洛桑研究所是全球運營(yíng)時(shí)間悠長(cháng)的農業(yè)研究機構。他們的“公園草地實(shí)驗”開(kāi)始于 1856 年，并仍在發(fā)展壯大。該實(shí)驗研究不同類(lèi)型的礦物肥料和有機肥料對用于收割干草的混播草坪的產(chǎn)出、植物成分和質(zhì)量的影響。

最近，該研究團隊一直渴望通過(guò)監測對比田中的土壤含水量來(lái)展示實(shí)驗對土壤水文的影響。為此，他們總共選擇了 12 塊經(jīng)過(guò)處理的田塊，這些田塊施用了一系列無(wú)機化肥和有機化肥，其中四塊進(jìn)行了石灰處理（以保持特定的土壤 pH值）。

在 12 塊田中，每塊田里均水平安裝三臺 Delta‐T Devices 的 SM150T 土壤濕度傳感器，安裝深度為 20 cm，電纜通過(guò)導管連回三臺 GP2 數據記錄儀。

傳感器于 2020 年 2 月完成安裝，記錄儀即刻起每分鐘詢(xún)問(wèn)一次傳感器，并每小時(shí)記錄一次平均、最高和最低土壤含水量，再上傳至 Delta‐T 的線(xiàn)上數據平臺：DeltaLINK‐Cloud。

通過(guò)這種方法，洛桑研究所的團隊可以隨時(shí)在智能移動(dòng)設備上遠程查看實(shí)時(shí)測量結果。該數據與任意子田里的每臺 SM150T 傳感器的結果良好吻合。

該團隊使用了由 Delta‐T Devices 的儀器收集的數據，探索土壤含水量和土壤化學(xué)/微生物特性之間的關(guān)系。

SBR 是土耳其主要的水果生產(chǎn)商，成立于 1990 年，在土耳其的梅爾辛錫利夫凱地區經(jīng)營(yíng)。這家公司使用尖端技術(shù)，專(zhuān)攻漿果種植。SBR 擁有遼闊的種植園區，水培草莓溫室面積達 400,000 平方米，剩下的 50,000 平方米的用于種植其它漿果。

SBR 的員工自 2018 年以來(lái)一直使用 Delta‐T Devices 的 WET 傳感器（搭配手持式讀數儀使用），每天多次測量植物根系周?chē)耐寥罎穸群涂紫端?EC（電導率），從而幫助其管理水培草莓種植。

SBR 的作物管理人員使用這些測量結果來(lái)微調施肥，從而使每種作物保持理想的水分和營(yíng)養水平。

SBR 使用 WET 傳感器數據是為了降低不必要的用水（泵送）成本以及減少昂貴肥料的使用量、浪費和流失，同時(shí)提升作物產(chǎn)量和水果品質(zhì)。

SBR 的 Mehmet ?zmen 表示：“傳感器和讀數儀的便攜性使我們可以在檢查作物時(shí)隨身·攜帶它們，此外，它們還可多次校準，這意味著(zhù)無(wú)論生長(cháng)介質(zhì)如何，我們都始終可以獲得真實(shí)可信的讀數。我們每天多次獲取讀數，WET‐2 傳感器的電導率和濕度數據讓我們可以調整灌溉和施肥水平，從而達到理想的土壤和基質(zhì)條件。”

耶拿實(shí)驗由德國研究基金會(huì ) (DFG) 資助，是一個(gè)專(zhuān)注生物多樣性的長(cháng)期研究項目。該大型項目自 2002 年開(kāi)展，現已吸納超 100 位科學(xué)家。該研究旨在發(fā)現哪些機制會(huì )影響生態(tài)系統的功能并使其穩定。

該實(shí)驗在德國耶拿的一塊 10 公頃的土地上進(jìn)行，包括約 600 塊人工拼接的草地。

所有田塊各不相同，有些單播，其他則混播最多 60 種青草、草本植物或豆科作物。有些田塊還做了遮蓋，用來(lái)模擬干旱等極端氣候。

耶拿實(shí)驗的研究發(fā)現，植物物種豐富度提高后，植物產(chǎn)量也隨之增加。這意味著(zhù)在多樣性更高的草地上會(huì )產(chǎn)生更高的生物量。

幾乎在整個(gè)項目的長(cháng)期開(kāi)展過(guò)程中，PR2 剖面探測儀一直都是耶拿實(shí)驗傳感器網(wǎng)絡(luò )的重要部分。

耶拿實(shí)驗的科學(xué)協(xié)調人 Anne Ebeling 博士解釋道：“在我們的研究中，土壤濕度是多個(gè)過(guò)程的重要參數，尤其是表層土以下的土壤濕度。因此，我們多年來(lái)一直使用 PR2 剖面探頭測量地下一米深度的濕度剖面。PR2 可測量耶拿園區內共計 240 塊實(shí)驗田不同深度的土壤濕度。春天和夏天每周獲取一次讀數，秋天和冬天則每?jì)芍芤淮巍?/span>”

