Влажность почвы — один из главных параметров, от которого зависит рост сельскохозяйственных культур, состояние растений и эффективность использования воды, а также эффективность применения сельскохозяйственной техники [1]. Для измерения количества влаги, находящейся в грунте, а также других сельскохозяйственных средах используют специальные датчики влажности [2]. Они помогают получать данные в реальном времени и дают возможность правильно поливать растения, прогнозировать урожайность и управлять агротехнологическими процессами. На сегодняшний день существует много разных типов датчиков: от простых бытовых до профессиональных, которые применяют в научных исследованиях и современных системах умного земледелия. Каждый из них работает по своему принципу и имеет свои особенности, достоинства и ограничения. Поэтому важно знать, какие датчики лучше подходят для практических задач, а какие — для лабораторных или научных исследований. Для этого необходимо провести анализ современных датчиков влажности почвы, их устройств и основных параметров, а также краткое сравнение наиболее распространенных решений. Такой анализ поможет выбрать подходящий тип датчика для практического применения, учебного проекта или дальнейших исследований в области точного земледелия.
Цель — обосновать выбор типа и моделей датчиков для измерения влажности почвы при проведении научных исследований.
Существует несколько способов измерять влажность почвы, и каждый из них работает по разным принципам. Выбор метода зависит от цели исследования, точности измерений и бюджета. Первый и самый распространенный способ — это емкостные и FDR-датчики. Они измеряют влажность, используя электрическое поле. Когда в почве больше воды, меняется емкость между электродами, и датчик это фиксирует. Эти сенсоры достаточно точные и подходят для постоянного мониторинга, но иногда их показания могут зависеть от состава почвы или солености.
Другой способ — TDR и TDTдатчики, которые используют высокочастотные сигналы. Они измеряют, как быстро сигнал проходит через почву, и на этой основе рассчитывают влажность. Эти датчики очень точные и надежные, поэтому их часто используют в научных исследованиях. Главный минус — высокая стоимость и необходимость специального оборудования для логирования данных.