土壤含水量的定义
第五章土壤水、空气和热量
主要教学目标：学会分析土壤肥力要素水、气、热之间的关系。由于土壤水分的重要作用，因此首先要求学生掌握土壤水的形态学观点和能量学观点。在基本知识掌握的基础上，并能系统地处理土壤水、气、热三者的相互关系和调节措施。
主要内容：
第一节土壤水的类型
第二节土壤水分含量的表示方法
第三节土壤水分能量的分析
第四节土壤水分的管理与调节
第五节土壤空气和热量
第六节土壤水、气、热的相互关系
第一节土壤水的类型
土壤学中的土壤水是指在一个大气压下，在105℃条件下能从土壤中分离出来的水分。土壤中液态水数量最多，对植物的生长关系最为密切。液态水类型的划分是根据水分受力的不同来划分的，这是水分研究的形态学观点。这一观点在农业、水利、气象等学科和生产中广泛应用。
一、吸湿水
土壤颗粒从空气中吸收的汽态水分子。
从室外取土，放在室内风干若干时间后，表面上看似乎干燥了，但把土壤放在烘箱中烘烤，土壤重量会减轻；再放置到常温常压下，土壤重量又会增加，这表明土壤吸收了空气中的水汽分子。
土壤的吸湿性是由土粒表面的分子引力作用所引起的，一般来说，土壤中吸湿水的多少，取决于土壤颗粒表面积大小和空气相对湿度。由于这种作用的力非常大，最大可达一万个大气压，所以植物不能利用此水，称之为紧束缚水。
二、膜状水
土粒吸足了吸湿水后，还有剩余的吸引力，可吸引一部分液态水成水膜状附着在土粒表面，这种水分称为膜状水。
重力不能使膜状水移动，但其自身可从水膜较厚处向水膜较薄处移动，植物可以利用此水。但由于这种水的移动非常缓慢（0.2—0.4mm/d），不能及时供给植物生长需要，植物可利用的数量很少。当植物发生永久萎蔫时，往往还有相当多的膜状水。
三、毛管水
当把一个很细的管子（毛细管）插入水中后，水分可以上升的较高于水平面，并保持在毛细管中。
毛管水：由于毛管力的作用而保持在土壤中的液态水。毛管水可以有毛管力小的方向移向毛管力大的方向，毛管力的大小可用Laplace公式计算：
P = 2T/r
式中的P为毛管力，T为水的表面张力，r为毛管半径。
根据毛管水是否与地下水相连，可分为2种类型：
毛管悬着水：降水或灌溉后，由地表进入土壤被保存在土壤中的毛管水。
毛管上升水：或毛管支持水，土壤中受到地下水源支持并上升到一定高度的毛管水。
影响毛管上升水的因素：地下水水位和毛管孔隙状况
毛管水上升高度用下式计算： H=75/d，d为土粒平均直径（上升高度与颗粒直径间关系见p142的附表）。
若假设土粒的d为0.001毫米，据公式得出H为75米，但这个数据无法从实验中得到证实。实际上，一般毛管水的上升高度不超过3—4米，这可能是由于毛管直径太小，当达到一定长度后，很容易被堵塞。
四、重力水
降水或灌溉后，不受土粒和毛管力吸持，而在重力作用下向下移动的水，称为重力水。植物能完全吸收重力水，但由于重力水很快就流失（一般两天就会从土壤中移走），因此利用率很低。
五、地下水
在土壤中或很深的母质层中，具有不透水层时，重力水就会在此层之上的土壤孔隙中聚积起来，形成水层，这就是地下水。
在干旱条件下，土壤水分蒸发快，如地下水位过高，就会使水溶性盐类向上集中，使含盐量增加到有害程度，即所谓的盐渍化；在湿润地区，如地下水位过高，就会是土壤过湿，植物不能生长，有机残体不能分解，这就是沼泽化。
第二节土壤水分含量的表示方法
一、土壤绝对含水量
1、重量百分数：土壤水分的重量占烘干土的百分率。
2、体积百分数：
土壤容积含水量%=土壤重量含水量*容重
意义：可反映土壤孔隙的充水程度，可计算土壤的固、液、气相的三相比。
如土壤含水量（重量）20%，容重为1.2。则土壤容积含水量为20%*1.2=24.0% 土壤总孔隙度=1—1.2/2.65=55%
空气所占体积为55%—24%=31%
固相体积为100—55%=45%
3、土壤蓄水量（立方米/亩）=每亩面积（平方米）*土层深度*土壤容重*土壤重量含水量
如土壤田间持水量为25%（重量），容重1.1。测得土壤自然含水量为10%，现将没亩1米深的土层内含水量提高到田间持水量水平，问应灌多少水（立方米/亩）
应灌水量（立方米/亩）=666.6*1*1.1*（25%—10%）=110立方米/亩（重量×密度×差含水量）
4、水层厚度：单位面积上一定土层厚度内含有的水层厚度，可与雨量相比。
水层厚度(mm)=土层厚度（h）*土壤容重（d）*重量百分数%*10
5、水体积：水层厚度乘以面积。
二、土壤相对含量
土壤水分含量占饱和含水量的百分比或占田间持水量的百分比。
三、水分常数：土壤含水量根据受土壤各种力的作用达到某种程度的水量，对于同一土壤来说，此时的含水量基本不变，称为土壤水分常数，又叫水分特征值，它是一些与植物吸收水分有关系的数值。
1、吸湿系数（最大吸湿水量）
是在相对湿度接近饱和空气时，土壤吸收水汽分子的最大量与烘干土重的百分率。
2、凋萎系数
当植物产生永久凋萎时的土壤含水量。此时土壤水主要是全部的吸湿水和部分膜状水。
经验公式凋萎系数=吸湿系数*（1.34～1.5）
3、田间持水量
当土壤被充分饱和后，多余的重力水已经渗漏，渗透水流已降至很低甚至停止时土壤所持的含水量。
此时水分类型包括吸湿水、膜状水和全部毛管悬着水。
田间持水量=吸湿系数*2.5
测定方法（野外）：在野外地里灌水后，铺上枯枝落叶防止蒸发，两天后，重力水下渗，这时所测得的土壤含水量就是田间持水量。
4、全容水量
土壤完全为水所饱和时的含水量，此时土壤水包括吸湿水、膜状水、毛管水和重力水。
水分基本充满了土壤孔隙，在自然条件下，水稻土、沼泽土或降雨、灌溉量较大时可达到全容水量。
4、有效水含量
土壤中的水分，并不是全部能被植物的根系吸收利用。土壤水的有效性是指土壤水被植物吸收利用的状况。
一般情况下：
最大有效含水量（%）= 田间含水量%—凋萎系数%
有效水分含量（%）= 自然含水量%—凋萎系数%
能被植物利用的有效水的数量比较复杂，受土壤质地、结构、土壤层位及有机质含量的影响较大。
第三节土壤水分能量的分析
一、土水势
土壤水和自然界其他物体一样，含有不同数量和形式的能，处于一定的能量状态，能自发地从能量较高的地方向能量较低的地方移动。土水势是表示土壤水能量状态常用的名称。土壤水的“能”包括动能和势能，但由于土壤水在土壤中的移动速度缓慢，所以只考虑它的势能。势能是由力场中的位置决定的。土壤水分由于受各种力的影响，其势能必然会发生变化，表现为水分的自由能降低。如果要把水从土壤中抽出，必然要施以相应的力作相应的功，以克服土壤中对水作用的各种力量。土水势就是土壤水在各种力的作用下势能的变化。
由于作用力不同，土水势可以分为几个分势：
基质势：由土粒分子吸水和毛管力作用下所降低的势能，是最主要的土水势组成部分。
渗透势：土壤水中溶质所降低的势能，在一般土壤中忽略不计。
重力势：在淹水条件下，由于重力作用水向下渗漏时产生。
土水势是上述各分势的代数和。
二、土壤水吸力
1、概念：土壤水承受一定吸力的情况下所处的能态。
在概念上并不是土壤对水的吸力，但在实际应用中仍用土壤对水的吸力来表示。在数值上相当于土水势的基质分势和渗透分势。
2、表示单位：用压力作单位，即大气压或厘米水柱高；由于厘米水柱高数据太大，用起来不方便，这里采用了pF值，即用厘米水柱高的对数值来表示。
