Trong thực tiễn khoa học về tưới tiêu chính xác và quản lý tài nguyên nước trong đất, một thách thức cốt lõi nằm ở chỗ các cảm biến điểm truyền thống chỉ có thể thu thập trạng thái tức thời của một “điểm” nhất định trong đất, trong khi sự hấp thụ nước của rễ cây, sự thấm nước, sự di chuyển của muối và hiện tượng hạn hán đều là các quá trình động liên tục diễn ra trên “mặt cắt” thẳng đứng. Để giải quyết vấn đề này, Công ty HONDE đã cho ra mắt hệ thống giám sát mặt cắt độ ẩm đất dạng ống. Sản phẩm này, với ý tưởng thiết kế độc đáo, kết nối các “điểm” rời rạc thành các “đường” liên tục, đạt được khả năng giám sát liên tục, không phá hủy, dài hạn và tại chỗ về độ ẩm, nhiệt độ và độ mặn của đất trên mặt cắt thẳng đứng, cung cấp chiều sâu dữ liệu chưa từng có cho nghiên cứu nông nghiệp, sinh thái và thủy văn.
I. Khái niệm sản phẩm: Bước nhảy vọt từ “ảnh chụp một điểm” sang “hình ảnh cắt ngang”
Hệ thống cảm biến dạng ống HONDE bao gồm một ống nhựa kỹ thuật hoặc gốm chắc chắn (được gọi là “ống tiếp cận”) và một đầu dò đa thông số có thể điều chỉnh độ cao. Đầu dò có thể được hạ xuống các độ sâu khác nhau bên trong đường ống bằng dây cáp để đo, hoặc được cố định ở một độ sâu cụ thể để giám sát liên tục trong thời gian dài.
Nguyên lý kỹ thuật cốt lõi: Đầu dò thường dựa trên công nghệ phản xạ miền tần số hoặc phản xạ miền thời gian. Nó tạo ra sự ghép nối điện từ với đất xung quanh thông qua thành ống và đo không phá hủy hàm lượng nước thể tích, độ dẫn điện và nhiệt độ của đất bên ngoài ống.
Lợi thế mang tính cách mạng
Dữ liệu hồ sơ liên tục: Thiết bị có thể đo lường liên tục các hồ sơ về nước/độ mặn/nhiệt độ từ bề mặt đến các lớp sâu (thường là 1 mét, 2 mét hoặc sâu hơn), mô tả chính xác sự chuyển động của các mặt trận nước, độ sâu hấp thụ nước của rễ và các lớp tích tụ độ mặn.
Giám sát tại chỗ dài hạn: Lắp đặt một lần, đo lường liên tục. Đầu dò không trải qua các phản ứng vật lý hoặc hóa học trực tiếp với đất, tránh được hiện tượng trôi dạt hoặc hư hỏng do sự co giãn của đất hoặc ăn mòn do muối gây ra trong các cảm biến chôn ngầm truyền thống. Độ ổn định dữ liệu dài hạn cực kỳ cao.
Khả năng tiếp cận linh hoạt đa điểm: Một hệ thống có thể dễ dàng đo nhiều độ sâu trên cùng một mặt cắt thẳng đứng, với hiệu quả chi phí cao. Hơn nữa, công nghệ đầu dò có thể được nâng cấp hoặc thay thế trong tương lai mà không cần phải đào lại đất.
II. Các kịch bản ứng dụng cốt lõi và giá trị khoa học
Tưới tiêu chính xác và quản lý nước và phân bón cho hệ rễ.
Đây chính là giá trị trực tiếp nhất của nó. Hệ thống này hướng dẫn việc tưới tiêu để đạt được bước tiến vượt bậc về chất lượng bằng cách làm sáng tỏ động lực của nước trong các tầng đất:
Xác định thời điểm và lượng nước tưới: Không chỉ cần biết “bề mặt đất khô hay không”, mà còn phải biết “tầng rễ có thiếu nước hay không” và “nước đã thấm sâu đến đâu”. Từ đó có thể thực hiện chính xác “kiểm soát nước và giữ lại cây con” hoặc “tưới sâu” để thúc đẩy sự phát triển của rễ và tăng cường khả năng chống chịu stress của cây trồng.
