一、儀器定義與學科定位

托普云農(nóng)（浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司）土壤水勢溫度測定儀（典型型號TRS?II便攜式、TRS?IIN固定式無線型）是以張力計法測定土壤基質(zhì)勢，并同步集成熱敏/鉑電阻元件測定土壤溫度的專用原位監(jiān)測設(shè)備。與以質(zhì)量含水率為基礎(chǔ)的容積法不同，該儀器從熱力學勢能角度表征土壤水可被植物根系吸收的自由能大?。▎挝籯Pa或cbar），直接反映作物受旱脅迫程度及土壤水分運動驅(qū)動力，是土壤水動力學、植物水分生理及精準灌溉研究中判定土壤有效水供給能力的關(guān)鍵物理參量。

二、測量原理

張力計（負壓平衡）原理：儀器傳感探頭由多孔高透氣性燒結(jié)陶瓷頭（陶土頭）、充水管路及壓力/負壓傳感器（或機械負壓表）構(gòu)成。陶瓷頭預先飽和充水并與管內(nèi)形成封閉水柱，插入土壤后，若土壤基質(zhì)勢低于探頭內(nèi)水壓，水經(jīng)陶瓷微孔向土體滲出，管內(nèi)形成負壓；當管內(nèi)水壓力與周圍土壤基質(zhì)勢達成熱力學平衡時，傳感器讀取的負壓絕對值即等于土壤基質(zhì)勢（未飽和土中為負值），據(jù)此換算為土壤水勢。此過程基本不受土壤溶液溶質(zhì)勢干擾，專用于非鹽漬化土壤的基質(zhì)勢測定。

溫度同步測定：探頭內(nèi)置鉑電阻（Pt100/Pt1000）或NTC熱敏元件，與陶瓷頭同軸布置或相鄰植入，實時采集探頭周邊土壤熱力學溫度，用于水勢溫度校正及根區(qū)熱力環(huán)境分析。

平衡判讀與峰值捕獲：系統(tǒng)以設(shè)定采樣頻率連續(xù)監(jiān)測負壓變化趨勢，自動識別并鎖定水勢極值（如雨后驟變峰值或干旱持續(xù)下降谷值），排除短暫擾動噪聲。

安裝深度匹配：探頭桿體可按需定制不同埋設(shè)深度（常見數(shù)十厘米級），實現(xiàn)耕作層、亞表層或根區(qū)不同深度的水勢—溫度剖面同步監(jiān)測。

三、儀器硬件構(gòu)成

四、主要功能

1、高精度高分辨率可同時測量土壤的水勢和溫度。

2、儀器操作簡單，攜帶方便，使用靈活，可以只采購一套儀器，多個探頭。

3、具有自動抓取土壤水勢峰值功能。

4、具有時間設(shè)置功能、滿量程設(shè)置功能、自動保存功能。

5、可同時記錄溫度、水勢、時間、存儲序號具有背光燈功能。

6、自動關(guān)機功能。在無操作顯示器按鍵情況下，10分鐘后顯示器自動關(guān)機。

五、典型應(yīng)用領(lǐng)域

土壤水動力學研究：測定不同質(zhì)地、結(jié)構(gòu)土壤在非飽和區(qū)的基質(zhì)勢—含水量特征曲線（需配合其他含水量測定手段），分析土壤水分吸持與釋放規(guī)律。

植物水分關(guān)系與抗旱生理：以臨界水勢閾值（作物開始受旱的根區(qū)水勢）指導盆栽及大田試驗中水分脅迫處理水平的設(shè)定，量化作物水分利用效率與耐旱性。

精準灌溉決策：依據(jù)根區(qū)水勢設(shè)定灌溉開啟/關(guān)閉閾值（而非僅憑體積含水量），尤其適用于果樹、溫室等高附加值作物的調(diào)虧灌溉（RDI）管理，避免過度或不足灌溉。

生態(tài)恢復與水土保持：監(jiān)測草原、林地不同恢復階段土壤持水能力與干旱時段水勢演變，評估植被重建對土壤水文功能的改善效果。

教學與示范：土壤物理學課程中張力計法測定土壤水勢的標準化演示與實習操作。

六、學術(shù)使用要點

探頭埋設(shè)前須用煮沸脫氣水充分飽和陶瓷頭及管路，排除氣泡以免阻斷水—氣平衡導致讀數(shù)漂移或失效。安裝孔徑應(yīng)略大于探頭直徑并用原土回填密實，消除周邊大孔隙造成的優(yōu)先流干擾。鹽漬化或凍結(jié)土壤不適用張力計法（前者受溶質(zhì)勢耦合影響，后者水結(jié)冰破壞平衡）。數(shù)據(jù)解讀時需注意：張力計法通常適用于較濕潤范圍（一般高于約?80～?85 kPa），超過此范圍陶瓷頭無法維持與水柱連續(xù)平衡，出現(xiàn)"氣驅(qū)入"現(xiàn)象致使讀數(shù)失準，需及時補水重新飽和。長期定位監(jiān)測試驗中應(yīng)定期校驗陶瓷頭透水性及傳感器零點漂移。

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