土壤相对湿度即土壤含水率占田间持水量的百分比。通常当20cm土壤相对湿度为30％以下时为特旱，30～40％为重旱，40～50％为中旱，50～60％为轻旱，60～90％为正常，90％以上除水稻外，则为过湿。
土壤计算题： 1.已知某田间持水量为26%,土壤容重为,当土壤含水量为16%,如灌一亩地使深的土壤水分达到田间持水量,问灌多少水 解：（26－16）%××667×=50（m3/亩） 2.容重为cm3的土壤，初始含水量为10%，田间持水量为30%，降雨10mm，全部入渗，可使多深土层达到田间持水量 解：10%×=12% 30%×=36% 土层厚度=10/（36%－12%）= 3.一容重为1g/ cm3的土壤，初始含水12%，田间持水量为30%，要使30cm厚的土层含水达到80%，需灌水多少 解：12%×1=12% 30%×80%=24% 24%－12%=12% 12%××667=24 m3 4.某红壤的pH值，耕层土重2250000kg/hm2，含水量位20%，阳离子交换量10cmol/kg，BSP60%，计算pH=7时，中和活性酸和潜性酸的石灰用量。 解：2250000×20%×（10-5－10-7）=+/hm2 ×56÷2=hm2 2250000×10×1%×40%=90000mol H+/hm2 90000×56÷2=2520000g 5.一种石灰性土壤，其阳离子交换量为15 cmol（+）/kg，其中Ca2+占80%，Mg2+占15%，K+占5%，则每亩（耕层土重15万kg/亩）土壤耕层中Ca2+，Mg2+，K+的含量为多少 解：150000×15×1%=22500mol 22500×80%÷2×40=360000g 22500×15%÷2×24=40500g 22500×5%×39=43875g 6.土壤容重为／立方米，则一亩（667平方米）地耕作层，厚的土壤重量是多少该土壤耕层中，现有土壤含水量为5％，要求灌水后达到25％，则每亩灌水定额为多少 解：667×= ÷×(25－5)％=立方米
1土的含水率烘干法的试验步骤: 答: ①取具有代表性试样,细粒土15~30 g,砂类土.有机土50 g，砂砾石为1~2㎏放入称量盒内,立即盖好盒盖,称取湿土质量m,准确至 0."01g. ②揭开盒盖,将试样和盒放入烘箱内,在温度105~110℃恒温下烘干.烘干时间对细粒土不得少于8h,对砂类土不得少于6h.对含有机质超过5%的土,应将温度控制在65~70℃,的恒温下烘干,干燥12~15h为好. ③将烘干后的试样和盒取出,放入干燥器内冷却(一般只需 0."5~1h).冷却后盖好盒盖,称质量m s,准确至 0."01g。 ④含水率计算公式： w=（m- m s）/ m s×100% 本试验须进行二次平行测定，取两次平行试验的平均值作为含水率，允许平行差应符合规定。 2．简述密度测定（环刀法）的步骤 ①按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样，整平两端，环刀内壁涂一薄层凡士林，刀口向下放在土样上。
②用修土刀将土样上部削成略大于环刀直径的土柱，然后将环刀垂直下压，边压边削，至土样伸出环刀上部为止。削去两端余土，使与环刀口面齐平，并用剩余土样测定含水率。 ③擦净环刀外壁，称环刀与土合质量，准确至 0."1g。 ④结果整理湿密度p=（m 1﹣m 2）/V.其中m 1为土样质量, m 2为剩余土样质量, V为环刀容积.干密度p d=p/(1+ 0."01 w)其中w为含水率(%). 本试验须进行两次平行测定,取其算术平均值，其平行差不得大于 0."03g/㎝3 3测定土的液塑限的试验步骤 (1)取有代表性的天然含水率或风干土样进行试验.如土中含有大于 0."5㎜的土粒或杂物时,应将风干土样用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎,过 0."5㎜的筛.取代表性土样200g,分开放入三个盛土皿中，加不同数量的蒸馏水，使土样的含水率分别控制在液限（a点）、略大于塑限（c点）和二者的中间状态（b点）附近。用调土刀调匀，密封放置18h以上。 将制备好的土样充分搅拌均匀，分层装入盛土杯中,试杯装满后，刮成与杯边齐平。给圆锥仪锥尖涂少许凡士林，将装好土样的试杯放在联合测定仪上，
室内环刀法测定土壤田间持水量 袁娜娜（黄河水利委员会府谷水文水资源勘测局） 摘要：田间持水量常用来作为灌溉上限和计算灌水定额的指标，对农业生产及抗旱有着指导意义。室内环刀测定田间持水量较其他方法简便易行，容易掌握，有利于广泛采用，其测定数值也较为可靠。 关键词：环刀法；测定；田间持水量 田间持水量（field capacity）是水文学的专业名词，它是指土壤中悬着毛管水达到最大量时的土壤含水量，是土壤不受地下水影响所能保持水量的最大值。田间持水量的形式上包括：吸湿水＋膜状水＋悬着毛管水。当含水量达到田持时，若继续供水，并不能使该土体的持水量在增大，而只能进一步湿润下层土壤。田间持水量长期以来被认为是土壤所能稳定保持的最高土壤含水量，也是对作物有效的最高的土壤水含量，且被认为是一个常数，常用来作为灌溉上限和计算灌水定额的指标，对农业生产及抗旱有着指导意义。 常用的田间持水量测定方法有田间测定法和室内测定法。田间测定法所得结果可靠，但工作量大，测定时间长，特别是盐碱地区，由于土壤渗透性能很差，田间测定更加困难；室内测定法较田间测定法简便易行，易于广泛采用，其测定数值也较为可靠。本文对室内环刀法测定土壤田间持水量的方法及步骤做以详细介绍： 一、仪器配置 天平（感量0.01g，精度0.0001g）、环刀（容积：100cm3）、标准筛（孔径2mm）、电热恒温干燥箱、中号铝盒、干燥器等。 