Polowy system monitorowania wilgotności gleby

• Autorzy: Skierucha, W. , Wilczek, A.

Warianty tytułu

EN

Field soil moisture monitoring system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Znajomość parametrów fizyko-chemicznych gleby takich jak wilgotność, zasolenie oraz temperatura umożliwia dokonanie analiz zasobów wodnych, zawartości składników odżywczych roślin i ich przemieszczania w profilu glebowym oraz ocenę pojemności cieplnej gleby. Monitoring wilgotności gleby w obecnym czasie staje się bardzo poważnym zagadnieniem w świetle zmniejszania się zasobów wodnych. W czasie, gdy coraz częściej mamy do czynienia z anomaliami pogodowymi związanymi z nadmiarem wody albo jej długotrwałym brakiem, monitorowanie jej zawartości w wierzchnich warstwach gleby i profilu glebowym zaczyna odgrywać decydującą rolę umożliwiającą modelowanie oraz weryfikację modeli i dostarczając informacji potrzebnych do interpretacji zdjęć satelitarnych. W pracy przedstawiono polowy system monitoringu wilgotności, elektrycznej konduktywności oraz temperatury gleby mierzonych za pomocą zintegrowanej sondy reflektometrycznej. Pomiary przenikalności dielektrycznej realizowane są w częstotliwości z zakresu kilkuset kiloherców, dzięki czemu unika się wpływu zasolenia gleby. Obecnie prace nad rozwojem systemu koncentrują się na ulepszaniu istniejących czujników przez wprowadzenie możliwości identyfikacji, przetwarzania sygnału mierzonego i zwiększenia możliwości obliczeniowych w bezpośredniej bliskości obiektu mierzonego, jak również wyposażeniem tych czujników w moduły komunikacji bezprzewodowej na krótkż odległość.

EN

Knowledge of the soil physico-chemical parameters, such as moisture, salinity and temperature enables evaluating water reserves, plant nutrients and their movement in the soil profile as well as soil heat capacity. Monitoring of soil moisture becomes a vital issue at the moment, when weather anomalies connected with the abundance or shortages of water are reported. The monitoring of the amount of water content in the upper soil layer together with other soil parameters, that do not change rapidly in time, allows modelling and validation of existing models of mass and energy transport in the soil and it is necessary for interpretation of satellite data. The study presents a field monitoring system of soil moisture, electrical conductivity (salinity) and temperature measured by an integrated reflectometric probe. This probe measures dielectric permittivity of surrounding medium in the frequency of hundreds of megahertz and therefore the results are not influenced by soil salinity. At present work on the system concentrates on improving existing sensors by introducing identification, conversion and computation facilities to the measured object as close as possible, as well as providing the sensors with a short range wireless communication.

Słowa kluczowe

PL

monitoring gleby; reflektometria czasowa; komunikacja bezprzewodowa; sonda inteligentna

EN

soil monitoring; time-domain reflectometry; wireless communication; intelligent sensor

• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 53, nr 9 bis
• Strony: 342--345
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., wykr., wzory

Twórcy

autor

Skierucha, W.

• Instytut Agrofizyki PAN, Lublin,

autor

Wilczek, A.

• Instytut Agrofizyki PAN, Lublin,

Bibliografia

• [1] Dalton F. N., Herkelrath W. N., Rawligs D. S., Rhoades J. D.: Time-domain reflectometry simultaneous measurement of soil water content and electrical conductivity with a single probe. Science, 224, 1984, 989-990.
• [2] Malicki M. A., Kotliński J.: Dielectric determination of moisture of cereals grain using time domain reflectometry. International Agrophysics, 12(3), 1998, 209-215.
• [3] Malicki M. A., Skierucha W. M.: A manually controlled TDR soil moisture meter operating with 300 ps rise-time needle pulse. Irrigation Science, 10, 1989, 153-163.
• [4] Manual FOM/mts and TDR/MUX/mpts. 2006, IA PAS, Lublin.
• [5] Montanarella L. Monitoring the Change. European Commission-Joint Research Centre-Institute for Environment and Sustainability Soil and Waste Water Unit-Project MOSES. Ispra, Italy, 2002, 1-20.
• [6] Skierucha W., Wilczek A. M, Walczak R. T.: Application of smart sensors in the measurement of soil physical parameters. Research in Agricultural Engineering, 50(3), 2004, 96-102.
• [7] Topp G. C., Davis J. L., Annan A. P.: Electromagnetic determination of soil water content: measurements in coaxial transmission lines. Water Resources Research, 16, 1980, 574-582.

Uwagi

PL

Praca naukowa finansowana ze środków Ministerstwa Nauki
i Informatyzacji w latach 2004-2007, jako projekt badawczy
zamawiany PBZ-KBN-098/T09/2003.