土壤水分監測系統在英國甜菜研究組織干旱及水分虧缺項目研究中的應用
Delta-T公司正為英國甜菜研究組織(BBRO)提供土壤傳感器和數據記錄儀，用于開展重要的干旱與水分虧缺研究項目。
英國平均59%的糖用甜菜種植在沙質或砂基土壤上，這使得甜菜對干旱和水分虧缺格外敏感。
英國糖業集團（British Sugar）的數據顯示，水分虧缺導致的產量損失年均達10%，在最干旱年份更是攀升至25%。此外，氣候預測表明未來夏季將愈發溫暖干燥，干旱相關的產量損失可能會愈發頻繁。
對于許多糖用甜菜種植者而言，灌溉往往并非可行之選。一方面，他們獲取灌溉基礎設施的途徑有限；另一方面，灌溉資源會優先分配給土豆等價值更高的作物。即便具備灌溉條件，也只有在極端干旱的年份，灌溉帶來的收益才具有經濟價值。
因此，培育并篩選出在充足的水分條件與干旱條件下均能良好生長的甜菜品種，已成為甜菜產業的重要目標。
BBRO 應用科學家喬治娜・巴拉特（Georgina Barratt）表示：“為確保英國糖用甜菜在降雨量各異的年份均能實現穩定產量，為英國種植者提供兼具高耐旱性且無產量損失的品種至關重要。這類耐旱甜菜品種無需種植者大幅改變種植方式，就能維持產量，是一種兼具環境可持續性與經濟可持續性的解決方案。”
研究方法
糖用甜菜的耐旱性是一項復雜性狀，受多種生理和形態特征影響。奧伯（Ober）在2005年開展的過往研究表明，耐旱指數(Drought Tolerance Index，簡稱DTI)較高的品種，往往能保持綠色冠層覆蓋度，且萎蔫程度較低，這意味著即便在土壤濕度不斷下降的情況下，這類品種仍能高效吸收水分。
這種水分吸收效率源于多個性狀，具體包括：
耐旱指數（DTI）的計算基于品種在上述兩種條件下的產量數據，能為種植者和育種者提供品種篩選的實用參考依據。
2023 年，BBRO啟動了干旱研究試驗，采用控制環境的研究方法，試驗場地為長56 米的塑料大棚。
該試驗設計能夠精準調控土壤濕度水平，同時在大棚外設置了糖用甜菜對照種植區，以模擬自然、未受干預的生長環境。
試驗初期曾使用商用灌溉控制器，但該設備無法維持干旱處理所需的低且精確的土壤濕度閾值。
Delta-T土壤水分監測儀器的應用
2024年，BBRO整合了一套全新的土壤濕度監測與灌溉控制系統，該系統采用 Delta-T公司的GP2數據記錄儀和WET150土壤水分傳感器。
喬治娜表示：“GP2數據記錄儀與WET150水分傳感器的土壤水分監測系統，為我們提供了所需的控制能力，能夠將土壤濕度維持在用戶設定的水平。”
該土壤水分監測系統的主要特點：
圖1展示了WET150傳感器采集的體積含水量（Volumetric Water Content，簡稱 VWC）數據，其中上方曲線代表灌溉處理區，下方曲線代表干旱處理區。
目前成果與未來規劃
2024年的試驗結果顯示，灌溉處理區與干旱處理區的土壤濕度存在明顯差異，但未檢測到品種間的顯著響應差異。這一結果可能是由于干旱脅迫施加時機過晚——在甜菜進入12葉期之后才開始施加干旱處理。
“甜菜的耐旱性通常由早期干旱脅迫下作物生長發育初期的生理變化所決定。”
為此，2025年的試驗將提前施加干旱脅迫，在甜菜5-6葉期即開始處理，且整個生長季將從始至終使用Delta-T土壤水分監測系統。這一調整將有助于在甜菜生長最關鍵的階段，更深入地了解不同品種的耐旱性差異。
圖2展示了在干旱、降雨和灌溉三種條件下種植的糖用甜菜，在播種后181天（Days After Sowing，簡稱 DAS）收獲時的平均校正產量數據。
研究結論
BBRO開展的干旱試驗，是培育耐旱性更強的糖用甜菜品種的重要一步。在灌溉不切實際的環境中，品種篩選已成為氣候變化背景下保障產量穩定的關鍵策略。
Delta-T公司的土壤水分監測系統，已被證實是管理受控干旱環境的可靠且精準的工具。該系統在BBRO試驗中的應用，帶來了以下價值：
相關儀器
WET150固定式土壤水分測量系統，用于野外長期在線監測土壤水分的動態變化，系統由GP2數據采集器和WET150土壤多參數傳感器組成。WET150土壤多參數傳感器是一款可以測量土壤五參數的SDI智能型傳感器，它能夠同時測量土壤含水量、溫度、電導率、孔隙水電導率和土壤介電常數五個參數。系統能夠在高鹽環境下，得到準確的EC數據，同時具有溫度補償功能。堅固防水的外殼，保證其可長期埋設土壤中。
英國平均59%的糖用甜菜種植在沙質或砂基土壤上，這使得甜菜對干旱和水分虧缺格外敏感。
英國糖業集團（British Sugar）的數據顯示，水分虧缺導致的產量損失年均達10%，在最干旱年份更是攀升至25%。此外，氣候預測表明未來夏季將愈發溫暖干燥，干旱相關的產量損失可能會愈發頻繁。