二、土壤田间持水量测定步骤 1、野外取土样 在代表研究对象地点（田地原状土），使用GPS测量经纬度，记录采样地址。清除土表杂物，在采样点挖1m×1.5m左右长方形土壤剖面坑，坑深0.6m。剖面坑较窄一面向阳作为观测面，挖出的土应放在土坑两侧，不能放在观测面的上方。在开挖剖面坑至0.2m深度时，取此土层散土样装入桶中。剖面坑挖好后，在两个长边中选择一个剖面杂物较少的一面，切出平整的垂直面。使用尺子从地面向下定10cm、20cm、40cm取样点。使用皮锤、环刀手柄分别将有编号的取样环刀水平打入相应取样点。取出环刀原状土样：用切土刀将打入土层的环刀外侧切平，盖上无孔盖，剥去环刀周围土，多切出环刀口内侧土，取出环刀，切平环刀口，盖上有孔盖，擦拭干净装入环刀盒。写明采样地点、层次、环刀号、采样日期时间、采
田间持水量 目录 简介 田间持水量（field moisture capacity），指在地下水较深和排水良好的土地上充分灌水或降水后，允许水分充分下渗，并防止蒸发，经过一定时间，土壤剖面所能维持的较稳定的土壤水含量（土水势或土壤水吸力达到一定数值）。达到田间持水量时的土水势为-50～-350毫巴，大多集中于-100～-300毫巴间。 定义 田间土壤有一个最大的持水能力，这个指标统称为田间持水量，是水文学的专业名词，其值为25%左右，这是一个土壤持水能力的极限值。 意义 田间持水量长期以来被认为是土壤所能稳定保持的最高土壤含水量，也是土壤中所能保持悬着水的最大量，是对作物有效的最高的土壤水含量，且被认为是一个常数，常用来作为灌溉上限和计算灌水定额的指标。但它是一个理想化的概念，严格说不是一个常数。虽在田间可以测定，但却不易再现，且随测定条件和排水时间而有相当的出入。故至今尚无精确的仪器测定方法。 田间持水量的计算 Φ=[(m2-m1)/m1] x 100% Φ——田间持水量（%） m2——湿样土质量 m1——烘干样土质量[1] 田间持水量测定 (measurement of field capacity)地下水较深时，对土壤所能保持的最大毛管悬着水量的测定。利用田间持水t可以鉴定农田水分供给状况，对作物的有效程度和进行农田灌溉的依据。早在20世纪20年代初，一些学者在提出田间持水量的定义时，就已确定了田间测定方法。后来有些国家用整段土样或压力模装置在室内测定田间持水量。50年代中期，中国制
定了有关测定的技术方法。田间持水量可以在田间测定，也可以在室内测定。 目录 田间测定法 小区灌水法 在有代表性的地段上，围起一定面积的小区，经过充分灌水，在排去多余的重力水后，测定土层中保持的最大悬着水量。灌水小区的面积通常是(2×2)平方米。其地面要平整。四周用坚实土埂围着，在中心部位楔入面积为(1×1)平方米的铁皮木框(或铁框)，框内为测试区，周围为保护区。小区的灌水量是根据欲测土层的深度和该土层现存的贮水量确定的。区内灌水入渗后要用塑料布(或帆布)和林秸等覆盖，以防止土表蒸发和雨水落入。开始测定的时间因土壤不同而异。砂性土在灌水后1～2天，壤性土为2～3天，粘性土为3～4天。测定时，在测试区内按土壤发生层次(或每10厘米厚土层)分层取土。一般取三个重复(三角形排列)。用称重烘干法，测其含水率，以占干土重百分数表示。以后每天测定一次。在同一土层上，当前后两次测得的含水率的差值不超过1.5～2.0%时，选后一次测定值为田间持水量。在日本以测定大量降雨(100毫米以上)或灌水浸泡24小时后的土壤含水率作为田间持水量。或用张力计测出一定土壤吸水力(多数取土壤吸力的对数值PF1.8)下的土壤含水率，作为田间持水量。 A.室内测定法威尔科克斯(Wilcox)法也称环刀法(或土壤容重钻):用环刀在欲测地段上采取原状土。同时在同一土层上取些散状土，带回室内。将前者放入水中(水不没环刀顶)浸一昼夜。后者经风干，通过孔径为1毫米的土筛，装入环刀。然后将装有湿土的环刀的有孔盖子打开，连同滤纸一起放在盛风干土的环刀上。经过8小时吸水后，从盛原状土的环刀中取15～20克土样，用称重烘干法，测其含水率。经过重复测重，求出同一土层含水率的平均值，即为该层的田间持水量。 B.整段标本法: 从田间取有代表性的完整土柱，其最小横截面积为(15x15)平方厘米，深度一般比欲测深度深1倍以上。土柱四侧淋上一层松脂。并用木板加以封闭。其上端高出土柱表面，以便灌水。下端固定一孔径为0.5毫米的黄铜网，装上一个漏斗接水。在土样的每一土层边界上插入电极，当全部定额水量渗入土样后，在其表面盖上数层能保持湿润的滤纸。随后利用电极测定土壤导电度的变化来观察水的移动状况。当水停止向下移动时，便打开整段土样的一测边壁，并逐层取出土样，用称重烘干法，测其含水率占干土重的百分数)，即为该土壤剖面的田间持水量。 C.压力模法: 从田间取回欲测的土样(土柱、土块或散状土)经过充分湿润后(散状土经过风干过筛)，放置在压力模的多孔陶瓷板上。在一定吸力(土柱、土块用1/10巴、散状土用1/3巴)下，将其吸干达到平衡后，迅速地用称重烘干法，测其含水率，得出田间持水量的近似值。
