負壓式張力計

原理與特點

土壤濕度計是測定土壤水分的一種儀器。眾所周知，土壤水分受土壤孔隙的毛管引力和土粒的分子引力的作用，使土壤孔隙中的水分處于負壓(吸力)狀態，土壤吸力愈大，土壤孔隙中的水分愈少，土壤含水量也就愈低；反之，土壤吸力愈小，土壤孔隙中的水分愈多，則土壤含水量愈高。所以，土壤濕度計指示的數據就能大致反應出土壤的含水量狀況，負壓式土壤濕度計(也稱張力計)就是測定這種土壤吸力(或稱土壤基質勢)的儀器。

該傳感器由陶土頭、腔體、集氣室、計量指示器等部件組成。陶土頭是儀器的感應部件，具有許多微小的孔隙，陶土頭被水浸潤后，在孔隙中形成一層水膜。當陶土頭中的孔隙全部充水后，孔隙中的水就具有張力，這種張力能保證水在一定壓力下通過陶土頭，但阻止空氣通過。當充滿水且密封的土壤濕度計插入水分不飽和的土壤時，水膜就與土壤水連接起來，產生水力上的聯系。土壤系統的水勢不相等時，水便由水勢高處通過陶土頭向水勢低處流動，直至兩個系統的水勢平衡為止。當忽略了重力勢、溫度勢、溶質勢后，系統的水勢即為壓力勢和基質勢之和，土壤的壓力勢(以大氣壓力參考)為零，儀器里無基質，基質勢為零，土壤水的基質勢便可由儀器所示的壓力(差)來量度。非飽和土壤水的基質勢低于儀器里水的壓力勢，土壤就透過陶土頭向儀器吸水，直到平衡為止。因為儀器是密封的，儀器中就產生真空度或吸力(低于大氣參照壓力的壓力)。這樣儀器內的負壓便由計量器或傳感器測得，這就是土壤水的吸力。土壤水吸力與土壤水基質勢在數值上是相等的，只是符號相反，在非飽和土壤中，基質勢為負值，吸力為正值，張力計較多地用于非飽和土壤上，其基質勢為負值，故張力計又稱負壓計。

土壤水吸力是土壤水勢的強度指標，和土壤水的流動，對植物的有效性有密切的關系，與土壤含水率的含義不同，它是在土壤水勢的強弱上面不是在多寡上反映土壤的干濕程度。一般來說，土壤吸力愈大，含水量愈小；土壤吸力愈小，含水量愈多。所以，土壤濕度計指標的資料也能大致反映土壤含水量狀況。

該傳感器具有結構簡單，靈敏度較高，使用方便等優點，可以定點定位連續測定土壤水分的運行，及時反映土壤水分的縱橫變化。為灌溉、排水、作物生長提供必要的科學根據。