土壤水分生态指标测定方法
土壤水分参数的测定

土壤水分参数的测定土壤的水分参数是指土壤中的水分含量、持水能力和排水能力等参数。
测定土壤水分参数对于农业生产、水资源管理和环境保护具有重要意义。
下面将从不同方法和仪器的测定原理和应用、测定结果的解读和分析以及测定误差和不确定性的评估等方面进行论述。
一、测定原理和方法1.重量法:这是最常用的测定土壤水分含量的方法,通过比较土壤干重和湿重的差值,计算出土壤的水分含量。
需要注意的是,不同土壤类型和含水量水平下的干重和湿重之间的比例系数不同,需要随不同条件进行校正。
2.替代法:利用一些物理性质(如介电常数、导电率、红外辐射、核磁共振等性质)与土壤含水量之间存在的关系进行测定。
这种方法可以避免土壤样品的破坏和扰动,但需要依赖特定的仪器设备。
3.势水法:通过土壤中水分的势能来测定土壤水分参数。
这种方法适用于研究土壤水分运动和土壤水分利用特点,能够得到较为详细的水分分布情况,但需要较为复杂的实验操作和数据处理。
4.高度法:通过土壤中水分的压力头和高度之间的关系来测定土壤水分参数。
这种方法适用于一些特殊土壤类型(如多孔介质、岩性土壤等),对土壤水分分布的研究具有重要意义。
二、仪器设备和应用1.土壤水分计:这是最常用的用于测定土壤水分含量的设备,通过测量土壤的电阻值或电容值来计算土壤的水分含量。
传感器类型和使用原理不同,有电阻式、电容式、微波式等多种类型。
这些设备在农田、植物生理生态学研究和水资源管理等领域得到广泛应用。
2.TDR(时间域反射)仪器:这是一种通过高频脉冲信号与土壤中水分之间的相互作用来测定土壤水分含量的仪器。
它可以在瞬间测量土壤水分含量,并具有较高的精度和稳定性。
在农业灌溉和土壤水分监测等方面得到广泛应用。
3.压力变送器:用于测定土壤中的水分含量和压力头等参数,可以得到土壤水分的竖直分布情况。
这种设备广泛应用于土壤物理学和水文学研究领域。
三、测定结果的解读和分析在进行土壤水分参数测定后,需要对得到的结果进行解读和分析。
土壤含水量测定标准

土壤含水量测定标准土壤含水量是指土壤中所含水分的含量,是土壤的重要物理性质之一。
土壤含水量的准确测定对于农业生产、土壤保护和环境监测具有重要意义。
因此,制定土壤含水量测定标准对于保障土壤质量、促进农业可持续发展具有重要意义。
一、测定方法的选择。
1. 干重法。
干重法是指通过将一定质量的土壤在一定温度下干燥,然后测定土壤的干重和湿重,从而计算土壤含水量的方法。
这是一种简便易行的方法,适用于一般的土壤含水量测定。
2. 气态法。
气态法是通过将一定质量的土壤放入密闭容器中,利用容器内的气体与土壤中水分的相互作用来测定土壤含水量的方法。
这种方法对土壤样品的要求较高,但可以减小土壤样品在测定过程中的变化。
二、测定标准的制定。
1. 样品的采集。
对于不同类型的土壤,其含水量的测定方法和标准可能会有所不同。
因此,在制定土壤含水量测定标准时,需要考虑不同土壤类型的特点,确定合适的样品采集方法和测定方法。
2. 测定条件的确定。
测定土壤含水量需要确定合适的温度、湿度和时间等条件。
这些条件的选择应当考虑到土壤样品的特点,以及测定的准确性和重复性。
三、标准的应用。
1. 农业生产。
土壤含水量对于农业生产具有重要意义。
合理控制土壤含水量可以提高土壤的保水保肥能力,促进作物生长,提高农作物的产量和品质。
2. 土壤保护。
过高或过低的土壤含水量都会对土壤的结构和性质产生不利影响,甚至导致土壤的退化和生态环境的恶化。
因此,制定合理的土壤含水量测定标准对于土壤保护具有重要意义。
3. 环境监测。
土壤含水量的测定也是环境监测的重要内容之一。
合理控制土壤含水量可以减少土壤中的污染物迁移,保护地下水资源,维护生态平衡。
四、标准的完善。
