农业气象观测规范-土壤水分分册

土壤水分分册土壤水分分册目录第一章土壤水分测定751.1 测定土壤水分的意义751.2 土壤湿度测定一般规定751.3 烘干称重法测定土壤湿度771.4 中子仪测定土壤湿度781.5 土壤相对湿度和土壤水分贮存量的计算801.6 其它土壤水分状况工程的测定81第二章土壤水文、物理特性测定822.1 测定工程822.2 测定的基本要求822.3 土壤容重的测定832.4 田间持水量的测定852.5凋萎湿度的测定86第三章土壤水分测定记录簿、表的填写873.1 农气簿－2－1的填写883.2 农气簿－2－2的填写893.3 农气簿－2－3的填写903.4 农气表－2－1的填写913.5 农气表－2－2的填写92附录1土壤常用参考资料与数据92附录2微波炉快速测定土壤湿度操作方法95附录3目测土壤湿度观测方法95附录4土壤水分测定记录簿、表格式97第一章土壤水分测定1.1测定土壤水分的意义土壤水分状况是指水分在土壤中的移动、各层中数量的变化以及土壤和其它自然体（大气、生物、岩石等）间的水分交换现象的总称。

土壤水分是土壤成分之一，对土壤中气体的含量及运动、固体结构和物理性质有一定的影响；制约着土壤中养分的溶解、转移和吸收及土壤微生物的活动，对土壤生产力有着多方面的重大影响。

土壤水分又是水分平衡组成工程，是植物耗水的主要直接来源，对植物的生理活动有重大影响。

经常进行土壤水分状况的测定，掌握土壤水分变化规律，对农业生产实时服务和理论研究都具有重要意义。

1.2土壤湿度测定一般规定1.2.1观测地段种类土壤湿度测定设有三种观测地段，除为实时服务外，各有其不同的目的：1.固定观测地段：为研究土壤水分平衡及其时空变化规律，所设置的长期固定的周年土壤湿度测定地段。

地段对所在地区的土壤水分状况应具有代表性。

地段设置在大气候观测场内，如果观测场内土质不均匀或代表性差，应设置在台站周围植株密度均匀、高度小于20厘M的草地上。

2.作物观测地段：为了研究作物需水量、监测土壤水分变化对作物生长发育及产量形成的影响，并为农业生产田间经管服务。

在主要旱地作物、牧草和果树等生育状况观测地段上，进行土壤湿度的测定，随作物（或牧草、果树等）生育状况观测地段的转移而转移。

3.辅助观测地段：为满足当地墒情服务的需要进行临时性或季节性土壤湿度观测（如墒情普查）所设置的地段。

这类地段数量一般较多，应代表当地的土壤类型和土壤水分状况。

为便于历年土壤水分状况比较也应相对固定。

辅助地段的设置、测定时间、测定深度、重复次数等由上级业务主管部门和台站自行确定。

1.2.2测定时间1.固定观测地段：每旬第三天和第八天采用中子仪各进行一次测定，包括土壤冻结期间。

2.作物观测地段：作物从播种到成熟，多年生植物（如牧草和果树），从第一个发育期到最后一个发育期的时段内，每旬第八天采用烘干称重法测定土壤湿度。

对于越冬作物，从冬季冻结深度大于或等于10厘M起到春季0—10厘M深冻土层完全融化这一时段内停测。

如果一个站同时观测几种旱地作物，均应进行土壤湿度测定。

年内水旱轮作的旱作物观测地段，不进行土壤湿度的测定。

3.固定观测地段在下午测定，作物观测地段土壤湿度测定在上午进行。

1.2.3测定深度1.固定观测地段：测定深度一般为2M；地下水位深度小于2M的地区，测到土壤饱和持水状态为止；因土层较薄，测定深度无法达到规定要求的地区，测至土壤母质层为止。

