土壤水分检测技术研究论文

最简单、最常用的就是失重法。即取一定量的土样准确称重M，然后将土样烘干至恒重[恒重的判定法则：前后两次烘干后的重量相等，即保持恒定不变]时，减少的重量就是水分的重量W，含水量=W/M×100%。土壤水分的测定方法 （1） 烘干法（失重法） 烘干法是测量土壤水分的是最普遍的方法，也是标准方法，它用来测定土壤质量含水量。通常将从野外取来的原状土柱中称出已知重量的潮湿土壤样品，放在温度105℃的烘箱中烘干后再称重。加热而失去的水分代表潮湿样品中的土壤水分。 （2） 电阻法 电阻法是利用某些多孔性物质如石膏、尼龙、玻璃纤维等的电阻和它们的含水量有关系这一事实而采用的一种方法。当这些嵌有电极的块状组件放置在潮湿的土壤中时，它们吸收土壤水分一直达到平衡状态。块状组件的电阻由它们的含水量决定的，并依次由附近土壤水分张力或的吸力所决定。电阻读数和土壤水分百分数之间的关系可以用标定方法（calibration）来确定。这些块状组件在一段时间内用来测定田间选定位置的含水量。在1～15大气压吸力范围内它们给出相当准确的水分读数。 （3） 中子散射(neutron scattering)中子散射法是测定野外土壤水分的独特方法。中子水分计的有效性是基于这一原则，即氢在急剧减低快中子的速度并把它们散射开的能力方面是比较独特的。在图6-3中说明了中子水分计的原理。中子水分计虽然昂贵，但是它具有多方面的优点，并且能相当准确地测定矿质土壤中作为化合氢的主要来源的水的含量。这一方法对于有机质土壤有明显的限制，因为有机质中许多化合氢是以水以外的其他形式存在。此外它不适宜测定表层0-15厘米的土壤水含量。 （4） TDR法 TDR法是20世纪80年代初发展起来的一种测定方法它首先发现可用于土壤容积含水量的测定，继而又发现其可用于土壤含盐量的测定。TDR英文全称是Time-Domain-Reflectometry，简写为TDR，中文译为时域反射仪。TDR法在国外已较普遍使用，在国内也有些研究机构开始引进和开发TDR。 TDR系统类似一个短波雷达系统，可以直接、快速、方便、实地监测土壤水盐状况，与其它测定方法相比，TDR具有较强的独立性，测定结果几乎与土壤类型、密度、温度等无关。将TDR技术应用于结冰条件下土壤水分状况的测定，可得到满意的结果，而其它测定方法则是比较困难的。TDR另一个特点是可同时监测土壤水盐含量，在同一地点同时测定，测定结果具有一致性。而二者测定是完全独立的，互不影响。

土中的水分结晶水、结合水及自由水。测量土的含水率试验方法有烘干法、酒精燃烧法、和比重法烘干法是测定含水的标准方法，适用黏质土、粉土、砂类土、砂砾土、有机土和冻土类。酒精燃烧法适用快速简易测定细粒土（含有机质的除外）的含水率。比重法是通过测定湿土体积，估计土粒比重，间接计算土的含水率，由于试验时没考虑温度影响所以结果准确度差，适用于砂类土。

1. 陆锦文,龚元石等. 1989. 黄淮海平原盐渍化土壤在有限水源下小麦节水灌溉方案的研究. 见: 国际盐渍土动态学术讨论会论文集, . 中国, 南京. . Gong Y. S., Lu J. W., van der Ploeg. 1990. An optimum irrigation scheme for wheat grown on the salt-affected soils of the Huang-Huai-Hai River Plain in China. Trans of 14th ICSS, Vol VI, . 陆锦文,龚元石等. 1990. 土壤水调节和利用潜力的研究. 见: 七o五国家科技攻关第57页, 农业节水的研究, . 陆锦文,张和平,吴海洋,龚元石等. 1991. 土壤水分动态预报. 见: 石元春等著, 区域水盐运动监测预报,河北科学技术出版社. 61~. 龚元石,陆锦文,等. 1993. 华北平原主要农作物灌溉需水量的估算. 北京农业大学学报, 19(增刊),. 张福锁,张爱民,龚元石等. 1992. 《德汉农业词典》. 北京农业大学出版社.7. Gong Y. S. and Li B. G., 1993. Estimation and Evaluation of Irrigation Water Requirements in North China Plain. International Conference on Integrated Resource Management for Sustainable Agriculture. In Section I, Beijing, PR . 龚元石,李保国. 1993. 华北平原农田灌溉需水量的估算及其评价,持续农业的资源综合管理国际学术会议文集, 第一部分, 北京, 中国.9. Gong Yuanshi. 1993. 