In der wissenschaftlichen Praxis der Präzisionsbewässerung und des Bodenwassermanagements besteht eine zentrale Herausforderung darin, dass herkömmliche Punktsensoren lediglich den momentanen Zustand eines bestimmten Bodenpunkts erfassen können. Wasseraufnahme durch Pflanzenwurzeln, Wasserinfiltration, Salzmigration und Trockenheit sind jedoch kontinuierliche, dynamische Prozesse, die entlang des vertikalen Bodenprofils stattfinden. Um dieses Problem zu lösen, hat die Firma HONDE ein röhrenförmiges Bodenfeuchteprofil-Überwachungssystem entwickelt. Dieses Produkt verbindet dank seines einzigartigen Designs einzelne Messpunkte zu kontinuierlichen Linien und ermöglicht so eine zerstörungsfreie, langfristige und kontinuierliche In-situ-Überwachung von Bodenfeuchte, Temperatur und Salzgehalt entlang vertikaler Profile. Dadurch eröffnet es eine völlig neue Dimension der Dateneinblicke für die landwirtschaftliche, ökologische und hydrologische Forschung.
I. Produktkonzept: Der Sprung von der „Einzelpunktaufnahme“ zur „Schnittbildaufnahme“
Das HONDE-Rohrsensorsystem besteht aus einem robusten Rohr aus technischem Kunststoff oder Keramik (dem sogenannten „Zugangsrohr“) und einer höhenverstellbaren Multiparametersonde. Die Sonde kann zur Messung mittels Kabel in verschiedene Tiefen im Rohr abgesenkt oder zur kontinuierlichen Langzeitüberwachung in einer bestimmten Tiefe fixiert werden.
Technisches Grundprinzip: Die Sonde basiert üblicherweise auf der Frequenz- oder Zeitbereichsreflexionstechnologie. Sie stellt durch die Rohrwand eine elektromagnetische Kopplung mit dem umgebenden Erdreich her und misst zerstörungsfrei den volumetrischen Wassergehalt, die elektrische Leitfähigkeit und die Temperatur des Erdreichs außerhalb des Rohrs.
Revolutionärer Vorteil
Kontinuierliche Profildaten: Es kann kontinuierliche Wasser-/Salzgehalts-/Temperaturprofile von der Oberfläche bis in tiefe Schichten (üblicherweise 1 Meter, 2 Meter oder tiefer) messen und so die Bewegung von Wasserfronten, die Wasseraufnahmetiefe der Wurzeln und die Salzakkumulationsschichten genau darstellen.
Langzeit-In-situ-Überwachung: Einmalige Installation, dauerhafte Messung. Die Sonde reagiert nicht direkt physikalisch oder chemisch mit dem Boden, wodurch die bei herkömmlichen eingebetteten Sensoren auftretenden Probleme wie Drift oder Beschädigung durch Bodenkontraktion, -expansion oder Salzkorrosion vermieden werden. Die Daten weisen eine extrem hohe Langzeitstabilität auf.
Flexible Mehrpunktmessung: Ein System ermöglicht die einfache Messung mehrerer Tiefen entlang desselben Vertikalprofils bei gleichzeitig hoher Kosteneffizienz. Darüber hinaus lässt sich die Sondentechnologie zukünftig ohne erneute Ausgrabung des Bodens aufrüsten oder austauschen.
II. Kernanwendungsszenarien und wissenschaftlicher Wert
Präzisionsbewässerung und Wasser- und Düngemanagement des Wurzelsystems
Hierin liegt sein größter direkter Nutzen. Das System steuert die Bewässerung und ermöglicht so einen qualitativen Sprung, indem es die Dynamik des Wassers in Bodenprofilen aufdeckt:
Bestimmen Sie Zeitpunkt und Menge der Bewässerung: Es geht nicht nur darum festzustellen, ob die Oberfläche trocken ist, sondern auch darum, ob die Wurzelschicht unter Wassermangel leidet und wie tief das Wasser eingedrungen ist. So können Sie gezielt Wasser kontrollieren und die Keimlinge schonen oder Tiefenbewässerung einsetzen, um das Wurzelwachstum zu fördern und die Stressresistenz der Pflanzen zu erhöhen.
Optimierung der Bewässerungsstrategien: Die Form und Tiefe der Nassfront nach Tropf- oder Furchenbewässerung deutlich darstellen, die Gleichmäßigkeit der Bewässerung überprüfen, die Durchflussrate und den Abstand der Tropfer optimieren und tiefe Versickerung oder unzureichende Bewässerung vermeiden.
Kopplungsmanagement von Wasser und Düngung: Gleichzeitiges Überwachen des Salzprofils, um eine durch die Düngung verursachte Salzansammlung in der Wurzelzone zu verhindern und die Auswaschungseffizienz zu bewerten.
2. Frühwarnsysteme für Dürre und ökohydrologische Forschung
Bodenreservoirüberwachung: Die Speicherung und der Verbrauch von Bodenwasser in verschiedenen Bodenschichten werden präzise quantifiziert, wodurch wissenschaftliche Daten auf der Grundlage physikalischer Prozesse für die regionale Dürrebewertung bereitgestellt werden.
Ökologische Wasserverbrauchsforschung: Überwachung der Nutzung von Tiefenbodenwasser durch Bäume oder tiefwurzelnde Nutzpflanzen, Untersuchung der hydraulischen Verbindung zwischen Vegetation und Grundwasser sowie Bereitstellung einer wichtigen Grundlage für die ökologische Wassernutzung und die Verteilung der Wasserressourcen.
