一土壤含水量的测定

实验一土壤含水量的测定一、测定意义严格地讲，土壤含水量应称作土壤含水率，因其所指的是相对于土壤一定质量或容积个的水量分数或百分比，而不是土壤所含的绝对水量。土壤含水量的多少，直接影响土壤的固、液、气三相比，以及土壤的适耕性和作物的生长发育。因此在农业生产中，需要经常了解田间土壤含水量，以便适时灌溉或排水，保证作物生长对水分的需要，并利用耕作予以调控．达到高产丰收的目的。二、方法选择的依据土壤含水量目前常用的测定方法有：烘干法、中子法、γ射线法和TDR法(又称时域反射仪法)。其中后二种方法需要待别的仪器，有的还需—定的防护条件，这里不再作详细介绍，只介绍较为简便的烘干法、酒精燃烧法和野外测定法。三、土壤含水量(自然含水量)的测定（一）实验室烘干法测定烘干法的优点是简单、直观，缺点是采样会干扰田间土壤水的连续性，取样后在田间留下的取样孔(尽管可埂实)，会切断作物的某些根并影响土地水分的运动。烘干法的另一个缺点是代表性差。田间取样的变异系数为l0％或更大，造成这么大的变异，主要是由于土壤水在团间分布不均匀所造成的。影响土壤水在田间分布不均匀的因素主要有土塌质地、结构以及不同作物根系的吸水作用和植冠对降雨的截留等。尽管如此，烘干法还是被看成测定土壤水含量的标准方法。为避免取样误差，最好按上坟基质特征如土地质地和结构分层取样．而不是按固定间隔深度采样。1．方法原理土壤中所含的水分在105-110℃条件下能汽化，变成水蒸汽而脱离土壤。2．仪器设备烘箱、铝盒、取土钻、台秤。3．操作步陈(1)将铝盒擦净，烘干冷却，称重(可用感量0.1g台秤)。(2)田间取土15-20g装入已知重量的铝盒中，到室内称重，记录土样的湿质量mt，置于105-110℃烘箱中6—8h至恒重，然后测定烘干土样，记录土样的干质量ms。4．结果计算(1)数字整理，见下表：地名编号采样深度（cm）铝盒号铝盒重（g）铝盒+湿土重（g）铝盒+干土重（g）水重（g）干土重ms（g）含水量θm（%）测定日期：测定人：(2)根据公式θm=mw／ms×100％，计算土样含水量，其中：mw=mt-ms，θm表示土样的质量含水率，习惯上又称为质量含水量。如果知道取样点的容重ρb，则可求得土壤含水量的另一种表示形式——容积含水量θv：θv＝θm·ρb在粘粒或有机质含量高的土壤中，烘箱中的水分散失量随烘箱温度的升高而增大，因此烘箱温度必须保持在100-110℃范围内。（二）实验室酒精燃烧法此法快速，但缺点是准确性不如烘箱法，有机质含量高于3％以上之土壤不适用。因为有机质被燃烧后碳化，不能较准确的测定土壤含水量。1．方法原理利用酒精燃烧汽化土壤中之水，使之变干，根据燃烧后失重计算出土壤合水量。2．仪器设备台秤(感量千分之一克)、铝盒、量筒（10mL）、镊子3．操作步骤（1）将来回的土样混匀，用镊子把湿土中之植物根、碎石块等杂物拣掉；（2）将已称好的铝盒称土10克；（3）用10mL量筒量取灯用酒精10mL，并将酒精7mL倒入装有湿土之铝盒中，转动铝盒，使酒精与土混合均匀；（4）点燃酒精，燃烧完毕后，再加入剩余之3m1酒精，继续点燃1次，冷却后称重。4．结果计算与烘箱法相同。（三）野外测定法根据眼看、手捏土壤颜色、湿润程度、湿后变形情况，在不同的土壤质地上表现不同划分为五级测定方法见下表：野外测定不同质地土壤的含水量记录表土壤名称质地鉴定的墒性与土壤含水量备注野外土壤含水量测定标准干（干土）稍润（灰墒）润（黄墒）潮（褐墒）湿（黑墒）砂土类无湿的感觉，干块可成单粒，水分5%稍有凉意，土块一触即散，水分约为5-10%土块发凉，手捏成团，滚动不易散，扔之散碎，水分10-15%手捏成团，扔之碎成大块，手中可留下湿痕，土色发褐，水分约为15-20%手捏有渍水现象，可勉强成球或条，土色暗黑，水分20-25%壤土类无湿的感觉，水分5%左右稍有凉意，呈现半润半干之灰色，水分10%左右土块发凉，手指可捏成薄片，扔之散碎，土色发黄，水