3、测定方法
主要应用张力计法。主要原理是将充满水的带有素烧瓷杯（陶土滤杯）的金属管埋入土中，素烧瓷杯有孔径在1.0—1.5um之间的细孔，瓷杯和管内充满水，水可通过细孔与土壤
水接触，当土壤水势小于瓷杯内水势时，水分由细孔进入土壤。金属管上端连接金属表，水分由瓷杯细孔进入土壤后，管内形成负压，当内外水势相等时，真空压力计上的负压读数即代表管外土壤水吸力。
三、土壤水分特征曲线
1、概念：
土壤水分含量和土壤水吸力是一个连续函数，土壤水分特征曲线就是以土壤含水量为横坐标，以土壤水吸力为纵坐标绘制的相关曲线。
土壤的水吸力或pF值越大，土壤水所受的吸力也越大，对植物的有效性就越小，当土壤对水的吸力超过了植物根系对土壤水的吸力说，即pF值大于4.5时，土壤水分就处于无效状态。土壤水分含量高，土壤水的吸力越低，土壤水本身的势能就高，土壤水的可移动性和对植物的有效性就强。
2、土壤水分特征曲线可说明两个问题：
第一，不同质地土壤达到萎蔫系数和田间持水量时，实际的含水量相差很大，但土壤水吸力相似。达到萎蔫系数时，土壤水吸力为15atm或15bar，pF为4.2；达到田间持水量时，土壤水吸力为0.3atm或0.3bar；pF为2.8。
第二，不同质地土壤含水量相同时，其吸水力相差很大。
第四节土壤水分的管理与调节
一、土壤水分的测定方法
定量测定方法
1、洪干法（标准法）
2、中子仪法
3、时域反射仪（Time Domain Reflectometry TDR）
4、张力计、电阻法、石膏法
5、压力膜
二、影响土壤水分状况的因素
1、气候：降雨量和蒸发量是两个相互矛盾的重要因素，在一定条件下，难以人为控制。
2、植被：植被的蒸腾消耗土壤的水分，而植被可以通过降低地表径流来增加土壤水分。
3、地形和水文条件：地形地势的高低，影响土壤的水分。在园林绿化生产中，要注意平整
土地。对易遭水蚀的地方，要注意修成水平梯田。
4、土壤的物理性质：土壤质地、土壤结构、土壤松紧度、有机质含量都对土壤水分的入渗、
流动、保持、排除以及蒸发等，产生重要的影响。在一定程度程度上，决定着土壤的水分状况。与气候因素相比，土壤物理性质是比较容易改变的而且是行之有效的。
5、人为影响：主要是通过灌溉、排水等措施，调节土壤的水分含量。
三、土壤水分的调节
1、灌溉和排水
2、耕作
3、施有机肥
4、地面覆盖
地膜覆盖，有很高的保墒、增温效果。对裸露的地方用小石块、粗沙或草炭、枯枝落叶、作物秸杆覆盖。种植地被植物。
5、土壤增温保墒剂土壤增温保墒剂
化学成分：高分子脂肪类经皂化后的产物，黑色。
作用：防止地表蒸发，增加地表蒸发，增加地表温度。
使用方法：稀释后，直接喷洒在土壤表面。
国外的“TAB”是一种高效的土壤保湿剂。遇水时，微粒体积可膨胀30多倍，能吸收超过自身重300——1000倍的水分，其中绝大部分可供植物吸收。
第五节土壤空气部分
一、土壤空气的组成
近地大气组成：氧气20.94%
二氧化碳0.03% 氮气78.08%
其他气体0.95% 相对湿度60——90%。
土壤空气组成：氧气10.35——20.03%
二氧化碳0.15——0.65% 氮气78.8——80.2%
相对湿度100%
土壤孔隙和土壤含水量影响土壤空气数量
二、土壤的通气性的生态意义
1、对植物的直接影响
为植物的呼吸作用，提供必需的氧气。在通气良好的条件下，土壤中的根系长、颜色浅、根毛多，根的生理活动旺盛。缺氧时，根系短而粗、色暗、根毛大量减少，生理代谢受阻。当土壤空气中，氧的浓度低于9%~10%时，根系发育就受到影响。低于5%时，大部分的植物根系就会停止发育。
2、对土壤微生物生命活动和养分转化的影响
通气良好时，好气微生物活动旺盛，有机质分解迅速、彻底，植物可吸收利用较多的速效养分。通气不良时，有机质分解和养分释放慢，还会产生有毒的还原物质（如硫化氢、磷化氢等）。
三、紧实土壤的改良
人为践踏、机械压实以及有机质缺乏、结构不良等引起的土壤紧实现象在城市绿地中异常突出。
改良措施：松土可采用人工、机械、爆破以及生物方式。
施用抗紧实的物料：粗有机物料、膨化岩类。
采用通气透水的铺装方式
强化地下通气的措施
本章重点：掌握土壤液态水的类型及其土壤水分含量的表示方法；掌握土壤水吸力的测定方法和土壤水分特征曲线的含义。
本章难点：是各种液态水分类型划分的依据，以及对土壤水分能量观点的理解。有些内容比较抽象。
复习思考题：
1、土壤水；
2、土壤吸湿水；
3、毛管水；
4、吸湿系数；
5、凋萎系数；
6、田间持水量；
7、土壤有效含水量
8、土水势；
9、土壤水吸力；10、土壤水分特征曲线；
11、土壤通气性
二、简答题
1、土壤液态水包括哪几种类型？
2、土壤水分有哪几种表示方法？
3、如何计算土壤有效水的含量？
4、如何从吸湿系数计算土壤凋萎系数和田间持水量？
5、土水势包括哪些分势？
6、土壤水分特征曲线可说明哪些问题？
7、土壤空气与大气在组成上有什么不同？
8、土壤空气与大气是如何交换的？
9、如何调节土壤的通气性？
土壤含水量的测定(烘干法)
土壤含水量的测定（烘干法） 进行土壤水分含量的测定有两个目的： 一是为了解田间土壤的实际含水状况，以便及时进行灌溉、保墒或排水，以保证作物的正常生长；或联系作物长相、长势及耕栽培措施，总结丰产的水肥条件；或联系苗情症状，为诊断提供依据。 二是风干土样水分的测定，为各项分析结果计算的基础。前一种田间土壤的实际含水量测定，目前测定的方法很多，所用仪器也不同，在土壤物理分析中有详细介绍，这里指的是风干土样水分的测定。 风干土中水分含量受大气中相对湿度的影响。它不是土壤的一种固定成分，在计算土壤各种成分时不包括水分。因此，一般不用风干土作为计算的基础，而用烘干土作为计算的基础。分析时一般都用风干土，计算时就必须根据水分含量换算成烘干土。 测定时把土样放在105～110℃的烘箱中烘至恒重，则失去的质量为水分质量，即可计算土壤水分百分数。在此温度下土壤吸着水被蒸发，而结构水不致破坏，土壤有机质也不致分解。下面引用国家标准《土壤水分测定法》。 2.3.1适用范围 本标准用于测定除石膏性土壤和有机土（含有机质20%以上的土壤）以外的各类土壤的水分含量。 2.3.2方法原理 土壤样品在105±2℃烘至恒重时的失重，即为土壤样品所含水分的质量。 2.3.3仪器设备 ①土钻；②土壤筛： xx1mm；③铝盒：
小型直径约40mm，高约20mm；大型直径约55mm，高约28mm；④分析天平： 感量为 0.001g和 0.01g；⑤小型电热恒温烘箱；⑥干燥器： xx变色硅胶或无水氯化钙。 2.3.4试样的选取和制备 2.3. 4.1风干土样选取有代表性的风干土壤样品，压碎，通过1mm筛，混合均匀后备用。 2.3. 4.2新鲜土样在田间用土钻取有代表性的新鲜土样，刮去土钻中的上部浮土，将土钻中部所需深度处的土壤约20g，捏碎后迅速装入已知准确质量的大型铝盒内，盖紧，装入木箱或其他容器，带回室内，将铝盒外表擦拭干净，立即称重，尽早测定水分。 2.3.5测定步骤 2.3. 5.1风干土样水分的测定将铝盒在105℃恒温箱中烘烤约2h，移入干燥器内冷却至室温，称重，准确到至 0.001g。用角勺将风干土样拌匀，舀取约5g，均匀地平铺在铝盒中，盖好，称重，准确至 0.001g。将铝盒盖揭开，放在盒底下，置于已预热至105±2℃的烘箱中烘烤6h。取出，盖好，移入干燥器内冷却至室温（约需20min），立即称重。风干土样水分的测定应做两份平行测定。
