土壤水分測定方法研究

　　一、土壤水分測定的主要方法
　　（1）烘幹法。烘幹法又名重量法。烘幹法測定的是土壤重量含水量，有恒溫箱烘幹法、酒精燃燒法、紅外線烘幹法等，恒溫箱烘幹法一直被認為(wei) 是zui經典和zui的標準方法。即取土樣放入烘箱，烘至恒重，此時土壤水分中的自由態水以水蒸氣形式全部散失掉。再稱重量，從(cong) 而獲得土壤水分含量。烘幹法的優(you) 點是就樣品本身而言結果可靠，是土壤水分測定的基本方法，也是檢驗其他測定方法優(you) 劣性的常用方法。但它的缺點也是明顯的，取樣時會(hui) 破壞土壤深層，且取樣困難，定點測量時不可避免由取樣換位而帶來誤差，在很多情況下難以進行長期原位監測，且受土壤空間變異性影響也比較大。另外傳(chuan) 統的測定含水量的恒溫箱烘幹法費時費力（需8小時以上），還需要幹燥箱及電源，不適合野外作業(ye) 。采用酒精燃燒法，由於(yu) 需要翻炒多次，極為(wei) 不便，不適合用於(yu) 細粒土壤和含有有機物的土壤，且容易掉落土粒或燃燒不均勻而帶來較大誤差。紅外線法測定精度雖高，但需要專(zhuan) 門的儀(yi) 器。
　　（2）射線法-中子儀(yi) 法。中子儀(yi) 法是將中子源埋入待測土壤中，中子源不斷發射快中子，快中子進入土壤介質與(yu) 各種原子離子相碰撞，快中子損失能量，從(cong) 而使其慢化。中子法十分適用於(yu) 監測田間土壤水分動態，套管*安放後不破壞土壤，能長期定位連續測定，不受滯後作用影響，測深不限。中子儀(yi) 還可與(yu) 自動記錄係統和計算機連接，因而成為(wei) 田間原位測定土壤含水量較好的方法，並得到廣泛應用。需要田間校準是中子法的主要缺點之一。另外，儀(yi) 器設備昂貴，一次性投入大。中子法對土壤采樣範圍為(wei) 一球體(ti) ，這使得在某些情況下測量結果會(hui) 出現偏差。此外，中子儀(yi) 還存在潛在的輻射危害。
　　（3）介電特性法——時域反射儀(yi) 法（TDR）。時域反射儀(yi) 法（TDR）是一種確定介電特性的測定方法。與(yu) 土壤中的固體(ti) 顆粒和空氣相比，水的介電常數在土壤中處於(yu) 支配地位，因此土壤水分含量越高，介電常數值就越大，沿波導棒的電磁波傳(chuan) 播時間就越長，通過測定土壤中高頻電磁脈衝(chong) 沿波導棒的傳(chuan) 播時間後再計算出傳(chuan) 播速度，進而就可以確定出土壤容積含水量。時域反射儀(yi) 法（TDR）克服了中子儀(yi) 的若幹缺點，它測定的精度較高，無放射性且適於(yu) 長期定點觀測。但目前，其價(jia) 格仍較高。
　　（4）遙感法。遙感法是一種非接觸式、大麵積、多時相的土壤水分監測方法。土壤水分的遙感取決(jue) 於(yu) 土壤表麵發射或反射的電磁能的測定，而土壤水分的電磁輻射強度的變化則取決(jue) 於(yu) 其電介特性或溫度，或者這兩(liang) 者的組合。微波遙感雖具有全天時、全天候、多極化和一定的穿透特性等優(you) 點，但由於(yu) 影響土壤水分變化的因素較多，因而遙感監測土壤含水率仍是農(nong) 業(ye) 遙感中的一個(ge) 難題。zui有效的途徑應該是多種遙感方法並用，發揮各自的優(you) 點，比如利用可見光和近紅外信息估算植被覆蓋，用主動微波估算粗糙度，據此由被動微波資料研究土壤水分的綜合遙感方法。
　　二、土壤水分研究現狀分析及研究展望
　　（1）土壤水分研究中存在的問題。農(nong) 學家、水力學家、生態學家、環境學家、氣象學家等在土壤水的研究中都進行了有益的研究，但應用性的各學科的聯合研究並不廣泛；目前對土壤水分運動的機理性研究雖然取得了一定進展，但由於(yu) 土壤水問題比較複雜，對於(yu) 機理性研究仍需不斷深入。就國內(nei) 而言，我國的土壤水研究工作起步較晚，但取得的成就卻是顯著的，在土壤水分測定的研究工作中，國內(nei) 科技工作者通過不懈的努力取得了許多進步，但還是與(yu) *技術存在著一定的差距。
　　（2）研究展望。隨著人口、資源與(yu) 環境成為(wei) 可持續發展的3大熱點，與(yu) 之密切相關(guan) 的土壤水研究亦必在可持續發展的戰略高度下向縱深發展。土壤水分研究涉及土壤學、農(nong) 業(ye) 氣象學、植物生理學、水力學、環境學、生態學、地學等多學科的交叉聯合研究是未來土壤水分測定研究的發展趨勢；隨著環境問題的不斷日益嚴(yan) 峻，土壤中的溶質運移、汙染物的擴散稀釋、優(you) 先流等理論研究將受到關(guan) 注。基於(yu) 不同陸麵過程的土壤水分動態變化研究將是一個(ge) 主要研究方向；出於(yu) 對宏觀與(yu) 全局研究的需要，遙感技術將更廣泛地應用於(yu) 探討點、麵和區域的土壤水特點、相應的尺度效應和尺度轉換等方麵；土壤水分的測試儀(yi) 器將更為(wei) 精密，土壤水分的動態基理性研究將更加深入，以農(nong) 業(ye) 節水和用水為(wei) 中心的土壤水與(yu) 作物關(guan) 係研究將廣泛開展；土壤水分測定儀(yi) 器將會(hui) 向高精度、分布式、智能化方向發展。