
5種土壤水分測量方法比較以及分析
5種土壤水分測量方法比較以及分析
作物的生長(cháng)離不開(kāi)水,而作物生長(cháng)的水大部分是來(lái)自土壤之中,土壤中水分不足會(huì )導致作物體內的有機質(zhì)無(wú)法正常的運輸到所需的部位,影響其生長(cháng)。同時(shí)也會(huì )導致作物無(wú)法進(jìn)行正常的蒸騰等其他一系列的反應。適時(shí)、方便、準確地監測農田土壤水分對農業(yè)生產(chǎn)有著(zhù)重要的指導意義。土壤水分的測量方法有很多種,個(gè)人知道的測量方法有5種,分別為:烘干法、張力計法、中子法、時(shí)域/頻域反射儀、專(zhuān)業(yè)測量?jì)x器法,下面就來(lái)進(jìn)行了解一下這幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)以及操作方法,方便各位的選擇
測量方法 |
操作方法 |
優(yōu)點(diǎn) |
缺點(diǎn) |
烘干法 |
將用土鉆取好的土樣置于事先稱(chēng)重的鋁盒 (若需要測土壤體積含水率,改用環(huán)刀取樣) 中稱(chēng)重,然后一起放入烘箱,在105~110℃ (溫度過(guò)高,有機質(zhì)易碳化散逸) 溫度下烘至恒重 (間隔3 h的測量差異不超過(guò)3mg),實(shí)際操作中一般烘12~14 h ,在干燥器中冷卻 20 min稱(chēng)重即可,2次重量的差即為土壤含水率。 |
對硬件要求不高 , 就樣品本身而言結果可靠。一般認為 , 傳統的烘干法測得的土壤水分值是可信的 , 可作為其它各種土壤水分測量方法的校正標準。 |
烘干法費時(shí)、費力 , 深層取樣困難,取樣會(huì )破壞土壤,不能實(shí)現對土壤水分定點(diǎn)連續觀(guān)測 , 受土壤空間變異性影響較大。 |
張力計法 |
在應用張力計測量土壤含水率之前,必須建立土壤水吸力和當前土壤含水率之間的關(guān)系,即俗稱(chēng)的土壤水分特征曲線(xiàn)。這種關(guān)系受土壤質(zhì)地和結構的影響,在1個(gè)閉合的多孔陶瓷壓力盤(pán)產(chǎn)生不同壓力作用于測定土樣,測出土壤的不同殘余水分含量,便可得到對應的土壤水分特征曲線(xiàn)。 |
能夠比較準確地測量濕潤土壤的基質(zhì)勢, 能夠定點(diǎn)連續觀(guān)測 , 受土壤空間變異性的影響較小 ,而且設備低廉 , 適于灌溉和水分脅迫的監測。 |
讀數反應慢,需要長(cháng)時(shí)間平衡后才能讀數,且量程較窄,僅能測定小于8 kPa 的土壤水吸力,不適用于極端干燥土壤。在長(cháng)期測量過(guò)程中,如遇高溫干旱季節,需要給管子補充水分,且陶瓷頭易損壞,需要定期養護或更換, 運行費用較高。 |
中子法 |
中子從 1個(gè)高能量的中子源發(fā)射到土壤中,與土壤中氫原子 (絕大部分存在于水分子中) 碰撞后 , 能量衰減 , 這些能量衰減的中子可被檢測器檢測到 ,通過(guò)標定建立檢測到的中子數與土壤含水率的函數關(guān)系 ,便可轉化得到土壤含水率。 |
測量時(shí)不破壞土壤結構 , 測量速度快 , 測量結果準確 |
不能實(shí)現長(cháng)期大面積的動(dòng)態(tài)監測,受土壤質(zhì)地和容重的影響,室內外校準曲線(xiàn)差異較大, 同時(shí)中子儀設備昂貴,又需專(zhuān)門(mén)的防護設備, 一次性投入大,特別是對人存在潛在的輻射危害, 因此并不能廣泛應用。 |
時(shí)域/頻域反射儀 |
根據電磁波在介質(zhì)中傳播頻率計算出土壤的介電常數 Ka , 從而利用土壤介電常數和土壤體積含水量 ( θ v) 之間的經(jīng)驗關(guān)系計算出土壤含水率。 |
無(wú)核輻射,極其快速,可以定點(diǎn)原位連續測定,且測定值精確。在常規土壤中,這一儀器的測量誤差小于5 %。一般不需標定,測量范圍廣 (含水率0~100 %),操作簡(jiǎn)便,野外和室內都可使用,TDR探針可長(cháng)期埋在土壤中,需要的時(shí)候再連上TDR測量。另外,TDR受土壤鹽度影響很小,能夠測量表層土壤含水率 |
TDR的測量值受溫度、容重、土質(zhì)的影響,在導電率較高的土壤中 (如鹽堿地),其測量精度也會(huì )降低,對有機質(zhì)含量高、容重特別高或特別低以及重黏土壤需要重新標定后才能使用。目前,TDR 在國內的使用主要依賴(lài)進(jìn)口,且價(jià)格較高,其應用也受到一定限制。 |
專(zhuān)業(yè)測量?jì)x器法(如土壤墑情與旱情管理系統、土壤墑情與旱情監測系統、 |
整個(gè)試驗田平均分成八個(gè)區域,每個(gè)區域的中心位置作為監測點(diǎn),監測點(diǎn)分別編號為A,B,C,D,E,F,G。每個(gè)檢測點(diǎn),按照土壤墑情監測規范SL000-2005安裝土壤水分傳感器,可采用垂度多點(diǎn)法,按需求布點(diǎn)。 |
能夠實(shí)時(shí)地進(jìn)行記錄以及監測,同時(shí)可以將檢測的結果上傳到電腦,通過(guò)使用相對應的計算軟件將結果繪成圖,并可以將他制成表格等功能,測量精度高安裝方便,性能穩定,可靠性高,方便維護。 |
價(jià)格昂貴 |
上面的各種測量方法都有自己的利以及弊,沒(méi)有哪一種方法絕對的適合各個(gè)領(lǐng)域的土壤水分測量,只有那一種適合的范圍比較廣,簡(jiǎn)單的介紹各種方法的操作方法以及優(yōu)缺點(diǎn),方便各位的選擇。
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