成 果 名 称：农田土壤含水量与坚实度新型测量装备技术研究
中 国 单 位：中国农业大学
成果编号: 鉴字【教SW2006】第003号
鉴定日期：2006.01.12
学 科： 农业电气化与信息化
第一完成单位： 中国农业大学
第一完成人： 孙宇瑞
通讯地址及邮编： 北京市清华东路17＃ 100083
电话：010-62392414
传真： 010-62736743
成果内容摘要：
中国农业大学教育部现代精细农业系统集成研究重点实验室自2003年起承担的教育部中-德重点实验室合作项目（DAAD/CSC）、国家863高新科技研究—“数字农业装备技术”以及两项国家自然科学研究基金项目研究过程中产生的物化科研成果。经过课题组全体人员近三年的研究攻关，已经完成了四种样机（如图）的试制与各种相关试验，在国内外重要学术期刊与国际学术会议上发表了专题研究论文13篇，其中SCI/EI/ISTP检索6篇，获批准授权或批准申请国际、国内发明与实用新型专利7项。
根据科技查新报告，已知近十年来有数位美、加等发达国家的科研人员在实现土壤坚实度与水分剖面同步实时测量方法与装置的研究领域做了许多试验研究，但迄今尚未提出具体的技术研究成果。本研究通过应用理论研究与传感器系统的合理设计，克服现有方法的不足，实现了农田土壤含水量和坚实度快速同步采集与实时处理，为支持农田节水灌溉、旱地耕作土壤环境改善及其精细管理提供关键技术装备。主要创新点为：
1. 课题组提出了基于频域法（FD）原理的土壤含水量与坚实度的复合测量方法，设计了新型复合传感器，解决了同步、实时测量土壤含水量与坚实度圆锥指数剖面分布的难题，在理论分析、试验方法、传感器结构设计、制造工艺等方面具有明显的自主创新特色，在国际同行中产生了重要影响。
2. 提出了通过霍尔传感器测量驱动电机工作电流取代压力传感器获取土壤坚实度圆锥指数的方法及其实现技术，提高了测量准确度，降低了设备制造成本。
3. 基于以上理论和技术创新，自行研制的SMP-V型土壤剖面水分/圆锥指数复合测试仪、SMP-VP与SM-C土壤含水量与坚实度便携测具、SMP-H型车载式农田土壤水分/坚实度复合测量系统，结构简单、性能可靠、测量精度高、成本低，具有良好的推广应用前景。
该研究成果可实现快速高效农田空间分布信息采集，对支持农田节水灌溉技术推广，优化作物栽培管理和实施土壤合理耕作具有重要意义。该成果在同类研究中达到国际领先水平，为综合定量化分析土壤物理参数填补了一项技术空白表明我国科技人员在土壤参数快速测量方法与装备技术的研究领域，有能力在追踪和吸收发达国家已有研究成果的基础上，通过自身努力实现自主创新并取得领先的科研成果。