對于許多糖用甜菜種植者而言，灌溉往往并非可行之選。一方面，他們獲取灌溉基礎設施的途徑有限；另一方面，灌溉資源會優先分配給土豆等價值更高的作物。即便具備灌溉條件，也只有在極端干旱的年份，灌溉帶來的收益才具有經濟價值。
因此，培育并篩選出在充足的水分條件與干旱條件下均能良好生長的甜菜品種，已成為甜菜產業的重要目標。
BBRO 應用科學家喬治娜・巴拉特（Georgina Barratt）表示：“為確保英國糖用甜菜在降雨量各異的年份均能實現穩定產量，為英國種植者提供兼具高耐旱性且無產量損失的品種至關重要。這類耐旱甜菜品種無需種植者大幅改變種植方式，就能維持產量，是一種兼具環境可持續性與經濟可持續性的解決方案。”
研究方法
糖用甜菜的耐旱性是一項復雜性狀，受多種生理和形態特征影響。奧伯（Ober）在2005年開展的過往研究表明，耐旱指數(Drought Tolerance Index，簡稱DTI)較高的品種，往往能保持綠色冠層覆蓋度，且萎蔫程度較低，這意味著即便在土壤濕度不斷下降的情況下，這類品種仍能高效吸收水分。
這種水分吸收效率源于多個性狀，具體包括：
- 用于深度且高效汲取水分的根系結構
- 調控水分流動的葉片含水量與氣孔密度
- 影響導水率的儲藏根動態變化
耐旱指數（DTI）的計算基于品種在上述兩種條件下的產量數據，能為種植者和育種者提供品種篩選的實用參考依據。
2023 年，BBRO啟動了干旱研究試驗，采用控制環境的研究方法，試驗場地為長56 米的塑料大棚。
該試驗設計能夠精準調控土壤濕度水平，同時在大棚外設置了糖用甜菜對照種植區，以模擬自然、未受干預的生長環境。
試驗初期曾使用商用灌溉控制器，但該設備無法維持干旱處理所需的低且精確的土壤濕度閾值。
Delta-T土壤水分監測儀器的應用
2024年，BBRO整合了一套全新的土壤濕度監測與灌溉控制系統，該系統采用 Delta-T公司的GP2數據記錄儀和WET150土壤水分傳感器。
喬治娜表示：“GP2數據記錄儀與WET150水分傳感器的土壤水分監測系統，為我們提供了所需的控制能力，能夠將土壤濕度維持在用戶設定的水平。”
該土壤水分監測系統的主要特點：
- 每個處理區均安裝了4個WET150土壤水分傳感器；
- GP2數據記錄儀對4個WET150傳感器采集的濕度數據計算平均值；
- 系統根據計算得出的濕度數據，控制灌溉電磁閥，進而管理滴灌系統；
- 記錄的數據還包括氣象站與光合有效輻射（PAR）傳感器采集的環境參數；
- 搭建了一個帶有紅-黃-綠三色指示燈系統的儀表盤，用于直觀追蹤試驗小區的土壤濕度是否維持在目標水平。研究人員可通過該儀表盤實時調整灌溉設置。
圖1展示了WET150傳感器采集的體積含水量（Volumetric Water Content，簡稱 VWC）數據，其中上方曲線代表灌溉處理區，下方曲線代表干旱處理區。
目前成果與未來規劃
2024年的試驗結果顯示，灌溉處理區與干旱處理區的土壤濕度存在明顯差異，但未檢測到品種間的顯著響應差異。這一結果可能是由于干旱脅迫施加時機過晚——在甜菜進入12葉期之后才開始施加干旱處理。
“甜菜的耐旱性通常由早期干旱脅迫下作物生長發育初期的生理變化所決定。”
為此，2025年的試驗將提前施加干旱脅迫，在甜菜5-6葉期即開始處理，且整個生長季將從始至終使用Delta-T土壤水分監測系統。這一調整將有助于在甜菜生長最關鍵的階段，更深入地了解不同品種的耐旱性差異。
圖2展示了在干旱、降雨和灌溉三種條件下種植的糖用甜菜，在播種后181天（Days After Sowing，簡稱 DAS）收獲時的平均校正產量數據。
研究結論
BBRO開展的干旱試驗，是培育耐旱性更強的糖用甜菜品種的重要一步。在灌溉不切實際的環境中，品種篩選已成為氣候變化背景下保障產量穩定的關鍵策略。
Delta-T公司的土壤水分監測系統，已被證實是管理受控干旱環境的可靠且精準的工具。該系統在BBRO試驗中的應用，帶來了以下價值：
- 實現了多個處理區土壤濕度的可靠控制
- 基于實時數據實現了灌溉自動化
- 提供了可擴展且經濟高效的監測解決方案
相關儀器
WET150固定式土壤水分測量系統，用于野外長期在線監測土壤水分的動態變化，系統由GP2數據采集器和WET150土壤多參數傳感器組成。WET150土壤多參數傳感器是一款可以測量土壤五參數的SDI智能型傳感器，它能夠同時測量土壤含水量、溫度、電導率、孔隙水電導率和土壤介電常數五個參數。系統能夠在高鹽環境下，得到準確的EC數據，同時具有溫度補償功能。堅固防水的外殼，保證其可長期埋設土壤中。
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