土壤容重、孔隙度、含水率等测定方法
1．土壤含水量(含水率)测定 采用酒精燃烧法测定。 操作步聚： (1)取小铝盒若干，洗净后烘干，用天平称出每—铝盒重量(逐一标量记录) (2)在标准地内挖土壤剖面，分20cm 一层。在分层的土壤剖面上用铝盒自下而上刮一层土(约半盒、注意避开根系和石砾等杂物)，马上称重(得出湿土重十铝盒重) (3)倒入酒精8－12ml ，振荡铝盒使与土壤混合均匀(如土壤很湿要用小刀拌匀成泥浆)，点燃酒精，在火焰将熄灭时，用小刀轻拔土壤，使其充分燃烧，烧完后再加入3～4ml 进行第二次燃烧(如土壤粘重、含水量较大，再加入2～3ml 酒精进行第三次燃烧)。 冷却后，马上称出重量(得干土重十盒重)。每层重复三次。 (4)土壤含水量及现有贮水量计算 ①土壤含水量(重量)＝％重（干土重＋盒重）－盒干土重＋盒重）（湿土重＋盒重）－（100? ＝水分重／干土重×l00％ ②土壤含水量(体积)＝） （）容重（土壤含水量（重量％）33g/cm 1g/cm ? ＝％土壤体积 水分体积100? (注：水的容重一般取lg ／cm 3) 2．土壤物理性质测定 采用环刀法 操作步聚： (1)首先量取环刀的高度和内径，计算出其容积(标记、做好记录)： V ＝πr 2H 式中：V —环刀体积(cm 3) R —环刀内半径(cm) H —环刀高度(cm) 将环刀在天平上称重(做好标记、记录)。 (2)选择标准地，在测定地点做一平台(山地)，挖土壤剖面，分层取样测定(按20cm —层)，每层设三个重复。 (3)打入环刀(一定要垂直打入，且不能晃动)，待土壤至环刀下沿齐平时，在环刀上垫—滤纸层后把盖盖好，挖出环刀，用刀削平底部土壤，垫好滤纸，盖好下盖。迅速称重(得：自然土重十环刀重)
土壤含水量及 求 农田作物需水量
土壤含水量及农田作物需水量 一、土壤含水量的计算 1．土壤重量含水量（重量百分数） 指一定重量的土壤中水分重量占干土重的百分数。干土指在105℃ 下烘干的土壤（干土≠风干土），通常要求烘干时间达8小时以上，准 确则要求烘至衡重。它是普遍应用的一种表示方法，也是经典方法。 一般情况下，如果文献中未做任何说明，则均表示“重量含水量”。如 烘干法测定的结果，其含水量的重量百分数（水重%）可由下式求得： 例1：测得湿土重为95克，烘干后重79克，求重量含水量。 %3.20%10079 7995%=?-=水重 2．土壤容积含水量（水容积百分数） 指一定土壤水的容积占土壤容积的百分数。它可以表明土壤水充满 土壤孔隙的程度及土壤中水、气的比率。常温下如土壤的密度为1 克/ 厘米3，因此土壤容积含水量或水容积百分数（水容积%）可由下式求 得： 土壤容重 自然状态下，单位体积内干土重，单：g/cm 3。容重是土壤的一个 十分重要的基本参数，在土壤工作中用途较广，以下举例说明。 （1）判断土壤的松紧程度 容重可用来表示土壤的松紧程度，疏 蓊或有团粒结构的土壤容重小，紧实板结的土壤则容重大，如下表。 容重（g/cm 3） 松紧程度 孔隙度 （%） < 1.00 最松 > 60 1.00~1.14 松 60~56 1.14~1.26 适合 56~52 1.26~1.30 稍紧 52~50 > 1.30 紧 < 50
（2）计算土壤重量 每公顷或每亩耕层土壤有多重，可用土壤的 平均容重来计算，同样一定面积土壤（地）上的挖土或盆裁填土量， 也要利用容重来计算。 例1：一个直径为40cm ，高为50cm 的盆，如果按1.15g/cm 3容重 计算，问需装多少（干）土？ 解：(40/2)2 ? 3.14 ? 50 ? 1.15 = 72220克 = 72公斤 如一亩地面积（6.67?106cm 2）的耕层厚度为20cm ，容重为 1.15g/cm 3，其总重量为： 6.67 ? 106 ? 20 ? 1.15 = 1.5 ? 108(g) = 150(t) = 150000kg = 30 万 斤土 （3）计算土壤各组分的数量 根据土壤容重，可以计算单位面积 土壤的水分、有机质含量、养分和盐分含量等，作为灌溉排水、养分 和盐分平衡计算和施肥的依据。 如上例中的土壤耕层，现有土壤含水量为5%，要求灌水后达到 25%，则每亩的灌水定额为： 6.67 ? 106 ? 20 ? 1.15 ? (25% - 15%) = 30(m 3) 又如上例，土壤耕层的全N 含量为0.1%，则土壤耕层（0~20cm ） 含N 素总量为: 6.67 ? 106 ? 20 ? 1.15 ? 0.1% = 150t ? 0.1% = 150kg 例2：如某土壤水含量（水重%）为20.3%，土壤容重为1.20(克/ 厘米3)，求土壤容积百分数（水容％） 水容% = 20.3% ? 1.2 = 24.4% 又如某土壤容重为1.20，该土的总孔隙度为%10065.220.11???? ??- = 55%，则其土壤容积饱和含水量为55%，饱和重量含水量为37.7%，空气所 占的容积为55% - 24.4% = 30.6% 3．土壤水贮量（农田贮水深） 以水层厚度（水毫米）表示。指一定厚度土层内土壤水的总贮量相当 多少水层厚度（毫米）。它便于与气象资料－降水量、蒸发量及作物耗 水量等进行比较。土壤水贮深（水毫米）可同下式求得：
土壤水份和植物组织含水量的测定
土壤水份和植物组织含水量的测定 实验的目的与要求： 通过对植物和土壤水分的测定来学习和使用烘干法水分测定仪，掌握实验和实习的技巧，了解一定的实习的规则！ 通过对实习数据的比较，以及结合自身的知识来分析土壤和植物组织含水量的关系，了解水分对植物生长的影响，了解土壤中水分对植物生长的影响。 结合生态学的知识来分析土壤和植物含水量受整个生态系统的影响。 实验的主要内容： 记录实验地的周围环境的各种生态环境因素，如温度，风向，湿度。 测量土壤和植物组织含水量值，在不同的环境下测量对比，同一环境下不同物种的值。 记录实验测量的数据值，分析得出结论。 实习的主要工具： 1.烘干法水分测定仪（LSH-100A型）： 最大秤量：100g 实际标尺分度值：1mg 准确度级别：2级 水分测量允许误差：±0.2%（样品≥2克） 水分含量测定可读性：0.01% 测量水分范围：0~100% 加热源：卤素灯（环型400W） 温控精度：±1℃ 加热温度设定：室温～160℃（以1℃调整） 时间设定：0～180min（以1min调整） 测量方法：手动、自动 操作温度范围：10～30℃ 电源及功耗：AC220V±22V 50Hz 420W 秤盘尺寸：￠100mm 外壳尺寸：360mm×250mm×270mm 净重：7kg 实验用剪刀、小袋子 实验原理： 首先对同一环境下的不同生长情况的高山榕进行水分的测定，记录数据并比较，然后对不同环境下的不同株池杉进行水分的测定，在数据中得出结论。用烘干法测定仪进行含水量的测定，使用小塑料袋来装实验品以防止植物叶子和土壤水分的蒸发。 实验的步骤： 首先进行样本的采样，在学校的马路边分别进行不同生长情况高山榕叶子的取样，然后再树下进行土壤的取样。在昭阳湖旁不同地方生长情况相同的池杉的叶子和土壤的进行取样。将取来的样品装入袋中，并做好标签。 预热烘干法测定仪后，将取来的样品放入烘干仪中保持5-8分钟，待屏幕中的数值稳定后进行数据的记录。 对数据进行整理分析和讨论，得出结论。 实验的结果：