該項目的其中一個(gè)主要難題一直是收集本地相關(guān)的土壤、農業(yè)氣候和作物信息，用以支持開(kāi)發(fā)強大的灌溉規劃工具，而 Delta‐T Devices 的參與對這個(gè)環(huán)節尤為重要。

來(lái)自克蘭菲爾德大學(xué)克蘭菲爾德水文科學(xué)研究院的 Jerry Knox 教授解釋了 Delta‐T Devices 的設備和技術(shù)支持在項目中會(huì )起到什么重要作用：“我們和 Delta‐T Devices 一起在哥倫比亞圣瑪爾塔區域內選出的幾個(gè)管理良好的種植園的不同深度下安裝了兩排 SM150T 土壤濕度傳感器。我們還安裝了一座 Delta‐T WS‐GP2 自動(dòng)氣象站，用以提供輸入數據來(lái)驅動(dòng)我們的灌溉模型 — 因為這片區域內的農業(yè)氣候記錄有限。Delta‐T Devices 套件有一流的水平，自我們安裝好設備以來(lái)從未出錯。我們現在計劃在項目結束后把 SM150T 傳感器留在原位，用以繼續加深我們對香蕉作物下的土壤水分通量的了解。”

Clock House 農場(chǎng)坐落在梅德斯通以南幾英里的肯特郡起伏的山丘上。該農場(chǎng)十分廣闊，占地面積達250 英畝，種植了多種水果，包括草莓、覆盆子和黑莓。

Clock House 農場(chǎng)是著(zhù)名的園藝創(chuàng )新農場(chǎng)，也是較早采用架臺種植草莓的商業(yè)農場(chǎng)之一（20 世紀 90 年代末）。

自 2008 年以來(lái)，他們一直使用 Delta‐T WET 套件（包括 WET‐2 傳感器和HH2 讀取裝置）監控生長(cháng)條件，每周可獲取數千次讀數。

農場(chǎng)經(jīng)理 Nick Deppe 監管整片農場(chǎng)內 WET 傳感器的使用情況，并解釋了如何以及為何使用該設備：“WET 傳感器可快速且輕松地測量基質(zhì)的濕度和電導率。這些變量是確保我們的水果始終足夠健康的關(guān)鍵要素。我每周與一位農學(xué)家會(huì )面一次，我們?yōu)槊糠N水果基質(zhì)設置 7 天的濕度百分比水平和電導率百分比水平目標。然后，我會(huì )制作一張表格，可以將當前水平填入表格（每天），并與商定的目標水平做出比較。這個(gè)方法可以讓我們持續監測濕度和電導率情況，達到我們的目標值，并且在很短的時(shí)間內解決任何不足 — 這對樹(shù)莓等水果來(lái)說(shuō)十分關(guān)鍵，因為樹(shù)莓在次優(yōu)生長(cháng)條件下幾小時(shí)就會(huì )變質(zhì)。”

Nick Deppe 介紹他的團隊如果使用 WET 傳感器

蒂斯河谷獨特的稀有特殊植物群正處于危機之中。近來(lái)的調查表明，自 20 世紀 70 年代以來(lái)，植物物種的平均衰退率超過(guò) 50%，28 個(gè)物種目前瀕危（部分原因是入侵性莎草和燈芯草的大量入侵）。

96 歲的 Margaret Bradshaw 博士（大英帝國員佐勛章獲得者 ，MBE）是著(zhù)名的植物學(xué)家，專(zhuān)門(mén)從事植物保護工作。她創(chuàng )辦的慈善組織“蒂斯河谷特殊植物群研究與保護信托基金”旨在扭轉這種衰退。

Margaret Bradshaw 博士 (MBE)

David Oatway 博士最近與該信托基金簽約，以更好地了解在這個(gè)具有特殊科學(xué)意義的重要基地中發(fā)揮作用的生態(tài)過(guò)程。

Widdybank Fell 是蒂斯河谷中最重要的珍稀植物產(chǎn)地之一。此處的水文條件被認為是導致一些不受歡迎的植物群破壞性涌入的關(guān)鍵因素。據認為，出現這種情況的原因是通過(guò)淤泥流出的水流減少（草地越長(cháng)越密的結果），導致地表水酸度增加，而這種條件更適合破壞性“涌入”植物的生長(cháng)。

在 2021 年，一條自然閉合的古老排水溝被重新挖開(kāi)，用以增加淤泥流水（這是一個(gè)特定于具體場(chǎng)地的非常規實(shí)驗過(guò)程）。手工挖掘這條排水溝時(shí)發(fā)現，冰磧層上有一層 10‐12 cm 的原始腐殖質(zhì)層，而原始腐殖質(zhì)也被認為有利于喜酸植物的生長(cháng)，而喜酸植物會(huì )搶占極地植物、高山植物和山地植物的生存空間，使其更加稀少。

