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新的无线网络将彻底改变土壤测试

2019-04-19 10:16:18   来源:

南安普顿大学的一名研究人员帮助开发了一个无线传感器网络,该网络将彻底改变基于土壤的盐度测量。

来自电子和电气工程的Nick Harris博士与西澳大利亚大学(UWA)的一组教授合作,生产出可以对土壤样品进行无损检测的革命性传感器。

该传感器能够测量土壤湿度中的氯(盐),并与其他传感器连接,形成可以整理和传递测量读数的无线网络。网络还可以控制进行测量的时间间隔。

传感器放置在土壤中,以非破坏性方式测量土壤水分中的氯化物含量。这些氯化物含量占土壤总盐度的很大比例。

哈里斯博士说:“传统上,基于土壤的测量涉及取样并将其运送到实验室进行分析。这是非常耗费人力和成本的,因此通常只需每两到三个月抽取一次样品进行抽查。不区分结晶形式的氯化物和溶解形式的氯化物。这可能是一个重要的区别,因为植物只能“看到”土壤水分中的氯化物。

“从自然环境中去除土壤样本也意味着同一样本只能测量一次,因此传统(破坏性)方法不适合测量一段时间内某点的变化。”

新传感器连接到一个小单元,可以“种植”在地面上并留在自己的设备上。寿命的限制因素通常是传感器。但是,这些传感器预计寿命超过一年。电池供电的单元可以通过短距离无线电,蓝牙,卫星或移动电话网络传输数据和信息,以及允许数据记录到存储卡以便稍后收集。

该新型设备允许一次将多达七个传感器连接到单个发射器,从而可以简单地进行多点测量。

哈里斯博士补充道:“这些基于土壤的氯化物传感器可以广泛应用。世界上大部分地区都存在盐问题导致农田无法使用,但新传感器可以实时测量盐水平而不是像以前那样每隔几个月一次。

“在植物水平,探针可以定位在连续的深度水平,以确定根部暴露的盐浓度以及这种浓度是否随土壤深度或不同天气条件而变化。我们还可以测量植物的表现。在特定浓度下,将盐含量改变几天并观察其效果。

“在更大的范围内,传感器可以放置在集水区的不同位置,以观察田间盐度水平随时间的变化,直接影响灌溉策略。我们已经能够对其进行一些有趣的观察现实世界的氯化物浓度仅在24小时内发生变化,说明了依靠单点,单次测量的危险。“