(1)污泥含水率：污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。 1污泥中水的存在形式有： 空隙水，颗粒间隙中的游离水，约70%，可通过重力沉淀（浓缩压密）而分离； 毛细水，是在高度密集的细小污泥颗粒周围的水，由毛细管现象而形成的，约20%，可通过施加离心力、负压力等外力，破坏毛细管表面张力和凝聚力的作用力而分离； 颗粒表面吸附水和内部结合水，约10%。表面吸附水是在污泥颗粒表面附着的水分，起附着力较强，常在胶体状颗粒，生物污泥等固体表面上出现，采用混凝方法，通过胶体颗粒相互絮凝，排除附着表面的水分；内部结合水，是污泥颗粒内部结合的水分，如生物污泥中细胞内部水分，无机污泥中金属化合物所带的结晶水等，可通过生物分离或热力方法去除。 通常含水率在85%以上时，污泥呈流态；65%~85%时呈塑态；低于60%时则呈固态。 2污泥体积、重量及所含固体物浓度之间的关系： V1/V2=W1/W2=（100-p2）/（100-p1）=C2/C1（8-1） 式中：p1、V1、W1、C1——污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度； p2、V2、W2、C2——污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度； 说明：式（8-1）适用于含水率大于65%的污泥。因含水率低于65%以后，体积内出现很多气泡，体积与重量不在符合式（8-1）的关系。 例题8-1：污泥含水率从97.5%降低至95%时，求污泥体积。 解：由式（8-1） V2= V1（100-p1）/（100-p2）= V1（100-97.5）/（100-95）=（1/2）V1可见污泥含水率从97.5%降低至95%时，污泥体积减少一半。 （2）挥发性固体（或称灼烧减重）和灰分（或称灼烧残渣）：挥发性固体近似地等于有机物含量；灰分表示无机物含量。 （3）可消化程度：表示污泥中可被消化降解的有机物数量。 消化对象：污泥中的有机物。一部分是可被消化降解的（或称可被气化，无机化）；另一部分是不易或不能被消化降解的，如脂肪、合成有机物等。 消化程度的计算公式：R d=[1-（p V2p S1）/（p V1p S2）] ×100 （8-2） 式中：R d——可消化程度，%； p S1、p S2——分别表示生污泥及消化污泥的无机物含量，%； p V1、p V1——分别表示生污泥及消化污泥的有机物含量，%。 消化污泥量的计算公式：V d= V1（100-p1）/（100-p d）[（1- p V1/100）+ p V1/100（1- R d/100）] （8-3） 式中：V d——消化污泥量，m3/d； p d——消化污泥含水率，%，取周平均值； V1——生污泥量，m3/d； p1——生污泥含水率，%，取周平均值； p V1——生污泥有机物含量，%； R d——可消化程度，%，取周平均值； （4）湿污泥比重与干污泥比重： 湿污泥重量等于污泥所含水分重量与干固体重量之和。湿污泥比重等于湿污泥重量与同体积的水重量之比值。干固体物质包括有机物（即挥发性固体）和无机物（即灰分）。确定湿污泥比重和干污泥比重，对于浓缩池的设计、污泥运输及后续处理，都有实用价值。 经综合简化后，湿污泥比重（γ）和干污泥比重（γs）的计算公式分别为： γ=（100γs）/[γs p+（100-p）] （8-4）或γ=25000/[250p+（100-p）（100+1.5p V）] （8-8）γs=250/（100+1.5p V）（8-7） 式中：γ——湿污泥比重； γs——污泥中干固体物质平均比重，即干污泥比重； p——湿污泥含水率，%； p V——污泥中有机物含量，%； （5）污泥肥分：污泥中含有大量植物生长所必需的肥分（N、P、K）、微量元素及土壤改良
土壤水分的测定(吸湿水和田间持水量) 田间持水量是土壤排除重力水后，本身所保持的毛管悬着水的最大数量。它是研究土、水、植物的关系，研究土壤水分状况，土壤改良、合理灌溉不可缺少的水分常数。 吸湿水是风干土样水分的含量，是各项分析结果计算的基础。 一、土壤吸湿水的测定 测定原理 风干土壤样品中的吸湿水在105±2℃的烘箱中可被烘干，从而可求出土壤失水重量占烘干后土重的百分数。在此温度下，自由水和吸湿水都被烘干，然而土壤有机质不能被分解。 测定步骤 1.取一干净又经烘干的有标号的铝盒(或称量瓶)在分析天平上称重为A。 2.然后加入风干土样5—10g(精确到 0."0001g)，并精确称出铝盒与土样的总重量B。 3.将铝盒盖斜盖在铝盒上面呈半开启状态，放入烘箱中，保持烘箱内温度105±2℃，烘6小时。 4.待烘箱内温度冷却到50℃时，将铝盒从烘箱中取出，并放入干燥器内冷却至室温称重，然后再启开铝盒盖烘2小时，冷却后称其恒重为C。前后两次称重之差不大于3mg。 结果计算 该土样吸湿水的含量(%) =[ (B-A)-(C-A)／(C-A)×100% =[ (湿土重-烘干土重)／烘干土重×100%注意事项
(1)要控制好烘箱内的温度，使其保持在105±2℃，过高过低都将影响测定结果的准确性。 (2)干燥器内所放的干燥剂要在充分干燥的情况下方可放入烘干土样。否则干燥剂要重新烘干或更换后方可放入干燥器中。 主要仪器 铝盒、分析天平( 0."0001g)、角匙、烘箱、坩埚钳、干燥器、瓷盘。 二、田间持水量的测定 测定方法(铁框法) 1.在田间选择具有代表性的地块，面积不少于 0."5m2，仔细平整地面。 2.将铁框击入平整好的地块约6—7cm深，其中大框(50×50cm2)在外，小框(25×25cm2)在内，大小框之间为保护区，其之间距离要均匀一致。小框内为测定区。 3.在上述地块旁挖一剖面，测定各层容重及其自然含水量。从而计算出总孔隙度及自然含水量所占容积%，然后根据总孔隙度与现有自然含水量所占容积%之差，求出实验土层(一般为1m左右)全部孔隙都充满水时应灌水的数量，为保证土壤充分渗透，实际灌水量将为计算需水量的 1."5倍。按下式计算测试区和保护区的灌水量： 灌水量(m3)=H(a-w)×d×s×h 式中： a—土壤饱和含水量(%)； w—土壤自然含水量(%)；
