ENVIdata-Redox原位土壤pH&氧化还原监测系统用于东北黄豆...
ENVIdata-Redox原位土壤pH&氧化还原监测系统用于东北黄豆育种
监测背景
通过对土壤pH值和氧化还原电位变化的监测，可以准确了解土壤中很多物质如：氧、锰、铁、氮、硫、碳等变价元素的含量变化，对黄豆种苗的生长与发育状态做科学的分析。特别是锰元素的含量对黄豆育苗有重大的意义，高锰和缺锰胁迫都不利于种苗发育，实时动态的原位监测土壤pH值和氧化还原电位变化对于锰离子含量的控制有关键性的帮助。培育出优良的品种才能在东北土地上产出丰厚的回报。
系统布设
ENVIdata-Redox原位土壤pH&氧化还原监测系统的土壤pH值传感器及氧化还原传感器布设在大田，直接测量土壤的pH值及氧化还原随时间的变化，对土壤无扰动，无需采样，省时、省力，解决了传统实验室方法耗时及数据不连续问题。
该系统通过Internet、无线GPRS传输数据至用户电脑、云服务器，用户无需到测点下载数据，只要能上网，可随时查看系统运行情况、下载最新和历史数据。
如下是ENVIdata-Redox原位土壤pH&氧化还原监测系统在黄豆育种项目中的应用。
图1 ENVIdata-Redox系统应用在东北地理所黄豆育种
ENVIdata-Redox 配置了 土壤pH传感器及土壤氧化还原传感器、参考电极。
此系统配置3个pH传感器，3个氧化还原传感器，1个参考电极，1个原厂数据采集器，一套ENVIdata-Redox系统，内含：DT80数据处理模块，供电系统（太阳能板、蓄电池），无线GPRS远传模块，电源控制模块，一套铝合金支架。现场布设状况如下：以参考电极为中心，1米距离为半径的圆周上均匀布控3个pH传感器、3个氧化还原传感器，均垂直埋设于地面。原厂数据采集器收集6个测量传感器与1个参考电极数据后，通过一根电缆传回ENVIdata-Redox系统（SDI12数字信号可以一根通讯线传回7个传感器数据）。可通过多种方式：无线GPRS远传、网线、现场USB、电脑采集等方式把数据采集下来，形成excel数据格式供用户使用、研究。
图2 ENVIdata-Redox系统布设在测坑
监测数据
1、氧化还原电位参数EH数据记录准确、清楚，三层传感器参数变化特征一致。
通过ENVIdata-Redox氧化还原系统采集的培育黄豆种苗土壤的氧化还原电位（EH）的变化曲线准确、清楚的反映出2020/08/01至2020/08/31期间的变化情况。在8月24日起始，土壤的氧化还原电位Eh三个测量点的数据同时变小，向还原性方向变化。
图3 ENVIdata-Redox氧化还原参数土壤EH变化曲线
2、相关土壤PH值参数的变化曲线
ENVIdata-Redox氧化还原系统采集氧化还原电位EH参数的同时也记录下同一时间段三层PH传感器的数值范围以及变化规律，从8月24日起始，土壤的酸碱性开始变化。
图4 ENVIdata-Redox氧化还原参数土壤PH变化曲线
3、相关土壤湿度RH、温度T、电导率ε等参数的变化曲线
通过对土壤湿度RH的数据采集，有助于分析RH值对EH值、PH值的影响变化规律，帮助研究人员了解黄豆种苗最适宜的土壤湿度RH值。从8月24日起始，土壤的湿度明显增加。
图5 ENVIdata-Redox氧化还原参数土壤RH变化曲线
通过对土壤温度T的数据采集，有助于分析适于黄豆种苗植株生长的土壤温度，以及何种温度下植株的生长率最好，营养吸收最好，抗病性最好。
图6 ENVIdata-Redox氧化还原系统参数土壤T变化曲线
通过对土壤电导率ε的数据采集，有助于分析土壤中盐分的含量，帮助研究黄豆种苗施肥管理的优化参数，便于科研人员科学施肥，培育出优良品种的作物种苗。
其他应用
ENVIdata-Redox土壤氧化还原系统的应用，对于广大的农业、林业、环保、土壤修复等产业具有增效创收的双重作用，为广大的科研人员提供方便、快捷的研究方案，促使我国的育种、土壤利用、森林生态等行业的发展更快一步。目前，北京澳作生态仪器有限公司已与中科院系统所辖各类专业院所展开科研实施项目，包括领域有育种，林业育苗，土地保护等多项研究，地域包含东北、西北、西南、内蒙等先期省份，后期还会按计划逐步扩展到祖国的各个地区，为中国的生态保护与研究贡献一份力量。
图6 澳作全国工程项目分布图