土壤含水量测量实验报告
土壤水分的测定实验 一、实验目的 1、了解土壤的实际含水情况，以便适时灌排，保证植物生长对水分的需求。 2、风干土样水分的测定，是各项分析结果计算的基础。土壤水分含量的多少，直接影响土壤的固、液、气三相比例，以及土壤的适耕性和植物的生长发育。 二、实验原理 土壤水分大致分为化学结合水、吸湿水和自由水三类。自由水是可供植物自由利用的有效水和多余水，可以通过土壤在空气中自然风干的方法从土壤中释放出来；吸湿水是土壤颗粒表面被分子张力所吸附的单分子水层，只有在105-110℃下才能摆脱土壤颗粒表面分子力的吸附，以气态的形式释放出来，由于土粒对水汽分子的这种吸附力高达成千上万个大气压，所以这层水分子是定向排列，而且排列紧密，水分不能自由移动，也没有溶解能力，属于无效水；而化学结合水因为参与了粘土矿物晶格的组成，所以是以OH-的形式存在的，要在600--700℃时才能脱离土粒的作用而释放出来。 土壤含水量的测定方法很多，如烘干法、酒精燃烧法和中子测量法等，其中烘干法是目前国际上土壤水分测定的标准方法，虽然需要采集土样，并且干燥时间较长但是因为它比较准确，且便于大批测定，故为常用的方法。 将土壤样品放在105℃±2℃的烘箱中烘至恒重，求出土壤失水重量占烘干重量的百分数。在此温度下，包括吸湿水（土粒表面从空气中吸取活动力强的水汽分子而成的一种水分）在内的所有水分烘掉，而一般土壤有机质不致分解。 三、实验器材 铝盒、烘箱、干燥器、天平、小铲子、小刀。 四、实验步骤 1、在室内将铝盒编号并称重，重量记为W0 。 2、用已知重量的铝盒在天平上称取欲测土样15—20克，称量铝盒与新鲜土壤样
几个重要的土壤水分常数和土壤含水量的表示方法
几个重要的土壤水分常数和土壤含水量的表示方法 一、田间蓄水量= 666."7×土层深度（m）×容重×含水量（…%）/.067 二、生育期耗水量=播前土壤水分储量+生育期（阶段）降水量—收获期各处理土壤水分储量 三、生产年度耗水量=播前土壤水分储量+前茬作物收获后降水量—收获期各处理土壤水分储量 四、水分生产效率（Kg/mm）=处理产量/耗水量 五、提高水分转化效率（%）=（处理水分生产效率—ck水分生产效率）/ ck 水分生产效率 六、1㎜降雨相当于 666."7㎡土壤中增加了 0."67方水，即， 666."7㎡土壤中每增加1方水，相当于降雨增加 1."5㎜ 七、土壤蓄水量（立方米/亩）=每亩面积（平方米）×土层深度×土壤容重×土壤重量含水量 八、W= h×p×b%×10 式中: W为土壤贮水量(mm);h为土层深度(cm);p为土壤容重(g/cm3);b%为土壤水分重量百分数。 九、常用的土壤水分常数有以下几种：
①最大分子持水量： 当膜状水达到最大数量时的土壤含水量称为最大分子持水量。 ②田间持水量： 当毛管悬着水达到最大数量时的土壤含水量称为田间持水量。③毛管持水量： 当毛管上升水达到最大数量时的土壤含水量称为毛管持水量。 ④饱和含水量： 当土壤全部孔隙被水分所充满时，土壤便处于水分饱和状态，这时土壤的含水量称为饱和含水量或全持水量。 ⑤凋萎系数： 当土壤含水量降至一定程度时，由于植物的吸水力小于土壤的持水力，植物便因水分亏缺而发生永久性凋萎，此时的土壤含水量称做凋萎系数，也叫永久凋萎含水量。 十、土壤含水量表示方法 土壤含水量表示方法有以下几种，为了描述的方便，我们以汉字的形式表示它的计算公式 ①以重量百分数表示土壤含水量 土壤含水量以土壤中所含水分重量占烘干土重的百分数表示，计算公式如下： 土壤含水量（重量％）＝（原土重-烘干土重）/烘干土重×100％＝水重/烘干土重×100％ ②以容积百分数表示土壤含水量
土壤含水量测定方法小结
土壤含水量测定方法小结 1，烘干称重； 这个不多说了。准确度最高，但测定得到的是质量含 水量，与其他方法所得数据进行比较是注意换算。 2，中子仪； 技术比较成熟，准确性极高，是烘干法以外的第二标 准方法。 但是中子仪测定需要安装套管，理论上可达任何深度，设备昂贵，投入很大。中子射线对操作者身体有损害，严格来说需要相关证件才可以操作。无法测定表层土 壤。 3，电阻法； 一般使用石膏块作为介质埋设地下，石膏块中埋设两根导线，导线之间的石膏成分组成电阻，石膏块电阻与土壤含水量相关。石膏块制作简单，哪怕进口的成品成本也是非常低廉，可以作很多重复，可以不破坏土壤在田间连续自动监测。存在问题，石膏块滞后时间较长，所以不可能用来做移动式测定和自动灌溉系统。石膏块只适合用于非盐碱土壤中，同时石膏块不适合使用直流电（文献查得，表示怀疑，因为所有的石膏块读书表都是用干电池作为电源），测定受土壤类型影响很大，标定结果会随时间改变，达到一定年 限后，石膏会逐渐溶解到土壤中。 4，TDR（Time Domain Reflectometry） TDR有两种时域反射仪和时域延迟，两者均简称TDR。TDR技术是当前土壤水分测定装置的主流原理，可以连续、快速、准确测量。可以测量土壤表层含
水量。一般的TDR原理的设备响应时间约10-20秒，适合移动测量和定点监测。测定结果受盐度影响很小，TDR缺点是电路比较复杂，设备较昂贵。 5，FDR（Frequency Domain Reflectometry）几乎具有TDR的所有优点，探头形状非常灵活。比较夸张的甚至可以放在做成犁状放在拖拉机后面运动中 测量。FDR相对TDR需要更少的校正工作。 TDR和FDR同样有一个缺点，当探头附近的土壤有空洞或者水分含量非常不均匀时，会影响测定结果。 非常奇怪的是，基于FDR原理的往往是低端的仪器设备，根据笔者实际使用经验，FDR技术可能在精度上存在瓶颈，经常在5%的误差左右，写文章时候数据基本上不好用。
测量土壤含水量的方法汇总
测量土壤含水量的方法有哪些 土壤水分是指由地面向下至地下水面（浅水面）以上的土壤层中的水分，它能够供给 作物生产，是农业生产的必要条件，也是土壤肥力的重要组成部分。在农业生产种植中，对土壤水分进行有效的监测，有利于及时了解土壤的肥力状况，为合理施肥、科 学灌溉、加强土壤环境管理起到重要作用。 目前，用于监测土壤含水量的方法很多种，但归纳起来主要有以下几大类： （1）烘干法：又称重量测定法，即取土样放入烘箱，烘干至恒重。此时土壤水分中自由态水以蒸汽形式全部散失掉，再称重量从而获得土壤水分含量。烘干法还有红外法、酒精燃烧法和烤炉法等一些快速测定法。 （2）中子仪法：将中子源埋入待测土壤中，中子源不断发射快中子，快中子进入土壤介质与各种原子离子相碰撞，快中子损失能量，从而使其慢化。当快中子与氢原子碰 撞时，损失能量最大，更易于慢化，土壤中水分含量越高，氢原子就越多，从而慢中