土壤含水量测定标准的制定应当与实际生产和科研工作结合,不断进行修订和完善。
同时,还应当加强对于土壤含水量测定方法的研究和推广,提高测定方法的准确性和适用性。
在实际工作中,需要根据不同的情况选择合适的土壤含水量测定方法和标准,并严格按照标准进行操作,确保测定结果的准确性和可靠性。
农田土壤水分测量方法与技术研究

农田土壤水分测量方法与技术研究近年来,随着气候变化和人口增长的影响,农田水资源的管理和利用变得尤为重要。
而农田土壤水分的测量是农业生产中不可或缺的一环。
本文将探讨农田土壤水分测量的方法与技术,以期提供科学依据和技术支持,帮助农业生产的发展。
一、传统测量方法1. 土壤质量法:这是一种常见的土壤水分测量方法,通过测量土壤样品的重量来计算土壤含水量。
然而,这种方法需要采集大量土壤样品,并且需要时间和人力成本较高。
2. 水分传感器法:传感器技术的应用使得农田土壤水分测量更加方便和准确。
常见的传感器包括电阻式传感器和电容式传感器。
电阻式传感器通过测量土壤电阻来推断土壤水分含量,而电容式传感器则通过测量土壤介电常数来计算土壤水分含量。
这些传感器可以实时监测土壤水分,提供决策支持。
二、新兴测量技术1. 无损测量技术:传统测量方法需要采集土壤样品,这对土壤的生态环境会产生一定的影响。
无损测量技术则可以通过非接触的方式来获取土壤水分信息。
例如,热红外摄像技术可以通过测量土壤表面的热辐射来推断土壤水分含量。
这种技术具有快速、无损和大范围的优势。
2. 遥感技术:遥感技术是通过卫星或航空平台获取地表信息的一种方法。
利用遥感技术可以获取大范围的土壤水分信息,对农业生产的管理和决策起到重要的作用。
例如,利用微波遥感技术可以测量土壤的微波反射率,从而推断土壤水分含量。
这种技术具有高效、大范围和实时的特点。
三、技术应用与展望1. 农田水分管理:土壤水分的测量可以帮助农民合理管理农田水资源,提高农业生产效益。
通过实时监测土壤水分,可以及时调整灌溉量,避免过度灌溉和水分亏缺,提高水资源的利用效率。
2. 农业科学研究:土壤水分的测量技术对于农业科学研究也具有重要意义。
例如,研究土壤水分与作物生长的关系,可以为作物栽培提供科学依据,优化农业生产模式。
3. 技术发展前景:随着科技的不断进步,农田土壤水分测量技术也在不断发展。
未来,我们可以期待更加智能化和自动化的测量设备的出现,以及更加精准和高效的数据处理与分析方法的应用。
土的含水率试验

土的含水率试验1. 引言土壤的含水率是指土壤中所含水分的重量与干土重量之比,是评价土壤水分状况和土壤物理性质的重要指标之一。
土壤含水率的准确测量对于农业生产、土地规划和环境保护具有重要意义。
本文档将介绍一种常用的土的含水率试验方法。
2. 材料和设备•土样:需要采集土壤样品。
•秤:用于测量土样的重量。
•烘箱:用于控制温度,将土样干燥。
•干燥皿:用于称量和放置土样。
•玻璃容器:用于储存土样和加入试剂。
3. 实验步骤3.1 准备工作1.选择代表性的土壤样品,并将其采集到玻璃容器中。
2.在烘箱中将土壤样品干燥,以去除其中的水分。
3.2 测量土样的重量1.将一个干燥皿放在秤上,记录其质量为Mi。
2.取一定量的土壤样品放入干燥皿中,并记录干土壤和干燥皿的总质量为Mf。
3.3 烘干土样1.将装有土样的干燥皿放入事先预热好的烘箱中。
2.控制烘箱温度保持在常温下,持续烘干土样,直到其质量保持不变。
此时记录质量为Ms。
3.4 计算土的含水率1.计算土样的干质量:Md = Mf - Mi。
2.计算土样的湿质量:Ms - Mi。
3.计算土样的含水率:含水率 = (Ms - Md) / Md * 100%。
4. 注意事项•在采样和实验过程中,尽量避免土样与外界降水接触,以免影响含水率测量的准确性。
