洛桑研究所是全球運(yùn)營時(shí)間悠長的農(nóng)業(yè)研究機(jī)構(gòu)。他們的“公園草地實(shí)驗(yàn)”開始于 1856 年，并仍在發(fā)展壯大。該實(shí)驗(yàn)研究不同類型的礦物肥料和有機(jī)肥料對用于收割干草的混播草坪的產(chǎn)出、植物成分和質(zhì)量的影響。

最近，該研究團(tuán)隊(duì)一直渴望通過監(jiān)測對比田中的土壤含水量來展示實(shí)驗(yàn)對土壤水文的影響。為此，他們總共選擇了 12 塊經(jīng)過處理的田塊，這些田塊施用了一系列無機(jī)化肥和有機(jī)化肥，其中四塊進(jìn)行了石灰處理（以保持特定的土壤 pH值）。

在 12 塊田中，每塊田里均水平安裝三臺(tái) Delta‐T Devices 的 SM150T 土壤濕度傳感器，安裝深度為 20 cm，電纜通過導(dǎo)管連回三臺(tái) GP2 數(shù)據(jù)記錄儀。

傳感器于 2020 年 2 月完成安裝，記錄儀即刻起每分鐘詢問一次傳感器，并每小時(shí)記錄一次平均、最高和最低土壤含水量，再上傳至 Delta‐T 的線上數(shù)據(jù)平臺(tái)：DeltaLINK‐Cloud。

通過這種方法，洛桑研究所的團(tuán)隊(duì)可以隨時(shí)在智能移動(dòng)設(shè)備上遠(yuǎn)程查看實(shí)時(shí)測量結(jié)果。該數(shù)據(jù)與任意子田里的每臺(tái) SM150T 傳感器的結(jié)果良好吻合。

該團(tuán)隊(duì)使用了由 Delta‐T Devices 的儀器收集的數(shù)據(jù)，探索土壤含水量和土壤化學(xué)/微生物特性之間的關(guān)系。

SBR 是土耳其主要的水果生產(chǎn)商，成立于 1990 年，在土耳其的梅爾辛錫利夫凱地區(qū)經(jīng)營。這家公司使用尖端技術(shù)，專攻漿果種植。SBR 擁有遼闊的種植園區(qū)，水培草莓溫室面積達(dá) 400,000 平方米，剩下的 50,000 平方米的用于種植其它漿果。

SBR 的員工自 2018 年以來一直使用 Delta‐T Devices 的 WET 傳感器（搭配手持式讀數(shù)儀使用），每天多次測量植物根系周圍的土壤濕度和孔隙水 EC（電導(dǎo)率），從而幫助其管理水培草莓種植。

SBR 的作物管理人員使用這些測量結(jié)果來微調(diào)施肥，從而使每種作物保持理想的水分和營養(yǎng)水平。

SBR 使用 WET 傳感器數(shù)據(jù)是為了降低不必要的用水（泵送）成本以及減少昂貴肥料的使用量、浪費(fèi)和流失，同時(shí)提升作物產(chǎn)量和水果品質(zhì)。

SBR 的 Mehmet ?zmen 表示：“傳感器和讀數(shù)儀的便攜性使我們可以在檢查作物時(shí)隨身·攜帶它們，此外，它們還可多次校準(zhǔn)，這意味著無論生長介質(zhì)如何，我們都始終可以獲得真實(shí)可信的讀數(shù)。我們每天多次獲取讀數(shù)，WET‐2 傳感器的電導(dǎo)率和濕度數(shù)據(jù)讓我們可以調(diào)整灌溉和施肥水平，從而達(dá)到理想的土壤和基質(zhì)條件。”

耶拿實(shí)驗(yàn)由德國研究基金會(huì) (DFG) 資助，是一個(gè)專注生物多樣性的長期研究項(xiàng)目。該大型項(xiàng)目自 2002 年開展，現(xiàn)已吸納超 100 位科學(xué)家。該研究旨在發(fā)現(xiàn)哪些機(jī)制會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)的功能并使其穩(wěn)定。