《Abschaetzung des Bewaesserungsbarfs fuer landwirtschaftliche. Nutzflaechen in der Huabei-Ebene der VR China》. ISSN 0942-0754,Heft . 由振国,张福锁,龚元石等. 1994. 《汉德农业词汇》. 科学出版社.11. 龚元石,李保国,陆锦文. 1994. 土壤水分胁迫条件下蒸散量的计算方法. 见: 李韵珠等著, 土壤水和养分的有效利用, 北京农业大学出版社, . 龚元石,Huwe B., Allison, B. 1994. 华北平原作物灌溉需水量与土壤最大有效水量关系的研究. 同上, . 石元春,刘昌明,龚元石主编. 1995. 节水农业应用基础研究进展. 中国农业出版社.14. 张福锁,龚元石,李晓林主编. 1995. 土壤与植物营养研究新动态(第三卷). 中国农业出版社.15. 龚元石. 1995. 冬小麦和夏玉米农田土壤分层水分平衡模型. 北京农业大学学报. 21(1),. 龚元石. 1995. Penman-Monteith公式与FAO-PPP-17Penman修正式计算参考作物蒸散量的比较. 北京农业大学学报. 21(1),. 龚元石,李保国. 1995. 应用农田水量平衡模型估算土壤渗漏量. 水科学进展. 6(1),. 龚元石,廖超子. 1995. 测定土壤含水量的新技术-时域反射仪. 见: 石元春,刘昌明,龚元石主编, 节水农业应用基础研究进展, 中国农业出版社. . 龚元石,李保国. 1995. 华北平原节水农业应用基础研究战略. 见: 同上. . 龚元石,李子忠. 1995. 土壤水分管理原理与农田水分利用率. 同上. . 龚元石. 1995. 土壤-植物-大气连续体水分传输研究现状与展望. 见: 张福锁,龚元石,李晓林主编, 土壤与植物营养研究新动态(第三卷),中国农业出版社. . 龚元石. 1995.联邦德国农业与环境特殊研究项目183研究思路和进展. 同上, . 龚元石,李保国.1996. 蒸散量变化的随机模型. 中国农业大学学报,1(1),. 龚元石,李保国. 1996. 农田水量平衡模型对作物根系吸水函数及蒸散公式的敏感性. 水土保持研究, 3(3),. 龚元石,陆锦文. 1996. 应用土壤分层水分平衡模型研究冬小麦夏玉米农田水分转化特征. 第六次全国水文会议文集, 科学出版社, . 龚元石,李春友,李子忠. 1997. 农田土壤水分三种测定方法的比较. 中国农业大学学报, 2(3),53~. 龚元石,李子忠,廖超子,李春友. 1997. 应用时域反射仪测定农田土壤水分. 水科学进展, 8(4),. 龚元石. 1997. 时域反射仪测定土壤水分研究进展. 灌溉排水, 16(1),40~. 龚元石,李子忠,李春友. 1997. 应用时域反射仪测定土壤水分来估算农田蒸散量. 应用气象学报. 9(1), . 龚元石,李子忠. 1997. TDR探针两种埋设方式下土壤水分的测定及其比较. 农业工程学报, 13(2): . 龚元石. 1997. 提高灌溉水利用率和农田水分利用效率的途径. 见: 国家科学技术委员会编, 中国农业科学技术政策. 中国农业出版社,. 李春友,龚元石,陆光明. 1997. 土壤水分运动与作物生长过程耦合机理模型初探.中国农业大学学报, 2(增刊):. 李子忠,龚元石. 1997. 冬小麦农田土壤水分循环规律及节水调控机理.中国农业大学学报, 2(增刊):. 罗文邃,龚元石. 1997. 土壤结构改良剂的研究进展及其应用. 中国农业大学学报, 2(增刊):. 龚元石,李子忠,李春友. 1998. 应用时域反射仪测定作物需水量和作物系数,中国农业大学学报, 3(5):. 龚元石,李子忠,杨晓路. 1998.时域反射法测定粮食含水量的标定研究. 见: 李玉忠主编,第七届全国湿度与水分学术交流会论文集. 内蒙古大学出版社, . 龚元石,廖超子,李保国. 1998. 农田土壤水分空间变异及分形特征研究. 土壤学报, 35(1):. 龚元石,曹巧红,黄满湘. 1999. 土壤容重和温度对时域反射仪测定土壤水分的影响. 土壤学报, 36(2):. 龚元石,曹巧红. 1999. 土壤因子对时域反射仪测定含水量的影响. 中国土壤学会第五次全国会员代表大会论文集. .南京, . 龚元石. 2000. 中国水资源及其可持续利用. 见: 张凤荣等编著, 中国土地资源及其可持续利用, 第七章,. 李保国,龚元石,左强等著. 2000. 农田土壤水的动态模型及应用,科学出版社.42. 侯振安,李品芳,龚元石.2000.盐渍条件下苜蓿和羊草生长与营养吸收的比较研究。草业学报，9（4）：68-7343. 李子忠,龚元石.2000.农田土壤水分和电导率空间变异分析与确定合理取样数目的方法比较.中国农业大学学报，5（5）：. Gong Yuanshi. 