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實用丨土壤含水量測量方法介紹
閱讀：483 發(fā)布時間：2024-4-29水是植物生長所需重要因素之一,，土壤中水分的多少直接影響著作物的生長情況，因為水作為溶劑溶解了土壤中的無機元素,，而這些元素恰是植物自身無法得到的,。因此,，了解并測定土壤中水分含量，對我們來說是十分重要的,。那么,，我們如何才能知道土壤中含水量的多少呢？
現(xiàn)在測定土壤中的水分的方法有很多種,，其中比較前沿的方法是利用微波,、中子、伽馬射線,、土壤水分傳感器等進行測量,，但由于其測量方法過于專業(yè)，接下來,，我們將具體介紹幾種方法,。
土壤含水量測量方法
01稱重法(Gravimetric)
也稱烘干法，是可以直接測量土壤水分方法,，也是目前國際上的標準方法,。=烘干法，顧名思義,，便是通過對比土壤烘干前后質量得出土壤中水分重量,。具體方法如下：
1在野外用土鉆取有代表性的新鮮土樣，將土鉆中部所需深度處的土壤約20g,，捏碎后迅速裝入已知準確質量的大型鋁盒內,，蓋緊，裝入木箱或其他容器,，帶回室內,，將鋁盒外表擦拭干凈，立即稱重,，盡早測定水分,。2將盛有新鮮土樣的大型鋁盒在天平上稱重，準確至0.01g,。3揭開盒蓋,，放在盒底下，置于已預熱至105±2℃的烘烤箱中烘烤,。4取出,，蓋好，在干燥器中冷卻至室溫,，再次進行稱重,。
至此，可以得到含水土壤和不含水土壤的質量，兩者之差便是土壤中所含水分,。所含水分與干土壤的質量之比便是這份土壤的含水率了。
通過對于土壤中水分的測定,，有助于我們進行合理的灌溉,，選擇合適的植物進行播種，來節(jié)約我們可貴的水資源,。例如,，我們可以在土壤相對濕潤的地方種植像蕨類一樣喜濕的植物，而在較為干燥的地方種植如小麥一樣的喜干植物,，同時,，我們還可以通過合理搭配種植保護土壤。
02張力計法(Tensiometer)
也稱負壓計法,，它測量的是土壤水吸力測量原理如下：當陶土頭插入被測土壤后,，管內自由水通過多孔陶土壁與土壤水接觸，經(jīng)過交換后達到水勢平衡,，此時,，從張力計讀到的數(shù)值就是土壤水(陶土頭處)的吸力值，也即為忽略重力勢后的基質勢的值,，然后根據(jù)土壤含水率與基質勢之間的關系(土壤水特征曲線)就可以確定出土壤的含水率,。
03電阻法(Electricalresistance)
多孔介質的導電能力是同它的含水量以及介電常數(shù)有關的，如果忽略含鹽的影響,，水分含量和其電阻間是有確定關系的電阻法是將兩個電極埋入土壤中,，然后測出兩個電極之間的電阻。但是在這種情況下,，電極與土壤的接觸電阻有可能比土壤的電阻大得多,。因此采用將電極嵌入多孔滲水介質(石膏、尼龍,、玻璃纖維等)中形成電阻塊以解決這個問題,。
04中子法(Neutronscattering)
中子法就是用中子儀測定土壤含水率中子儀的組成主要包括：一個快中子源，一個慢中子檢測器,，監(jiān)測土壤散射的慢中子通量的計數(shù)器及屏蔽匣,，測試用硬管等?？熘凶釉丛谕寥乐胁粩嗟胤派涑龃┩噶軓姷目熘凶?，當它和氫原子核碰撞時，損失能量最大,，轉化為慢中子(熱中子),，熱中子在介質中擴散的同時被介質吸收，所以在探頭周圍，很快的形成了持常密度的慢中子云,。
05r-射線法 (Gamma-rayattenuation)
γ-射線法的基本原理是放射性同位素(現(xiàn)常用的是137Cs,，241Am)發(fā)射的γ-射線法穿透土壤時，其衰減度隨土壤濕容重的增大而提高,。
06駐波比法(Standing wave ratio)
自從 Topp等人在 1980年提出了土壤含水率與土壤介電常數(shù)之間存在著確定性的單值多項式關系,，從而為土壤水分測量的研究開辟了一種新的研究方向，即通過測量土壤的介電常數(shù)來求得土壤含水率從電磁學的角度來看,，所有的絕緣體都有可以看著是電介質,，而對于土壤來說，則是于土壤固相物質,、水和空氣三種電介質組成的混合物,。在常溫狀態(tài)下，水的介電常數(shù)約為80,，土壤固相物質的介電常數(shù)約為 3~5,，空氣的介電常數(shù)為 1，可以看出,，影響土壤介電常數(shù)主要是含水率,。Roth等提出了利用土、水和空氣三相物質的空間分配比例來計算土壤介電常數(shù),，并經(jīng) Gardner等改進后,，為采用介電方法測量土壤水分含量提供了進一步的理論依據(jù)，并利用這些原理進行土壤含水率的測量,。
07光學測量法(Optical)
光學測量法是一種非接觸式的測量土壤含水率方法,。光的反射、透射,、偏振也與土壤含水率相關,。先求出土壤的介電常數(shù)，從而進一步推導出土壤含水率,。
08時域反射法(TDR)
時域反射法(Timedomainreflectrometry,，TDR)也是一種通過測量土壤介電常數(shù)來獲得土含水率的一種方法。TDR的原理是電磁波沿非磁性介質中的傳輸導線的傳輸速度V= c /ε ,，而對于已知長度為 L 的傳輸線,，又有 V = L / t ，于是可得ε = (ct / L)2,，其中 c 為光在真空中的傳播速度,， ε 為非磁性介質的介電常數(shù)， t為電磁波在導線中的傳輸時間,。而電磁波在傳輸?shù)綄Ь€終點時,，又有一部分電磁波沿導線反射回來，這樣入射與反射形成了一個時間差 T。因此通過測量電磁波在埋入土壤中的導線的入射反射時間差 T 就可以求出土壤的介電常數(shù),，進而求出土壤的含水率,。