Tối ưu hóa chiến lược tưới tiêu: Hiển thị rõ ràng hình dạng và độ sâu của vùng nước ẩm sau khi tưới nhỏ giọt hoặc tưới rãnh, kiểm tra tính đồng đều của việc tưới, tối ưu hóa lưu lượng và khoảng cách bố trí các đầu phun, và tránh tình trạng thấm sâu hoặc tưới không đủ.
Quản lý phối hợp tưới nước và bón phân: Theo dõi đồng thời nồng độ muối để ngăn ngừa sự tích tụ muối trong vùng rễ do bón phân và đánh giá hiệu quả rửa trôi.
2. Nghiên cứu cảnh báo sớm hạn hán và sinh thái thủy văn
Giám sát trữ lượng nước trong đất: Định lượng chính xác lượng nước tích trữ và tiêu thụ trong các tầng đất khác nhau, cung cấp dữ liệu khoa học dựa trên các quá trình vật lý để đánh giá tình trạng hạn hán trong khu vực.
Nghiên cứu về tiêu thụ nước sinh thái: Giám sát việc sử dụng nước ngầm sâu trong đất của cây cối hoặc cây trồng có rễ sâu, nghiên cứu mối liên hệ thủy lực giữa thảm thực vật và nước ngầm, và cung cấp cơ sở quan trọng cho việc sử dụng nước sinh thái và phân bổ tài nguyên nước.
3. Giám sát các thảm họa địa chất và sự ổn định của sườn dốc
Trong các lĩnh vực phi nông nghiệp, hệ thống này được sử dụng để theo dõi sự di chuyển của nước và sự thay đổi áp suất nước lỗ rỗng trong các sườn dốc, nền đường hoặc đập, và đây là một phương pháp giám sát tiền đề quan trọng để dự đoán các thảm họa địa chất như sạt lở đất và sụp đổ.
4. Đánh giá hiệu quả quản trị và cải thiện đất nhiễm mặn kiềm.
Bằng cách liên tục theo dõi quá trình rửa trôi, bay hơi, tích tụ và biến động theo mùa của muối trên mặt cắt đất trong thời gian dài, có thể đánh giá định lượng hiệu quả thực sự của các biện pháp cải tạo khác nhau (như bón thạch cao, hệ thống thoát muối ngầm và tưới tiêu tiết kiệm nước), từ đó định hướng cho việc cải tiến khoa học.
III. Ưu điểm kỹ thuật và cấu trúc hệ thống
Độ chính xác cao và độ trôi thấp: Bằng cách áp dụng công nghệ cảm biến tiên tiến, độ chính xác đo độ ẩm có thể đạt ±2% (hàm lượng nước thể tích), và tỷ lệ trôi hàng năm cực kỳ thấp, đảm bảo giá trị khoa học của dữ liệu dài hạn.
Ống tiếp cận chắc chắn và bền bỉ: Được làm từ vật liệu chống ăn mòn và có hệ số giãn nở nhiệt thấp, đảm bảo độ bền lâu dài trong nhiều loại đất khác nhau mà không ảnh hưởng đến hoạt động canh tác.
Thu thập và truyền dữ liệu thông minh: Đầu dò có thể được kết nối với bộ thu thập dữ liệu đa chức năng, hỗ trợ nguồn điện mặt trời và truyền dẫn không dây 4G/NB-IoT, cho phép đo lường điều khiển từ xa và thu thập dữ liệu thời gian thực.