•烘箱温度过高或烘烤时间过长可能会导致土样损失过多的水分,影响含水率测量结果。
•实验过程中应注意操作安全,避免发生烧伤或其他事故。
5. 结论土壤的含水率是农业生产和环境保护中重要的指标之一。
本文档介绍了一种常用的土的含水率试验方法,通过烘干土样并计算干质量和湿质量,可以准确地计算出土样的含水率。
这种试验方法简单易行,适用于土壤水分状况的快速测量和分析。
土壤的检测方法和检测标准

土壤的检测方法和检测标准
土壤的检测方法主要有以下几种:
1. 野外观测法:通过对土壤外观的观察和感官判断,如颜色、质地、湿度、坚实度等,分析土壤的肥力和水分情况。
2. 化学分析法:通过分析土壤中的化学成分,包括有机物质含量、无机盐含量、重金属含量、酸碱度、微量元素含量等,评估土壤的肥力、污染程度和适宜种植的植物类型。
3. 物理学分析法:通过对土壤的物理性质进行测定,如颗粒组成、容重、空隙度、土壤水分的保持力等,评估土壤的透水性、保水性和通气性等性能。
4. 生物学分析法:通过观察土壤中的微生物种类和数量、土壤中的动物和植物根系情况,评估土壤的活性和生物多样性。
土壤的检测标准根据不同的用途和目的而有所不同。
常见的土壤检测标准主要包括以下几个方面:
1. 农田土壤肥力标准:衡量土壤中养分含量的指标,包括有机质含量、全氮、有效磷、速效钾等的含量。
2. 土壤污染标准:评估土壤中重金属、有机物等污染物的含量,以及对环境和生态系统的潜在影响。
3. 土壤类别标准:根据土壤的颗粒组成、质地、含盐量等特征,
将土壤分为不同的类别,如砂壤土、黏土、沙土等。
4. 水保植被标准:评估土壤保水性和水分渗透性,以及适宜种植的植被类型。
5. 建筑工程土壤标准:评估土壤的承载力、稳定性和抗冻性等特性,以保证土壤在建筑工程中的安全性和可靠性。
根据具体需求,还可以结合不同的标准和指标进行综合评估和判断。
测定土含水量的方法

测定土含水量的方法测定土壤含水量的方法一、引言土壤含水量是指在土壤中所含的水分的量,是土壤变干或变湿的重要指标之一。
正确地测定土壤含水量可以帮助农民合理管理灌溉、施肥等农业生产活动,提高农作物的产量和质量。
本文将介绍几种常用的测定土壤含水量的方法。
二、重量法重量法是一种传统的测定土壤含水量的方法。
具体步骤如下:1. 准备一个干燥的土壤样品,并记录其质量。
2. 将土壤样品放入一个加热箱中加热,加热温度通常设定为105℃。
3. 加热一段时间后,取出土壤样品并立即将其放入一个密封容器中,以防止水分再次蒸发。
4. 将密封容器放入一个恒温器中,将温度调节为室温。
5. 定时取出密封容器并记录其质量,直到两次质量测量值相同为止。
6. 通过计算质量损失百分比,即可得到土壤样品中的含水量。
三、容积法容积法是另一种常用的测定土壤含水量的方法。
具体步骤如下:1. 准备一个干燥的土壤样品,并记录其体积。
2. 将土壤样品放入一个密封容器中,将容器装满。
在容器上方留出一定的空间以防止溢出。
3. 在容器中加入一定量的水,并充分混合土壤和水。
4. 等待一段时间,让土壤充分吸水。
5. 将容器放在一个有滤网的漏斗上,并打开底部的阀门,让多余的水分通过滤网流出。
6. 定期检查滤液是否不再有水流出,即可得到土壤样品中的含水量。
四、电阻法电阻法是一种基于土壤导电率与含水量相关的测定方法。
具体步骤如下:1. 准备一个干燥的土壤样品,并记录其质量。
2. 将土壤样品放入一个导电池中,并连接到一个电阻计上。
3. 测量土壤样品的电阻值,并记录下来。
4. 将一定量的水加入土壤样品中,并充分混合土壤和水。
5. 重复步骤3,再次测量土壤样品的电阻值,并记录下来。
6. 通过比较两次电阻值的差异,即可得到土壤样品中的含水量。
五、红外线法红外线法是一种利用红外线辐射与土壤中水分的关系测定土壤含水量的方法。