每10厘M读数一次。

2.作物观测地段：测定深度一般为50厘M。

分0—10厘M、10—20厘M......40—50厘M等5个层次。

果树等根系较深的作物测定深度根据业务服务需要由省级业务主管部门确定。

1.2.4测定重复固定观测地段和作物观测地段各层均取4个重复。

1.2.5计算工程采用烘干称重法或中子仪测定土壤湿度均应计算土壤重量含水率，土壤相对湿度、土壤水分总贮存量和有效水分贮存量。

1.2.6几种特殊情况处理的规定1.降水或灌溉影响取土时，可顺延到降水或灌溉停止可以取土时补测。

当顺延日期超过下旬第3天时，则不再补测。

采用中子仪测定土壤湿度的台站，出现较大降水，应待降水停止或降水较小时，带伞进行观测并注意仪器及铝管的防护，避免雨水进入或淋湿。

2.历年冻土深度在10厘M左右的地区，如观测冬作物，冬季应进行土壤湿度测定。

出现以上情况，应在记录簿的备注栏内注明详细情况。

1.3烘干称重法测定土壤湿度烘干称重法是用土钻从观测地段取回各个要求深度所有重复的土样，称重后送入一定温度的烘箱中烘干再称重，两次重量之差即为土壤含水量，土壤含水量与干土重的百分比即为土壤重量含水率。

1.3.1仪器及工具1.土钻、盛土盒、刮土刀、提箱。

2.托盘天平（载重量为100克，感应量为0.1克），烘箱，高温表。

盛土盒盒身、盒盖应标上号码，号码要一致。

每年第一次取土前应称量盛土盒的重量，以克为单位，取一位小数。

天平要定期送往计量部门检定。

1.3.2测定程序1.下钻地点的确定：把观测地段分成4个小区，并作上标志。

每次取土各小区取一个重复。

取土下钻地点应距前次测点1—2M且在两行作物中间，垄作、沟作地段应分别在垄背、垄沟上取土；采用地膜覆盖的作物地段，则每次破膜测定。

取土完毕后应作上标记。

2.钻土取样：垂直顺时针下钻，按所需深度，由浅入深，顺序取土。

当钻杆上所刻深度达到所取土层下限并与地表平齐时，提出土钻，即为所取土层的土样，如取40—50厘M的土样，当钻杆上的刻度50与地表平齐时即可。

将钻头零刻度以下和土钻开口处的土壤及钻头口外表的浮土去掉，然后将钻杆平放，采用剖面取土的方法，迅速地用小刀刮取土样40－60克，放入盛土盒内，随即盖好盒盖，再将钻头内余土刮净并观测记录该土层的土壤质地。

按上述步骤依次取出各个重复各个深度的土样。

每个重复的土样取完后将剩余的土按原来土层顺序填入钻孔中。

所有土样取完后将土钻擦干净，以备下次使用。

3.称盒与湿土共重：土样取完带回室内，擦净盛土盒外表泥土，然后校准天平逐个称量，以克为单位，取一位小数，然后复称检查一遍。

4.烘烤土样：在核实称重无误后，打开盒盖，盒盖套在盒底，放入烘箱内烘烤。

烘烤温度应稳定在100－105℃之间。

烘土时间的长短以土样完全烘干，土样重量不再变化时为准，具体时间视土壤性质而定。

从烘箱内温度达到100℃开始记时，一般沙土、沙壤土约6—7小时，壤土7—8小时，粘土10—12小时。

然后从上、中、下不同深度层次取出4—6盒土样称重，再放回烘箱烘烤2小时，复称一次。

如前后两次重量差均≤0.2克，即取后一次的称量值作为最后结果，否则，按上述方法继续烘烤，直到相邻两次各抽取样本的重量差均≤0.2克为止。

5.称盒与干土共重：烘烤完毕，断开电源，待烘箱稍冷却后取出土样并迅速盖好盒盖，进行称重，然后复称一遍，当全部计算完毕经检验确认无误时，倒掉土样，并将土盒擦洗干净，按号码顺序放入提箱内，以备下次使用。

6.计算土壤重量含水率：即土壤含水量占干土重的百分比，其公式计算如下：Ｗ＝ｇ2－ｇ3ｇ3－ｇ1×100％Ｗ：土壤重量含水率（％）；ｇ1：盒重（克）；ｇ2：盒与湿土共重（克）；ｇ3：盒与干土共重（克）。