第五章土壤水、空气和热量 主要教学目标： 学会分析土壤肥力要素水、气、热之间的关系。由于土壤水分的重要作用，因此首先要求学生掌握土壤水的形态学观点和能量学观点。在基本知识掌握的基础上，并能系统地处理土壤水、气、热三者的相互关系和调节措施。 主要内容： 第一节土壤水的类型 第二节土壤水分含量的表示方法 第三节土壤水分能量的分析 第四节土壤水分的管理与调节 第五节土壤空气和热量 第六节土壤水、气、热的相互关系 第一节土壤水的类型 土壤学中的土壤水是指在一个大气压下，在105℃条件下能从土壤中分离出来的水分。土壤中液态水数量最多，对植物的生长关系最为密切。液态水类型的划分是根据水分受力的不同来划分的，这是水分研究的形态学观点。这一观点在农业、水利、气象等学科和生产中广泛应用。 一、吸湿水 土壤颗粒从空气中吸收的汽态水分子。 从室外取土，放在室内风干若干时间后，表面上看似乎干燥了，但把土壤放在烘箱中烘烤，土壤重量会减轻；再放置到常温常压下，土壤重量又会增加，这表明土壤吸收了空气中的水汽分子。
土壤的吸湿性是由土粒表面的分子引力作用所引起的，一般来说，土壤中吸湿水的多少，取决于土壤颗粒表面积大小和空气相对湿度。由于这种作用的力非常大，最大可达一万个大气压，所以植物不能利用此水，称之为紧束缚水。 二、膜状水 土粒吸足了吸湿水后，还有剩余的吸引力，可吸引一部分液态水成水膜状附着在土粒表面，这种水分称为膜状水。 重力不能使膜状水移动，但其自身可从水膜较厚处向水膜较薄处移动，植物可以利用此水。但由于这种水的移动非常缓慢（ 0."2— 0."4mm/d），不能及时供给植物生长需要，植物可利用的数量很少。当植物发生永久萎蔫时，往往还有相当多的膜状水。 三、xx 当把一个很细的管子（毛细管）插入水中后，水分可以上升的较高于水平面，并保持在毛细管中。 xx： 由于毛管力的作用而保持在土壤中的液态水。毛管水可以有毛管力小的方向移向毛管力大的方向，毛管力的大小可用Laplace公式计算： P = 2T/r 式中的P为毛管力，T为水的表面张力，r为毛管半径。 根据毛管水是否与地下水相连，可分为2种类型： xx管悬着水： 降水或灌溉后，由地表进入土壤被保存在土壤中的毛管水。 毛管上升水：
测定方法： 1. 土壤容重 土壤容重是指单位容积原状土壤干土的质量，通常以克/厘米3表示;孔隙度是指单位容积土壤中孔隙所占的百分率，即土壤固体颗粒间孔隙的百分率.土壤总孔隙度包括毛管孔隙及非毛管孔隙. 土壤容重大小反映土壤结构、透气性、透水性能以及保水能力的高低，一般耕作层土壤容重1~1.3克/厘米3，土层越深则容重越大，可达1.4~1.6克/厘米3，土壤容重越小说明土壤结构、透气透水性能越好。测定土壤容重的方法很多，着重介绍环刀法： 1、仪器：环刀（容积为100厘米3）、天平（感量0.1克和0.01克）、烘箱、环刀托、削小刀、小铁铲、铝盒、钢丝锯、干燥器等。 2、操作步骤：先在田间选择挖掘土壤剖面的位置，然后挖掘土壤剖面，观察面向阳。挖出的土放在土坑两边。挖的深度一般是1米，如只测定耕作层土壤容重，则不必挖土壤剖面。用修土刀修平土壤剖面，并记录剖面的形态特征，按剖面层次分层采样，每层重复3个。将环刀托放在已知重量的环刀上，环刀内壁稍涂上凡士林，将环刀刃口向下垂直压入土中，直至环刀筒中充满样品为止。若土层坚实，可用手锄慢慢敲打，环刀压如时要平稳，用力一致。 用修土刀切开环刃周围的土样，取出已装上的环刀，细心削去环刀两端多余的土，并擦净外面的土。同时在同层采样处用铝盒采样，测定自然含水量。 把装有样品的环刀两端立即加盖，以免水分蒸发。随即称重（精确到0.01克），并记录。 将装有样品的铝盒烘干称重（精确到0.01克），测定土壤含水量。或者直接从环刀筒中取出样品测定土壤含水量。 3、结果计算：环刀容积按下式计算： V=лr2h 式中：V——环刀容积（厘米3）； r——环刀内半径（厘米）； h——环刀高度（厘米）； л——圆周率（3.1416）。 按下式计算土壤容重： rs=G.100/v.(100+W) 式中：rs——土壤容重（克/厘米3）； G——环刀内湿样重（克）； V——环刀容积（厘米3）； W——样品含水量（%）。 此法允许平行绝对误差<0.03克/厘米3，取算术平均值。
土壤含水量及农田作物需水量 一、土壤含水量的计算 1．土壤重量含水量（重量百分数） 指一定重量的土壤中水分重量占干土重的百分数。干土指在105℃ 下烘干的土壤（干土≠风干土），通常要求烘干时间达8小时以上，准确则要求烘至衡重。它是普遍应用的一种表示方法，也是经典方法。一般情况下，如果文献中未做任何说明，则均表示“重量含水量”。如烘干法测定的结果，其含水量的重量百分数（水重%）可由下式求得： 例1：测得湿土重为95克，烘干后重79克，求重量含水量。 % 3.20%10079 7995%=?-=水重 2．土壤容积含水量（水容积百分数） 指一定土壤水的容积占土壤容积的百分数。它可以表明土壤水充满土壤孔隙的程度及土壤中水、气的比率。常温下如土壤的密度为1 克/厘米3，因此土壤容积含水量或水容积百分数（水容积%）可由下式求得： 土壤容重 自然状态下，单位体积内干土重，单：g/cm 3。容重是土壤的一个十分重要的基本参数，在土壤工作中用途较广，以下举例说明。 （1）判断土壤的松紧程度 容重可用来表示土壤的松紧程度，疏 蓊或有团粒结构的土壤容重小，紧实板结的土壤则容重大，如下表。
