常用土壤水分測量方法詳細(xì)介紹

土壤水分主要來源于大氣降水和灌溉水，此外，地下水上升和大氣中水汽的凝結(jié)也是土壤水分的來源。測量土壤水分變化是農(nóng)業(yè)科學(xué)研究和生產(chǎn)管理中非常重要的內(nèi)容，因?yàn)橹挥谐浞至私馔寥浪謹(jǐn)?shù)據(jù)，才能有針對(duì)性、更加科學(xué)合理地管理土壤水分，促進(jìn)作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。那么如何測量土壤水分呢?以下是幾種常用的土壤水分測量方法。

（1）稱重法：又稱烘干法，即取土樣放入烘箱，烘干至恒重。此時(shí)土壤水分中自由態(tài)水以蒸汽形式全部散失掉，再稱重量從而獲得土壤水分含量。烘干法還有紅外法、酒精燃燒法和烤爐法等一些快速測定法。

（2）中子法：將中子源埋入待測土壤中，中子源不斷發(fā)射快中子，快中子進(jìn)入土壤介質(zhì)與各種原子離子相碰撞，快中子損失能量，從而使其慢化。當(dāng)快中子與氫原子碰撞時(shí)，損失能量最大，更易于慢化，土壤中水分含量越高，氫原子就越多，從而慢中子云密度就越大。中子儀測定水分就是通過測定慢中子云的密度與水分子間的函數(shù)關(guān)系來確定土壤中的水分含量。

（3）γ射線法：與中子儀類似，γ射線透射法利用放射源137Cs放射出γ線，用探頭接收γ射線透過土體后的能量，與土壤水分含量換算得到。

（4）FDR (FrequencyDomainReflectometry)：FDR 的探頭稱為介電傳感器 (Dielectric Sensor) ,主要由一對(duì)電極 (平行排列的金屬棒或圓形金屬環(huán)) 組成一個(gè)電容,其間的土壤充當(dāng)電介質(zhì),電容與振蕩器組成一個(gè)調(diào)諧電路。FDR應(yīng)用100MHz正弦曲線信號(hào)，通過特殊設(shè)計(jì)的傳輸線到達(dá)介電傳感器，介電傳感器的阻抗依賴于土壤基質(zhì)的介電常數(shù)。FDR 使用掃頻頻率來檢測共振頻率(此時(shí)振幅最大)，土壤含水量不同，發(fā)生共振的頻率不同。

（5）時(shí)域反射法：高頻電磁脈沖沿傳輸線在土壤中傳播的速度依賴于土壤的介電特性。在一定的電磁波頻率范圍內(nèi) (50 M～10 GHz) ,礦物質(zhì)、空氣和水的介電特性為常數(shù)，因此土體的介電常數(shù)主要依賴于土壤容積含水量 (極微弱地依賴于土壤類型、緊實(shí)度、束縛水等)，這樣可以建立土壤容積含水量與土壤介電常數(shù)的經(jīng)驗(yàn)方程。 TDR 通過測量高頻電磁脈沖在土壤中的傳播速度求得土壤的介電常數(shù)，從而計(jì)算出土壤的含水量。

（6）探地雷達(dá)法（GPR）：當(dāng)高頻雷達(dá)脈沖到達(dá)介電性質(zhì)顯著不同的兩層物質(zhì)界面時(shí)，部分信號(hào)被反射，由接收裝置接收反射信號(hào)，并將其放大。反射信號(hào)的大小決定于兩物質(zhì)介電常數(shù)的差值大小和雷達(dá)波穿透深度。土壤含水量是影響介電常數(shù)的主要因子，而雷達(dá)脈沖穿透深度又受到土壤中水分含量的顯著影響。

（7）核磁共振法（NMR）：利用經(jīng)由不同激光發(fā)脈沖矩激發(fā)產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)的初始振幅值與所探測范圍內(nèi)自由水含量成正比這一性質(zhì)來探測水分含量的。

（8）分離示蹤劑法（PT）：將非分離示蹤劑和分離示蹤劑通入氣相系統(tǒng)中，分離示蹤劑溶解于水，使得其在氣相中的運(yùn)移相對(duì)滯后于非分離示蹤劑。且滯后因子為土壤含水量與亨利常數(shù)的函數(shù)。

目前隨著科技的發(fā)展，目前在行業(yè)領(lǐng)域，測量土壤水分，比較多的是采用專業(yè)儀器土壤水分測定儀。該儀器通過傳感器和主機(jī)配合，可以快速、準(zhǔn)確的采集土壤數(shù)據(jù)，并在主機(jī)上顯示記錄，通過簡單的幾步即可獲得土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)還可以無線傳輸或?qū)С?，非常方便，該方法也已?jīng)成為行業(yè)領(lǐng)域廣泛采用的土壤水分測量方法之一。