子云密度就越大。中子仪测定水分就是通过测定慢中子云的密度与水分子间的函数关系来确定土壤中的水分含量。 （3）γ射线法：与中子仪类似，γ射线透射法利用放射源137Cs放射出γ线，用探头接收γ射线透过土体后的能量，与土壤水分含量换算得到。 （4）土壤水分传感器法：目前采用的传感器多种多样，有陶瓷水分传感器，电解质水分传感器、高分子传感器、压阻水分传感器、光敏水分传感器、微波法水分传感器、电容式水分传感器等等。 （5）时域反射法：即TDR（Time Domain Reflectometry）法，它是依据电磁波在土壤介质中传播时，其传导常数如速度的衰减取决于土壤的性质，特别是取决于土壤中含水量和电导率。 （6）频域反射法：即FDR（Frequency Domain Reflectometry）法，该系统是通过测量电解质常量的变化量测量土壤的水分体积含量，这些变化转变为与土壤湿度成比例的毫伏信号。
土壤含水量测量方法
土壤含水量测量方法 ( 1 )称重法(Gravimetric) 也称烘干法，这是唯一可以直接测量土壤水分方法，也是目前国际上的标准方法。用土钻采取土样，用0.1g 精度的天平称取土样的重量，记作土样的湿重 M，在 105℃的烘箱内将土样烘 6~8 小时至恒重，然后测定烘干土样，记作土样的干重 Ms 土壤含水量=(烘干前铝盒及土样质量-烘干后铝盒及土样质 量)/(烘干后铝盒及土样质量-烘干空铝盒质量)*100% ( 2 )张力计法(Tensiometer) 也称负压计法，它测量的是土壤水吸力测量原理如下：当陶土头插入被测土壤后，管内自由水通过多孔陶土壁与土壤水接触，经过交换后达到水势平衡，此时，从张力计读到的数值就是土壤水(陶土头处)的吸力值，也即为忽略重力势后的基质势的值，然后根据土壤含水率与基质势之间的关系(土壤水特征曲线)就可以确定出土壤的含水率 ( 3 ) 电阻法(Electricalresistance) 多孔介质的导电能力是同它的含水量以及介电常数有关的，如果忽略含盐的影响，水分含量和其电阻间是有确定关系的电阻法是将两个电极埋入土壤中，然后测出两个电极之间的电阻。但是在这种情况下，电极与土壤的接触电阻有可能比土壤的电阻大得多。因此采用将电极嵌入多孔渗水介质(石膏、尼龙、玻璃纤维等)中形成电阻块以解决这个问题 ( 4 ) 中子法(Neutronscattering) 中子法就是用中子仪测定土壤含水率中子仪的组成主要包括：一个快中子源，一个慢中子检测器，监测土壤散射的慢中子通量的计数器及屏蔽匣，测试用硬管等。快中子源在土壤中不断地放射出穿透力很强的快中子，当它和氢原子核碰撞时，损失能量最大，转化为慢中子(热中子)，热中子在介质中扩散的同时被介质吸收，所以在探头周围，很快的形成了持常密度的慢中子云
土壤含水量的表达方式
土壤含水量(soil moisture content)的表示方法 1 质量含水量：土壤中所含水质量与烘干土质量的比值。 土壤质量含水量（%）= 用数学公式表示为： ——质量含水量（自然含水率或绝对含水量）（%）； 式中：θ m w ——湿土质量； 1 ——烘干土质量。 w 2 2 容积含水量：单位土壤总容积中水分所占的容积分数。 土壤容积含水量（%）= 其数学表达式为： ——土壤实际含水量的体积百分率，（%）； 式中：θ v ——土壤总体积，cm3； V s V ——水所占的体积，cm3。 w 土壤含水量的质量含水量与容积含水量之间的换算关系如下： 式中：ρ——土壤容重，g/cm3。
多数土壤密度（容重）在1~1.8之间，沙质土密度多在1.4~1.7g/cm3，壤质土在前两者之间 3 相对含水量(relative moisture)：指土壤含水量占田间持水量的百分数。 土壤相对含水量（%）= 4 土壤水层厚度：指一定面积一定土层厚度的土壤中所含土壤水量相当于相 同面积下水层的厚度，多用mm 表示。 式中：T ——水层厚度，mm； w ——土层厚度，mm； T s 采用土壤水层厚度的方便之处在于它可直接用于与大气降水量、土壤蒸发散的比较、计算。 5 绝对水体积（容量）：指一定面积一定厚度土壤中所含水量的体积，量纲 为「L3」。它主要用于确定灌水量和排水量，一般在不标明土壤厚度 时，通常指1米土深。 在农业生中，及时掌握封墒情情很重要。利用感官检验土壤墒情，具有简便、快速度等特点。 饱墒含水量18.5%~20%，土色深暗发黑，用手捏之成团，抛之不散，可搓成条，手上有明显的水迹。饱墒为适耕上限，土壤有效含水量最大。 适墒含水量15.5%~18.5%，土色深暗发暗，手捏成团，抛之破碎，手上留有湿印。适墒是播种耕作适宜的墒情，有效含水量较高。 黄墒含水量12%~15%，土色发黄，手捏成团，易碎，手有凉爽感觉。黄墒适宜耕作，有效含水量较少，播种出苗不齐，需要灌溉。 干土含水量在8%以下，土色灰白，土块硬结，细土松散。干土无作物可吸收的水分，不适宜耕作和播种。
土壤含水量的测定实验报告书
1. 实验二 土壤含水量的测定 （烘干法与酒精燃烧法） 一、目的意义 进行土壤含水量的测定有两个目的：一是为了解田间土壤的实际含水情况，以便及时进行播种、灌排、保墒措施，以保证作物的正常生长；或联系作物长相长势及耕作栽培措施，总结丰产的水肥条件。二是风干土样水分的测定，是各项分析结果计算的基础。 土壤含水量的测定方法很多，如烘干法、酒精燃烧法和中子测量法等，其中烘干法是目前国际上土壤水分测定的标准方法，虽然需要采集土样，并且干燥时间较长但是因为它比较准确，且便于大批测定，故为常用的方法。 二、土壤自然含水量的测定 土壤自然含水量是指田间土壤中实际的含水量，它随时在变化之中，不是一个常数。土壤自然含水量测定的方法，介绍烘干法和酒精燃烧法。 （一）烘干法 1．方法原理 将土壤样品放在105℃±2℃的烘箱中烘至恒重，求出土壤失水重量占烘干重量的百分数。在此温度下，包括吸湿水（土粒表面从空气中吸取活动力强的水汽分子而成的一种水分）在内的所有水分烘掉，而一般土壤有机质不致分解。 2．操作步骤 （1）将铝盒擦净，烘干冷却，在1/100天平上称重，并记下铝盒号码（A ）。 （2）在田间取有代表性的土样（0~20cm ）20g 左右，迅速装入铝盒中，盖好盒盖，带回室内（注意铝盒不可倒置，以免样品撒落），在天平上称重（B ），每个样品至少重复测3份。 （3）将打开盖子的铝盒（盖子放在铝盒旁侧或盖子平放在盒下），放人105℃±2℃的恒温箱中烘6~8小时。 （4）待烘箱温度下降至50℃左右时，盖好盖子，置铝盒于干燥器中30分钟左右，冷却至室温，称重（C ），如无干燥器，亦可将盖好的铝盒放在磁盘或木盘中，待至不烫手时称重。 （5）然后，启开盒盖，再烘4小时，冷却后称重，一直到前后两次称重相差不超过1%时为止（C ）。 3．结果计算 土壤含水量（%）= 100A C C B ?-- 式中：A — 铝盒重（g ） B — 铝盒加湿土重（g ） C — 铝盒加烘干土重（g ） 4．注意事项 （1）烘箱温度以105℃±2℃为宜，温度过高，土壤有机质易碳化逸失。在烘箱中，一
土壤自然含水量的测定