該實(shí)驗(yàn)在德國耶拿的一塊 10 公頃的土地上進(jìn)行，包括約 600 塊人工拼接的草地。

所有田塊各不相同，有些單播，其他則混播最多 60 種青草、草本植物或豆科作物。有些田塊還做了遮蓋，用來模擬干旱等極端氣候。

耶拿實(shí)驗(yàn)的研究發(fā)現(xiàn)，植物物種豐富度提高后，植物產(chǎn)量也隨之增加。這意味著在多樣性更高的草地上會(huì)產(chǎn)生更高的生物量。

幾乎在整個(gè)項(xiàng)目的長期開展過程中，PR2 剖面探測儀一直都是耶拿實(shí)驗(yàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要部分。

耶拿實(shí)驗(yàn)的科學(xué)協(xié)調(diào)人 Anne Ebeling 博士解釋道：“在我們的研究中，土壤濕度是多個(gè)過程的重要參數(shù)，尤其是表層土以下的土壤濕度。因此，我們多年來一直使用 PR2 剖面探頭測量地下一米深度的濕度剖面。PR2 可測量耶拿園區(qū)內(nèi)共計(jì) 240 塊實(shí)驗(yàn)田不同深度的土壤濕度。春天和夏天每周獲取一次讀數(shù)，秋天和冬天則每兩周一次。”

該項(xiàng)目的其中一個(gè)主要難題一直是收集本地相關(guān)的土壤、農(nóng)業(yè)氣候和作物信息，用以支持開發(fā)強(qiáng)大的灌溉規(guī)劃工具，而 Delta‐T Devices 的參與對這個(gè)環(huán)節(jié)尤為重要。

來自克蘭菲爾德大學(xué)克蘭菲爾德水文科學(xué)研究院的 Jerry Knox 教授解釋了 Delta‐T Devices 的設(shè)備和技術(shù)支持在項(xiàng)目中會(huì)起到什么重要作用：“我們和 Delta‐T Devices 一起在哥倫比亞圣瑪爾塔區(qū)域內(nèi)選出的幾個(gè)管理良好的種植園的不同深度下安裝了兩排 SM150T 土壤濕度傳感器。我們還安裝了一座 Delta‐T WS‐GP2 自動(dòng)氣象站，用以提供輸入數(shù)據(jù)來驅(qū)動(dòng)我們的灌溉模型 — 因?yàn)檫@片區(qū)域內(nèi)的農(nóng)業(yè)氣候記錄有限。Delta‐T Devices 套件有一流的水平，自我們安裝好設(shè)備以來從未出錯(cuò)。我們現(xiàn)在計(jì)劃在項(xiàng)目結(jié)束后把 SM150T 傳感器留在原位，用以繼續(xù)加深我們對香蕉作物下的土壤水分通量的了解。”

Clock House 農(nóng)場坐落在梅德斯通以南幾英里的肯特郡起伏的山丘上。該農(nóng)場十分廣闊，占地面積達(dá)250 英畝，種植了多種水果，包括草莓、覆盆子和黑莓。

Clock House 農(nóng)場是著名的園藝創(chuàng)新農(nóng)場，也是較早采用架臺(tái)種植草莓的商業(yè)農(nóng)場之一（20 世紀(jì) 90 年代末）。

自 2008 年以來，他們一直使用 Delta‐T WET 套件（包括 WET‐2 傳感器和HH2 讀取裝置）監(jiān)控生長條件，每周可獲取數(shù)千次讀數(shù)。

農(nóng)場經(jīng)理 Nick Deppe 監(jiān)管整片農(nóng)場內(nèi) WET 傳感器的使用情況，并解釋了如何以及為何使用該設(shè)備：“WET 傳感器可快速且輕松地測量基質(zhì)的濕度和電導(dǎo)率。這些變量是確保我們的水果始終足夠健康的關(guān)鍵要素。我每周與一位農(nóng)學(xué)家會(huì)面一次，我們?yōu)槊糠N水果基質(zhì)設(shè)置 7 天的濕度百分比水平和電導(dǎo)率百分比水平目標(biāo)。然后，我會(huì)制作一張表格，可以將當(dāng)前水平填入表格（每天），并與商定的目標(biāo)水平做出比較。這個(gè)方法可以讓我們持續(xù)監(jiān)測濕度和電導(dǎo)率情況，達(dá)到我們的目標(biāo)值，并且在很短的時(shí)間內(nèi)解決任何不足 — 這對樹莓等水果來說十分關(guān)鍵，因?yàn)闃漭诖蝺?yōu)生長條件下幾小時(shí)就會(huì)變質(zhì)。”

