FDR (FrequencyDomainReflectometry)频域反射是利用电磁脉冲原理、根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数 (ε) ,从而得到土壤容积含水量 (θv)。介绍了FDR系统的测量原理、系统安装、测量方法及其在土壤水分连续动态监测中的应用 ,并对实际测量结果进行了校正 ,可以作为FDR校正的参考。在半干旱区皇甫川流域的应用实践表明 ,FDR具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程、少标定等优点 ,是一种值得推荐的土壤水分测定仪器。 　　TDR（Time Domain Reflector）时域反射是一种快速检测土壤水分的常见原理，其原理是在一条不匹配的传输线上的波形会发生反射。传输线上任何一点的波形都是原有波形和反射波形的叠加。TDR原理的设备响应时间约10-20秒，适合移动测量和定点监测。测定结果受盐度影响很小，TDR缺点是电路比较复杂，设备较昂贵。 　　FDR相比TDR测试原理，几乎具有TDR的所有优点，探头形状非常灵活。比较夸张的甚至可以放在做成犁状放在拖拉机后面运动中测量。FDR相对TDR需要更少的校正工作。多年以来，FDR原理的土壤水分仪精度上一直难以突破，成为FDR土壤水分仪发展的停滞。德国STEPS公司经过多年研究，终于突破了这一难点。研究出一款FDR原理的土壤水分仪MST3000,精度达到了3%。这一最新产品的问世,得到了业界广大用户的好评。其操作简单，方便快捷，更重要的是精度高，稳定性好。MST3000对土壤水分的测量，具有划时代的意义。

　　 一、产品特色：　　该仪器是符合《土壤墒情监测规范SL000-2005中华人民共和国水利行业标准》，根据土壤墒情监测规范要求设计，不仅可实时监测墒情的最主要参数――土壤水分，还可根据用户需求监测土壤温度等，配套的软件可根据用户需要灵活设定墒情参数的采样周期和存储周期、巡测和召测数据及分析数据等功能。系统进行不间断监测，对土壤墒情的发生、发展及变化进行实时的监视和分析，为开展排涝抗旱工作提供信息依据。 　　土壤水分传感器采用国际上最流行的现场测试土壤水分原理：频域反射原理（FDR），该技术最早应用于美国，即传感器发射一定频率的电磁波，电磁波沿探针传输，到达底部后返回，检测探头输出的电压，由于土壤介电常数的变化通常取决于土壤的含水量，由输出电压和水分的关系则可计算出土壤的含水量。水分是决定土壤介电常数的主要因素。测量土壤的介电常数，能直接稳定地反应各种土壤的真实水分含量。FDR土壤水分传感器可测量土壤水分的体积百分比，与土壤本身的机理无关，此原理是目前国际上最流行的土壤水分传感器测量方法。 　　 二、应用范围：　　广泛应用于农业、林业、地质等方面土壤温度测量及研究。 　　 三、产品特点:　　01、本机体积小，软件操作简单，性能可靠，记录间隔可根据要求从1分至24小时任意设置。 　　02、全程跟踪记录被测土壤中的温度数据，记录时间长，具有断电数据自动存储保护功能。 　　03、整机功耗小，整机功耗不大于2W。 　　04、软件功能强大，数据查看方便，随时可以将记录仪中的数据导出到计算机中，并可以存储为EXCEL表格文件，生成数据曲线，以供其它分析软件进一步进行数据处理。 　　05、单台记录仪可以接入最多8路土壤温湿度传感器探头，探头可测量土壤中的温度、湿度分布情况。 　　06、记录仪可脱开计算机独立工作，当需要查看当前环境数据时可通过通讯接口由计算机读取记录仪内的数据。 　　07、一台记录仪，可以同时测量多个点的温度及土壤湿度。 　　08、数据通讯接口：RS232和USB双接口 　　09、具有看门狗电路，自动复位功能，保证系统稳定运行 　　10、数据储存容量：4M 　　 四、技术参数:　　 技术参数土壤温度 土壤水分 单 位 ℃ %((m3/m3) 量 程 -50～+80 0～100 分 辨 率 0.10.1测量精度 ±0.2±2%（0～50%量程内）采集周期 1～30分钟存储容量 >2年 工作温度 -50-80℃存储温度 -50-80℃

　　土壤含水量有三个重要指标。一个是土壤饱和含水量，表明该土壤最多能含多少水，此时土壤水势为0。 　　第二是田间持水量，是土壤饱和含水量减去 重力水后土壤所能保持的水分。重力水基本上不能被植物吸收利用，此时土壤水势为-0.3巴。 　　第三是萎蔫系数，是植物萎蔫时土壤仍能保持的水分。这部分水也不能被植物吸收利用，此时土壤水势为-15巴。 　　田间持水量与萎蔫系数之间的水称为土壤有效水是植物可以吸收利用的部分。当然，一般在田间持水量的60%时，即土壤水势-1巴左右就采取措施进行灌溉。 　　土壤水势可细分为重力势、基模势和溶质势。 　　土壤水分重力势以土壤水面与土表面相平时为0。水面高于土表面时为正值（此时也称为压力势）。水面低于土表面时为负值（土壤水吸力为正值）。 　　土壤基模势指土壤中矿质颗粒表面和有机质颗粒表面对水所产生的张力。它的值永远是负值，即总是将土壤表面的水分向土体内吸进来。 　　土壤水分溶质势与土壤溶液中所含溶质数量有关，溶质越多，溶质势越小（即越负）。点水源入渗时，水沿湿度梯度从高水势处向低水势处流动，逐渐形成一个干湿交界分明的椭球体形状，称为湿润球，球面各处土壤水势相等。该球面称为入渗锋，在水头固定不变时，入渗锋的前进速度随着时间的延长而减慢。 　　大部分植物养分都是溶于水后随水移动运输到植物根系被吸收的。无论根系以质流、扩散、截获哪种方式吸收植物养分都在土壤溶液中进行。

　　土壤中水分的多少有两种表示方法：一种是以 土壤含水量表示，分重量含水量和容积含水量两种，二者之间的关系由土壤容重来换算。另一种是以 土壤水势表示，土壤水势的负值是土壤水吸力。

　　土壤水存在于土壤孔隙中，尤其是中小孔隙中，大孔隙常被空气所占据。穿插于土壤孔隙中的植物根系从含水土壤孔隙中吸取水分，用于蒸腾。土壤中的水气界面存在湿度梯度，温度升高，梯度加大，因此水会变成水蒸汽蒸发逸出土表。蒸腾和蒸发的水加起来叫做蒸散，是土壤水进入大气的两条途径。 　　表层的土壤水受到重力会向下渗漏，在地表有足够水量补充的情况下，土壤水可以一直入渗到地下水位，继而可能进入江、河、湖、海等地表水。

　　墒，指土壤适宜植物生长发育的湿度。墒情，指土壤湿度的情况。土壤湿度是土壤的干湿程度，即土壤的实际含水量，可用土壤含水量占烘干土重的百分数表示：土壤含水量=水分重/烘干土重×100%。也可以土壤含水量相当于田间持水量的百分比，或相对于饱和水量的百分比等相对含水量表示。 　　土壤水是植物吸收水分的主要来源（水培植物除外），另外植物也可以直接吸收少量落在叶片上的水分。土壤水的主要来源是降水和灌溉水，参与岩石圈-生物圈-大气圈-圈-水圈的水分大循环。