容重（g/cm3）松紧程 度 孔隙度 （%） < 1.00 最松> 60 1.00~1.1 4 松60~56 1.14~1.2 6 适合56~52 1.26~1.3 稍紧52~50 > 1.30 紧< 50 （2）计算土壤重量每公顷或每亩耕层土壤有多重，可用土壤的平均容重来计算，同样一定面积土壤（地）上的挖土或盆裁填土量，也要利用容重来计算。 例1：一个直径为40cm，高为50cm的盆，如果按1.15g/cm3容重计算，问需装多少（干）土？ 解：(40/2)2? 3.14 ? 50 ? 1.15 = 72220克= 72公斤 如一亩地面积（6.67?106cm2）的耕层厚度为20cm，容重为1.15g/cm3，其总重量为： 6.67 ? 106? 20 ? 1.15 = 1.5 ? 108(g) = 150(t) = 150000kg = 30 万斤土 （3）计算土壤各组分的数量根据土壤容重，可以计算单位面积土壤的水分、有机质含量、养分和盐分含量等，作为灌溉排水、养分和盐分平衡计算和施肥的依据。 如上例中的土壤耕层，现有土壤含水量为5%，要求灌水后达到25%，则每亩的灌水定额为： 6.67 ? 106? 20 ? 1.15 ? (25% - 15%) = 30(m3)
第5章云中含水量的计算 在云雾物理中，含水量的“水”字，往往泛指固态水及液态水，在纯水云或纯冰云中，则分别指含液水量及含冰水量。 §5.1 绝热比含水量 §5.1.1 表示云中含水量的参量 云中含水量往往用两种参量表示。一种是“比含水量”，或叫“质量含水量”；另一种是“体积含水量”或“含水量”。 1. 比含水量的定义 比含水量是指每单位质量湿空气中含有多少质量的固体或(和)液体水。一般是用(克/千克或kg g)为单位的。 2. 体积含水量的定义 体积含水量是指每单位容积湿空气中含有多少质量的固体或(和)液体水，一般单位取(克/米3或3 g)。与大气中含水汽量的概念对应，第一种类似于“比 m 湿”的概念，第二种类似于“绝对湿度”的概念。 §5.1.2 上升空气的“绝热比含水量” 1. 绝热比含水量随高度的分布 当饱和空气按湿绝热抬升或上升时，必有多余的水汽(即过饱和部分的水汽)凝结出来，成为云中含水的部分。以比含水量来说，设有当从云底按湿绝热上升的1kg湿空气，它在云底时,因水汽正好饱和，无多余水汽可凝结为液水，故比含水量为零。随着空气上升，出现了过饱和状态，于是有多余的水汽凝结出来，具有了比含水量。如果这些凝结出的液水滴始终是随着气块上升而上升(请注意这个是前提条件)，那末它的比含水量值，就会随着高度的增大而增大，直到其中水汽全部凝结出来时，比含水量变得最大；再上升，比含水量就不变了。在云内，上升空气并不一定将空气带到其中水汽全部凝结出来的程度。但只要带到空气不再上升的地方，而且在带到该处以前，凝结水并无成为降水而下降现象，虽然此时空气中仍保存有水汽，那里仍属于空气上升轨迹中比含水量极大的地方。如果此后空气下沉，则被携带的液水又会蒸发，使比含水量减少。这时，如果在云内不同高度探测，则所得的各比含水量值，必然正好是由云底上升到各该高度的空气因绝热膨胀冷却所凝结出的总比含水量。该含水量称为“(湿)绝热比含水
土壤田间持水量测定——室内环刀法 田间持水量(field capacity)是水文学的专业名词，指代土壤中悬着毛管水达到最大量时的土壤含水量，是土壤不受地下水影响所能保持的水量最大值，通常由吸湿水、膜状水和悬着毛管水组成。当土壤含水量达到田间持水量时，若继续供水，并不能使该土体的持水量增加，而只能进一步的湿润下层土壤。因而土壤田间持水量长期以来被认为是土壤所能稳定保持的最高土壤含水量，也是对作物有效的最高的土壤水含量，且被认为是一个常数，常用来作为灌溉上限和计算灌水定额的指标，对于农业生产和抗旱有着一定的指导意义。 常用的土壤田间持水量测定方法有田间测定法和室内测定法。田间测定法所得到的结果真实可靠，但是工作量大，测定时间长。相比较而言，室内测定法简单易行，易于广泛采用，其测定数值也较为可靠。 1. 仪器 电子天平（精度0.0001g），不锈钢环刀（容积100cm3），标准土壤筛（孔径2mm），烘箱，中号铝盒等。 2. 操作步骤 2.1 野外取土样在代表性研究地点，清除地表杂物，利用环刀取出环刀原状土样和散土样 品。方法如下：用切土刀将打入土层的环刀外侧切平，盖上无孔盖，剥去环刀周围土。 多切出环刀口内侧土，取出环刀，切平环刀口，盖上有孔盖，擦拭干净装入环刀盒。 写明采样地点，时间，环刀号等。 2.2 土样风干/烘干 从野外采回的散土样品，挑出杂物，在室内通风处自然风干。自然风干的土样经研磨后过2mm筛后，装入无孔底盖的另一组环刀中，轻拍，压实，保持土壤表面平整并高出环刀边缘1mm-2mm，并在上面覆盖一张略大于环刀口径的滤纸，置于水平台上。 或者将取回的土样放入烘箱，烘干过筛后装入环刀。 2.3铝盒称重 将实验用的铝盒编号、称重并记录。 2.4 原装环刀土土样浸泡 将野外用环刀采集的原状土壤样品，有孔盖一面向下，无孔盖一面向上放入平底容器中，缓慢加水，保持水面比环刀上缘低1mm-2mm，浸泡24h。 2.5 水分下渗 将装有经水分充分饱和的原状土样环刀从浸泡容器中取出，顶部加盖，移去底部有孔盖子，把此环刀放在盖有滤纸的装有风干土样的环刀上，将上下两个环刀边缘对接整齐并用2kg 左右重物压实，使其接触紧密。 2.6 称量湿土土样 经过8h水分下渗过程后，取环刀上层土样20g，放入已恒重有编号的铝盒中，并立即称重，记录铝盒+湿土重。 2.7 恒温烘干 将铝盒+湿土称重后，打开铝盒盖。放入烘箱内，120℃烘干12h。 2.8 冷却称量计算 土样烘干至恒重后，取出放入干燥器冷却至室温。取出铝盒土样并按下列公式进行计算。田间持水量计算公式： X=(M1-M2)/(M2-M0)*100% 其中： X为土壤田间持水量，%；M0为烘干空铝盒质量，g；M1为烘干前铝盒+湿土样质量，g；