分15%左右有可塑性，能成球或条，土色发褐，水分25%左右较粘手，可成团，扔之不碎，土色暗黑，水分30%左右粘土类无湿的感觉，土块坚硬，水分5-10%稍有凉意，土块用力捏碎，手指感到痛，水分10-15%土块发凉，手指可捏成薄片，水分15-20%有可塑性，能成球或条，但有裂纹，土色发褐，水分粘手，可捏成球和条，无裂缝，土色暗黑，水分35%级别质地25-30%左右实验二土壤孔隙度的测定土壤孔隙度也称孔度，指单位容积土壤中孔隙容积所占的分数或百分数，可用下式计算：%100tptstVVVVVf（1）大体上，粗质地土壤孔隙度较低，但粗孔隙较多，细质地土壤正好相反。团聚较好的土壤和松散的土壤（容重较低）孔隙度较高。前者粗细孔的比例较适合作物的生长。土粒分散和紧实的土壤，孔隙度低且细孔隙较多。土壤孔隙度一般都不直接测定，而是由土粒密度和容重计算求得。由（1）式，可得：%100)1(%100sbtpVVf（2）式中：f——土壤孔隙度；ρs——土壤密度（g/cm3），一般取2.65g/cm3。ρb——土壤容度（g/cm3）。判断土壤孔隙状况优劣，最重要的是看土壤孔径分布，即大小孔隙的搭配情况。土壤孔径分布在土壤水分保持和运动，以及土壤对植物的供水研究中有非常重要的意义。附：土壤容重的测定(环刀法)严格地讲土壤容重应称为干容重，用符号ρb表示，其含意是干基质物质的质量与总容积之比：awsstsbVVVmVm总容积y，包括基质物质和孔隙的容积，大于Vs（基质物质占体积），因而必然小于ρs（土粒密度）。若土壤孔隙Vp占土壤总容积Vt的一半，则ρb为ρs的一半，约为1.30-1.35g／cm3左右。压实的砂土ρb可高达1.60g／cm3，不过即使最紧实的土壤ρb也显著低于ρs，因为土粒不可能将全部孔隙堵实，土壤基质仍保持多孔体的持证。松散的土壤，如有团粒结构的土壤或耕耙破碎的表土，ρb可低至1.10—1.00g／cm3。泥炭土和膨胀的粘土，ρb也低。所以ρb可以作为表示土壤松紧程度的一项尺度。（一）方法选择测定土壤容重通常用环刀法。此外，还有蜡封法，水银排出法，填沙法和γ射线法（双放射源）等。蜡封法和水银排出法主要测定一些呈不规则形状的坚硬和易碎土壤的容重。填砂法比较复杂费时，除非是石质土壤，—般大量测定都不采用此法。γ射线法需要特殊仪器和防护设施，不易广泛使用。以下介绍环刀法测容重。（二）测定原理用一定容积的环刀(一般为100cm3)切割未搅动的自然状态土样，土样充满其中，称重后计算单位容积的烘干土重量；本法适用一般土壤，对坚便和易碎的土壤、以及含大量碎石块的土壤不适用。（三）仪器环刀（容积为100cm3）和环刀托(如图)、天平(感量0.1g和0.01g)、烘箱、削土刀、钢丝锯、干燥器。环刀(左)及取样示意图（四）操作步骤（1）在田间选择挖掘土坡剖面的位置，然后按使用要求挖掘土壤剖面。一般如只测定新层土壤容重，则不必挖土壤剖面。（2）用修土刀修平土壤剖面，并记录剖面的形态持征。按剖面层次，分层采样，耕层重复4个，下面层次每层重复3个。（3）将环刀托放在已知重量的环刀上，环刀内壁稍搽上凡士林，将环刀刃口向下垂直压入土中，直至环刀筒中充满土样为止。（4）用修土刀切开环刀周围的土样，取出己充满土的环刀，细心削平环刀两端多余的土，并擦净环刀外面的土；同时在同层取样处，用铝盒采样，用于测定土壤含水量。（5）把装有土样的环刀两端立即加盖，以免水分蒸发。随即称重（精确到0.01g），并记录。（6）装有土样的铝盒烘干称重(精确到0.01g)，测定土壤含水量。或者直接从环刀筒中取出土样测定土壤含水量。（五）结果计算)1(mbVm式中：ρb——土壤容度（g/cm3）；m——环刀内湿样重量（g）；V——环刀容重（cm3），一般为100cm3；θm——样品含水量（质量含水量）（％）。或：环刀容积铝盒重)干土重铝盒重(）g/cm土壤容重（3（六）测定允许误差允许平行绝对误差＜0.03g/cm3，取算术平均值。