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文本内容:
第一章土壤湿度观测
1.1测定土壤水分的意义
1.2土壤湿度测定的普通规定
1.
2.1观测地段的种类
1.
2.2观测时间
1.
2.3测定深度
1.
2.4测定重复
1.
2.5几种特殊情况处理
1.3烘干称重法测定土壤温度
1.
3.1仪器及工具
1.
3.2测定程序
1.4中子仪测定土壤湿度
1.
4.1测定原理
1.
4.2仪器结构
1.
4.3测定前的准备
1.
4.4测定土壤温度程序
1.
4.5测定注意事项
1.5相对土壤湿度和土壤水分贮存量的计算
1.
5.1土壤相对含水量
1.
5.2土壤水分贮存量
1.6其它土壤水分状况项目观测
1.
6.1地下水位测定
1.
6.2干土层厚度测定
6.3降水渗透深度测定
1.
6.4土壤冻结、解冻测定第二章土壤农业水文、物理特性的测定
2.1测定项目2测定基本要求
2.1测定地段
2.2测定时间
2.3测定深度和重复
2.4土壤剖面登记3土壤容重的测定
2.
3.1原理
3.2仪器与工具
3.3测定程序
1、挖掘土壤剖面坑首先铲除测点地面上的植被(勿用手拔),再挖一个深100厘米以上(根据测定土壤容重深度而定),长约120厘米,宽约80厘米的土壤剖面坑,坑壁要垂直(见图3)
2、登记土壤剖面状况登记土壤剖面状况先沿着土坑平滑的垂直面,按土壤的颜色、结构、质地、侵入体、硬度及根系的分布情况,划分土壤发生层,再详细记载各发生层的土壤颜色、结构、质地等特征
3、采取土样
(1)、取四个重复先把固定器平放在平整过的地面上,再把第一个钢圈放入固定器的圆筒中,然后把推进器小端放在钢圈上,用木槌正砸推进器的大端(当它接近固定器圆筒时轻打)直至其贴上固定器圆筒,拿起推进器和固定器,按上述步骤和钢圈序号以10厘米的间隔把其它三个钢圈砸进土中
(2)用铁铲取出第一个钢圈,很快地清除其外表上的浮土,小心地把土柱下端削得与钢圈下沿平齐然后在取出钢圈后的土壤洞壁上用铁铲取土样600——700克放入编好序号的布袋中,供测定凋萎湿度使用对其它三个钢圈按顺序重复上述工作,上层完毕后再取下层土样,测取第三层至第十一层时,先将各层上部土铲掉厘米摆布,上、下层取土样的位置应交织顺序进行各层测定深度必须准确,钢圈下沿达到规定的深度
3、称重及烘烤每层钢圈取出后,即将逐个称量钢圈湿土共重,再从钢圈中取出50—60克土样装入土盒称重、烘烤,以备测定土壤湿度(测定方法同烘干称重法)各项称量结果经复查无误后,将钢圈内剩余土倒掉、擦净,再用其取下一层次
4、结果计算按下式计算土壤容重Mx100B=Vx(100+W)B土壤容重(克/立方厘米)V钢圈容积(立方厘米)M钢圈内湿土重(克)(土柱与钢圈重一钢圈重)W钢圈内土壤水分分量百分率先求各个层次每一个重复的土壤容重,再求平均,取两位小数4田间持水量的测定田间持水量是在地下水位较深,不与地下水相边接时,土壤所能保持的毛管悬着水的最大量,是植物有效水的上限,也是进行农田灌溉重要参数多采用田间小区灌水法测定
4.1原理在地下水位较深时,排除多余的重力水后,土层中所能保持的水量
4.
2、仪器及工具
1、测定土壤湿度所需的工具一套
2、米尺、水桶、秤
2.
4.
3、测定程序
1、测定场地的准备在所测定的地段上量取面积为4平方米(2米x2米)的平整场地,拔掉杂草,稍加平整,周围做一道较结子的土填,以便灌水
2、灌水前土壤湿度的测定在离准备好的场地1——L5米处,根据当地应测定田间持水量的深度,取2个重复的土样测定土壤湿度(测定方法见第一章),并求算出所有重复的平均值
3、灌水与覆盖小区灌水量普通按下式求算(a-b)-d-ShQ=2100Q灌水量,单位为立方米a假设的所测深度土层中的平均田间持水量,普通沙土为20%壤土为25%黏土为35%;b:灌水前所测定的平均土壤湿度d所测深度的平均土壤容重,普通取
1.5Os灌水场地面积,以平方米为单位h所要测定的深度,以米为单位;2保证小区需水量的保证系数按以上各项规定,公式则可简化为Q=
0.12(a—b)(立方米)干旱地区可适当增加灌水量所有水应一次灌完,为避免水流冲坏表土可先在小区内放一些蒿草再灌水当水分全部下渗后,再盖上草席和塑料布,以防止蒸发和降水落到小区内
4、测定土壤湿度灌水后当多余的重力水下渗后,开始测定土壤湿度第一次测定土壤湿度的时间,根据不同土壤性质而定,普通沙性土灌后1—2天,壤性±2—3天,粘性±3—4天以后每天取一次,每次取四个重复,下钻地点应在灌水场地中央土壤湿度测定方法同烘干称重法