具体步骤如下:1. 准备一个干燥的土壤样品,并记录其体积。
土壤水分测定三种方法的比较

基 金 项 目 : 山西省科委归国留学人员资助项目 “ 游离水分快速测定法的研究” ( 2004096) 。 第 一 作 者 简 介 : 刘永岗, 男, 1979 年出生, 山西省平遥县人, 硕士研究生, 研究方向: 城市与工矿区水土保持生态工程。通信地址: 030801 山西省太谷县
山西农业大学 23#。E-mail: liu701918@126.com。
表 3 气量失重法、 气量体积法与烘干法测定值之间的偏差
(%) 1.03 2.65 2.75 3.43 2.42 3.42 6.06 2.46 0.85 0.91 0.00 2.06 5.26 2.53
3.59 6.35 6.04 8.00 7.88 8.22 9.85 9.84 10.26 12.73 13.54 12.37 13.68 13.92
・ ・ 112
Chinese Agricultural Science Bulletin Vol.22 No.2 2006 February http://zntb.chinajournal.net.cn
农业基础科学
图 1 气量失重法与烘干法测定结果散点图
3
( 责任编辑: 陶冶之)
2
Shanxi Product Quality supervision and inspection institute , Taiyuan 030001 )
Abstr act: A comparison of measuring soil moisture with gas content weightless method , gas content vol- ume method and gravimetric method was made.It showed that the measuring result of gas content volume and gravimetric method is difference , the measuring result of gas content weightless and gravimetric method is similar, and analyse the reason of deviation.The results indicated that gas content weightless is accurate and reliable to measuring soil water content. Key wor ds: Soil moisture, Gas content weightless method, Gas content volume method
田间土壤含水率测量的几种主要方法

- 1 -田间土壤含水率测量的几种主要方法1林剑辉 孙宇瑞※ 马道坤中国农业大学精细农业研究中心,北京,100083摘 要:土壤含水率是农业生产中一重要参数,本文对土壤水分的各种测量方法进行了全面的综合介绍。
首先讨论了称重法,张力计法,电阻法,中子法,r-射线法,驻波比法,时域反射击法及光学法等的基本原理。
其次由于土壤含水率受土壤质地,容重,含盐量,温度等影响,因此各种测量方法在实地测量时均会产生误差,本文紧接着详细分析了各种方法使用过程中产生误差的主要原因,并提出了相应的补偿措施。
最后,通过对这些方法的对比分析,得出了一些结论,并提出了土壤水分测量方法进一步研究的重点。
关键词:土壤含水率、传感器、测量1. 引言水乃生命之源,对于农作物而言,土壤水更是其发育、生长的重要条件。
在古中国农业中,将湿润的土壤称为“墒”,并有丰富的关于保墒、散墒等调节土壤水分状况(墒情)的技术和作业。
