为什么土壤水分传感器不能告诉您需要知道的一切？

Why soil moisture sensors can’t tell you everything you need to know

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精确、廉价的土壤水分传感器使土壤容积含水量 (VWC) 成为理所当然的常用测量方法、但这种测量方法并非适用于所有应用。

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精确、廉价的土壤水分传感器使土壤容积含水量 (VWC) 成为一种理所当然的常用测量方法，但它可能并不适合所有应用。水势（或土壤吸力）测量的是土壤中水的能量状态，它更能说明水的可用性、水是否会流动以及水的流向。

密集型变量不随规模或情况的变化而变化

水势是指将无穷小量的水从样本输送到纯净自由水参考池所需的能量（单位水量）。水势通常与温度相比较。两者都被认为是描述物质或能量强度或质量的 "密集 "变量。例如，物质的热状态可以用热含量和温度来描述。温度显然可以用来定义人体舒适度的强度。

热含量并不能定义舒适度，因为在特定舒适度下，大房间的热含量会更高，而小房间的热含量会更低。温度测量定义了舒适度，而没有任何其他变量进入等式。

含水量并不能预测水是如何流动的

与热含量类似，含水量也是一个量。它是一个广泛的变量。它会随着大小和情况的变化而变化。请考虑以下悖论：

容积含水量相当低的土壤有大量植物可利用的水分，而含水量高的土壤则几乎没有水分。
重力将水从剖面向下拉，但水从地下水位向上进入土壤
处于平衡状态的相邻两块土壤的含水量可能相差很大

在这些和其他许多情况下，含水量数据之所以令人困惑，是因为它们无法预测水是如何运动的。水势测量的是水的能量状态，因此可以解释水运动的实际情况，否则就无法凭直觉判断。与温度一样，水势也决定了植物的舒适度。与房间大小对温度的类比类似，如果知道水势，就可以预测植物在任何环境下是生长良好还是受到压力。

在土壤物理学家科林-坎贝尔博士（Dr. Colin Campbell）的讲座中，您将了解更多有关密集变量与广泛变量的信息。

水势决定了植物的舒适度

含水量不是植物 "舒适度 "的指标，因为土壤类型很重要。土壤、粘土、沙子、盆栽土和其他介质的持水量都不同。想象一下含水量为 30% 的沙子。由于表面积较小，沙子会过于潮湿，不利于植物的最佳生长，导致根部缺乏通气性，濒临饱和。现在考虑一下同样含水量为 30% 的细质粘土。粘土看起来只是湿润，但由于粘土表面结合了水分，使植物难以获得水分，因此远低于植物的最佳 "舒适度"。

A graph of moisture release curves for two different types of soil demonstrate the effect of surface area — **图 1.**两种不同类型土壤的水分释放曲线显示了表面积的影响。含水 10% 的沙土具有较高的母势，生物和植物很容易获得水分。含水 10% 的淤泥质壤土的母势低得多，可利用的水分明显较少。

水势测量清楚地表明了植物的可用水量，与含水量不同的是，水势测量有一个简单的参考范围--植物的最适水量从大约 -2-5 千帕（非常潮湿）到大约 -100 千帕（较干燥），处于最适水量的末端。低于此值，植物将处于缺水状态，超过 -1000 千帕，植物就会开始缺水。根据植物的不同，水势低于 -1000 至 -2000 千帕会导致植物永久性枯萎。