先算出各个深度每个重复的土壤重量含水率，再求出各个深度4个重复平均值，均取一位小数。

1.4中子仪测定土壤湿度中子仪是一种快速、精确、非破坏性、且不受土壤中水分的物理状态影响的土壤水分测定工具，其计算结果为土壤容积含水率，以土壤中土壤水分容积占土壤总体积的百分率表示。

1.4.1测定原理中子仪测定土壤湿度是利用中子源放入土壤时，在源周围的土壤中所形成的热中子数量与土壤含水量大小有较密切的相关关系这一特点，通过测量热中子数量来确立土壤水分的多少。

由于中子源放出的快中子与氢原子核碰撞时，损失能量最大被慢化成热中子,而土壤中所有氢原子几乎都存在于水分中，所以在土壤中生物体以及其它有机物、氯化物所占比重都较小的条件下，土壤对快中子的慢化能力主要取决于土壤中的含水量。

当土壤中含水量大时，中子源附近慢化的热中子数量较多，反之数量较少，土壤含水量较低。

其变化和含水量呈近似线性关系，因此只要测定出土壤中慢化的热中子数量即可确定土壤含水量。

在实际测量中，为消除系统误差，一般用计数比率（测量计数／规范计数）与土壤含水量建立线性关系，以求取土壤含水量。

利用中子仪测定土壤水分，不须取土，可保持原土层的土壤结构，而且所测定的是以测定点为中心的某个半径范围内的土壤平均含水量，代表性较好，并可对含水量进行动态监测。

不足之处在于测定表层土壤含水量时，由于部分中子会逸出土层表面，以致计数不准，造成一定误差。

1.4.2仪器结构1.探头：探头由中子放射源和热中子探测器组成，采用的中子源为点状源或环状源，放射性物质为50毫居里的镅—铍放射源，其作用是产生快中子。

由于其半衰期长，中子源强度较小，使用相对安全。

热中子探测器为三氟化硼正比计数管或锂玻璃和光电倍增管。

2.读数部分：包括功能键和显示器等。

3.电缆：将热中子探测器采集信息传至显示器。

仪器详细构造因型号不同而有差异。

1.4.3测定前的准备该项工作技术性强，工作好坏直接影响到以后测定结果，应由省级业务主管部门统一组织测定。

1.测定土壤容重：如果中子仪测管安装在大气候观测场，测定土壤容重应在大气候观测场周围与其土壤质地相同的田块或草地上进行。

否则在中子仪铝管安装处测定，方法见2.3。

2.铝管的安装：正确埋设铝管，是准确测量的首要条件。

首先要探明同一管孔上、下层土壤状况是否一致，如果不同，应记住分界面的深度，分别标定，以便计算含水量时，不同的层次采用不同的标定方程。

钻取深度随测定深度而定。

安装时可用套管或麻花式取土钻，钻孔的直径和铝管外径相同或略小，尽量保持钻孔垂直。

放置铝管前应先检查底部封口焊接是否良好，然后用脚将铝管踩下，使铝管外壁和土壤紧密接触。

铝管应露出地面一小截（长度根据仪器规定而定），以免大雨积水浸过铝管流入管内和保证所测结果为实际所需测定层次的数据，平时管口应加盖盖好。

3.进行田间标定：如果中子仪测管安装在大气候观测场，标定应在大气候观测场周围与其土壤质地相同的田块或草地上进行。

否则在田块或草地上进行。

（1）灌水处理:标定前可将4个重复进行不同的灌水处理，以便标定方程适应不同的水分范围。

灌水时应防止水分沉积管壁和湿度超过田间持水量。

（2）测定规范计数：在聚乙烯塑料垫板上或在水里（因仪器不同而异）读取规范计数。

测定前后在同一地点各进行一次，并求出平均。

（3）测定测量计数: 按重复自上而下依次读取不同深度的测量计数，并求出各个重复各深度的中子计数平均值。

（4）用烘干称重法测定土壤重量含水率：用取土钻在铝管10厘M周围取土，每个标定层的样本量，根据土壤水分状况而定。

（5）计算土壤容积含水量：Ｑ＝ｗ×ρＱ：容积含水率；ｗ:重量含水率；ρ:土壤容重。