基于探地雷达的根系探测对土壤含水量的响应

在探地雷达对地下根系进行探测和识别的过程中,土壤含水量是影响根系探测效果的一个极为重要的因素.本文在2种质地土壤(砂质壤土和粘土)不同水分含量下,通过探地雷达对根进行模拟试验,测定了2种质地土壤的电磁波波速,同时测试了根的探测效果.结果表明:土壤含水量是影响电磁波波速的主要因素,电磁波波速不受天线频率的影响,但随着土壤含水量的增大而减小.本研究建立了2种质地土壤的电磁波波速(ν)与土壤含水量(θ)的理论模型,经过验证:发现该模型测算的根深度可以用来评估根的实际深度;在2种质地土壤中,根的分辨率均表现为随土壤水分含量增大而减弱,2者差异较大;当含水量>20.33％(砂质壤土)或>26.82％(粘土)时,均不适宜利用GPR进行根探测.