在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化與生態(tài)保護(hù)需求交織的今天，土壤水分動(dòng)態(tài)變化直接影響作物生長(zhǎng)、水資源利用及生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。物聯(lián)網(wǎng)土壤墑情監(jiān)測(cè)站正成為連接農(nóng)田管理與防災(zāi)減災(zāi)的紐帶。

傳統(tǒng)人工監(jiān)測(cè)因頻次低、覆蓋范圍有限，難以滿足實(shí)時(shí)決策需求，而物聯(lián)網(wǎng)土壤墑情監(jiān)測(cè)站靠著全天候、多參數(shù)監(jiān)測(cè)的能力，為區(qū)域農(nóng)田墑情研究與抗旱減災(zāi)提供了技術(shù)與數(shù)據(jù)。

這些監(jiān)測(cè)站通過(guò)集成頻域反射（FDR）或時(shí)域反射（TDR）等傳感技術(shù)，精準(zhǔn)捕捉不同土層水分含量，同步監(jiān)測(cè)土壤溫度、電導(dǎo)率等重點(diǎn)指標(biāo)。

01物聯(lián)網(wǎng)土壤墑情檢測(cè)站：設(shè)備構(gòu)成與技術(shù)特點(diǎn)

物聯(lián)網(wǎng)土壤墑情監(jiān)測(cè)站是由多個(gè)組件構(gòu)成的精密監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

它集成了傳感器技術(shù)、無(wú)線通信和太陽(yáng)能供電，能夠適應(yīng)野外惡劣環(huán)境，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)。

系統(tǒng)硬件主要包括土壤水分傳感器、遙測(cè)數(shù)據(jù)采集器（RTU）、供電系統(tǒng)和通信模塊。

中心傳感器多采用FDR原理，如FT-GS5管式土壤水分溫度傳感器，基于介電常數(shù)測(cè)量土壤體積含水率，精度可達(dá)±3%。需要注意，高有機(jī)質(zhì)土壤（土壤有機(jī)碳含量>12%）和高粘粒含量土壤（粘粒含量>45%）由于介電弛豫特性，可能需要針對(duì)特定土壤類型進(jìn)行標(biāo)定。

低功耗設(shè)計(jì)，配合太陽(yáng)能板與蓄電池供電系統(tǒng)，即使在陰雨天氣也能連續(xù)工作。

通信方式多樣，可根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景選擇GPRS、4G、LoRa或NB-IoT等無(wú)線傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸。

現(xiàn)代監(jiān)測(cè)站還具備多層級(jí)監(jiān)測(cè)能力，單個(gè)傳感器可同時(shí)測(cè)量3層甚至10層以下的土壤參數(shù)，獲取土壤剖面的水分分布數(shù)據(jù)。

02 區(qū)域農(nóng)田墑情研究：綜合分析土壤水分動(dòng)態(tài)

在區(qū)域農(nóng)田墑情研究中，物聯(lián)網(wǎng)土壤墑情監(jiān)測(cè)站通過(guò)布設(shè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，揭示土壤水分的時(shí)空變化規(guī)律。

研究型應(yīng)用通常在不同行政級(jí)別（省、市、縣）布置墑情監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，形成覆蓋廣泛的監(jiān)測(cè)體系。

通過(guò)分層監(jiān)測(cè)，科學(xué)家可以了解作物根系吸水規(guī)律，分析水分垂直分布特征，為作物根系研究及土壤養(yǎng)分運(yùn)移提供科學(xué)依據(jù)。

長(zhǎng)期連續(xù)的數(shù)據(jù)積累使得研究人員能夠分析土壤濕度與氣候變化、植被恢復(fù)的關(guān)聯(lián)性，為生態(tài)修復(fù)方案優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。

基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建立的預(yù)測(cè)模型，如BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，能夠?qū)ν寥缐勄檫M(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，為水循環(huán)、熱平衡、碳循環(huán)等課題研究提供支持。

03 抗旱減災(zāi)實(shí)踐：從預(yù)警到精準(zhǔn)灌溉

物聯(lián)網(wǎng)土壤墑情監(jiān)測(cè)站在抗旱減災(zāi)中發(fā)揮著實(shí)時(shí)預(yù)警和決策支持的作用。

系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤水分，當(dāng)數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)設(shè)限值時(shí)立即上報(bào)告警信息，為抗旱決策提供及時(shí)依據(jù)。

在區(qū)域旱情監(jiān)測(cè)中，監(jiān)測(cè)站可布設(shè)成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)大范圍旱情評(píng)估，幫助農(nóng)業(yè)部門掌握全區(qū)土壤水分狀況，制定科學(xué)的抗旱策略。

灌溉指導(dǎo)是另一重要應(yīng)用，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可直接指導(dǎo)定量灌溉、適時(shí)灌溉，有效減少水資源浪費(fèi)，提高農(nóng)業(yè)用水效率。

基于土壤水分的滑坡預(yù)警功能，使監(jiān)測(cè)站還能應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害防治，當(dāng)土壤含水量達(dá)到臨界值時(shí)發(fā)出預(yù)警。

總而言之，物聯(lián)網(wǎng)土壤墑情檢測(cè)站通過(guò)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)支持和科學(xué)指導(dǎo)，構(gòu)建了區(qū)域農(nóng)田墑情研究與抗旱減災(zāi)的現(xiàn)代化體系，為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定、提高水資源利用效率提供了重要技術(shù)手段，推動(dòng)農(nóng)業(yè)向精準(zhǔn)化、高效化、抗風(fēng)險(xiǎn)方向發(fā)展。