SM150T土壤湿度传感器应用于洛桑草地试验

英国洛桑研究所是悠久的农业研究机构，其历史可以追溯到19世纪中叶。英国Delta-T公司与洛桑研究所有着长期的合作关系，为其许多重要的科学项目提供传感器和数据采集器等仪器设备。

1843年至1856年间，劳斯和吉尔伯特在Rothamsted建立了九个田间试验，主要关注作物营养与对比无机肥料和有机肥料处理。其中七项试验仍在继续——它们成为持续进行的古老的野外试验，这些以及其他自19世纪以来建立的试验，称为长期试验(LTE)。

其中，1856年设立的公园草地试验，旨在研究不同类型和数量的矿物肥料和有机肥料对草地产量、植物多样性和质量的影响。

试验目的

公园草地试验有大量关于土壤化学方面的数据。然而，不同试验处理对土壤物理特性，特别是土壤水文特性的长期影响方面所做的工作相对较少。不同处理之间的植物多样性可能导致不同的植物生根特征和吸水要求。因此，试验团队通过监测土壤含水量来研究不同处理对土壤水文的影响。

传感器布局

研究人员选择了12个试验样地，其中8个样地施用无机肥料和有机肥处理，另外4个样地施用了石灰达到土壤pH值为6。

选定的12个样地涵盖了宽泛的植物多样性（1种到30多种）和产量（2吨到7吨干物质/公顷每年）（图1）。每个样地安装3个Delta-T的SM150T土壤湿度传感器，传感器水平安装在土壤 20cm深处，通过缆线与地上的GP2 数据采集器连接，对草地土壤的含水量进行自动连续监测（图2）。

仪器安装于 2020年2月完成，数据采集器每分钟记录一次数据（图3）

初步结果

随着土壤从传感器的安装中恢复，研究团队记录的数据显示每个SM150T传感器之间都具有良好的一致性。图5显示了2020年10月至2021年5月3个石灰处理的(b)和无石灰(d)样地的数据，零（未施肥对照，样地 3）、N3PKNaMg（无机肥，样地 11/1）和 FYM/PM（有机肥，样地 13/2)。冬季土壤的体积含水量为 40~50%，夏季在土壤20cm深处下降到20~30%。对于粉质粘壤土来说，这个范围似乎是合理的，并且与草地的其他试验样地的保水性数据一致。

研究团队对数据的初步分析表明，施用石灰的土壤比未施用石灰的土壤具有更高的土壤含水量。这可能是由于石灰化导致的更高的草产量和植物多样性导致土壤结构发生变化，因此在土壤20cm深处储存了更多的水，足以满足更大的地上生物量。对于酸性土壤（pH 3.4）的无石灰无机肥料处理，土壤含水量最低。这种土壤表面上部分分解的植物组织的积累可能会阻碍水进入下面的矿质土壤，部分解释了所测的低含水量。