土壤自然含水量的测定（烘干法） 一、仪器设备。 1、铝盒：大型的、小型的、玻璃的。 2、天平：感量为0.01g（百分之一）。 3、电热恒温鼓风干燥箱。 4、干燥器：内有变色硅胶或无水氯化钙。 二、土壤样品：通过2㎜筛（10目）的土壤样。 三、操作步骤。 1、小型铝盒的烘干及称量。①编号，将铝盒标记好实验号。②取小型铝盒在恒温干燥箱中于105℃±2℃烘约2小时。③用钳子将空铝盒移入干燥内冷却至室温（约20分钟）称重，精确至0.0001g，作好记录。 2、称土样，称取土样约5g，精确至0.0001g，作好记录。 3、土样装盒及烘干。将称好的土壤样，均匀地平铺装在铝盒内，铝盒盖倾斜放在铝盒上，置于已预热至105℃±2℃的恒温干燥箱中烘约6小时。 4、土样盒称重。将烘干的土样盒取出，盖好，移入干燥器内冷至室温（约20分钟），立即称重，精确到0.0001g，作好记录。 5、结果计算：结果保留小数点后一位。 6、注意事项： ①保持干燥内的干燥剂整洁。 ②试样必须烘6小时。 ③严格控制恒温温度在105℃±2℃范围内。
土壤有机质的测定 （油溶加热重铬酸钾—容量法） 一、仪器设备。 1、油溶锅。用20—26㎝的不锈钢锅代替，内装固体石蜡（工业用）。 2、硬质试管。18—25㎜×200㎜。 3、铁丝笼。大小和形状与油溶锅配套。 4、滴试管。10.00ml、25.00ml。 5、温度计。300℃。 6、电炉。1000W，配套有消毒柜。 二、试剂。 1、重铬酸钾消煮用液[1/6K2Cr2O7=0.8mol.L-1]； 称取40.0g重铬酸钾溶于600—800mL水中，过滤到1L量筒内，用水洗涤滤纸，并加水至1L。 2、浓硫酸消煮用液。取密度为1.84的浓硫酸加水定容至1L，保存待用。 3、重铬酸钾标准溶液（0.2000mol.L-1）。 称取经130℃烘2-3小时的重铬酸钾（优级纯）9.807克，先用少量水溶解，然后无损地移入1000ml容量瓶中，加水定容。 4、硫酸亚铁铵标准溶液（0.2mol.L-1） 称取硫酸亚铁铵78.4g，溶解于600—800ml水中，加浓硫酸20ml，搅拌均匀，定容至1000ml，贮于棕色瓶中保存。 每次使用时标定其浓度。吸取0.2000 mol.L-1重铬酸钾标准液25.00ml于150ml三角瓶中，加入浓硫酸3-5ml和邻菲罗啉指示剂2-3滴，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，由橙黄-蓝绿-棕红即可，根据硫酸亚铁铵溶液消耗量计算其浓度，取中间值 C=G·V1/V2=0.2×25÷V2 V2=滴定时消耗硫酸亚铁铵标准液的体积（ml）。 5、邻菲罗啉指示剂。
土壤容重的测定方法
土壤容重的测定方法 土壤容重是指单位容积原状土壤干土的质量,通常以克/厘米3表示;孔隙度是指单位容积土壤中孔隙所占的百分率,即土壤固体颗粒间孔隙的百分率.土壤总孔隙度包括毛管孔隙及非毛管孔隙. 土壤容重大小反映土壤结构、透气性、透水性能以及保水能力的高低，一般耕作层土壤容重1~1.3克/厘米3，土层越深则容重越大，可达1.4~1.6克/厘米3，土壤容重越小说明土壤结构、透气透水性能越好。测定土壤容重的方法很多，着重介绍环刀法： 1、仪器：环刀（容积为100厘米3）、天平（感量0.1克和0.01克）、烘箱、环刀托、削小刀、小铁铲、铝盒、钢丝锯、干燥器等。 2、操作步骤：先在田间选择挖掘土壤剖面的位置，然后挖掘土壤剖面，观察面向阳。挖出的土放在土坑两边。挖的深度一般是1米，如只测定耕作层土壤容重，则不必挖土壤剖面。 用修土刀修平土壤剖面，并记录剖面的形态特征，按剖面层次分层采样，每层重复3个。 将环刀托放在已知重量的环刀上，环刀内壁稍涂上凡士林，将环刀刃口向下垂直压入土中，直至环刀筒中充满样品为止。若土层坚实，可用手锄慢慢敲打，环刀压如时要平稳，用力一致。 用修土刀切开环刃周围的土样，取出已装上的环刀，细心削去环刀两端多余的土，并擦净外面的土。同时在同层采样处用铝盒采样，测定自然含水量。 把装有样品的环刀两端立即加盖，以免水分蒸发。随即称重（精确到0.01克），并记录。 将装有样品的铝盒烘干称重（精确到0.01克），测定土壤含水量。或者直接从环刀筒中取出样品测定土壤含水量。 3、结果计算：环刀容积按下式计算： V=лr2h 式中：V——环刀容积（厘米3）； r——环刀内半径（厘米）； h——环刀高度（厘米）； л——圆周率（3.1416）。 按下式计算土壤容重： rs=g.100/v.(100+W)
土壤含水量的定义
第五章土壤水、空气和热量 主要教学目标： 学会分析土壤肥力要素水、气、热之间的关系。由于土壤水分的重要作用，因此首先要求学生掌握土壤水的形态学观点和能量学观点。在基本知识掌握的基础上，并能系统地处理土壤水、气、热三者的相互关系和调节措施。 主要内容： 第一节土壤水的类型 第二节土壤水分含量的表示方法 第三节土壤水分能量的分析 第四节土壤水分的管理与调节 第五节土壤空气和热量 第六节土壤水、气、热的相互关系 第一节土壤水的类型 土壤学中的土壤水是指在一个大气压下，在105℃条件下能从土壤中分离出来的水分。土壤中液态水数量最多，对植物的生长关系最为密切。液态水类型的划分是根据水分受力的不同来划分的，这是水分研究的形态学观点。这一观点在农业、水利、气象等学科和生产中广泛应用。 一、吸湿水 土壤颗粒从空气中吸收的汽态水分子。 从室外取土，放在室内风干若干时间后，表面上看似乎干燥了，但把土壤放在烘箱中烘烤，土壤重量会减轻；再放置到常温常压下，土壤重量又会增加，这表明土壤吸收了空气中的水汽分子。
土壤的吸湿性是由土粒表面的分子引力作用所引起的，一般来说，土壤中吸湿水的多少，取决于土壤颗粒表面积大小和空气相对湿度。由于这种作用的力非常大，最大可达一万个大气压，所以植物不能利用此水，称之为紧束缚水。 二、膜状水 土粒吸足了吸湿水后，还有剩余的吸引力，可吸引一部分液态水成水膜状附着在土粒表面，这种水分称为膜状水。 重力不能使膜状水移动，但其自身可从水膜较厚处向水膜较薄处移动，植物可以利用此水。但由于这种水的移动非常缓慢（ 0."2— 0."4mm/d），不能及时供给植物生长需要，植物可利用的数量很少。当植物发生永久萎蔫时，往往还有相当多的膜状水。 三、xx 当把一个很细的管子（毛细管）插入水中后，水分可以上升的较高于水平面，并保持在毛细管中。 xx： 由于毛管力的作用而保持在土壤中的液态水。毛管水可以有毛管力小的方向移向毛管力大的方向，毛管力的大小可用Laplace公式计算： P = 2T/r 式中的P为毛管力，T为水的表面张力，r为毛管半径。 根据毛管水是否与地下水相连，可分为2种类型： xx管悬着水： 降水或灌溉后，由地表进入土壤被保存在土壤中的毛管水。 毛管上升水：
土壤含水量实验报告
常州工学院市政工程 检测实习报告 土壤水分的测定 专业土木工程 班级12土一班 姓名申海彬苏磊孙玉鹏王佳男 学号12040116 12040117 12040118 12040120 成绩 日期2015年10月22日
