检测土壤湿度(即土壤含水率)是农业灌溉、岩土工程、环境监测、地质灾害预警及生态研究中的基础工作。根据应用场景(精度要求、是否破坏样品、实时性等)，可选择不同方法。下面是系统化的土壤湿度检测方法分类与详解：

　　一、按原理分类的主流检测方法

　　1. 烘干法(Gravimetric Method)—— 标准基准法

　　原理：

　　取原状土样，105±5°C 烘干至恒重，通过质量损失计算含水率：

　　优点：

　　精度高(±0.1%)，为仲裁和校准标准

　　适用于所有土类(黏土、砂土、有机土)

　　缺点：

　　破坏性、耗时(6–24 小时)

　　无法实时/原位监测

　　标准依据：

　　GB/T 50123-2019《土工试验方法标准》、ASTM D2216

　　适用场景：实验室精确测定、校准其他仪器

　　2. 时域反射法(TDR, Time Domain Reflectometry)

　　原理：

　　向埋入土壤的探针发射电磁脉冲，测量脉冲在探针间传播的时间延迟。

　　传播速度与土壤介电常数(ε)相关，而 ε 主要由水含量决定(水 ε≈80，干土 ε≈3–5)。

　　优点：

　　原位、连续、自动监测

　　精度高(±1–2% vol)

　　不受土壤盐分、温度显著影响(优于FDR)

　　缺点：

　　设备较贵

　　探针需良好接触土壤(避免空隙)

　　典型设备：Campbell Scientific TDR100、Imko Trime

　　适用场景：农田墒情监测、边坡稳定性预警、科研长期观测

　　3. 频域反射法(FDR, Frequency Domain Reflectometry)

　　原理：

　　测量探针在土壤中形成的LC振荡电路的共振频率，频率随介电常数变化 → 推算含水率。

　　优点：

　　成本低、功耗小、易于集成

　　可微型化(用于物联网传感器)

　　缺点：

　　精度略低于TDR(±2–3% vol)

　　高盐分或高导电性土壤易干扰

　　典型产品：Decagon EC-5、国产土壤温湿度传感器(如RS485型)

　　适用场景：智慧农业、园林灌溉自动控制、低成本监测网络

　　4. 中子散射法(Neutron Probe)

　　原理：

　　放射源(如Am-Be)发射快中子，遇氢原子(主要来自水)减速为热中子，探测器计数 → 含水率。

　　优点：

　　测量体积大(直径约15–30 cm)，代表性好

　　不受土壤密度、盐分影响

　　缺点：

　　放射性安全风险(需许可)

　　表层(<15 cm)测量不准

　　操作复杂，逐渐被TDR/FDR取代

　　标准：ASTM D3017

　　现状：多用于科研或特殊场合，工程中已少用

　　5. 张力计法(Tensiometer)—— 测土壤水势

　　原理：

　　陶瓷头与土壤水连通，真空表读数反映土壤吸力(kPa)，间接反映植物可利用水分。

　　适用范围：

　　仅适用于 0–85 kPa(湿润至中等干燥)，砂土效果差

　　优点：

　　直接反映植物根系吸水难易程度

　　缺点：

　　干燥土壤失效，需定期补水

　　适用场景：精准灌溉(果园、温室)、农业水管理

　　6. 遥感与卫星反演(大尺度)

　　方法：

　　被动微波(如SMOS、SMAP卫星)：测地表发射率 → 土壤湿度

　　主动雷达(Sentinel-1)：后向散射系数反演

　　分辨率：

　　卫星：10 km – 1 km;无人机多光谱：1–10 m

　　优点：覆盖广、周期性监测

　　缺点：精度较低，受植被、地形干扰

　　适用场景：区域旱情评估、水文模型输入

       来源：网络