在现代农业中,能否对土壤水分进行有效测量与控制,是实现“精细农业”与“精细灌溉”的关键所在。
同时在水文科学、气象科学和生态科学中,土壤水分的测量也具有相当重要的意义。
土壤中水分含量称之为土壤含水率(Soil Moisture Content),是由土壤三相体(固相骨架、水或水溶液、空气)中水分所占的相对比例表示的,通常采用重量含水率(g θ)和体积含水率(v θ)两种表示方法[1]。
重量含水率是指土壤中水分的重量与相应固相物质重量的比值,体积含水率是指土壤中水分占有的体积和土壤总体积的比值。
体积含水率与重量含水率两都之间可以换算:c g v γθθ=,其中c γ为土壤干容重。
而Reynolds(1970)指出,采用体积含水率是克服土壤变异性对土壤含水率测量的影响的一种有效方法[2]。
由于作为水载体的土壤是一种多孔介质,物理化学特性复杂,空间变异性大,这些给土壤含水率的测量提出了很高的技术要求。
半个多世纪以来,科研人员针对这种状况,采用了不同的方法进行土壤水分测量的研究,各种测量技术也层出不穷。
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土壤水分生态指标测定方法
1.林地土壤渗透性测定
采用单环定量加水法测定:
测定步聚:
(1)选择样地,扒走枯落物层,整平地面,(山地要整一小平台)。
按土壤发生层次朋g 进行测定。
(2)把渗透筒垂直插入土中至下部刻度线(入土深度lcm左右)
(3)用量筒盛水(记录水温)100ml缓缓倒入渗透筒内(同时开始记时),等水全部渗入土中、记录起始时间。
(4)马上再倒入l00ml水,重复(3)的操作,重复4次,倒水共4次,渗水量共计400ml。
(5)沿渗透筒中部挖一垂直剖面、观测记录土壤中渗透锋面的深度。
(6)渗透速度及渗透系数的计算:
①渗透速度(V)
10×q i(ml)
Vi(mm/min)=
S(cm2)×t i(min)
V(mm/min)=10×q(ml)/s(cm2)×t(min)
式中V i、q i、t i分别为每次重复测定的渗透速度,渗水量,及渗透时间。
V、q、t分别为
四次重复测定的平均渗透速度,总渗水量和渗透总时间。
S为渗透筒断面积。
②渗透系数(K)
K T(mm/min)=h(mm)/t(min)
K T h(mm)
K10(mm/min)= =
0.7+0.03T(℃) (0.7+0.03T)t(min)
式中K T——实地测定(水温T℃)的渗透系数(mm/min)
K10——水温为l0℃的渗透系数(mm/min)
h——渗透锋面深度(mm)
t——渗透所用总时间
T——测定所用水的水温(℃)
(注:所需仪器工具:铲子、渗透筒、量筒、温度计、水桶、滤纸)·
2.土壤含水量(含水率)测定
采用酒精燃烧法测定。
操作步聚:
(1)取小铝盒若干,洗净后烘干,用天平称出每—铝盒重量(逐一标量记录)
(2)在标准地内挖土壤剖面,分20cm一层。
在分层的土壤剖面上用铝盒自下而上刮
一层土(约半盒、注意避开根系和石砾等杂物),马上称重(得出湿土重十铝盒重)
(3)倒入酒精8~12ml,振荡铝盒使与土壤混合均匀(如土壤很湿要用小刀拌匀成泥
浆),点燃酒精,在火焰将熄灭时,用小刀轻拔土壤,使其充分燃烧,烧完后再加入3~4ml
进行第二次燃烧(如土壤粘重、含水量较大,再加入2~3ml酒精进行第三次燃烧)。
冷却后,马上称出重量(得干土重十盒重)。
每层重复三次。
(4)土壤含水量及现有贮水量计算
(湿水重+盒重)-(干土重+盒重)
①土壤含水量(重量)=×100%
(干土重+盒重)-盒重
=水分重/干土重×l00%
土壤含水量(重量%)×容量(g/cm3)
②土壤含水量(体积)=
1(g/cm3)
水分体积
= ×100%
土壤体积