一、实验目的 进行土壤含水量的测定有两个目的： 一是为了解田间土壤的实际含水情况，以便及时进行播种、灌排、保墒措施，以保证作物的正常生长；或联系作物长相长势及耕作栽培措施，总结丰产的水肥条件。 二是风干土样水分的测定，是各项分析结果计算的基础。 土壤含水量的测定方法很多，如烘干法、酒精燃烧法和中子测量法等，其中烘干法是目前国际上土壤水分测定的标准方法，虽然需要采集土样，并且干燥时间较长但是因为它比较准确，且便于大批测定，故为常用的方法。 二、实验器材 铝盒、烘箱、干燥器、天平、土钻、小刀。 三、实验内容 土壤自然含水量是指田间土壤中实际的含水量，它随时在变化之中，不是一个常数。土壤自然含水量测定的方法：烘干法。 1．方法原理 将土壤样品放在105℃±2℃的烘箱中烘至恒重，求出土壤失水重量占烘干重量的百分数。在此温度下，包括吸湿水（土粒表面从空气中吸取活动力强的水汽分子而成的一种水分）在内的所有水分烘掉，而一般土壤有机质不致分解。2．操作步骤 烘干法是测定土壤含水量的通用方法，测定本身的误差取决于所用天平的精确度和取样的代表性，所以在田间取样时，需要注意取样点的代表性。 测定步骤如下： （一）用已知重量的铝盒在天平上称取欲测土样15—20克。 （二）将盛土样的铝盒放入烘箱内，打开盖，在105～110℃温度条件下连续烘6小时，取出后，放入干燥器内冷却。 （三）将铝盒盖盖上，从干燥器中取出，称量。 （四）称后再将盖打开，放入105～110℃温度的烘箱中烘2小时，取出称重，如此连续烘至恒重（两次差数小于0.05克）
土壤容重与田间持水量测定方法
测定方法： 1. 土壤容重 土壤容重是指单位容积原状土壤干土的质量，通常以克/厘米3表示;孔隙度是指单位容积土壤中孔隙所占的百分率，即土壤固体颗粒间孔隙的百分率.土壤总孔隙度包括毛管孔隙及非毛管孔隙. 土壤容重大小反映土壤结构、透气性、透水性能以及保水能力的高低，一般耕作层土壤容重1~1.3克/厘米3，土层越深则容重越大，可达1.4~1.6克/厘米3，土壤容重越小说明土壤结构、透气透水性能越好。测定土壤容重的方法很多，着重介绍环刀法： 1、仪器：环刀（容积为100厘米3）、天平（感量0.1克和0.01克）、烘箱、环刀托、削小刀、小铁铲、铝盒、钢丝锯、干燥器等。 2、操作步骤：先在田间选择挖掘土壤剖面的位置，然后挖掘土壤剖面，观察面向阳。挖出的土放在土坑两边。挖的深度一般是1米，如只测定耕作层土壤容重，则不必挖土壤剖面。用修土刀修平土壤剖面，并记录剖面的形态特征，按剖面层次分层采样，每层重复3个。将环刀托放在已知重量的环刀上，环刀内壁稍涂上凡士林，将环刀刃口向下垂直压入土中，直至环刀筒中充满样品为止。若土层坚实，可用手锄慢慢敲打，环刀压如时要平稳，用力一致。 用修土刀切开环刃周围的土样，取出已装上的环刀，细心削去环刀两端多余的土，并擦净外面的土。同时在同层采样处用铝盒采样，测定自然含水量。 把装有样品的环刀两端立即加盖，以免水分蒸发。随即称重（精确到0.01克），并记录。 将装有样品的铝盒烘干称重（精确到0.01克），测定土壤含水量。或者直接从环刀筒中取出样品测定土壤含水量。 3、结果计算：环刀容积按下式计算： V=лr2h 式中：V——环刀容积（厘米3）； r——环刀内半径（厘米）； h——环刀高度（厘米）； л——圆周率（3.1416）。 按下式计算土壤容重： rs=G.100/v.(100+W) 式中：rs——土壤容重（克/厘米3）； G——环刀内湿样重（克）； V——环刀容积（厘米3）； W——样品含水量（%）。 此法允许平行绝对误差<0.03克/厘米3，取算术平均值。
土壤容重孔隙度含水率等测定方法
土壤容重孔隙度含水率等 测定方法 Newly compiled on November 23, 2020
1．土壤含水量(含水率)测定 采用酒精燃烧法测定。 操作步聚： (1)取小铝盒若干，洗净后烘干，用天平称出每—铝盒重量(逐一标量记录) (2)在标准地内挖土壤剖面，分20cm 一层。在分层的土壤剖面上用铝盒自下而上刮一层土(约半盒、注意避开根系和石砾等杂物)，马上称重(得出湿土重十铝盒重) (3)倒入酒精8－12ml ，振荡铝盒使与土壤混合均匀(如土壤很湿要用小刀拌匀成泥 浆)，点燃酒精，在火焰将熄灭时，用小刀轻拔土壤，使其充分燃烧，烧完后再加入3～4ml 进行第二次燃烧(如土壤粘重、含水量较大，再加入2～3ml 酒精进行第三次燃烧)。 冷却后，马上称出重量(得干土重十盒重)。每层重复三次。 (4)土壤含水量及现有贮水量计算 ①土壤含水量(重量)＝％重 （干土重＋盒重）－盒干土重＋盒重）（湿土重＋盒重）－（100? ＝水分重／干土重×l00％ ②土壤含水量(体积)＝）（）容重（土壤含水量（重量％）33 g/cm 1g/cm ? ＝％土壤体积 水分体积100? (注：水的容重一般取lg ／cm 3) 2．土壤物理性质测定 采用环刀法 操作步聚： (1)首先量取环刀的高度和内径，计算出其容积(标记、做好记录)： V ＝πr 2H 式中：V —环刀体积(cm 3)
R —环刀内半径(cm) H —环刀高度(cm) 将环刀在天平上称重(做好标记、记录)。 (2)选择标准地，在测定地点做一平台(山地)，挖土壤剖面，分层取样测定(按20cm —层)，每层设三个重复。 (3)打入环刀(一定要垂直打入，且不能晃动)，待土壤至环刀下沿齐平时，在环刀上垫—滤纸层后把盖盖好，挖出环刀，用刀削平底部土壤，垫好滤纸，盖好下盖。迅速称重(得：自然土重十环刀重) (注：第(3)步测完后马上测定该层土壤含水量，见土壤含水量测定)可测出土壤容重。 (4) 将环刀样品带回室内，拿掉上盖(保留滤纸)。将环刀放入盛水的容器中(2—3mm 水层，随水减少，逐渐加水，保持此水层)。大约2小时左右(人不能离开)至土层滤纸一湿，取出环刀(用滤纸吸干)盖好上盖马上称重(得：经浸水2小时左右带土环刀重)。然后放回原处，每隔l 小时取出反复称重，直到恒重，可测出土壤毛管孔隙度。 (5)将环刀土样继续放入盛水容器中，往容器加水至水面与环刀上层齐平。净置6小时后取出环刀。稍置10秒钟。使多余水流出，用干布将环刀擦干后称重。(得：浸水6小时带土环刀重)，然后再将环刀放回容器中，放置4～5小时后，再次称重，直到恒重。可测得土壤总孔隙度。 (6)土壤物理性质指标的计算 ①环刀内干土重(g)＝1 g ＋土壤含水量（重量％））－环刀重（（自然土重＋环刀重） ②土壤容重(g/cm 3)＝） 环刀容积（）环刀内干土重（ 3cm g ③土壤毛管孔隙度(容积) ＝％）环刀容积（））－环刀内干土重（）－环刀重（小时左右带土环刀重（吸水100cm g g g 23
土壤含水量及求农田作物需水量
土壤含水量及农田作物需水量 一、土壤含水量的计算 1．土壤重量含水量（重量百分数） 指一定重量的土壤中水分重量占干土重的百分数。干土指在105℃ 下烘干的土壤（干土≠风干土），通常要求烘干时间达8小时以上，准确则要求烘至衡重。它是普遍应用的一种表示方法，也是经典方法。一般情况下，如果文献中未做任何说明，则均表示“重量含水量”。如烘干法测定的结果，其含水量的重量百分数（水重%）可由下式求得： 例1：测得湿土重为95克，烘干后重79克，求重量含水量。 % 3.20%10079 7995%=?-=水重 2．土壤容积含水量（水容积百分数） 指一定土壤水的容积占土壤容积的百分数。它可以表明土壤水充满土壤孔隙的程度及土壤中水、气的比率。常温下如土壤的密度为1 克/厘米3，因此土壤容积含水量或水容积百分数（水容积%）可由下式求得： 土壤容重 自然状态下，单位体积内干土重，单：g/cm 3。容重是土壤的一个十分重要的基本参数，在土壤工作中用途较广，以下举例说明。 （1）判断土壤的松紧程度 容重可用来表示土壤的松紧程度，疏 蓊或有团粒结构的土壤容重小，紧实板结的土壤则容重大，如下表。
