Delta-T Devices 為英國甜菜研究組織 （BBRO） 提供 WET150 多參數土壤傳感器和 GP2 數據采集器，用于重要的干旱和缺水研究項目。

   平均而言，英國59%的甜菜種植于沙質或以沙為基礎的土壤上，這使得該作物特別容易受到干旱和水分虧缺的影響。

   British Sugar* 的數據顯示，缺水造成的產量損失平均每年 10%，在最干旱的年份上升到 25%——此外，隨著氣候預測預測夏季越來越溫暖和干燥，與干旱相關的產量損失可能會變得更加頻繁**。

     因此，培育和篩選在更好條件與干旱條件下均表現良好的品種，是甜菜產業的一項重要目標。

     英國甜菜研究組織（BBRO）的應用科學家Georgina Barratt表示：

    “為確保英國甜菜作物在降雨量各異的年份都能實現穩定產量，至關重要的是，要為英國種植者提供那些既具有高耐旱性、又不會導致產量下降的品種。

     這些耐旱甜菜品種需要在無需種植者大幅改變種植方式的前提下維持產量，從而提供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

    甜菜的耐旱性是一個復雜的性狀，受一系列生理和形態特征的影響。Ober （2005） 過去的研究表明，耐旱指數（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，這意味著即便在水分不斷減少的情況下，它們也能高效吸水。

  這種高效性可歸因于以下幾種性狀：

• 用于深度且有效吸水的根系結構

• 用于調節水分流動的葉片含水量和氣孔密度

• 影響水力傳導率的儲藏根動態變化

   為了可靠地評估這些性狀，必須在貼近田間實際的條件下對品種進行測試，既包括正常水分條件，也包括水分虧缺條件。

   耐旱指數（DTI）依據品種在兩種條件下的產量計算得出，為種植者和育種者選擇品種提供了可操作的參考依據。

     2023 年，英國甜菜研究組織（BBRO）啟動了干旱研究試驗，該試驗在一個雙跨度、56 米長的聚氯乙烯大棚內采用可控環境研究方法。這種設置能夠對土壤濕度水平進行調控，同時在大棚外設置甜菜種植對照區，以反映自然、未受干預的生長條件。

    盡管初始使用了商用灌溉控制器，但它無法維持干旱處理所需的低水平且精確的土壤濕度閾值。

Delta-T Devices 產品的應用

    2024 年，英國甜菜研究組織（BBRO）整合了一套新的土壤濕度監測與灌溉控制系統，該系統采用了 Delta-T Devices 公司的 GP2 數據采集器和 WET150 土壤濕度傳感器。

    Georgina 說，

   “GP2數據采集器和WET150裝置使我們能夠按照用戶設定的水平控制土壤濕度。”

WET150 SDI-12 傳感器連接到 GP2 數據采集器

• 每個處理區安裝了 4 個 WET150 傳感器

• GP2 數據采集器對 4 個傳感器的濕度讀數取平均值

• 系統根據這些讀數控制灌溉電磁閥，進而管理滴灌系統

• 記錄的數據還包括氣象站和光合有效輻射（PAR）傳感器采集的環境參數

     設計了一個帶有紅 - 黃 - 綠指示燈系統的儀表盤，用于直觀追蹤試驗地塊是否維持在目標土壤濕度水平。研究人員可通過該儀表盤實時調整灌溉設置。

     Georgina 表示：“該系統在 2024 年試驗中期投入使用，取得了巨大成功。土壤水分含量被控制在目標范圍內，使得灌溉地塊和干旱地塊之間形成了明顯差異。”

     下圖 1 展示了 WET150 傳感器記錄的體積含水量（VWC）數據，上方曲線代表灌溉地塊，下方曲線代表干旱條件下的地塊。

圖1

目前成果與未來規劃

    2024 年的試驗結果顯示，灌溉地塊與干旱地塊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，這可能是因為干旱脅迫施加過晚 —— 在 12 葉期之后。

    “甜菜的耐旱性往往由早期生長階段（即遭受早期干旱脅迫時）的生理變化所決定。”

    為此，2025 年的試驗將更早施加干旱脅迫，即在 5-6 葉期開始，且從生長季初期就啟用 Delta-T 系統。這將有助于在關鍵的生長階段，更有意義地探究不同品種的耐旱性。

    下圖 2 展示了在干旱、雨養和灌溉條件下種植的甜菜，在播種后 181 天（DAS）收獲時的平均校正產量。

圖 2

結論

  事實證明，Delta-T Devices 公司的 GP2 與 WET150 系統是管理可控干旱條件的可靠且精準的工具。將其整合到 BBRO 的試驗中，帶來了以下優勢：

• 實現了多個處理區的穩定濕度控制

• 基于實時數據的自動化灌溉

• 可擴展且經濟高效的監測解決方案

    Georgina 總結道：

   “借助 GP2 與 WET150 系統維持目標土壤濕度的能力，為我們的干旱試驗帶來了突破性改變。我們期待 2025 年更早施加干旱脅迫的試驗能揭示更多信息。”