儀器設(shè)備測量與烘干法測量及對照

1、儀器設(shè)備測量與烘干法測量的對照基本概念土壤質(zhì)量含水量m：土壤中水分的質(zhì)量WW和干土的質(zhì)量WS之比，即：土壤容積含水量V ：土壤中水分所占有的體積VW和土壤的總體積V0之比，即：干容重b：干土質(zhì)量WS與土壤體積V0之比，即：飽和含水量S： 在降雨或充分灌溉后，土壤顆粒間所有孔隙都充滿水時的含水量。土壤田間持水量FC飽和土壤大孔隙中的水在重力作用下排水23天后，重力排水過程停止，此時的土壤容積含水量。土壤相對含水量土壤含水量與田間持水量之比，即： V/ FC實驗?zāi)康挠捎谑褂脙x器測量出的是土壤的容積含水量，而傳統(tǒng)的烘干法測量的是土壤的質(zhì)量含水量，兩者存在著以下關(guān)系，其中b是土壤的容重。但由于土壤變異

2、性非常大，因此容重b必須通過科學(xué)實驗進(jìn)行測量。由此驗證兩種測量方法所得的結(jié)果是否一致，找出儀器法與烘干法測量結(jié)果的相關(guān)關(guān)系，對土壤墑情監(jiān)測有重要的意義。試驗原理用烘干法測量土壤水分傳感器埋設(shè)點附近的土壤質(zhì)量含水量。即用土鉆采集土樣，放入105110的烘箱中烘干24小時，稱取烘干前后的質(zhì)量，根據(jù)公式計算出土壤質(zhì)量含水量。用環(huán)刀測量土壤的容重，計算出土壤的容積含水量并做記錄。同時記錄下儀器采集的土壤容積含水量，每間隔10天采樣一次，如果遇到降雨，每3天測量一次，通過34個月的長期監(jiān)測，然后對所記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。 試驗器材取土鉆 1個環(huán)刀 1個帶蓋的鋁盒 若干電子秤（感量0.01g）1臺烘箱

3、1臺 試驗步驟土壤水分的測量步驟1. 選取采樣點：要求在土壤水分傳感器埋設(shè)點周圍10米范圍內(nèi)選取3-5個點，采樣點應(yīng)在地塊平坦、土壤較均勻，遠(yuǎn)離溝壑或明顯比周圍土壤潮濕或干燥的地點。2. 采集土樣：在選好的采樣點用取土鉆分別在表層以下10cm、20cm、50cm深的土層取土，裝入鋁盒中，編號并做記錄。3. 烘干土樣：將采集好的土樣帶到實驗室中，先用電子秤稱重并做記錄，然后放入105-110的烘箱中烘干24小時，取出后稱重并做記錄。4. 計算烘干法測量結(jié)果：根據(jù)公式： 計算出由烘干法所得的土壤質(zhì)量含水量。對3個點的結(jié)果求平均值，作為該深度的土壤質(zhì)量含水量。式中， WS干土重；W濕土重； m土壤質(zhì)

4、量含水量5. 儀器測量：記錄下采集土樣時儀器測量的各個深度的土壤容積含水量。儀器的讀數(shù)一定要在用土鉆采集土樣的時間同步。6. 每間隔10天重復(fù)15的操作步驟，如果遇到降雨每3天一次，試驗需進(jìn)行34個月，應(yīng)確保記錄的數(shù)據(jù)有一定的變化范圍（15%40%左右）和梯度（36%左右），如果不滿足要求需延長試驗時間，繼續(xù)觀測收集數(shù)據(jù)。試驗步驟土壤容重的測量步驟1. 用環(huán)刀在具有代表性的位置采集土樣，倒入鋁盒中，采集3個點。2. 將用環(huán)刀采集的土樣帶到實驗室中，放入105110的烘箱中烘干24小時，取出后稱重做記錄。據(jù)公式計算出土壤容重：容重干土質(zhì)量 / 環(huán)刀體積再根據(jù)公式將土壤質(zhì)量含水量轉(zhuǎn)換為容積含水量：

5、土壤容積含水量土壤質(zhì)量含水量×容重數(shù)據(jù)處理1. 將試驗所記錄的數(shù)據(jù)填入下表格并計算相關(guān)項目；2. 通過對比上表中烘干法測量的容積含水量和儀器測量的容積含水量兩項的數(shù)據(jù)，可對烘干法與儀器測量進(jìn)行對比。3.將同一深度的三個點的烘干法測得的容積含水量平均值與自動采集數(shù)據(jù)進(jìn)行對照。誤差采用絕對誤差值,即：誤差烘干法值自動采集值將實驗的測量數(shù)據(jù)和計算結(jié)果填入下表：數(shù)據(jù)處理1. 將試驗所記錄的數(shù)據(jù)填入下表格并計算相關(guān)項目；2. 通過對比上表中烘干法測量的容積含水量和儀器測量的容積含水量兩項的數(shù)據(jù)，可對烘干法與儀器測量進(jìn)行對比。3. 對儀器測量標(biāo)定方程的校正：在上表中每層分別選取10個以上從干到濕

6、，具有一點梯度的數(shù)據(jù)，以儀器測量的容積含水量做為自變量X，烘干法測量的容積含水量作為因變量Y，通過回歸分析，擬合成線性方程： Yb1Xb0求出回歸系數(shù)b0， b1。式中儀器測量的容積含水量X由原標(biāo)定方程X a3V3+a2V2a1Va0得出，所以以上公式又可以表示為：Y b1Xb0 b1（a3V3+a2V2a1Va0）b0 a3 b1V3+a2 b1V2a1 b1Va0 b1b0即： Ya3V3+a2V2a1Va0其中a0b0，a1a1 b1，a2a2 b1，a3a3 b1則此方程為修正后的儀器測量的標(biāo)定方程。對10cm、20cm、50cm三個不同深度分別按照此方法進(jìn)行。舉例以四川省清泉鄉(xiāng)站的對

7、照測量數(shù)據(jù)為例。下表所記錄的是由四川省清泉站所提供的該站2006年5月9月的20cm深處的測量與對照數(shù)據(jù)： 儀器測量與烘干法測量的對比儀器法與烘干法的線性關(guān)系用以下公式作為校正方程式中X為校正前儀器的測量值，Y為校正后的測量值校正后的測量結(jié)果特別注意：1、由于田間土壤的變異性非常大，所以烘干法取土樣時必須在埋設(shè)傳感器的周圍較均勻有代表性的位置取3個點以上，分別進(jìn)行烘干計算，然后求平均值，否則結(jié)果是不可信的。2、每次用烘干法測定的時候，都必須在取土樣的附近用環(huán)刀取土，測量土壤的容重，因為田間土壤的容重是不均勻且在變化的，如果僅僅取經(jīng)驗值將烘干法測得質(zhì)量含水量轉(zhuǎn)換為容積含水量，會有較大的偏差。3、做對照實驗，必須保證數(shù)據(jù)有一定的數(shù)量