5種土壤水分測量方法比較以及分析

操作方法

優(yōu)點

缺點

烘干法

將用土鉆取好的土樣置于事先稱重的鋁盒 （若需要測土壤體積含水率,改用環(huán)刀取樣） 中稱重,然后一起放入烘箱,在105～110℃ （溫度過高,有機(jī)質(zhì)易碳化散逸） 溫度下烘至恒重 （間隔3 h的測量差異不超過3mg）,實際操作中一般烘12～14 h ,在干燥器中冷卻 20 min稱重即可,2次重量的差即為土壤含水率。

對硬件要求不高 , 就樣品本身而言結(jié)果可靠。一般認(rèn)為 , 傳統(tǒng)的烘干法測得的土壤水分值是可信的 , 可作為其它各種土壤水分測量方法的校正標(biāo)準(zhǔn)。

烘干法費時、費力 , 深層取樣困難,取樣會破壞土壤,不能實現(xiàn)對土壤水分定點連續(xù)觀測 , 受土壤空間變異性影響較大。

張力計法

在應(yīng)用張力計測量土壤含水率之前,必須建立土壤水吸力和當(dāng)前土壤含水率之間的關(guān)系,即俗稱的土壤水分特征曲線。這種關(guān)系受土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)的影響,在1個閉合的多孔陶瓷壓力盤產(chǎn)生不同壓力作用于測定土樣,測出土壤的不同殘余水分含量,便可得到對應(yīng)的土壤水分特征曲線。

能夠比較準(zhǔn)確地測量濕潤土壤的基質(zhì)勢, 能夠定點連續(xù)觀測 , 受土壤空間變異性的影響較小 ,而且設(shè)備低廉 , 適于灌溉和水分脅迫的監(jiān)測。

讀數(shù)反應(yīng)慢,需要長時間平衡后才能讀數(shù),且量程較窄,僅能測定小于8 kPa 的土壤水吸力,不適用于干燥土壤。在長期測量過程中,如遇高溫干旱季節(jié),需要給管子補充水分,且陶瓷頭易損壞,需要定期養(yǎng)護(hù)或更換, 運行費用較高。

中子法

中子從 1個高能量的中子源發(fā)射到土壤中,與土壤中氫原子 （絕大部分存在于水分子中） 碰撞后 , 能量衰減 , 這些能量衰減的中子可被檢測器檢測到 ,通過標(biāo)定建立檢測到的中子數(shù)與土壤含水率的函數(shù)關(guān)系 ,便可轉(zhuǎn)化得到土壤含水率。

測量時不破壞土壤結(jié)構(gòu) , 測量速度快 , 測量結(jié)果準(zhǔn)確
, 可定點連續(xù)觀測 , 且無滯后現(xiàn)象

不能實現(xiàn)長期大面積的動態(tài)監(jiān)測，受土壤質(zhì)地和容重的影響,室內(nèi)外校準(zhǔn)曲線差異較大, 同時中子儀設(shè)備昂貴,又需專門的防護(hù)設(shè)備, 一次性投入大,特別是對人存在潛在的輻射危害, 因此并不能廣泛應(yīng)用。

時域/頻域反射儀

根據(jù)電磁波在介質(zhì)中傳播頻率計算出土壤的介電常數(shù) Ka , 從而利用土壤介電常數(shù)和土壤體積含水量 （ θ v） 之間的經(jīng)驗關(guān)系計算出土壤含水率。

無核輻射,極其快速,可以定點原位連續(xù)測定,且測定值。在常規(guī)土壤中,這一儀器的測量誤差小于5 %。一般不需標(biāo)定,測量范圍廣 （含水率0～100 %）,操作簡便,野外和室內(nèi)都可使用,TDR探針可長期埋在土壤中，需要的時候再連上TDR測量。另外,TDR受土壤鹽度影響很小,能夠測量表層土壤含水率

TDR的測量值受溫度、容重、土質(zhì)的影響,在導(dǎo)電率較高的土壤中 （如鹽堿地）,其測量精度也會降低，對有機(jī)質(zhì)含量高、容重特別高或特別低以及重黏土壤需要重新標(biāo)定后才能使用。目前,TDR 在國內(nèi)的使用主要依賴進(jìn)口,且價格較高,其應(yīng)用也受到一定限制。

專業(yè)測量儀器法（如土壤墑情與旱情管理系統(tǒng)、土壤墑情與旱情監(jiān)測系統(tǒng)、
土壤墑情與旱情監(jiān)測儀、土壤旱情監(jiān)測系統(tǒng)詳細(xì)介紹見http://www.trsfyq.com/product/27.html）

整個試驗田平均分成八個區(qū)域，每個區(qū)域的中心位置作為監(jiān)測點，監(jiān)測點分別編號為A，B，C，D，E，F(xiàn)，G。每個檢測點，按照土壤墑情監(jiān)測規(guī)范SL000-2005安裝土壤水分傳感器，可采用垂度多點法，按需求布點。

能夠?qū)崟r地進(jìn)行記錄以及監(jiān)測，同時可以將檢測的結(jié)果上傳到電腦，通過使用相對應(yīng)的計算軟件將結(jié)果繪成圖，并可以將他制成表格等功能，測量精度高安裝方便，性能穩(wěn)定，可靠性高，方便維護(hù)。

價格昂貴