率。土壤含水率就是农业生产中一重要参数 田间持水量:指在地下水较深与排水良好的土地上充分灌水或降水后,允许水分充分下渗,并防止其水分蒸发,经过一定时间,土壤剖面所能维持的较稳定的土壤水含量(土水势或土壤水吸力达到一定数值)。达到田间持水量时的土水势为－50～－350毫巴,大多集中于－100～－300毫巴间。田间持水量长期以来被认为就是土壤所能稳定保持的最高土壤含水量,也就是土壤中所能保持悬着水的最大量,就是对作物有效的最高的土壤水含量,且被认为就是一个常数,常用来作为灌溉上限与计算灌水定额的指标。但它就是一个理想化的概念,严格说不就是一个常数。虽在田间可以测定,但却不易再现,且随测定条件与排水时间而有相当的出入。故至今尚无精确的仪器测定方法。 固态水,土壤水冻结时形成的冰晶。 汽态水,存在于土壤空气中。 束缚水,包括吸湿水与膜状水。 自由水,包括毛管水、重力水与地下水。 吸湿水:干土从空气中吸着水汽所保持的水,称为吸湿水。 田间持水量,就是土壤饱与含水量减去重力水后土壤所能保持的水分。重力水基本上不能被植物吸收利用,此时土壤水势为-0、3巴。
萎蔫系数,就是植物萎蔫时土壤仍能保持的水分。这部分水也不能被植物吸收利用,此时土壤水势为-15巴。 田间持水量与萎蔫系数之间的水称为土壤有效水就是植物可以吸收利用的部分。当然,一般在田间持水量的60%时,即土壤水势-1巴左右就采取措施进行灌溉。 土壤饱与含水量(saturated moisture)就是指土壤颗粒间所有孔隙都充满水时的含水量,亦称持水度。在沙质土壤中,饱与含水量在25～60%范围内。有机土如泥炭土或腐泥土的饱与含水量可达100%。 墒,指土壤适宜植物生长发育的湿度。墒情,指土壤湿度的情况。土壤湿度就是土壤的干湿程度,即土壤的实际含水量,可用土壤含水量占烘干土重的百分数表示:土壤含水量=水分重/烘干土重×100%。也可以土壤含水量相当于田间持水量的百分比,或相对于饱与水量的百分比等相对含水量表示。 土壤水就是植物吸收水分的主要来源(水培植物除外),另外植物也可以直接吸收少量落在叶片上的水分。土壤水的主要来源就是降水与灌溉水,参与岩石圈-生物圈-大气圈-水圈的水分大循环。 土壤中水分的多少有两种表示方法:一种就是以土壤含水量表示,分重量含水量与容积含水量两种,二者之间的关系由土壤容重来换算。另一种就是以土壤水势表示,土壤水势的负值就是土壤水吸力。 土壤含水量有三个重要指标。一个就是土壤饱与含水量,表明该土壤最多能含多少水,此时土壤水势为0。
土的干密度、湿密度、含水率、最大干密度、压实系数 1、实际含水率计算公式：称湿土，记录数据，然后把土样烘干，记录数据。湿土质量-干土质量的=水质量，水质量/干土质量*100%=含水率。 2、实际湿密度计算公式：环刀与土总质量-环刀质量=环刀内湿土质量，湿土质量/环刀内体积=湿土密度。环刀体积计算方法：要用尺子测量环刀内径及内高，底面圆的面积*环刀高=环刀内体积。 3、实际干密度计算公式：干密度=湿密度/(1+含水率)。 4、压实度计算公式：压实度=实际干密度/该土样最大干密度*100% 该土样最大干密度是试验室通过对该土样进行击实试验得出的。要想求压实度，首先要做该土样的击实试验。否则，想知道压实情况如何，就只能规定一个最小干密度，小于该最小干密度，为压实不合格。 ①以重量百分数表示土壤含水量 土壤含水量以土壤中所含水分重量占烘干土重的百分数表示，计算公式如下： 土壤含水量（重量％）＝（原土重-烘干土重）/烘干土重×100％＝水重/烘干土重×100％②以容积百分数表示土壤含水量 土壤含水量以土壤水分容积占单位土壤容积的百分数表示，计算公式如下： 土壤含水量（体积％）＝水分容积/土壤容积×100％＝土壤含水量（重量％）×土壤容重 ③以水层厚度表示土壤含水量 将一定深度土层中的含水量换算成水层深度的mm表示，计算公式如下： 水层厚度（mm）＝土层厚度（mm）×土壤含水量（容积％） ④相对含水量
将土壤含水量换算成占田间持水量或全蓄水量的百分数，以表示土壤水的相对含量，计算公式如下： 旱地土壤相对含水量（％)＝土壤含水量/田间持水量×100％ 水田土壤相对含水量（％)＝土壤含水量/全蓄水量×100％
1土的含水率烘干法的试验步骤: 答:①取具有代表性试样,细粒土15~30 g,砂类土.有机土50 g，砂砾石为1~2㎏放入称量盒内,立即盖好盒盖,称取湿土质量m,准确至0.01 g. ②揭开盒盖,将试样和盒放入烘箱内,在温度105~110℃恒温下烘干.烘干时间对细粒土不得少于8h,对砂类土不得少于6 h.对含有机质超过5%的土,应将温度控制在65~70℃,的恒温下烘干,干燥12~15 h为好. ③将烘干后的试样和盒取出,放入干燥器内冷却(一般只需0.5~1h).冷却后盖好盒盖,称质量m s,准确至0.01g。 ④含水率计算公式：w=（m- m s）/ m s×100% 本试验须进行二次平行测定，取两次平行试验的平均值作为含水率，允许平行差应符合规定。 2．简述密度测定（环刀法）的步骤 ①按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样，整平两端，环刀内壁涂一薄层凡士林，刀口向下放在土样上。 ②用修土刀将土样上部削成略大于环刀直径的土柱，然后将环刀垂直下压，边压边削，至土样伸出环刀上部为止。削去两端余土，使与环刀口面齐平，并用剩余土样测定含水率。 ③擦净环刀外壁，称环刀与土合质量，准确至0.1g。 ④结果整理湿密度p=（m1﹣m2）/V.其中m1为土样质量, m2为剩余土样质量, V为环刀容积. 干密度p d=p/(1+0.01 w) 其中w为含水率(%). 本试验须进行两次平行测定,取其算术平均值，其平行差不得大于0.03 g /㎝3 3测定土的液塑限的试验步骤