5、确定田间持水量逐层计算同一层次先后两次测定的土壤湿度差值,若某层差值不超过
2.0%时,则第二次测值即为该层土壤的田间持水量,下次测量时该层土壤湿度可不测定若差值大于
2.0%则需继续测定,直到浮现先后两次测值之差不超过
2.0%时为止5凋萎湿度的测定生长正常的植株仅由于土壤水分不足,以致植物失去膨压,甚至在夜间空气湿度接近饱和,蒸腾最小的情况下也不能恢复,此时的土壤含水量即为凋萎湿度,亦称凋萎系数凋萎湿度是植物有效水分的下限和计算田间有效水分贮存量的必须项凋萎湿度的测定是采用栽培法,把指示作物栽种到土表封闭的玻璃容器中,当指示作物的叶片丧失膨压,所有叶片浮现凋萎且次日晨仍不能恢复时测定容器中的土壤湿度应选择对土壤湿度不足反映最明显,凋萎时刻最容易正确判断的植物作为指示作物,大麦、燕麦,向日葵基本具备这些条件,是常用的指示作物
5.1仪器及工具
1、玻璃容器直径3厘米,高10厘米,容积约70立方厘米的玻璃管50根摆布,并标好号码用于栽培植物;
2、培养皿或者瓷盆用于指示作物的先期发芽;
3、配制营养液的氮、磷、钾肥;
4、指示作物的种子,数量为播种所需要的2至3倍;
5、测定土壤湿度所需要的全套仪器(土钻除外);
6、石腊和腊纸、细砂;
7、土壤筛(孔径3毫米);
8、通风干湿表
5.3测定程序
1、准备土样将测定土壤容重时用布袋带回的土样的一部份(或者重新从田间取回的土样)分层压碎并风干(注意各层土切勿混合),然后用土筛过筛
2、指示作物的种子先期发芽在播种前2至3天把准备好的种子放在培养皿或者瓷盆中发芽;
3、配制营养液在5公升的水中加入适量的氮、磷、钾等营养物,营养物各种成份的比例以不改变土壤本身酸碱度和满足作物育苗期生长需要量为原则(一般情况下,NHHPO:KNO:NHNO为1:
1.24-
1.32:
1.54-
2.00)营养的浓度不得超过千分之一
4、装培养料在播种前一天,按每层4个重复取样,将培养料装入标好号码的玻璃容器内每一个容器中先装入10立方厘米的水,再装土样至容器的1/2高度后注入5立方厘米的营养液,接着又装土至容器口,再注入5立方厘米的营养液,然后盖上一层土,放置一天即可播种
5、播种每一个玻璃容器中播一粒种子,种子根向下,入±2——4厘米深,播种后盖上厚纸,幼芽芽鞘露出土面时去掉纸,用中间剪有小圆孔的园形腊纸覆盖上,让幼苗从孔中穿出,腊纸上再盖一层细砂,然后在光、温、湿度条件都适宜的栽培室内生长(没有栽培室的情况下,放置在房屋北面的阳台上)生长期内每天早晨8时和下午14时观测容器内植株的发育期和生长状况,并进行植株叶面高度处空气温度、相对湿度观测
6、测定凋萎湿度当观测到全部叶片失去膨压下垂时,移至温度比较稳定,湿度接近饱和的阴暗条件下,于次日早晨任一叶片都没有恢复膨压此时倒出细砂,除去腊纸及上面的2厘米厚的土层,然后把土壤从杯中倒在光滑的厚纸上,迅速清除植物及全部根系即将对所有土样进行土壤湿度的测定(如土样较多,可分两个重复测定方法同烘干称重法),这时的土壤湿度即为凋萎湿度如植株移至阴暗条件后,有的叶片恢复了膨压,仍应将容器移至原处,直到再也不恢复为止第三章土壤水分测定记录簿、表的填写土壤湿度测定记录簿、表分两种,烘干称重法测定记录填入农气簿一2
①、农气表一2
①,中子仪测定记录填入农气簿一2
②、农气表一2
②土壤农业水文、物理特性测定记录设有专门的记录簿1农气簿一2
①(烘干称重法测定记录)的填写
1.1封面
1、起止日期填写该簿土壤湿度测定第一次和第后一次测定日期
2、地段类别填写固定观测地段和平行观测地段
3、作物名称地段种植的作物名称
3.
1.2测定地段说明
1、地段号码(或者名称)
2、地段地形、地势
3、土壤质地、酸碱度
4、灌溉条件、水源
5、地段作物是否系统进行生育状况观测
1.3土壤农业水文、物理特性测定值土壤容重、田间持水量、凋萎湿度按不同层次填入相应数值土壤容重取二位小数,田间持水量、凋萎湿度取一位小数
1.4土壤湿度测定记录
1、发育期发育普遍期进行土壤湿度测定时,发育期栏填写“xx普遍期如发育普遍期距固定取土日在两日之内,在固定取土日的发育期栏应注明发育普遍期的日期例如5月26日为冬小麦乳熟普遍期,5月28日的发育期栏应填写“乳熟普遍期(5月26日),普通固定取土日测定土壤湿度时发育期栏空白不填
2、盒(瓶)号、盒(瓶)重依盒(瓶)号
01、
02、03顺序填入,并将其重填入相应栏内,盒(瓶)重取一位小数
3、盒(瓶)湿土共重、烘后盒(瓶)土共重、含水量、干土重、土壤湿度百分率(%)等各项根据
1.