3. Überwachung geologischer Gefahren und der Hangstabilität
In nichtlandwirtschaftlichen Bereichen wird dieses System zur Überwachung der Wasserwanderung und der Veränderungen des Porenwasserdrucks in Hängen, Straßenbetten oder Staudämmen eingesetzt und ist eine wichtige Methode zur Früherkennung geologischer Katastrophen wie Erdrutsche und Einstürze.
4. Bewertung der Auswirkungen der Bewirtschaftung und Verbesserung von Salz- und Alkaliböden
Durch die kontinuierliche Überwachung der Auswaschung, der Verdunstungsansammlung und der saisonalen Dynamik des Salzes im Bodenprofil über einen langen Zeitraum können die tatsächlichen Auswirkungen verschiedener Verbesserungsmaßnahmen (wie Gipsapplikation, verdeckte Rohrentsalzung und wassersparende Bewässerung) quantitativ bewertet und somit wissenschaftliche Verbesserungen gesteuert werden.
III. Technische Vorteile und Systemzusammensetzung
Hohe Präzision und geringe Drift: Durch den Einsatz fortschrittlicher Sensortechnologie kann die Genauigkeit der Feuchtigkeitsmessung ±2% (volumetrischer Wassergehalt) erreichen, und die jährliche Driftrate ist extrem niedrig, wodurch der wissenschaftliche Wert der Langzeitdaten gewährleistet wird.
Robustes und langlebiges Zugangsrohr: Hergestellt aus korrosionsbeständigen Materialien mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten, gewährleistet es einen langfristigen, stabilen Betrieb in verschiedenen Bodentypen, ohne die Landwirtschaft zu beeinträchtigen.
Intelligente Datenerfassung und -übertragung: Die Sonde kann an einen multifunktionalen Datensammler angeschlossen werden, der Solarstromversorgung und drahtlose 4G/NB-IoT-Übertragung unterstützt und so Fernsteuerungsmessungen und Echtzeit-Datenerfassung ermöglicht.
Professionelle Datenanalyse-Software: Die mitgelieferte Software kann die räumlich-zeitlichen dynamischen Veränderungen von Feuchtigkeits-/Salzgehalts-/Temperaturprofilen visuell darstellen, Konturdiagramme generieren und Tiefenintegrationsberechnungen durchführen (z. B. die gesamte Wasserspeicherung in der Wurzelschicht).
IV. Empirischer Fall: Datengestützte Tiefseeerhaltung
Auf einer groß angelegten Versuchsstation zur Wassereinsparung im Rahmen der Winterweizen-Sommermais-Fruchtfolge in der nordchinesischen Ebene installierten Forscher das HONDE-Rohrprofil-Überwachungssystem. Durch die Überwachung über zwei aufeinanderfolgende Vegetationsperioden stellten sie Folgendes fest:
Bei der herkömmlichen Bewässerung versickern über 60 % des Bewässerungswassers in tiefere Bodenschichten unterhalb eines Meters, wo das Wurzelsystem es nur schwer aufnehmen kann.
Die Hauptwasseraufnahmetiefe von Weizen während des Schossens liegt bei 40 bis 60 Zentimetern, während Mais während der Kornfüllungsphase Bodenwasser in einer Tiefe von 80 bis 100 Zentimetern effektiv nutzen kann.
Auf Grundlage dieser Profildaten entwickelten sie ein präzises Bewässerungssystem mit „dynamischer Wasserzufuhr entsprechend der Wurzeltiefe“. Dadurch konnte der Bewässerungswasserverbrauch über den gesamten Fruchtfolgezyklus hinweg bei gleichbleibendem Ertrag um 32 % gesenkt und das Risiko der Stickstoffdüngerauswaschung deutlich reduziert werden. Die Ergebnisse dieses Projekts liefern eine solide wissenschaftliche Grundlage für die Entwicklung regionaler Strategien zur Wassereinsparung in der Landwirtschaft.
Abschluss
Die Bewegung der Bodenfeuchtigkeit ist ein stiller, aber entscheidender Prozess, der sich „unterirdisch“ abspielt. Der röhrenförmige Bodenfeuchtigkeitssensor von HONDE, vergleichbar mit einem CT-Scanner, der auf das Bodenprofil ausgerichtet ist, macht diesen Prozess sichtbar, messbar und steuerbar. Er überwindet die Grenzen herkömmlicher Punktmessungen und bietet ein unersetzliches Werkzeug, um den Wassertransport im Kontinuum Boden-Pflanze-Atmosphäre zu verstehen und fundierte, wissenschaftliche Strategien für das Ressourcenmanagement zu entwickeln. Von landwirtschaftlichen Flächen, die auf Wassereinsparung setzen, über Flussgebiete, die den Wasserhaushalt untersuchen, bis hin zu Hängen, die vor Instabilität warnen – dieses Produkt sichert mit seinen einzigartigen Profilüberwachungsfunktionen die nachhaltige Nutzung von Wasser- und Bodenressourcen in einem breiteren Anwendungsfeld und hebt die Präzisionslandwirtschaft und die Ökohydrologie auf ein neues Niveau.
Über HONDE: Als führender Anbieter professioneller Boden- und Feuchtigkeitsüberwachungstechnologie hat sich HONDE der Erforschung der komplexen Prozesse im Untergrund durch innovative Sensorlösungen verschrieben. Wir sind überzeugt, dass ein tiefgreifendes Verständnis der Wasser-, Salz- und Wärmedynamik von Bodenprofilen die wissenschaftliche Grundlage für die Bewältigung von Ernährungssicherheit, Wasserknappheit und Umweltproblemen bildet.
Weitere Informationen zu Bodensensoren erhalten Sie bei Honde Technology Co., LTD.
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Unternehmenswebsite:www.hondetechco.com
Veröffentlichungsdatum: 10. Dezember 2025