Nick Deppe 介紹他的團(tuán)隊(duì)如果使用 WET 傳感器

蒂斯河谷獨(dú)特的稀有特殊植物群正處于危機(jī)之中。近來的調(diào)查表明，自 20 世紀(jì) 70 年代以來，植物物種的平均衰退率超過 50%，28 個(gè)物種目前瀕危（部分原因是入侵性莎草和燈芯草的大量入侵）。

96 歲的 Margaret Bradshaw 博士（大英帝國員佐勛章獲得者 ，MBE）是著名的植物學(xué)家，專門從事植物保護(hù)工作。她創(chuàng)辦的慈善組織“蒂斯河谷特殊植物群研究與保護(hù)信托基金”旨在扭轉(zhuǎn)這種衰退。

Margaret Bradshaw 博士 (MBE)

David Oatway 博士最近與該信托基金簽約，以更好地了解在這個(gè)具有特殊科學(xué)意義的重要基地中發(fā)揮作用的生態(tài)過程。

Widdybank Fell 是蒂斯河谷中最重要的珍稀植物產(chǎn)地之一。此處的水文條件被認(rèn)為是導(dǎo)致一些不受歡迎的植物群破壞性涌入的關(guān)鍵因素。據(jù)認(rèn)為，出現(xiàn)這種情況的原因是通過淤泥流出的水流減少（草地越長越密的結(jié)果），導(dǎo)致地表水酸度增加，而這種條件更適合破壞性“涌入”植物的生長。

在 2021 年，一條自然閉合的古老排水溝被重新挖開，用以增加淤泥流水（這是一個(gè)特定于具體場地的非常規(guī)實(shí)驗(yàn)過程）。手工挖掘這條排水溝時(shí)發(fā)現(xiàn)，冰磧層上有一層 10‐12 cm 的原始腐殖質(zhì)層，而原始腐殖質(zhì)也被認(rèn)為有利于喜酸植物的生長，而喜酸植物會(huì)搶占極地植物、高山植物和山地植物的生存空間，使其更加稀少。

Oatway 博士進(jìn)一步解釋道：“我正在使用 WET150 傳感器檢查新挖開的排水溝表面和地下的土壤含水量的差異，以及更普遍的鈣質(zhì)淤泥中的含水量，從而了解這些差異是否與植被組成的變化有關(guān)。我也在研究 pH 水平，因?yàn)槲覀儜岩闪鹘?jīng)淤泥時(shí)間越長的水流酸度會(huì)越高，從而影響某些植物的生長。”

David Oatway 博士

David 從在 Widdybank Fell 使用 WET150 傳感器和套件的過程中獲得了積極的結(jié)果。他說：“我從這個(gè)項(xiàng)目開始就很清楚，我需要一臺(tái)特別善于在高濕度水平下作出良好區(qū)分的土壤傳感器。在現(xiàn)場全面測試了 WET150 之后，我想說，在記錄潮濕的鈣質(zhì)淤泥環(huán)境中的含水率這一方面，它非常有效。我了解現(xiàn)場的地貌，我敢說利用 WET150 的輸出數(shù)據(jù)創(chuàng)建的可視化數(shù)據(jù)資料真的非常讓人振奮。”

位于肯特郡的 NIAB EMR 的節(jié)水技術(shù) (WET) 中心是一片遼闊的研究和示范園區(qū)，具有用于軟果行業(yè)的創(chuàng)新種植技術(shù)和智能灌溉系統(tǒng)等一系列產(chǎn)品。

自 2017 年 WET 中心成立以來，Delta‐T Devices 一直是其行業(yè)合作伙伴，并為其研究項(xiàng)目和（商用）灌溉系統(tǒng)提供土壤傳感器和數(shù)據(jù)記錄儀。