3.2的规定逐项计算填写各项均取一位小数
4、样品土壤性质记不同层次的土壤质地和变化情况
5、土壤湿度百分率及相对土壤湿度土壤湿度百分率将各重复同一深度的土壤湿度分量百分率按区填入土壤湿度百分率(与干土比)栏内,求其总和与平均,取一位小数如果某一重复的某一深度缺记录(例如因土样倒翻),该深度的平均值外加“()”如同一深度缺少两个重复以上的记录,则不求总和、平均,该栏划一“一”线土壤相对含水量即土壤湿度分量含水率占田间持水量的百分比,按
1.5的规定计算,填入该栏
(3)降水、灌溉日期及量日期指两次土壤湿度测定期间的降水或者灌溉日期,依时间先后顺序填入降水量则记录这段时间各日定时观测“日合计”的总和灌溉量填写每亩水方数,降水量前面加“”的符号,灌溉以符号表示,若是连续降水,日期以横线连接,间隔日降水日期中间加顿号如5月29日灌溉,6月1日降水
1.5毫米,6月2日降水
1.5毫米,则该栏记为“5月29日“406月1——2日・2・4”6月20日降水
11.3毫米,25日降水3・1毫米,则记为“6月
20、25日・
14.4”
5、土壤有效水分贮存量按
1.5的方法计算当某一厚度有效水分贮存量为负时,该栏记“0”o在计算过程中,土壤容重取两位小数,凋萎湿度、土壤湿度百分率取一位小数,总贮水量、不同厚度有效水分积累量均取整数,小数四舍五入
3.
1.5地下水位深度、干土层厚度、渗透深度地下水位深度记每次测定的记录页首;干土层厚度、渗透深度记入土壤湿度百分率及相对湿度栏下
3.
1.6备注栏和记要栏备注栏记录冻结、解冻深度及FI期以及是否采用微波炉烘土和其它需要说明的问题记耍栏记录每年度土盒称重的记录以及观测测员认为需要记载的其它主要事项
3.2农气簿一2
②(中子仪测定记录)的填写仪器标定过程的记录,根据测定内容自行设计,正式观测使用该簿
3.
2.1仪器安装说明
1、仪器型号
2、安装地点观测场、草地
3、铝管的安装深度米
4、土壤质地、酸碱度
5、地下水位深度米
2.2标定曲线方程式将各深度建立的标定曲线方程填入例如10厘米、20厘米、30一一50厘米、60一一90厘米等各深度的方程式分别填入
2.3土壤农业水文、物理特性测定值同农气簿一2
①的填写
2.4土壤湿度容积含水率的测定记录
1、该记录2页为一个单元
2、标准计数测前、测后值和平均值记入相应栏内
3、读数和计算容积含水率每一个重复读数两次求平均,分别记入并将通过标定曲线计算出的容积含水率记入,求出4个重的读数和容积含水率的总和和平均
4、分量含水率将由容积含水率换算成的分量含水率的结果记入该栏
2.5土壤水分贮存量记录
1、第一次土壤湿度测定计算的贮水量记入土壤温度记录页之后;第二次测定土壤湿度计算的贮水量记入该次土壤湿度记录表之前
2、各层土壤水分总贮存量和有效水分贮存量积累量按规定记入相应栏3土壤农业水文、物理特性测定记录簿的填写
3.1封面、测定地段封面、测定地段同农气簿一2
①的填写
3.2土壤剖面登记土壤剖面登记按
2.
2.4的规定填写
3.3土壤容重测定记录方法同农气簿一2
①容重测定记录挨次将测定某深度钢圈的钢圈号、钢圈湿土同重和该深度对应的土壤温度湿度填入簿内,并将其总和、平均填入右边相应栏,各层平均即为各层的容重,取一位小数
3.5田间持水量测定记录测定过程填写方法同农气簿一2
①称重法测定土壤湿度记录田间持水量时将某次测定的某一深度的土壤湿度与上次测定相同深度的土壤湿度作比较,如之差小于
2.0%则将该两次测定的土壤湿度记录分别记入“确定田间持水量”页a、b栏后,以后一次土壤湿度作为该深度的田间持水量,填入右边的田间持水量栏
3.5凋萎湿度测定记录
1、凋萎湿度测定作物状况记录
1、观测日期、时间播种后每天8时、14时观测两次
2、器皿号记载各器皿的编号
3、气温、相对湿度将8时、14时的观测记录记入表头处
4、发育期、叶龄分层次记载作物芽鞘出土日期和每片叶浮现的叶序数,未彻底伸出的叶片,根据叶片伸出长度占彻底叶片长度的十个等分估计记载,取一位小数,叶龄的观测每日14时进行
5、作物状况记载叶片失水变化情况如第几片开始凋萎卷曲、下垂,所有叶片凋萎卷曲、下垂等
6、处置情况对样本采取的处理措施如转移玻璃容器的日期等
7、指示作物名称、播种日期、营养液配制比例、培养器皿的环境等记入第一天观测的备注栏内
2、凋萎湿度测定记录某一深度的样本作物达到凋萎湿度测定标准时即进行测定各项测定记录记入凋萎湿度测定记录页该重复深度的相应栏内,待4个重复的凋萎温度均已测定,计算总和和平均,填入右边总和、平均各深度栏内4农气表一2的填写
4.1农气表一2
①称重法测定记录的填写固定地段和生育状况观测地段均应填写农气表一2
①
1、各层次的土壤湿度、土壤相对湿度、有效水分贮存量以及测定地段说明和土壤农业、水文物理特性常数等各项抄自农气簿一2
①
2、干土层厚度和降水渗透深度多数情况不会同时浮现同时浮现时则同时记载记载干土层厚度、渗透深度时,数值前面分别加“干”和“渗”字如“干
53、冻结、解冻日期观测记录抄自冻结、解冻时期的备注栏
