土壤水分测定方法研究

土壤水分测定方法研究

【摘要】本文简述了现今国内外土壤水分研究现状，总结了常用的测定土壤水分的方法及其原理，比较分析了各种测定方法的优缺点。分析出了本领域中存在的主要问题以及接下来的研究展望，为土壤水分测定精度、操作性、实用性的研究提供一定的参考。

【关键词】土壤水分；测定

一、土壤水分测定的主要方法

（1）烘干法。烘干法又名重量法。烘干法测定的是土壤重量含水量，有恒温箱烘干法、酒精燃烧法、红外线烘干法等，恒温箱烘干法一直被认为是最经典和最精确的标准方法。即取土样放入烘箱，烘至恒重，此时土壤水分中的自由态水以水蒸气形式全部散失掉。再称重量，从而获得土壤水分含量。烘干法的优点是就样品本身而言结果可靠，是土壤水分测定的基本方法，也是检验其他测定方法优劣性的常用方法。但它的缺点也是明显的，取样时会破坏土壤深层，且取样困难，定点测量时不可避免由取样换位而带来误差，在很多情况下难以进行长期原位监测，且受土壤空间变异性影响也比较大。另外传统的测定含水量的恒温箱烘干法费时费力（需8小时以上），还需要干燥箱及电源，不适合野外作业。采用酒精燃烧法，由于需要翻炒多次，极为不便，不适合用于细粒土壤和含有有机物的土壤，且容易掉落土粒或燃烧不均匀而带来较大误差。红外线法测定精度虽高，但需要专门的仪器。（2）射线法-中子仪法。中子仪法是将中子源埋入待测土壤中，中子源不断发射快中子，快

中子进入土壤介质与各种原子离子相碰撞，快中子损失能量，从而使其慢化。中子法十分适用于监测田间土壤水分动态，套管永久安放后不破坏土壤，能长期定位连续测定，不受滞后作用影响，测深不限。中子仪还可与自动记录系统和计算机连接，因而成为田间原位测定土壤含水量较好的方法，并得到广泛应用。需要田间校准是中子法的主要缺点之一。另外，仪器设备昂贵，一次性投入大。中子法对土壤采样范围为一球体，这使得在某些情况下测量结果会出现偏差。此外，中子仪还存在潜在的辐射危害。（3）介电特性法——时域反射仪法（tdr）。时域反射仪法（tdr）是一种确定介电特性的测定方法。与土壤中的固体颗粒和空气相比，水的介电常数在土壤中处于支配地位，因此土壤水分含量越高，介电常数值就越大，沿波导棒的电磁波传播时间就越长，通过测定土壤中高频电磁脉冲沿波导棒的传播时间后再计算出传播速度，进而就可以确定出土壤容积含水量。时域反射仪法（tdr）克服了中子仪的若干缺点，它测定的精度较高，无放射性且适于长期定点观测。但目前，其价格仍较高。（4）遥感法。遥感法是一种非接触式、大面积、多时相的土壤水分监测方法。土壤水分的遥感取决于土壤表面发射或反射的电磁能的测定，而土壤水分的电磁辐射强度的变化则取决于其电介特性或温度，或者这两者的组合。微波遥感虽具有全天时、全天候、多极化和一定的穿透特性等优点，但由于影响土壤水分变化的因素较多，因而遥感监测土壤含水率仍是农业遥感中的一个难题。最有效的途径应该是多种遥感方法并用，发挥各自的优点，比如利用可

见光和近红外信息估算植被覆盖，用主动微波估算粗糙度，据此由被动微波资料研究土壤水分的综合遥感方法。

二、土壤水分研究现状分析及研究展望

（1）土壤水分研究中存在的问题。农学家、水力学家、生态学家、环境学家、气象学家等在土壤水的研究中都进行了有益的研究，但应用性的各学科的联合研究并不广泛；目前对土壤水分运动的机理性研究虽然取得了一定进展，但由于土壤水问题比较复杂，对于机理性研究仍需不断深入。就国内而言，我国的土壤水研究工作起步较晚，但取得的成就却是显著的，在土壤水分测定的研究工作中，国内科技工作者通过不懈的努力取得了许多进步，但还是与国外先进技术存在着一定的差距。（2）研究展望。随着人口、资源与环境成为可持续发展的3大热点，与之密切相关的土壤水研究亦必在可持续发展的战略高度下向纵深发展。土壤水分研究涉及土壤学、农业气象学、植物生理学、水力学、环境学、生态学、地学等多学科的交叉联合研究是未来土壤水分测定研究的发展趋势；随着全球环境问题的不断日益严峻，土壤中的溶质运移、污染物的扩散稀释、优先流等理论研究将受到关注。基于不同陆面过程的土壤水分动态变化研究将是一个主要研究方向；出于对宏观与全局研究的需要，遥感技术将更广泛地应用于探讨点、面和区域的土壤水特点、相应的尺度效应和尺度转换等方面；土壤水分的测试仪器将更为精密，土壤水分的动态基理性研究将更加深入，以农业节水和高效用水为中心的土壤水与作物关系研究将广泛开展；土壤水分测定仪器将会

向高精度、分布式、智能化方向发展。

参考文献

[1]土壤水分测定方法编写组.土壤水分测定方法[m].水利电力出版社，1986

[2]张北赢，徐学选，李贵玉，白晓华.土壤水分基础理论及其应用研究进展[j].中国水土保持科学.2007

[3]刘光菘等.土壤理化分析与剖面描述[m].中国标准出版社，1996