2000. Improvement and utilization of saline soil in China. US/China Conference on Cooperation in Agriculture. University of California, Riverside, Sept. 25-26,. 李品芳,侯振安,龚元石.胁迫下苜蓿和羊草苗期生长与养分吸收特性研究.植物营养与肥料学报.7(2):. 李子忠,龚元石.2001.不同采样尺度的田间土壤水分和混合电导率空间变异性及其套合结构模型. 植物营养与肥料学报. 7(3):. 曹巧红，龚元石.2001.土壤电导率对时域反射仪测定土壤水分的影响.土壤学报.38(4):. 齐述华，李子忠，龚元石.2002.应用水量平衡原理计算三种蔬菜的需水量和作物系数. 中国农业大学学报，7（1）：. Gong Yuanshi and Cao Qiaohong. A Laboratory experiment of time domain reflectometry for soil water measurement including effects of bulk density and temperature. 17th WCSS commission I-04, . 曹巧红，龚元石.2003.降水影响冬小麦灌溉农田水分渗漏和氮淋失模拟分析. 中国农业大学学报. 8(1): . 曹巧红，龚元石.2003.应用Hydrus-1D模型模拟分析冬小麦农田水分氮素运移特征. 植物营养与肥料学报. 9(2):. 马军花，任理，龚元石，Karl Stahr。冬小麦生长条件下土壤氮素运移动态的数值模拟。水利学报，2004，3：103-110。54. 于红梅，龚元石，李子忠，张小兰。不同水氮管理对苋菜和菠菜的产量及硝态氮含量的影响。植物营养与肥料学报。2004，10（3）：302-305。55. 白玉华，陈阜，龚元石。红河国家农业科技园区发展模式与运行机制的探讨。中国农业大学学报。2005，10（1），72-75。56. 赵爱琴，李子忠，龚元石。 生物降解地膜对玉米生长的影响及其田间降解状况。中国农业大学学报。2005，10（2），74-78。57. Yuanshi Gong, Qiaohong Cao and Zongjia Sun. 2003. The effects of bulk density, clay content and temperature on soil water content measurement using time-domain reflectometry. Hydrological Processes. 17, . Ulrich Dieter Mack, Karl-Heinz Feger, Yuanshi Gong, and Karl . Soil water balance and nitrate leaching in winter wheat – summer maize double-cropping systems with different irrigation and N fertilization in the North China Plain. Journal of Plant Nutrition and Soil , . Tusheng Ren, Zhaoqiang Ju, Yuanshi Gong, and Robert Horton. 2005. Comparing Heat-Pulse and Time Domain Reflectometry Soil Water Contents from Thermo- Time Domain Reflectometry Probes. Vadose Zone Journal. 4:. Hong-mei Yu, Zi-zhong Li, Yuan-shi Gong, Ulrich Mack, Karl-Heinz Feger, and Karl Stahr. 2006. Water drainage and nitrate leaching under traditional and improved management of vegetable cropping systems in the North China Plain. Journal of Plant Nutrition and Soil , . Jianying Gao, Tusheng Ren, and Yuanshi Gong. 2006. Correcting Wall Flow Effect Improves the Heat Pulse Technique for Determining Water Flux in Saturated Sci. Soc. Am. J. 70:. Sen Lu, Tusheng Ren, Yuanshi Gong, and Robert Horton. 