4、作物发育期名称旬内地段作物浮现发育普遍期,则记载发育期名称作物为系统观测作物按观测记录记载;非系统观测作物,按作物分册规定的发育期估计普遍期记载旬内未浮现发育普遍期则空白不记
5、土壤水分变化情况评述概述一年来该地段土壤水分的变化情况及其与降水、灌溉等的关系
6、备注栏是将农气一2
①中的备注栏和记要栏进行整理,选择主要抄录
4.2农气表一2
②中子仪测定记录的填写各项记录抄自农气簿一2
②相应栏;土壤水分变化情况评述同农气表一2
①试验名称北方农田生态系统水量平衡规律研究试验目的•研究北方典型农田生态系统水量平衡变化规律;•研究不同灌溉管理对北方典型农田生态系统水量平衡的影响研究内容•不同灌溉管理对农田生态系统水量平衡状况的影响利用水量平衡方程,通过测定试验小区土壤剖面的土壤水分含量,灌水量,径流量及同期降雨量,并参考试验地所在地区同期地下水的动态变化情况,对两种灌溉处理条件下农田蒸散量进行估算,并对这一估算结果赋予评价定量评价不同水分条件下农田生态系统的水量平衡收支及水分利用效率情况•不同灌溉管理对农田棵间蒸发量的影响利用小型土壤蒸发器同步测定两种灌水条件下农田棵间蒸发量,并由此间接获得其相应的作物蒸腾量,计算不同供水条件下的蒸腾系数同时,通过测定小型土壤蒸发器器内外土壤的温度状况,评价利用小型土壤蒸发器测定土壤蒸发存在怎样的误差不同灌溉管理对作物生长的影响通过定期测定作物的生理指标(LAI、株高)、作物生长进程及测产,分析不同灌溉管理对作物生长的影响利用常规气象资料对当地的潜在蒸散量进行估算利用FAO56Penman-Monteith公式及ASCEPenman-Monteith公式对当地的潜在蒸散量进行估算,分析不同公式估算结果的差异,评价这些公式的合用性确定作物系数利用充分供水条件下的农田最大蒸散量与利用气象数据估算的潜在蒸散量的比值,计算作物系数试验方案试验分两种灌溉处理,即灌溉处理(在作物根区的土壤水分低于70%田间持水量时进行灌水补充,试验地面积6670m2)和对照处理(无灌溉条件,试验地面积6670m2)3次重复两种处理的试验小区之间较好的隔水措施,且各小区之间有田域围隔并有2m宽的保护带常规测定/记录项目如下(从玉米出苗时开始测定/记录).土壤水分灌水量在作物生长的整个生育期内,在作物根区的土壤水分低于70%田间持水量时既进行灌水补充每次灌水时控制水量,避免发生深层渗漏(即水分渗漏到1m以下的土层中),由水表计量每次的灌水量土壤含水量各试验小区选2处地点进行测定(这2处地点要在小区的中央部位,不能太挨近小区边缘),测定深度为0-10cm、10-20cm、20-30cm、30-40cm、40-50cm、50-60cm、60・70cm、70-80cm80-90cm90-100cm每隔10天测定一次降雨或者灌溉先后加测试验小区如浮现裂缝,详细记录裂缝浮现的地块,裂缝的宽度、长度、密度及持续的时间地下水位每隔10天记录一次地下水位(通过观测井),此外,在下雨先后也要记录径流量在发生径流时,通过径流场记录每次的径流量.作物参数•作物生育期记录各时期(播种期、出苗期、拔节期、抽穗期、散粉期、吐丝期、成熟期和收获期)发生的时间,此外,记录播种时的栽培密度(株/米行)及株行距记录不同灌溉处理的生育进程是否有差别,如有差别,详细记录差别的天数、日期及地块是否有发生作物早衰现象,如有,详细记录早衰发生的时间、地点叶片长宽自出苗起,每10天测定一次每一个小区选有代表性的植株10株,选择每一个植株中具有代表性的一个叶片(即该叶片处于中等大小),测定其中脉长度(I)和最大宽度(d)并记录该植株生长着的所有叶片数(n)记录每亩生长的作物株数作物高度自出苗起,每10天测定一次作物高度为从地面到作物自然生长的最高处的长度测产在作物收割之前,每一个试验小区于挨近中央的位置选定五处(5点法)1m2面积进行单独收割(连同茎秆和子实)收割后单独存放,并进行烘干测产,并区份子实产量Q.气象参数(气象观测场)降雨量记录降雨发生的时间、降雨量、降雨强度、持续时间水面蒸发量每天记录水面蒸发量,记录意外事件,特别是在降雨先后要避免发生溢流其他气象参数常规气象参数(净辐射、空气温湿度、风速、水气压、日照时数)按照试验站原有的观测规范每日进行观测.田间管理•施肥记录施肥(基肥、种肥、追肥)的时间,施用肥料的名称,营养元素的含量(如,尿素含百分之多少的N)施用量(g/亩)•除草剂/杀虫剂施用除草剂或者除虫剂的名称,剂量在常规观测基础上,分别于出苗期、拔节期、抽穗期、散粉期、吐丝期和成熟期进行6次加密观测,每天早中晚观测三次,每次观测持续7天观测的项目包括土壤含水量、地下水位、气象参数(包括水面蒸发量)和作物棵间蒸发量分别在灌溉/无灌溉处理的小区中各安置3个小型蒸发器,取原状土,通过先后两次称重,确定土壤蒸发量为保证蒸发器中土壤含水量与大田的一致,至少在24h内更换一次土体同时,利用曲管温度计同步测定蒸发器器内外的温度(10cm深土
2.4田间持水量
2.
4.1原理
2.
4.2仪器与工具
2.
4.3测定程序
2.5凋萎湿度
2.
