土壤墒情速测仪之几种主要的农田土壤水分测量方法

土壤墒情速测仪之几种主要的农田土壤水

分测量方法

目前，应用较广泛的农田土壤水分测量方法有：烘干法、张力计法、中子法等。

烘干法，也叫称重法或土钻法。一般的做法是：将用土钻取好的土样置于事先称重的铝盒(若需要测土壤体积含水率，改用环刀取样) 中称重，然后一起放入烘箱，在105～110℃(温度过高，有机质易碳化散逸) 温度下烘至恒重(间隔3 h的测量差异不超过3 mg)，实际操作中一般烘12～14 h，在干燥器中冷却20 min称重即可，2 次重量的差即为土壤含水率。烘干法的优点是对硬件要求不高，就样品本身而言结果可靠。一般认为，传统的烘干法测得的土壤水分值是可信的，可作为其它各种土壤水分测量方法的校正标准。但它的缺点也是明显的，烘干法费时、费力，深层取样困难，取样会破坏土壤，不能实现对土壤水分定点连续观测，受土壤空间变异性影响较大。

张力计法是1 种应用很广泛的土壤水分测量方法，它测量的是土壤基质势，即土壤水吸力。在应用张力计测量土壤含水率之前，必须建立土壤水吸力和当前土壤含水率之间的关系，即俗称的土壤水分特征曲线。这种关系受土壤质地和结构的影响，在 1 个闭合的多孔陶瓷压力盘产生不同压力作用于测定土样，测出土壤的不同残余水分含量，便可得到对应的土壤水分特征曲线。

张力计是1根充满水的密闭的管子，一端有 1 个多孔陶瓷头(孔径约110～115μm)，可插入土壤中，另一端连接1个负压表。通过多孔陶瓷头的吸力，水分不停地流动直到土壤水吸力与张力计的压力达到平衡，这时压力表指示的负压值即为土壤水吸力。

张力计法的优点是能够比较准确地测量湿润土壤的基质势，能够定点连续观测，受土壤空间变异性的影响较小，而且设备低廉，适于灌溉和水分胁迫的监测。其缺点是读数反应慢，需要长时间平衡后才能读数，且量程较窄，仅能测定小于8 kPa 的土壤水吸力，不适用于极端干燥土壤。在长期测量过程中，如遇高温干旱季节，需要给管子补充水分，且陶瓷头易损坏，需要定期养护或更换，运行费用较高。土壤水势测定仪就是采取张力计法的测量原理研制的，适用于任何的土壤性质监测。

中子法的原理是中子从 1 个高能量的中子源发射到土壤中，与土壤中氢原子(绝大部分存在于水分子中) 碰撞后，能量衰减，这些能量衰减的中子可被检测器检测到，通过标定建立检测到的中子数与土壤含水率的函数关系，便可转化得到土壤含水率。

利用中子仪测量土壤水分含量，只需预先埋设，测量时不破坏土壤结构，测量速度快，测量结果准确，可定点连续观测，且无滞后现象，但中子法并不能实现长期大面动态监测。由于中子法测量的实际上是半径约几到几十厘米的球体含水量，其半径随着土壤含水率大小而改变，所以土壤处于干燥或湿润周期时，或对于层状土壤以及表层土壤，中子法的测量结果并不可靠。对于高有机质土壤，有机质中的氢也会影响中子仪对土壤含水率的测定。另外，中子仪在使用前也需要田间校准，受土壤质地和容重的影响，室内外校准曲线差异较大，同时中子仪设备昂贵，又需专门的防护设备, 一次性投入大，特别是对人存在潜在的辐射危害，因此并不能广泛应用。