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WET-2土壤水溫鹽測(cè)量?jī)x被用于太空對(duì)土壤進(jìn)行測(cè)量啦,對(duì)太空種植起了重要的作用。
土壤中水分主要受到3種力的作用,重力,吸附力和毛管力(表面張力)。其中保持土壤水分的力主要有兩種,即吸附力和毛管力。而重力主要影響水分的下滲速度。
在地球上,當(dāng)給土壤澆水后,水分受到重力作用,同時(shí)受到吸附力和毛管力作用,會(huì)使土壤含水量逐漸呈下降趨勢(shì)。因此會(huì)出現(xiàn)如圖中地基含水量的變化曲線。
當(dāng)在太空中進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)時(shí),由于土壤水分失去重力,主要的影響力變?yōu)槲搅捅砻鎻埩?。這兩種力會(huì)慢慢使水分在土壤中均勻化,因此從開(kāi)始澆水后探頭周圍的水分含量會(huì)逐漸增加,到一定程度后會(huì)達(dá)到一個(gè)水分平衡。在圖中顯示為8-9天的過(guò)程。
由于儀器本身是金屬,當(dāng)探頭發(fā)射電磁波后,在探針周圍會(huì)出現(xiàn)一定極性,繼而吸附水分聚集在探頭周圍而形成一種水膜,使探針測(cè)出的水分值近似于土壤飽和水分含量(約50%-60%左右)。這種平衡會(huì)保持一定時(shí)間,除非再次灌溉,或者蒸發(fā)量很大的情況下才會(huì)改變。圖中顯示為9-18天的曲線過(guò)程。
當(dāng)再次澆水后,水分急劇增加,打破原來(lái)的水分平衡,會(huì)出現(xiàn)高峰值并開(kāi)始逐漸下降,這跟地基所測(cè)定的曲線圖是比較吻合的,圖中顯示為19-27天的曲線過(guò)程。
目前測(cè)量土壤水分含量的方法主要有3種:時(shí)域反射或頻域反射(高頻電磁波法)、電容法和烘干法。
第一種為發(fā)射高頻電磁波,通過(guò)接收反射回的不同頻率電磁波信號(hào)或電磁波反射回的時(shí)間不同來(lái)測(cè)定水分含量。WET-2土壤水分電導(dǎo)溫度測(cè)量?jī)x采用的就是這種方法。
第二種為發(fā)射電流,測(cè)定土壤水分中電容的變化,從而界定水分含量。
第三種為烘干法,為絕對(duì)含水量值。通過(guò)稱重烘干前及烘干后土壤重量測(cè)定土壤中的水分絕對(duì)含量,這是對(duì)前兩種儀器校準(zhǔn)的一種方法。
對(duì)于在太空中做實(shí)驗(yàn),第三種方法需要測(cè)量土壤重量,所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)。前兩種相比較的話第一種受的影響更小,所以還是建議使用電磁波法的儀器來(lái)測(cè)定。
土壤水分含量的測(cè)定更多的時(shí)候觀測(cè)的還是變化曲線,而不是絕對(duì)的水分含量值,所以建議在太空中做實(shí)驗(yàn)時(shí)考慮到失重對(duì)水分的影響即可。同時(shí)參考所測(cè)定的電導(dǎo)率值,這對(duì)于太空植物種植具有很大的參考意義。