(注:水的容重一般取lg/cm3)
③单位林地土壤含水量(m3/hm2)(土壤现有贮水量)
=土壤含水量(重量%)×容量(g/cm3)×土层厚度(m)×l0000m2
=土壤含水量(体积%)×土层厚度(mm)×10000m2ππ
④单位林地面积含水量(mm)(土壤现有贮水量)
=土壤含水量(重量%)×容量(g/cm3)×土层深度(mm)
=土壤含水量(体积%)×土层厚度(mm)
(注需要工具:铝盒、天平、撤、小刀、95%酒精)
3.土壤水分物理性质测定
采用环刀法
操作步聚:
(1)首先量取环刀的高度和内径,计算出其容积(标记、做好记录):
V=πr2H
式中:V—环刀体积(cm3)
R—环刀内半径(cm)
H—环刀高度(cm)
将环刀在天平上称重(做好标记、记录)。
(2)选择标准地,在测定地点做一平台(山地),挖土壤剖面,分层取样测定(按20cm
—层),每层设三个重复。
(3)打入环刀(一定要垂直打入,且不能晃动),待土壤至环刀下沿齐平时,在环刀上垫
—滤纸层后把盖盖好,挖出环刀,用刀削平底部土壤,垫好滤纸,盖好下盖。
迅速称重(得:
自然土重十环刀重)
(注:第(3)步测完后马上测定该层土壤含水量,见土壤含水量测定)可测出土壤容重。
(4)将环刀样品带回室内,拿掉上盖(保留滤纸)。
将环刀放入盛水的容器中(2—3mm水层,随水减少,逐渐加水,保持此水层)。
大约2小时左右(人不能离开)至土层滤纸一湿,取出环刀(用滤纸吸干)盖好上盖马上称重(得:经浸水2小时左右带土环刀重)。
然后放回原处,每隔l小时取出反复称重,直到恒重,可测出土壤毛管孔隙度。
(5)将环刀土样继续放入盛水容器中,往容器加水至水面与环刀上层齐平。
净置6小时后取出环刀。
稍置10秒钟。
使多余水流出,用干布将环刀擦干后称重。
(得:浸水6小时带土环刀重),然后再将环刀放回容器中,放置4~5小时后,再次称重,直到恒重。
可测得土壤总孔隙度。
(6)土壤物理性质指标的计算
(自然干重+环刀重)-环刀重(g)
①环刀内干土重(g)=
土壤含水量(重量%)+1
环刀内干土重(g)
②土壤容重(g/cm3)=
环刀容积(cm3)
③土壤毛管孔隙度(容积)
吸水2小时左右带土环刀重(g)-环刀重(g)-环刀内干土重(g)
= ×100%
环刀容积cm3
④毛管最大持水量(重量)(又称田间持水量)
吸水2小时左右带土环刀重(g)-环刀重(g)-环刀内干土重(g)
= ×100%
环刀内干土重(g)
(注:在数值上土壤毛管孔隙度(%)=毛管最大持水量(%)×土壤容重(g/cm3))
⑤土壤总孔隙度(体积)
浸水6小时带土环刀重(g)-环刀重(g)-环刀内干土重(g)
= ×100%
环刀容积(cm3)
⑥土壤饱和含水量(重量)
浸水6小时带土环刀重(g)-环刀重(g)-环刀内干土重(g)
= ×100%
环刀内干土重(g)
[注:在数值上,土壤总孔隙度(%)=土壤饱和持水量(%)×土壤容量(g/财)]
⑦非毛管孔隙度(%)=土壤总孔隙度(体积%)—毛管孔隙度(%)
⑧土壤三相比(自然状态下单位体积土壤中所含水分、空气、固体物质百分数)
土壤固体物质%=l—总孔隙度%
土壤含水量(体积%)=土壤含水量(重量%)×容量(g/cm3)
土壤空气含量(%)=土壤总孔隙度(%)—土壤含水量(体积%)
⑨单位面积某土层土壤毛管最大贮水量(m3/hm2)
=毛管孔隙度(%)×土层厚度(m)×10000m2
单位面积某土层土壤毛管最大贮水量(mm)=毛管孔隙度(%)×土层厚度(mm)
⑩单位面积某土层饱和贮水量(m3/hm2)
=土壤总孔隙度(%)×土层厚度(m)×10000m2
单位面积某土层饱和贮水量(mm)=土壤总孔隙度(%)×土层厚度(mm)
[注所用工具:环刀、卡尺、锨、小刀、锤子、木块、滤纸、剪刀、盛水容器、天平]。