5.1原理
2.
5.2仪器与工具
2.
5.3测定程序第三章土壤水分测定记录簿、表的填写
3.1农气簿一2
①(称重法测定记录)的填写
3.
1.1封面
3.
1.2测定地段说明
3.
1.3土壤农业水文、物理特性测定值
3.
1.4土壤湿度(分量含水率)测定记录
3.
1.5地下水位深度、干土层厚度、渗透深度
3.
1.6备注栏和记要栏
3.2农气簿一2
②(中子仪测定记录)的填写
3.
2.1仪器安装说明
3.
2.2标准曲线方程式
3.
2.3土壤农业水文、物理特性值
3.
2.4土壤湿度(容积含水率)测定记录
3.
2.5土壤水分贮存量3土壤农业水文、物理特性测定记录簿的填写1封面
3.
3.2土壤容重测定记录
3.
3.3田间持水量测定记录
3.
3.4凋萎温度测定记录
3.4农气表一2的填写
3.
4.1农气表一2
①(称重法测定记录)的填写
3.
4.2农气表一2
②(中子仪测定记录)的填写第一章土壤湿度测定总则
1.1测定土壤水分的意义土壤水分状况是指水分在土壤中的挪移、各层中数量的变化以及土壤和其它自然体(大气、生物、岩石等)间的水分交换现象的总称土壤水分是土壤组成成份之一,对土壤中气体的含量及运动、固体结构和物理性质有一定的影响;制约着土壤中养分的溶解、转移和吸收及土壤微生物的活动,对土壤生产力有着多方面的重大影响土壤水分是水分平衡组成项目之一,是植物耗水的主要直接来源,对植物的生理活动有重大影响因此,时常进行土壤水分状况的测定,掌握其变化规律,为农业生产实时服务和理论研究都具有重要意义
1.2土壤湿度测定的普通规定
1.
2.1观测地段的种类土壤湿度测定设有三种观测地段,除为实时服务外,各有其不同的目的
1、固定观测地段为研究土壤水分平衡及其时空变化规律,所设置的长期固定的周年土壤湿度观测地段地段对所在地区的土壤水分状况应具有代表性采用烘干称重法测定土壤湿度的台站,地段应设置在非灌溉地段上或者台站周围植株密度均匀、高度小于20厘米的禾本科草地上;采用中子仪测定土壤湿度的台站,地段应设置在大气候观测场内,如果观测场内土质不均匀或者代表性很差,应设置在台站周围植株密度均匀、高度小于20厘米的禾本科草地上设置这种地段的站由国家气象局根据有关我国土壤水分分区和土壤湿度测站分布的研究成果,商议省级业务主管部门确定
2、平行观测地段为了研究作物需水量、监测土壤水分变化对作物生长发育及产量形成的影响,并为农业生产田间管理服务,在进行主要旱作物、牧草和果树等生育状况观测的台站设置这种观测地段,进行土壤湿度的测定这种观测地段随作物生育状况观测地段的转移而转移
3、辅助观测地段为满足当地墙情服务的需要进行暂时性或者季节性土壤湿度观测(如端情普查)所设置的地段这种地段数量普通较多,应能代表当地的土壤类型和土壤水分状况为便于历年土壤水分状况比较也应相对固定
1.
2.2测定时间
1、基本观测地段采用烘干称重法测定土壤湿度的站从春季0—10厘米深土层开始彻底解冻,到冬季冻土深度开始大于或者等于10厘米时止,这段时间内各旬第八天进行土壤湿度的测定若本地段同时又被选为作物生育状况观测地段,当做物处于发育普遍期也应测定;采用中子仪测湿的站,每旬第三天和第八天各进行一次测定,包括土壤冻结期间
2、平行观测地段从作物播种到成熟(多年生植物,如牧草和果树,从返青(芽膨大)到枯萎或者(落叶)的时段内,每旬第八天和作物发育普遍期测定土壤湿度对于越冬作物,从冬季冻土深度大于或者等于10厘米起到春季0—10厘米深冻土层彻底融化这一时段内停测如果一个站同时观测几种旱作,均应进行土壤湿度测定
3、辅助观测地段主要根据生产服务的需要,在春秋季播种前和大范围旱象露头时进行,具体测定日期根据当地台站情况确定
1.
2.
3、测定深度
1、固定观测地段采用烘干称重法测定土壤湿度的站有1米和50厘米两种深度1米深度的分0-
5.5-
10.10-2090—100厘米等11个层次;50厘米深度的地段分0—5厘米、5—10厘米、10—20厘米40—50厘米等6个层次采用中子仪测湿的站,当地下水位深度常年大于2米的地区,测定深度为2米;地下水位深度小于规定深度的地区,测到土壤彻底容水状态为止,每10厘米1层因土层较薄,测定深度无法达到规定要求的地区,测至土壤母质层为止
2、平行观测地段测定深度为50厘米,分0—5厘米、5一10厘米、10一20厘米40-50厘米等6个层次
3、辅助观测地段测定深度由当地台站根据服务需要确定
1.
2.4测定重复固定观测地段和平行观测地段各层均取4个重复;辅助观测地段,重复次数不得少于2个
1.