Phần mềm phân tích dữ liệu chuyên nghiệp: Phần mềm được trang bị có thể hiển thị trực quan các thay đổi động theo không gian và thời gian của độ ẩm/độ mặn/nhiệt độ, tạo bản đồ đường đồng mức và thực hiện các phép tính tích phân theo chiều sâu (chẳng hạn như tổng lượng nước dự trữ trong lớp rễ).
IV. Trường hợp thực nghiệm: Bảo tồn nguồn nước sâu dựa trên dữ liệu
Tại một trạm thí nghiệm tiết kiệm nước quy mô lớn áp dụng luân canh lúa mì mùa đông - ngô mùa hè ở đồng bằng Bắc Trung Quốc, các nhà nghiên cứu đã lắp đặt hệ thống giám sát hình dạng ống HONDE. Thông qua quá trình giám sát trong hai mùa vụ liên tiếp, họ nhận thấy rằng:
Theo phương pháp tưới tiêu truyền thống, hơn 60% lượng nước tưới thấm sâu xuống các tầng đất dưới một mét, nơi hệ thống rễ cây khó hấp thụ được nước.
Độ sâu hấp thụ nước chính của lúa mì trong giai đoạn đâm chồi là từ 40 đến 60 cm, trong khi ngô có thể sử dụng hiệu quả nước trong đất ở độ sâu từ 80 đến 100 cm trong giai đoạn hình thành hạt.
Dựa trên dữ liệu khảo sát địa tầng, họ đã xây dựng một hệ thống tưới tiêu chính xác theo phương pháp “bổ sung nước động theo độ sâu của tầng rễ”. Kết quả là, trên cơ sở đảm bảo năng suất, lượng nước tưới tiêu trong toàn bộ chu kỳ canh tác đã giảm 32%, đồng thời nguy cơ thất thoát phân bón nitơ cũng giảm đáng kể. Những thành tựu của dự án này đã cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học vững chắc cho việc xây dựng các chính sách tiết kiệm nước trong nông nghiệp khu vực.
Phần kết luận
Sự vận động của độ ẩm trong đất là một hành trình thầm lặng nhưng vô cùng quan trọng diễn ra “dưới lòng đất”. Cảm biến độ ẩm đất dạng ống HONDE, giống như một “máy quét CT” được căn chỉnh theo mặt cắt đất, giúp làm rõ, đo lường và quản lý hành trình này. Nó vượt qua những hạn chế của phương pháp đo điểm truyền thống và cung cấp một công cụ không thể thiếu để chúng ta hiểu được sự vận chuyển nước trong hệ thống đất-thực vật-khí quyển và xây dựng các chiến lược quản lý tài nguyên khoa học thực sự. Từ những vùng đất nông nghiệp theo đuổi “bảo tồn nước” đến các lưu vực sông nghiên cứu “cân bằng nước”, và sau đó đến những sườn dốc cảnh báo về “sự bất ổn”, sản phẩm này đang bảo vệ sự an toàn và sử dụng bền vững tài nguyên nước và đất trong phạm vi rộng hơn với khả năng giám sát mặt cắt độc đáo, thúc đẩy nghiên cứu nông nghiệp chính xác và thủy văn sinh thái lên một tầm cao mới.
Giới thiệu về HONDE: Là một công ty hàng đầu trong lĩnh vực công nghệ giám sát đất và độ ẩm chuyên nghiệp, HONDE cam kết làm sáng tỏ các quá trình phức tạp của thế giới ngầm thông qua các giải pháp cảm biến tiên tiến. Chúng tôi tin rằng sự hiểu biết sâu sắc về động lực của nước, muối và nhiệt độ trong các tầng đất là nền tảng khoa học để giải quyết vấn đề an ninh lương thực, thiếu nước và các thách thức môi trường.
Để biết thêm thông tin về cảm biến đất, vui lòng liên hệ Công ty TNHH Công nghệ Honde.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Trang web công ty:www.hondetechco.com
Thời gian đăng bài: 10/12/2025