2007. An Improved Model for Predicting Soil Thermal Conductivity from Water Content at Room Temperature. Soil Sci. Soc. Am. J. 71:. 于红梅, 李子忠, 龚元石. 2007. 传统和优化水氮管理对蔬菜地土壤氮素损失与利用效率的影响. 农业工程学报.23(2):. Lu Sen, Tusheng Ren, Yuanshi Gong, and Robert Horton. 2008. Evaluation of three models that describe soil water retention curves from saturation to oven dryness. Soil Sci. Soc. Am. J. 72(6):. Chen H., Bai ., Wang ., Chen F., Gao ., , , Li ., Gong . 2008. Traffic and tillage effects in wheat production on the Loess Plateau of China:I. Crop yield and SOM. Australian Journal of Soil Research. 46:. Bai ., Chen F., Li ., Chen H., He J., Wang ., , Gong . 2008. Traffic and tillage effects in wheat production on the Loess Plateau of China: II. Soil physical properties. Australian Journal of Soil Research. 46:. S. Lu, . Ren, . Gong, R. Horton. 2008. Evaluation of Three Models that Describe Soil Water Retention Curves from Saturation to Oven Dryness. Soil Sci. Soc. Am. J. 72(6):. Bai ., He J., Li ., Wang ., Chen H., Kuhn ., Hikel H., Chen F. Gong . 2009. Soil Structure and Crop Performance after 10 Years of Controlled Traffic and Traditonal Tillage Cropping in the Dryland Loess Plateau in China. Soil Sci. 174(2):. Xinrui Lu,Tusheng Ren, Yuanshi Gong. 2009. Experimental Investigation of Thermal Dispersion in Saturated Soils with One Dimensional Water Flow. Soil Sci. Soc. Am. J. 73(6):. . Chen, . Hou, . . . Fan, . Kuzyakov. 2009. Effects of 11 years of conservation tillage on soil organic matter fractions in wheat monoculture in Loess Plateau of China. Soil & Tillage Research. 106:. H. Wang, . Li., . Gong, . Wang and D. Huang. 2009. Single Irrigation Can Achieve Relatively High Production and Water Use Efficiency of Siberian Wildrye Grass in the Semiarid Agropastoral Ecotone of North China. Agronomy Journal. 101(4):. 郑茹梅, 李子忠, 龚元石. 2009. 运用时域传输技术测定不同类型土壤的含水率. 农业工程学报. 25(8):. H. Wang, . Li, . Gong, . Zhang. 2010. Forage mass and water use response to irrigation time in North China. Agronomy Journal. 102:. Rumei Zheng, Zizhong Li, Yuanshi Gong. 2011. A Coated Helical Transmission Line Time Domain Transmission Sensor for Measuring Water Content in Saline Soils. Soil Sci. Soc. Am. J. 75(2) 1．