(1)取有代表性的天然含水率或风干土样进行试验.如土中含有大于0.5㎜的土粒或杂物时,应将风干土样用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎,过0.5㎜的筛.取代表性土样200g,分开放入三个盛土皿中，加不同数量的蒸馏水，使土样的含水率分别控制在液限（a点）、略大于塑限（c点）和二者的中间状态（b点）附近。用调土刀调匀，密封放置18h以上。将制备好的土样充分搅拌均匀，分层装入盛土杯中,试杯装满后，刮成与杯边齐平。给圆锥仪锥尖涂少许凡士林，将装好土样的试杯放在联合测定仪上，使锥尖与土样表面刚好接触，然后按动落锥开关，测记经过5S锥的入土深度h。去掉锥尖入土处的凡士林，测盛土杯中土的含水率W。重复上述步骤，对已制备的其他两个含水率的土样进行测试。 （2）结果整理。在二级双对数坐标纸上，以含水率W为横坐标，锥入深度h 为纵坐标，点绘a、b、c三点含水率的h-w图，连此三点，应呈一条直线。如三点不在同一直线上，要通过a点与b、c两点连成两条直线，根据液限（a点含水率）在h-w1图上查得hρ，以此hρ在h-w图上的ab及ac两直线上求出相应的两个含水率，当两个含水率的差值小于2%时，以该两点含水率的平均值与a 值连成一直线。当两个含水率差值大于2%时，应重做试验。在h-w图上，在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得下沉深度为17mm对应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm对应的含水率为10mm液限，查得下沉深度为2mm对应的含水率为塑限，取值以百分数表示，准确至0.1% 4简述土的击实试验步骤 （1）根据工程要求，按规定选择轻型或重型试验方法。根据土的性质，按规定选择用干湿法或湿土法。 （2）试样击实：将击实筒放在坚硬的地面上，在筒壁上抹一薄层凡士林，并在
土壤最大吸湿量、田间持水量、毛管持水量 的测定 本实验测定的三种土壤水分含量均是重要的土壤水分性质，是反映土壤水分状况的重要指标，与土壤保水供水有密切的关系。 一、土壤最大吸湿量的测定 风干土样所吸附的水气，称为吸湿水。土壤吸湿水的多少与空气相对湿度有关，当空气湿度接近饱和时，土壤吸湿水达到最大量，称为最大吸湿量或吸湿系数。最大吸湿量的1.25—2.00倍，大约相当于凋萎系数。凋萎系数的测定较难，故可由最大吸湿量间接计算而得。土壤最大吸湿量也可以用来估计土壤比表面的大小。 (一)方法原理 饱和K2S04在密闭条件下可使空气相对湿度达98—99％，风干土样在此相对湿度下达最大吸湿量。 (二)操作步骤 1、称取通过1mm筛孔的风干土样5—20克(粘土和有机质多的土壤5—10克，壤土10—15克，砂土15—20克)，平铺于已称重的称量皿底部。 2、将称量皿放人干燥器中的有孔磁板上，另用小烧杯盛饱和K2SO4溶液，按每克土大约2毫升计算，同样放入干燥器内。
3、将干燥器放在温度保持在20℃的地方，让土壤吸湿。 4、土样吸湿一周左右，取出称重，再将其放人干燥器内使之继续吸水，以后每隔2—3天称一次，直至土样达恒重(前后二次重量之差不超过0.005克)，计算时取其大者。 5、达恒重的土样臵于105—110℃烘箱内烘至恒重，按一般计算土壤含水量方法计算出土壤最大吸湿量。 二、田间持水量测定 土壤田间持水量是指地下水位较深时，土壤所能保持的最大含水量。因此是表征田间土壤保持水分能力的指标，也是计算土壤灌溉量的指标。 (一)土壤田间持水量的野外测定方法 1、方法原理：通过灌水、渗漏，使土壤在一定时间内达到毛管悬着水的最大量时，取土测定水分含量，此时的土壤水分含量即为土壤田间持水量。 2、操作步骤 (1)选地：在田间地块选一具有代表性的测试地段；先将地面平整，使灌水时水不致积聚于低洼处而影响水分均匀下渗。 (2)筑埂：测试地段面积一般为4平方米，四周筑起一道土埂(从埂外取土筑埂)，埂高30厘米，底宽30厘米。然后在其中央放上方木框，入土深度25厘米。框内面积1平方米为测试区。若无木框，可再筑一内埂代之，埂内面积仍
土壤压实度及含水量计算公式 1st：桩号4+600 m环刀＝168.25g V环刀＝200cm3m环土＝542.75g m土＝542.75－168.25＝374.5g ρ湿＝374.25/200＝1.87g/cm3 m盒＝16.25g m盒＋m土＝41.05g m湿土＝41.05－16.25＝24.8g m盒＋m干＝36g m干＝36－16.25＝19.75g m水＝41.05－36＝5.05g W水＝5.05/19.75＝26％ρ干＝1.87/（1＋0.01×26）＝1.48g/cm3 P压＝1.48/1.68＝0.88 2nd：桩号6+000 m环刀＝168.25g V环刀＝200cm3m环土＝532.75g m土＝532.75－168.25＝364.50g ρ湿＝364.5/200＝1.82g/cm3 m盒＝16. 5g m盒＋m土＝41g m湿土＝41－16.5＝24.5g m盒＋m干＝35.1g m干＝35.1－16.25＝18.60g m水＝41－35.1＝5.90g W水＝5.9/18.6＝32％ρ干＝1.82/（1＋0.01×32）＝1.38g/cm3 P压＝1.38/1.68＝0.82 注：实验室最大干密度为1.68g/cm3、最优含水率为18.7％