容重（g/cm3）松紧程 度 孔隙度 （%） < 1.00 最松> 60 1.00~1.1 4 松60~56 1.14~1.2 6 适合56~52 1.26~1.3 稍紧52~50 > 1.30 紧< 50 （2）计算土壤重量每公顷或每亩耕层土壤有多重，可用土壤的平均容重来计算，同样一定面积土壤（地）上的挖土或盆裁填土量，也要利用容重来计算。 例1：一个直径为40cm，高为50cm的盆，如果按1.15g/cm3容重计算，问需装多少（干）土？ 解：(40/2)2? 3.14 ? 50 ? 1.15 = 72220克= 72公斤 如一亩地面积（6.67?106cm2）的耕层厚度为20cm，容重为1.15g/cm3，其总重量为： 6.67 ? 106? 20 ? 1.15 = 1.5 ? 108(g) = 150(t) = 150000kg = 30 万斤土 （3）计算土壤各组分的数量根据土壤容重，可以计算单位面积土壤的水分、有机质含量、养分和盐分含量等，作为灌溉排水、养分和盐分平衡计算和施肥的依据。 如上例中的土壤耕层，现有土壤含水量为5%，要求灌水后达到25%，则每亩的灌水定额为： 6.67 ? 106? 20 ? 1.15 ? (25% - 15%) = 30(m3)
试验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m t，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m s。 4．结果计算 (2)根据公式θm=m w／m s×100％，计算土样含水量，其中：m w= m t-m s，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。
土壤学章节练习题第五章土壤水
第五章土壤水 一、名词解释 1、吸湿水 2、吸湿系数 3、膜状水 4、最大分子持水量 5、田间持水量 6、饱和含水量 7、毛管水断裂量 8、毛管上升水 9、临界深度 10、有效水 11、无效水12、萎蔫系数 13、质量含水量 14、容积含水量 15、相对含水量 16、水深 17、土水势 18、基质势 19、压力势 20、溶质势 21、重力势 22、土壤水吸力 23、土壤水分特征曲线 24、滞后现象 25、土面蒸发 26、水汽凝结 27、入渗过程
28、水的再分布 二、填空题 1、土壤含水量越少，土水势越______，土壤水吸力越______；相反，含水量越多，土水势越_______，土壤水吸力越_________。 2、数量法研究土壤水对水分类型的划分包括_____________﹑____________﹑_______________和______________，其中______________对植物有效性最高。 3、土壤含水量的表示方法有_____________﹑____________﹑_______________和______________ ，其中______________可作为判断是否需要灌溉的指标。 4、土壤水分的测定方法有______________、___________ 、______________、______________四种。 5、影响土壤水分特征曲线的因素有_____________________、____________________、 ____________________、____________________四个。 6、保墒措施放在_____________________________阶段。 7、土水势由___________、___________、___________、___________四个分势组成，在非饱和土壤中___________分势为零；在饱和土壤中___________分势为零。 8、土壤水不断以水汽的形态由表土向大气扩散而逸失的现象称为___________。 9、某土样质量为150g，在105℃烘箱中烘干至恒重的干土质量为120g，则其质量含水量为___________。 10、土壤中的水汽运动总是由水汽压______向水汽压______、由温度______向温度______扩散。 11、土面蒸发的三个阶段______________________、______________________、______________________。 12、土壤毛管水分为毛管悬着水和毛管上升水，前者的最大值称为___________，后者的最大值称为___________。 13、毛管水又分为______________和______________。 14、土水势的测定方法有____________、______________、____________、______________四种。 15、土壤含水量越高，其土水势越______，水分运动越______。 16、某土壤吸湿水含量为2%，要称取相当于 1.0000克烘干土的风干土是_________克。 17、土壤有效水分的上限是，下限是，有效水分的最的最大量是。 18、土壤含水量相同时，水吸力最大的是土壤，植物利用土壤水分的主要形态是。 19、土壤水分入渗的决定因素______________________、______________________；土壤水再分布的决定因素______________________、______________________。 20、水进入土壤包括两个过程____________、_____________。 21、土壤中溶质运移的方式、_________________、________________、_________________和_______________。 三、选择题 1、当量孔径分级中，毛管孔隙的划分标准（） A、T（土壤水吸力）>1500 kPa B、1500 kPa >T（土壤水吸力）>50 kPa C、1000 kPa >T（土壤水吸力）>50 kPa D、 T（土壤水吸力）<50 kPa 2、相同的地下水埋藏深度下，最易发生盐碱化的是（） A、砂土 B、壤土 C、粘土 D 、砾质土 3、不同质地的土壤含水量相同时，土水势最大的是（） A、砂土 B、壤土 C、粘土 D、砾土 4、土壤有效水的上限是____________。 A、最大分子持水量 B、田间持水量 C、最大吸湿量 5、下列哪个指标可作为判断是否需要灌溉的依据（） A 、田间持水量 B、萎蔫系数 C 、相对含水量 D、土壤水储量 6、当土壤水分饱和时，以下指标为零的是（） A 、基质势 B、压力势 C 、重力势 D、水吸力 7、日常生活中的夜潮和冻后聚墒是由于（）产生的。 A、对流 B、水汽扩散 C、水汽凝结 D、土面蒸发 8、土壤水的类型划分，下列表述不正确的是（） A、可分为吸湿水、膜状水、毛管水、重力水 B、吸湿水不能被吸收利用 C、膜状水属于自由水，可被吸收利用，且自由移动速度很快