Oatway 博士進(jìn)一步解釋道：“我正在使用 WET150 傳感器檢查新挖開(kāi)的排水溝表面和地下的土壤含水量的差異，以及更普遍的鈣質(zhì)淤泥中的含水量，從而了解這些差異是否與植被組成的變化有關(guān)。我也在研究 pH 水平，因為我們懷疑流經(jīng)淤泥時(shí)間越長(cháng)的水流酸度會(huì )越高，從而影響某些植物的生長(cháng)。”

David Oatway 博士

David 從在 Widdybank Fell 使用 WET150 傳感器和套件的過(guò)程中獲得了積極的結果。他說(shuō)：“我從這個(gè)項目開(kāi)始就很清楚，我需要一臺特別善于在高濕度水平下作出良好區分的土壤傳感器。在現場(chǎng)全面測試了 WET150 之后，我想說(shuō)，在記錄潮濕的鈣質(zhì)淤泥環(huán)境中的含水率這一方面，它非常有效。我了解現場(chǎng)的地貌，我敢說(shuō)利用 WET150 的輸出數據創(chuàng )建的可視化數據資料真的非常讓人振奮。”

位于肯特郡的 NIAB EMR 的節水技術(shù) (WET) 中心是一片遼闊的研究和示范園區，具有用于軟果行業(yè)的創(chuàng )新種植技術(shù)和智能灌溉系統等一系列產(chǎn)品。

自 2017 年 WET 中心成立以來(lái)，Delta‐T Devices 一直是其行業(yè)合作伙伴，并為其研究項目和（商用）灌溉系統提供土壤傳感器和數據記錄儀。

WET 中心開(kāi)發(fā)的灌溉技術(shù)不斷發(fā)展，并取得了越來(lái)越引人注目的成果。2020 年，一級草莓的產(chǎn)量當量高達 72 噸/公頃（明顯高于前一年）。對比歷史產(chǎn)量，2011‐2013 年行業(yè)平均可銷(xiāo)售草莓產(chǎn)量為 45 噸/公頃。

WET 中心的智能灌溉系統同時(shí)大幅提升了用水效率，種植一噸水果的用水量為 37.5 m3 ‐ 44 m3。相比之下，2011‐2013 年行業(yè)平均用水量在 49 m3 ‐ 108 m3 之間。以上數據明確展示了技術(shù)進(jìn)步改善了這些關(guān)鍵指標。

用于實(shí)現這些重大成果的尖端技術(shù)圍繞 NIAB EMR 團隊的重要研究不斷發(fā)展，該團隊由 Mark Else 博士領(lǐng)導，他們使用多種 Delta‐T Devices 的儀器，包括 QS5 PAR 量子傳感器、SM150T 和 ML3 ThetaProbe 土壤傳感器、GP1 數據記錄儀和 GP2 高級數據記錄儀和控制器。

該團隊在小型塑料棚中進(jìn)行了控制生長(cháng)環(huán)境的初步研究（目的是提高水果品質(zhì)/產(chǎn)量和減少水資源浪費）。然而，WET 中心讓研究者們有機會(huì )展示他們的技術(shù)在“現實(shí)世界”環(huán)境中同樣有效，現實(shí)世界即指擁有實(shí)驗臺配置的典型大型商業(yè)農場(chǎng)的塑料大棚條件。

NIAB EMR 團隊的研究重點(diǎn)是使用自動(dòng)化灌溉控制系統，盡量減少人為干預?？删幊痰?GP2 數據記錄儀可以讓NIAB EMR 團隊針對單獨的實(shí)驗灌溉管理制度設置不同的控制算法，并且測量和比較每種方法的效果。

這種試驗方法可以讓他們準確確定關(guān)鍵的植物逆境反應點(diǎn)，并確定在草莓植株在整個(gè)生命周期中生長(cháng)基質(zhì)的理想含水量水平。使用智能灌溉技術(shù)還可以幫助該團隊確定實(shí)現草莓植株理想品質(zhì)和產(chǎn)量所需的最低用水量。

隨著(zhù)水資源日益稀缺，以及集約型園藝種植系統可能將更多地設立在城市地區，而非常嚴格的防止水資源浪費的協(xié)議（和立法）可能也將在城市地區成為常態(tài)，必須盡量減少浪費。

越來(lái)越多的大型商業(yè)種植園區采用 WET 中心所使用的灌溉技術(shù)。2018 年對這樣一家英國基地的研究清晰顯示了使用由 NIAB EMR 研究團隊設計、以 Delta‐T Devices 的設備（SM150T 傳感器和 GP2 數據記錄儀）和 Netafim UK 的設備（灌溉系統）為基礎的緊密灌溉套件的好處。

這家種植園區提供的數據（如下）證明了通過(guò)自動(dòng)化灌溉系統（由 SM150T 數據驅動(dòng)）與通過(guò)傳統的手動(dòng)方法來(lái)控制基質(zhì)濕度水平之間的區別。自動(dòng)化系統實(shí)現了嚴格控制和高度一致的“鋸齒狀”模式（紅線(xiàn)），與手動(dòng)控制相比，產(chǎn)量提高了 7%。手動(dòng)方法也明顯地造成了更多基質(zhì)過(guò)濕或過(guò)干的情況（藍線(xiàn)）。

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