常用土壤水分测量方法详细介绍

来源: /  类别:技术文章  更新时间:2020-07-31  阅读

    测量土壤水分变化,是农业科研及生产管理中非常重要的内容,因为只有在充分了解土壤水分数据的情况下,才能够有的放矢,更加科学合理地进行土壤水分的管理,促进农作物优质高产。那么土壤水分是如何测量出来的呢?下面就为大家介绍几种常用的土壤水分测量方法。

    (1)称重法:又称烘干法,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)FDR (FrequencyDomainReflectometry):FDR 的探头称为介电传感器 (Dielectric Sensor) ,主要由一对电极 (平行排列的金属棒或圆形金属环) 组成一个电容,其间的土壤充当电介质,电容与振荡器组成一个调谐电路。FDR应用100MHz正弦曲线信号,通过特殊设计的传输线到达介电传感器,介电传感器的阻抗依赖于土壤基质的介电常数。FDR 使用扫频频率来检测共振频率(此时振幅最大),土壤含水量不同,发生共振的频率不同。

    (5)时域反射法:高频电磁脉冲沿传输线在土壤中传播的速度依赖于土壤的介电特性。在一定的电磁波频率范围内 (50 M~10 GHz) ,矿物质、空气和水的介电特性为常数,因此土体的介电常数主要依赖于土壤容积含水量 (极微弱地依赖于土壤类型、紧实度、束缚水等),这样可以建立土壤容积含水量与土壤介电常数的经验方程。 TDR 通过测量高频电磁脉冲在土壤中的传播速度求得土壤的介电常数,从而计算出土壤的含水量。

    (6)探地雷达法(GPR):当高频雷达脉冲到达介电性质显著不同的两层物质界面时,部分信号被反射,由接收装置接收反射信号,并将其放大。反射信号的大小决定于两物质介电常数的差值大小和雷达波穿透深度。土壤含水量是影响介电常数的主要因子,而雷达脉冲穿透深度又受到土壤中水分含量的显著影响。

    (7)核磁共振法(NMR):利用经由不同激光发脉冲矩激发产生的核磁共振信号的初始振幅值与所探测范围内自由水含量成正比这一性质来探测水分含量的。

    (8)分离示踪剂法(PT):将非分离示踪剂和分离示踪剂通入气相系统中,分离示踪剂溶解于水,使得其在气相中的运移相对滞后于非分离示踪剂。且滞后因子为土壤含水量与亨利常数的函数。

    目前随着科技的发展,目前在行业领域,测量土壤水分,比较多的是采用专业仪器-土壤水分记录仪。该仪器通过传感器和主机配合,可以快速、准确的采集土壤数据,并在主机上显示记录,通过简单的几步即可获得土壤水分数据,而且数据还可以无线传输或导出,非常方便,该方法也已经成为行业领域广泛采用的土壤水分测量方法之一。

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