受阻礙，zui后成減產。在作物實踐中，確定作物的灌水時期和灌水數量，除了要考慮需水臨界期這個因素外，還應注意當地降水多少和土壤墑情好壞。
3.土壤水分的表示方法
農業氣象上土壤濕度常采用下列方法與單位表示
① 重量百分數
即土壤水的重量占其干土重的百分數(%)。此法應用普遍，但土壤類型不同，相同的土壤濕度其土壤水分的有效性不同，不便于在不同土壤間行。
② 體積百分數
體積含水率是土壤中水分占有的體積和土壤總體積的比值。體積含水率與重量含水率兩者之間可以換算。大多數土壤水分傳感器測量得到的數值都是體積百分數含水量。
③ 田間持水量百分數
即土壤濕度占該類土壤田間持水量的百分數(%)。利于在不同土壤間行，但不能給出具體水量的概念。
④ 土壤水分貯存量
深度的土層中含水的數量，通常以毫米為單位，便于與降水量、蒸發量。土壤水分貯存量W（毫米）的計算公式為:W=0.1·h·d·w。式中h是土層厚度，d為土壤容重（克/厘米3）,0.1是單位換算系數，w為土壤濕度（重量百分數）。
⑤ 土壤水勢或水分勢
土壤水勢或水分勢是用能量表示的土壤水分含量。其單位為大氣壓或焦/克。為了方便使用，可取數值的普通對數，縮寫符號為pF，稱為土壤水的pF值。
6.土壤濕度的測定方法
內外有很多土壤水分測定方法。具體方法列舉如下：稱重法，時域反射法（TDR），石膏法，紅外遙感法，頻域反射法/頻域法(FDR/FD法)，滴定法，電容法，電阻法，微波法，中子法，Karl Fischer法，γ射線法和核磁共振法等。
① 烘干法
烘干法是測定土壤水分zui普遍的方法，也是標準方法。具體為：從野外獲取定量的土壤，然后放到105℃的烘箱中，等待烘干。其中烘干的標準為前后兩次稱重恒定不變。烘干后失去的水分即為土壤的水分含量。計算公式為土壤含水量=W/M*，M為烘干前的土壤重量，W為土壤水分的重量，即M與烘干后土壤重量M’的差值。稱重法缺點是費時費力（需8小時以上），還需要干燥箱及電源，不適合野外作業。如果采用酒燃燒法，由于需要翻炒多次，為不便，不適合用于細粒土壤和含有有機物的土壤，且容易掉落土粒或燃燒不均勻而帶來較大誤差，而且需要取土測量，對土壤有破壞性。
② TDR（Time Domain Reflectometry）法
TDR法是上紀80年代發展起來的種土壤水分測定方法，中文為時域反射儀。這種方法在外應用相當普遍，內才剛開始引，當各都相當重視。TDR是個類似于雷達系統的系統，有較強的立性，其結果與土壤類型、密度、溫度基本無關。而且還有很重要的點就是，TDR能在結冰下測定土壤水分，這是其他方法*的。另外，TDR能同時監測土壤水鹽含量，且前后兩次測量的結果幾乎沒有差別。這種測定方法的度可見斑。
③ FDR和FD法
因為TDR法設備昂貴，在80年代后期，許多公司(如AquaSPY,Sentek. Delta-T， Decagon)開始用比TDR更為簡單的方法來測量土壤的介電常數，FDR和FD法不僅比TDR便宜，而且測量時間更短，在經過定的土壤校準之后，測量度，而且探頭的形狀不受限制，可以多深度同時測量，數據采集實現較容易。