2.5几种特殊情况处理采用烘干称重法测定土壤湿度的站,遇到以下情况时,除执行相应的规定外,还应在记录簿的备注栏内注明详细情况
1、规定测定日遇到降水或者灌溉影响取土时,可顺延到降水或者灌溉住手可取土时进行补测
2、在土壤干旱(上次测定0—5或者5—10厘米土层的土壤相对含水量W50%)情况下,当降水量10毫米时应加测一次
3、如果土壤湿度观测地段在灌溉地,则每次灌水前一天和灌水后一天应各加测一次,同时应记载灌溉量
4、如果规定应测土日与每旬逢八规定测定日间隔日数小于或者等于2天时,只进行逢八测定可不进行加测如果测定日与发育普遍期测土日的间隔日数小于或者等于2天时,后一次测定可不须进行
5、历年冻土深度在10厘米摆布的地区,应常年进行土壤湿度测定.3烘干称重法测定土壤湿度烘干称重法是用土钻从观测地段取回各个要求深度所有重复的土样,称重后送入一定温度的烘箱或者微波炉中烘至恒干再称重,两次分量之差即为土壤含水量,土壤含水量与干土重的百分比即为土壤湿度分量百分率
3.1仪器及工具
1、土钻、盛土盒、刮土刀、提箱,采用微波炉烘土的台站还应配备称量瓶(直径60毫米x30毫米)
2、托盘天平(载分量为100克,感应量为
0.1克),烘箱或者微波炉,高温表盛土盒和称量瓶的盖及底均应标上号码,盖、底号码要一致每年第一次取土前应称量盛土盒或者称量瓶的分量,以克为单位,精确到小数一位天平要定期送往计量部门检定
3.2测定程序
1、下钻地点的确定把观测地段均匀地分成四个小区,并标上永久性号码(如图1)每次各小区取一个重复I、II区从左上角开始下钻取±III、IV区从左下角开始取土,各次取土顺序如图所示取土地点应距前次测点1一2米以上,取土下钻地点应在两行作物中间,垄作地段应在垄背上取土新取土点应作上标记如果固定地段的作物采用地膜覆盖,应在每一个观测小区预留一定地块,以便测定土壤湿度;如果平行观测地段的作物采用地膜覆盖,则每次测定时,将地膜揭开,取土完毕后再盖好地膜遇此情况应在备注栏说明图1土壤湿度测定地段分区及下钻顺序示意图
2、钻土取样垂直顺旋下钻,当钻杆上所刻深度和地表面平齐时,提出土钻,将钻头零刻度以下和土钻开口处的土壤及钻头口外表的浮土去掉,然后采用剖面取土的方法,迅速地用小刀刮取土样50——60克,放入盛土盒内(采用微波炉烘烤则放入称量瓶内),随即盖好盒(瓶)盖,再将钻头内余土刮净按上述步骤挨次取出各个重复各个深度的土样每一个重复的土样取完后将剩余的士按原来顺序填入钻孔中所有土样取完后将土钻擦干净,以备下次使用
3、称盒(瓶)与湿土重土样取完带回室内,擦净盛土盒(瓶)外表泥土,然后校准天平逐个称量以克为单位,精确到小数一位,记入记录簿,然后复称检查一遍
4、烘烤土样在核实称重无误后,打开盒(瓶)盖,盒盖套在盒底,瓶盖放在瓶的旁边,放入烘箱内烘烤烘烤温度应稳定在100——105C之间烘土时间的长短以土样彻底烘干,土样分量再也不变化时为准,具体时间视土壤性质而定从烘箱内温度达到100℃开始记时,普通沙土、沙壤土约67小时,壤土7——8小时,黏土10——12小时烘烤上述参考时间后,可从上、中、下不同深度层次取出4―6盒土样称重,再放回烘箱烘烤2小时,然后复称一次,若相邻两次各抽取样本的分量差均<
0.2克时,便可结束烘烤如采用微波炉烘烤,则按以下步骤操作
①核实称重无误后,将称量瓶分批放入微波炉
②将定时按钮旋至12分钟处,把强度开关拧至高,关上炉门
③12分钟后取出部份样本称重(方法同烘干称重法),并将称重后的称量瓶放入微波炉继续烘烤2分钟,然后再拿出称重,如与前次分量差2克,即取这次的称量值作为最后结果,否则,按上述方法继续烘烤,直到相邻两次各抽取样本的分量差均W
0.2克为止
5、称盒(瓶)与干土重烘烤完毕,断开电源,待烘箱稍冷却后取出土样并迅速盖好盒(瓶)盖,进行称重,把分量记入记录簿,然后复称一遍,当全部计算完毕经检验确认无误时,倒掉土样,并将土盒、称量瓶擦洗干净,按号码顺序放入提箱内和称量瓶存放处,准备下次使用微波炉烘烤后应逐个随取随称,切勿迟延时间使土样吸水
6、计算土壤水分含量以土壤湿度分量百分率表示即土壤含水量占绝对干土重的百分比,也称分量含水率其公式计算如下g2—g3W=x100%g3—g1W土壤湿度分量百分率g1盒(瓶)重(克)g2盒(瓶)湿土共重(克)g3盒(瓶)干上共重(克)先算出各个深度每一个重复的土壤湿度分量百分率,再求出各个深度四个重复平均值4中子仪测定土壤湿度中子仪是一种快速、精确、非破坏性、且不受土壤中水分的物理状态影响的土壤水分测定工具,其计算结果为容积含水量
4.1测定原理中子仪测定土壤湿度是利用中子源放入土壤时,在源周围的土壤中所形成的热中子数量与土壤含水量大小有较密切的相关关系这一特点,通过测量热中子数量来确立土壤水分的多少由于中子源放出的快中子与氢原子核碰撞时,损失能量最大被慢化成热中子,而土壤中所有氢原子几乎都存在于水分中,所以当土壤中生物体以及其它有机物、氯化物所占比重都较小的条件下,土壤对快中子的慢化能力主要取决于土壤中的含水量当土壤中含水量大时,中子源附近慢化的热中子数量较多,反之数量较少,土壤含水量较低其变化和含水量呈近似线性关系,因此只要测定出土壤中慢化的热中子数量即可确定土壤含水量在实际测量中,为消除系统误差,普通用计数比率(测量计数/标准计数)与土壤含水量建立线性关系,以求取土壤含水量利用中子仪测定土壤水分,不须取土,可保持原土层的土壤结构,而且所测定的是以测定点为中心的某个半径范围内的土壤平均含水量,代表性较好,并可对含水量进行动态监测不足之处在于测定表层土壤含水量时,由于部份中子会逸出土层表面,以致计数不许,造成一定误差