土壤压实度及含水量计算公式 3rd：桩号1+800 m环刀＝168.25g V环刀＝200cm3m环土＝536.1g m土＝536.1－168.25＝367.85g ρ湿＝367.85/200＝1.84g/cm3 m盒＝16. 25g m盒＋m土＝45.5g m湿土＝45.5－16.25＝29.25g m盒＋m干＝37g m干＝37－16.25＝20.75g m水＝45.5－37＝8.50g W水＝8.5/20.75＝41％ρ干＝1.84/（1＋0.01×41）＝1.31g/cm3 P压＝1.31/1.68＝0.77 注：实验室最大干密度为1.68g/cm3、最优含水率为18.7％
土壤田间持水量与土壤干容重的测定分析 摘要：土壤田间持水量与土壤干容重是土壤的重要水分常数，用室内环刀法准确测定土壤田间持水量与干容重常数，更好的服务于抗旱工作。 关键词：土壤；田间持水量；土壤干容重；测定 1.概况 延安和榆林两市地处陕西北部，地势西北高，东南低，基本地貌类型是黄土塬、梁、峁、沟、塬，是黄土高原经过现代沟壑分割后留存下来的高原面。两市主要土壤类型为陕北黄土高原黑垆土、黄绵土带与分布于长城沿线、毛乌素沙漠南缘的栗钙土灰钙土带。两市大部属暖温带气候，榆林北部长城沿线属中温带气候，地处干旱半干旱地区，年降水总量少，降水分布极不均匀，地下水资源贫乏,以旱作农业为主。 目前为了满足延安、榆林两市土壤墒情监测需求，延安水文水资源勘测局于2009年开始墒情监测工作，目前辖区共布设了土壤墒情监测站点7处，其中延安市4处（枣园、安塞、交口河、吴旗），榆林市3处（榆林、米脂、绥德）。 2.测定目的 田间持水量，指在地下水较深和排水良好的土地上充分灌水或降水后，允许水分充分下渗，并防止蒸发，经过一定时间，土壤剖面所能维持的较稳定的土壤水含量。是换算土壤相对湿度的重要参数。 土壤干容重，是指土壤在自然结构状态下，单位体积的干土重量。用以土壤重量含水量与体积含水量之间的换算。 由于延安水文局土壤墒情监测工作处于起步阶段，现在所采用的田间持水量、土壤干容重数值是由省防办提供的灌溉测定站上世纪80年代的成果，不能准确反映监测站点田间持水量，造成土壤墒情监测的计算成果有一定的误差。为了更好的服务于抗旱工作，提供准确的土壤水分常数，所以开展本次监测点土壤田间持水量、土壤干容重的测定。 3.方法选用 本次测定采用室内环刀法即在选定的地块用环刀采取原状土，将装有原状土的环刀置于盛水的搪瓷盘中使其含水量达到饱和。将装有饱和的原状土环刀连滤纸一起放在装有干土（或石英沙）的环刀上充分吸水，使土壤中的重力水排出，待环刀中土壤达到最大毛管悬着水，此时从环刀内取出原状土测定含水量值即为该土壤的田间持水量，土壤样品的干土重与土壤样品体积之比即为土壤干容重。 4.测定仪器及取样地点选取
1—1土壤样品的采集与处理 1—1.1土壤样品的采集 (8) 1—1.2土壤样品的处理 (9) 1—2土壤水分的测定 1—2.1土壤吸湿水的测定.................................... . (10) 1—2.2土壤田间持水量的测定.................................... . (10) 第一篇土壤分析 1—1 土壤样品的采集与处理 土壤样品的采集是土壤分析工作中的一个重要环节，是直接影响着分析结果和结论是否正确的一个先决条件。由于土壤特别是农业土壤本身的差异很大，采样误差要比分析误差大得多，因此必须重视采集有代表性的样品。另外，要根据分析目的不同而采用不同的采样和处理方法。 1—1.1 土壤样品的采集 1 土壤中有效养分的含量因季节的不同而有很大的差异。分析土壤养分供应的情况时，一般都在 常用的采样工具有铁锨、管形土钻和螺旋土钻。 2 (1)土壤剖面样品。研究土壤基本理化性质，必须按土壤发生层次采样。一般每层采样1kg，分别装入袋中并做好标记。 (2)土壤物理性质样品。如果是进行土壤物理性质的测定，必须采集原状土壤样品。在取样过程中，须保持土块不受挤压，样品不变形，并要剥去土块外面直接与土铲接触而变形部分。 (3)土壤盐分动态样品。研究盐分在土壤剖面中的分布和变动时，不必按发生层次采样，可从地表起每10cm或20cm采集一个样品。 (4)耕作层土壤混合样品。为了评定土壤耕层肥力或研究植物生长期内土壤耕层中养分供求情况，采用只取耕作层20cm深度的土样，对作物根系较深的或熟土层较厚的土壤，可适当增加采样深度。 采样点的选择一般可根据土壤、作物、地形、灌溉条件等划分采样单位。在同一采样单位里地形、土壤、生产条件应基本相同。土壤的混合样品是由多点混合而成。一般采样区的面积小于10亩时，可取5个点的土壤混合；面积为10—40亩时，可取5—15个点的土壤混合；面积大于40亩时，可取15—20个点的土壤混合。在丘陵山区，一般5—10亩可采一个混合样品。在平原地区，一般30—50亩可采一个混合样品。 对角线取样法(图1)：适用于面积不大，地势平坦，肥力均匀的地块。 棋盘式取样法(图2)：适用于中等面积，地势平坦、地形完整，但地力不均匀的地块。 之字形取样法(图3)：适用于面积较大，地势不平坦地形多变的地块。 如果采来的土壤样品数量太多，可用四分法将多余的土壤弃去，一般保留1kg左右的土壤即可。四分法的方法是：将采集的土壤样品弄碎混合并铺成四方形，然后划对角线分成四等份，取其对角的两份，其余两份弃去。如果所得的样品仍然很多，可再用四分法处理，直到所需数量为止。 取土样1kg装袋，袋内外各放一标签，上面用铅笔写明编号、采集地点、地形、土壤名称、时间、深度、作物、采集人等，采完后将坑或钻眼填平。