WET 中心開發(fā)的灌溉技術(shù)不斷發(fā)展，并取得了越來越引人注目的成果。2020 年，一級(jí)草莓的產(chǎn)量當(dāng)量高達(dá) 72 噸/公頃（明顯高于前一年）。對比歷史產(chǎn)量，2011‐2013 年行業(yè)平均可銷售草莓產(chǎn)量為 45 噸/公頃。

WET 中心的智能灌溉系統(tǒng)同時(shí)大幅提升了用水效率，種植一噸水果的用水量為 37.5 m3 ‐ 44 m3。相比之下，2011‐2013 年行業(yè)平均用水量在 49 m3 ‐ 108 m3 之間。以上數(shù)據(jù)明確展示了技術(shù)進(jìn)步改善了這些關(guān)鍵指標(biāo)。

用于實(shí)現(xiàn)這些重大成果的尖端技術(shù)圍繞 NIAB EMR 團(tuán)隊(duì)的重要研究不斷發(fā)展，該團(tuán)隊(duì)由 Mark Else 博士領(lǐng)導(dǎo)，他們使用多種 Delta‐T Devices 的儀器，包括 QS5 PAR 量子傳感器、SM150T 和 ML3 ThetaProbe 土壤傳感器、GP1 數(shù)據(jù)記錄儀和 GP2 高級(jí)數(shù)據(jù)記錄儀和控制器。

該團(tuán)隊(duì)在小型塑料棚中進(jìn)行了控制生長環(huán)境的初步研究（目的是提高水果品質(zhì)/產(chǎn)量和減少水資源浪費(fèi)）。然而，WET 中心讓研究者們有機(jī)會(huì)展示他們的技術(shù)在“現(xiàn)實(shí)世界”環(huán)境中同樣有效，現(xiàn)實(shí)世界即指擁有實(shí)驗(yàn)臺(tái)配置的典型大型商業(yè)農(nóng)場的塑料大棚條件。

NIAB EMR 團(tuán)隊(duì)的研究重點(diǎn)是使用自動(dòng)化灌溉控制系統(tǒng)，盡量減少人為干預(yù)?？删幊痰?GP2 數(shù)據(jù)記錄儀可以讓NIAB EMR 團(tuán)隊(duì)針對單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)灌溉管理制度設(shè)置不同的控制算法，并且測量和比較每種方法的效果。

這種試驗(yàn)方法可以讓他們準(zhǔn)確確定關(guān)鍵的植物逆境反應(yīng)點(diǎn)，并確定在草莓植株在整個(gè)生命周期中生長基質(zhì)的理想含水量水平。使用智能灌溉技術(shù)還可以幫助該團(tuán)隊(duì)確定實(shí)現(xiàn)草莓植株理想品質(zhì)和產(chǎn)量所需的最低用水量。

隨著水資源日益稀缺，以及集約型園藝種植系統(tǒng)可能將更多地設(shè)立在城市地區(qū)，而非常嚴(yán)格的防止水資源浪費(fèi)的協(xié)議（和立法）可能也將在城市地區(qū)成為常態(tài)，必須盡量減少浪費(fèi)。

越來越多的大型商業(yè)種植園區(qū)采用 WET 中心所使用的灌溉技術(shù)。2018 年對這樣一家英國基地的研究清晰顯示了使用由 NIAB EMR 研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)、以 Delta‐T Devices 的設(shè)備（SM150T 傳感器和 GP2 數(shù)據(jù)記錄儀）和 Netafim UK 的設(shè)備（灌溉系統(tǒng)）為基礎(chǔ)的緊密灌溉套件的好處。

這家種植園區(qū)提供的數(shù)據(jù)（如下）證明了通過自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)（由 SM150T 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)）與通過傳統(tǒng)的手動(dòng)方法來控制基質(zhì)濕度水平之間的區(qū)別。自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了嚴(yán)格控制和高度一致的“鋸齒狀”模式（紅線），與手動(dòng)控制相比，產(chǎn)量提高了 7%。手動(dòng)方法也明顯地造成了更多基質(zhì)過濕或過干的情況（藍(lán)線）。

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