管针式土壤含水率探头设计与影响因素分析

来源：农业机械学报杂志2015年第5期北京时间：

作者：郭文川,宋克鑫,韩文霆

单位：西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,

摘要：为了给基于频域反射法测量土壤质量含水率提供一种方法，设计了一种由圆管和探针组成的管针式土壤质量含水率测量探头。以杨凌地区的塿土为对象，分析了所设计探头间接测量土壤容重的误差；在信号源频率为50、100、150、300、500MHz下，研究了土壤质量含水率（2.58%~21.43%）、土壤容重（0.80~1.30g/cm3）和温度（10~50℃）对探针上的电压与信号源输出电压的比值（信号电压比）的影响；建立了信号电压比与土壤温度、容重和质量含水率之间的三元二次方程，分析了模型预测土壤含水率的可行性。结果表明：管针式探头间接测量土壤容重的绝对误差为-0.129~0.016g/cm3；含水率、容重和温度均影响信号电压比，50、100、150MHz下含水率对信号电压比影响较显著。在0.01的显著水平上，150MHz下所建模型较优，其决定系数R2为0.8496；对该模型的检验结果说明，计算的信号电压比与实际电压比的绝对误差为-0.166~0.159。基于该模型计算的土壤含水率与实际含水率的绝对误差为-3.440%~4.039%。

关键词：探头;土壤含水率;管针式;设计

基金资助：“十二五”国家科技支撑计划资助项目（2011BAD29B08）和高等学校学科创新引智计划“111”资助项目（B12007）