土壤有机质及钾离子、铵离子、碳离子是土壤肥力的重要组成成分，直接影响植物的生长和农业生产。土壤有机质在线监测系统通过实时监测土壤中的钾离子、铵离子及碳离子浓度，获取土壤的养分状况，为精准农业提供科学指导，帮助农业管理者及时调整施肥方案，优化作物生长环境，提升产量和质量。

系统功能与特点

  1. 多参数实时监测
    系统可连续监测土壤中的钾离子、铵离子和有机质碳含量等重要养分指标，实现土壤肥力状态的动态监控。
  2. 高精度传感器
    系统配置高精度离子选择电极及有机碳传感器，精确测量目标离子的浓度变化，适应土壤环境的复杂性。
  3. 智能化数据处理
    系统具备自动化的数据采集和传输功能，数据可通过无线网络实时上传至管理平台，支持数据远程查询和分析。
  4. 自校准与低维护
    设备具备自动校准功能，减少人为干预需求，并且传感器模块耐腐蚀、抗氧化，能长时间在土壤环境中稳定工作。
  5. 低功耗设计与绿色供电
    系统采用低功耗设计，可配置太阳能电池板，实现自供电，适合在偏远地区布设监测点。

监测原理

  1. 钾离子监测原理
    钾离子的检测通过离子选择电极（ISE）完成。离子选择电极对特定离子（如钾离子）具有选择性，在特定浓度下产生对应的电位差。电位变化通过电极连接至放大电路，转换为可量化的钾离子浓度数据。
  2. 铵离子监测原理
    铵离子监测同样采用离子选择电极，基于氨与铵离子平衡原理，在酸碱环境下对铵离子生成电位差。该电位差通过专用传感器测量转换为铵离子浓度。
  3. 有机质碳监测原理
    土壤有机质碳通常通过光学传感器或红外传感器来测量。采用非分散红外（NDIR）传感器对土壤中的CO₂进行检测，间接获取土壤中有机碳含量。

设备参数

  • 钾离子浓度测量范围：0 - 500 mg/L
    • 精度：±5%
  • 铵离子浓度测量范围：0 - 500 mg/L
    • 精度：±5%
  • 有机质碳测量范围：0 - 100 g/kg
    • 精度：±2%
  • 数据传输：4G、Wi-Fi、LoRa
  • 电源：太阳能或DC 12V
  • 防护等级：IP65

应用行业

  1. 精准农业
    实时监测土壤肥力，帮助农户按需施肥，提高肥料利用率，提升作物产量。
  2. 林业生态保护
    监测森林土壤肥力，提供生态修复与植被恢复数据支持。
  3. 土壤改良与环境保护
    适用于土壤改良项目，监控有机质变化，帮助评估环境保护措施效果。

安装方式

  1. 固定式安装
    在农田、林地固定布设传感器，适合长期监测土壤养分的变化。
  2. 便携式安装
    适合短期监测项目，可在不同位置间移动监测土壤状态。

应用方案

  1. 农田养分管理方案
    布设在农田中实时监测钾、铵、碳离子浓度，数据实时上传至农业管理平台。根据土壤养分变化，指导精准施肥。
  2. 生态修复监测方案
    在植被恢复和土壤改良区布设监测仪，帮助评估土壤养分变化，科学指导植被恢复和土壤修复工程。
  3. 肥力监测与土壤质量评估方案
    布设在农业示范基地，生成土壤养分分布图，帮助政府和科研机构评估土壤质量，优化农业资源分配。