4.2仪器结构
1、探头探头由中子放射源和热中子探测器组成,采用的中子源为点状源或者环状源,放射性物质为50毫居里的铜一镀放射源,其作用是产生快中子由于其半衰期长,中子源强度较小,使用相对安全热中子探测器为三氟化硼正比计数管或者锂玻璃和光电倍增管
2、读数部份包括功能键和显示器等
3、电缆将热中子探测器采集信息传至显示器测定前的准备
1、测定土壤容重如果中子仪安置在大气候观测场,测定土壤容重应在与大气候观测场土壤相似的田块或者草地上进行具体方法见本分册第二章
2、铝管的安装正确埋设铝管,是准确测量的首要条件首先要探明同一管孔上、下层土壤状况是否一致,如果不同,应记住分界面的深度,以便计算含水量时,不同的层次采用不同的标定曲线钻取深度顺测定深度而定钻孔可用套管或者麻花式取土钻,钻孔的直径和铝管外径相同或者略小,尽量保持钻孔垂直放置铝管前应先检查底部封口焊接是否良好,然后用木槌敲打下去,使铝管外壁和土壤密切接触铝管应露出地面一小截20厘米,以免大雨积水浸过铝管流入管内,平时管口应加盖盖好
3、建立标定曲线若观测地段土壤质地不均一,则不同的土壤质地应分别建立标定曲线由于表层逸出中子较多,如果与下层采用同一标定曲线,误差较大,为提高精度土壤表层
10、20厘米应分别进行标定建立标定曲线和仪器具体使用方法按说明书进行
1、标准记数的测定
2、测定土壤各层次的中子计数
3、用烘干称重法测定各层次的土壤湿度
4、建立标定曲线为消除仪器本身的系统误差,采用中子计数值与标准计数值的比值作为统计量进行标定土壤容积含水量Q与中子计数比R之间有线性关系Q=a+bxR其中R=计数值N/标准计数NOQ=wxpQ容积含水量W:分量含水量p溶重用最小二乘法求出直线的截距a和斜率b即得到一条标准曲线,为提高精度,每一个标定层次的样本数不应少于
301.
4.4测定土壤湿度程序
1、读取标准记数测定方法同标准曲线的建立
2、读取各重复不同深度计数值测定方法同标准曲线的建立
3、计算容积含水率按建立的标定曲线方程计算容积含水率
4、换算成份量含水率将各层次的平均容积含水率除以该层容重即为该层的分量含水率
1.
4.
5、测定注意事项
1、土壤水分中子仪对人体的伤害是人们的关心的问题,只要使用、携带、运输和储存都符合操作规程,人体所接收的辐射量是非常有限的中子仪探头内装有50毫居里的中子源,对工作人员的影响属于一种外辐射外辐射的防护途径基本上有三种,即时间防护、距离防护和屏蔽防护接触的时间越短、离源距离越远,屏蔽层越厚,则人体所接收的剂量越小观测者应距仪器保持50厘米的距离,以防止辐射对人体的危害
2、探测器的放置位置是准确测定土壤湿度的前提,在测定0—10厘米的土壤湿度时,应将探测器的深度放在5厘米处,测10—20厘米土层时,探测器的位置应放在15厘米处,如此类推
3、探头要妥善保管,千万不要接触水分或者丢失
4、测量结束后,应及时盖好铝管5土壤相对含水量和土壤水分贮存量的计算
5.
1、土壤相对含水量即以占田间持水量的百分数表示的土壤湿度,它有得利于在不同土壤间进行比较w计算公式p=x100%fcP土壤相对含水量w土壤湿度分量百分率fC:田间持水量百分率(用分量百分率表示表示)
5.
2、土壤水分贮存量
1、土壤水分总贮存量土壤水分总贮存量指一定深度的土壤中总的绝对含水量计算公式v=
0.1xpxhxw
2、土壤有效水分贮存量土壤有效水分贮存量是指土壤中含有的大于凋萎湿度的水分贮存量计算公式u=
0.1xpxhx(w—wk)V土壤水分总贮存量(毫米)U有效水分贮存量(毫米)P:地段实测土壤容重(克/立方厘米)h:土样的土层厚度(厘米)Wk、凋萎湿度(分量百分率表示)W、土壤湿度分量百分率当实际值大于田间持水量,计算有效水分贮存量时,用田间持水量代替
0.1单位转换系数
1.6其它土壤水分状况项目的测定
1.
6.1地下水位测定地下水位的变化直接影响到上层土壤水分的变化,特殊是在地下水位较高的情况下,对作物根系分布层的土壤水分影响更大,因此测定地下水位对分析土壤水分变化十分必要
1、测定地区在开展土壤湿度测定的地区,除地下水位深度常年大于2米的地区外,均应进行地下水位的测定
2、测定地点普通可在土壤湿度观测地段附近选定能代表当地地下水位的、供灌溉或者饮水使用的水井进行测定否则可视当地条件设置观测专用的简易管井或者竹管井
3、测定时间与土壤湿度观测同天进行,当水井水位因灌溉或者饮用等人为因素发生变化时,应在水井水位恢复到正常时进行测定
4、测定方法用绳、杆、皮尺进行测量(绳、皮尺下端应系一重物),以米为单位,取一位小数
1.
