土壤水分温度记录仪与直接测定方法的比较分析
自然界土壤的分布极为复杂,田问实际情况表明,在土壤质地相同的区域内,土壤特性(物理、化学及生物,性质)在同一时刻、各个空间位置上的量值并不相同,这种属性即称为土壤特性的空间变异性。土壤空间变异性,可分为系统变异和随机变异两大部分。土壤空间变异性的研究始于6O年代,我国学者于8O年代初才开始研,究土壤和水资源系统中参数的空阃变异问题,土壤水分的测定可以使用土壤水分温度记录仪进行快速的测定分析、
直接法。通过实验方法直接测定土壤水分特征曲线的方法称为直接法。直接法中有众多的实验室和田间方法,如张力计法、压力膜法、离心机法、砂芯漏斗法、平衡水汽压法、土壤水分速测仪法等,而前3种应用最为普遍。①张力计法:是土壤通过陶土杯从张力计中吸收水分造成一定的真空度或吸力,当土壤与外界达到平衡时,测出土壤基质势,再测出陶土杯周围的土壤含水量,不断变更土壤含水量并测相应的吸力,就可完成土壤水分特征曲线的测定。张力计法可用于脱水和吸水2个过程,可测定扰动土和原状土的特征曲线,是用于田间监测土壤水分动态变化重要的手段,在实际工作中得到广泛应用。但张力计仅能测定低吸力范围0~0.08Mpa的特征曲线。②压力膜法:是加压使土壤水分流出,导致土壤基质势降低直到基质势与所加压力平衡为止,测定此时的土壤含水量,通过改变压力逐步获取不同压力下的含水量即可得到水分特征曲线。压力膜法可应用于扰动土和原状土,测定特征曲线的形状与土壤固有的特征曲线相符,可应用于土壤水分动态模拟,但测定周期长,存在着土壤容重变化的问题。③离心机法:测定某吸力下所对应的含水量,原理和实验过程同压力膜法相似,但其压力来源于离心机高速旋转产生的离心力。离心机法可应用于扰动土和原状土,测定周期短,特征曲线的相对形状与土壤固有的特征曲线相符,可用于土壤水分动态模拟。但是离心机仅可测定脱水过程,且在测定过程中土壤容重变化很大,若能对容重的影响进行校正,可望有较高的测定准确度。邵明安(1985)从土壤蒸发试验的预测与实测的含水量的偏离程度初步研究了以上3种方法测定土壤基质势的差别及准确性,结果表明考虑容重变化的离心机法有较高的准确度。④砂芯漏斗法:就是用一个砂芯漏斗和连接悬挂水柱的陶土板形成对土样的吸力。它适用于扰动土和原状土,可测定吸水和脱水2个过程,但是只适合在室内使用。⑤平衡水汽压法:是根据在一个平衡体系中各相的自由能相等的原理,让土壤水自然蒸发,使其与容器中的水汽达到平衡。只要测出密封容器中的相对湿度和温度,就可计算出1g分子土壤水的势值。它要精确测定密封容器中的相对湿度,对恒温、密封条件要求比较高,但是其测定的土水势范围较宽。以上方法在概念上相对清晰,是测定土壤水分特征曲线的常用方法,但费时、费力、费资金,在测定范围上也有较大的限制,不能获取整个含水量范围内的土壤水分特征曲线,在田间测定水分特征曲线时还存在较大的不确定性。
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