6.2干土层厚度测定干土层的深浅是干旱程度的标志,当浮现干土层且厚度23厘米时,每次测定土壤湿度时都要做干土层的测定和记载
1、测定地段在田间固定观测地段和平行观测地段上进行
2、测定时间与土壤湿度测定同时进行
3、测定方法在地段有代表性处,用铁铲切一土壤垂直剖面,以干湿土交壤处为界限用直尺量出干土层厚度,以厘米为单位,取整数记载干土层厚度不到3厘米时记<3厘米
6.3降水渗透深度测定在干旱季节观测降水渗透深度,对了解旱情解除程度和分析土壤水分很故意义
1、测定地段在田间固定观测地段和平行观测地段上进行
2、测定时间在干旱季节浮现干土层时,降水后及时测定
6.4农田土壤冻结和解冻观测当土壤温度降到0℃以下时,土壤水分便开始由液态转变为固态,并与潮湿的土粒发生凝结,这种现象叫土壤冻结土壤解冻就是土壤冻结层内的冰晶融化土壤冻结和解冻可以改变土壤水分状况和土壤物理特性,对作物的生育和农田作业都有直接的影响,所以测定这一项目在农业生产上非常重要
1、观测项目土壤表层冻结日期和冻土深度达到10厘米和20厘米的日期;土壤表层解冻日期和解冻深度达10厘米和20厘米的日期土壤冻结和解冻均指这两种现象第一次浮现日期
2、观测地区和地段测定土壤湿度的台站均需在土壤湿度田间固定观测地段和平行观测地段上进行土壤冻结和解冻的观测若历史资料中气温没有浮现稳定通过0℃以下或者土壤夜冻日化,这种地区台站可不进行土壤冻结、解冻的观测
3、观测时间根据当时的天气变化情况而定,以不迟测、漏测为原则冻结观测应在早晨进行,解冻观测应在下午进行
4、观测方法用土钻取土或者用铲挖剖面进行直接观测,根据土壤坚硬及有无冰晶来确定土壤的冻结或者解冻的开始以及冻土深度和解冻深度,挖剖面时要使坑壁垂直用米尺测量,以厘米整数为单位第二章土壤农业水文、物理特性测定表明土壤水分对植物的有效程度、土壤持水能力以及土壤水分流动性的特征值称土壤水文特性(常数),亦称土壤农业水文特性,包括饱和持水量、毛管持水量、田间持水量、凋萎湿度、土壤最大吸湿度等土壤农业水文特性是衡量土壤水分对作物供应及可利用程度的标准和确定合理灌溉计划的重要依据土壤容重、比重、孔隙度等是反映土壤物理性质的特征值,决定土壤水分、空气和温度的状况,对土壤肥力和农业劳动生产率都有影响1测定项目开展土壤水分观测的台站都要测定土壤容重、田间持水量和凋萎湿度
2.2测定的基本要求
2.1测定地段田间固定观测地段和平行观测地段都要进行规定的土壤农业水文、物理特性的测定地段应作如下记载
1、地段土壤农业水文、物理特性测定日期;
2、地段号码、位置;
3、土壤剖面在观测地段中的位置及其离道路、河流、林缘等自然体和建造物的距离;
4、地势和地段小地形;
5、地段植被种类及其生长状况;
6、土壤发生层的分类、结构和质地(参见附录1)
2.2测定时间土壤农业水文、物理特性要求五年测定一次,若因农田基本建设等原因,土壤结构和性质发生较大变化,则应适当加测土壤农业水文特性可在任何土壤湿度状况下测定,但为了采取结构完整的土样和开展其它工作,最好是在田间土壤比较湿润且软而可塑的状态时进行土壤容重、凋萎湿度的测定;田间持水量应在地下水位较低的条件下进行北方可在非生长季进行
2.3测定深度和重复土壤农业水文、物理特性普通台站测定深度为1米,分0—5厘米、5―10厘米、10—20厘米90—100厘米等11个层次,每一个层次各取4个重复配备中子仪的台站深度为普通2米,分0—10厘米、10—20厘米190-200厘米等20个层次,每一个层次亦分为4个重复如地下水位常年稳定较高(黏土、壤土小于2米,砂壤土小于1米,砂土小于
0.3米)的地区不进行田间持水量的测定,土壤容重和凋萎湿度测至地下水位深度为止3土壤容重的测定土壤容重是在没有遭到破坏的自然土壤结构条件下、单位体积内的绝对干土重单位以克/立方厘米表示土壤容重是反映土壤物理性质的重要指标,是计算土壤水分绝对值(土壤水分总贮存量及土壤有效水分贮存量)的换算指标
3.1原理用特制的钻筒,从田间采取体积一定,结构未遭到破坏的土样,然后称重,干燥,计算出单位体积的干土重
3.2仪器及工具
1、钻筒由四个小钢圈,一个固定器和一个推进器组成(见图2)钢圈内径为厘米,高为厘米,体积为110立方厘米每一个钢圈应刻印一固定号码,并称出分量
2、铁铲、削土刀、木锤各一把
3、盛土盒、布袋及提箱
4、天平两台感应量分别为0・1克及
0.01克,载量为2000克和100克
5、烘箱或者微波炉、高温表
2.
3.3测定程序。