国家重点科技攻关项目75-57-03-03农业节水的研究获水利部科技教育司荣誉证书（）。2．中国农业大学资源与环境学院优秀教师（1995，1996）3．中国农业大学优秀研究生导师（1996）4．第三届中国农业大学优秀科技论文二等奖（）。5．北京土壤学会青年科技论文一等奖（）。6．灌溉农田土壤水分高效利用的调控机理，农业部科技进步甲类二等奖（）。7．中国农业大学新世纪人才工程（2000）8．教育部优秀青年教师资助计划（2000）。9．教育部跨世纪人才培养计划（2003）。10. 退化草地植被恢复关键技术研究与应用。中华农业科技奖三等奖（第3完成人）（2009）

土壤水分测定法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 测定原理 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。 3 仪器、设备 土钻； 土壤筛：孔径1mm； 铝盒：小型的直径约40mm，高约20mm； 大型的直径约55mm，高约28mm； 分析天平：感量为和； 小型电热恒温烘箱； 干燥器：内盛变色硅胶或无水氯化钙。4 试样的选取和制备 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。 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。5 测定步骤 风干土样水分的测定 取小型铝盒在105℃恒温箱中烘烤约2h，移入干燥器内冷却至室温，称重，准确至。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。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。 新鲜土样水分的测定 将盛有新鲜土样的大型铝盒在分析天平上称重，准确至。揭开盒盖，放在盒底下，置于已预热至105±2℃的烘烤箱中烘烤12h。取出，盖好，在干燥器中冷却至室温（约需30min），立即称重。新鲜土样水分的测定应做三份平行测定。 注：烘烤规定时间后一次称重，即达“恒重”。6 测定结果的计算 计算公式水分（分析基），％＝〔（m1－m2）/（m1－m0）〕×100………………………………（1）水分（干基），％＝〔（m1－m2）/（m2－m0）〕×100………………………………（2）式中：m0—— 烘干空铝盒质量，g；m1—— 烘干前铝盒及土样质量，g；m2—— 烘干后铝盒及土样质量，g。 平行测定的结果用算术平均值表示，保留小数后一位。 平行测定结果的相差，水分小于5％的风干土样不得超过％，水分为5～25％的潮湿土样不得超过％，水分大于15％的大粒（粒径约10mm）粘重潮湿土样不得超过％（相当于相对相差不大于5％）。++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++土壤水分测定方法 来源： 类别：技术文章 更新时间：2007-3-14 15:40:56 阅读182次 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 测定原理 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。 3 仪器、设备 土钻； 土壤筛：孔径1mm； 铝盒：小型的直径约40mm，高约20mm； 大型的直径约55mm，高约28mm； 分析天平：感量为和； 小型电热恒温烘箱； 干燥器：内盛变色硅胶或无水氯化钙。4 试样的选取和制备 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。 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。5 测定步骤 风干土样水分的测定 取小型铝盒在105℃恒温箱中烘烤约2h，移入干燥器内冷却至室温，称重，准确至。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。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。 新鲜土样水分的测定 将盛有新鲜土样的大型铝盒在分析天平上称重，准确至。揭开盒盖，放在盒底下，置于已预热至105±2℃的烘烤箱中烘烤12h。取出，盖好，在干燥器中冷却至室温（约需30min），立即称重。新鲜土样水分的测定应做三份平行测定。 注：烘烤规定时间后一次称重，即达“恒重”。6 测定结果的计算 计算公式水分（分析基），％＝〔（m1－m2）/（m1－m0）〕×100………………………………（1）水分（干基），％＝〔（m1－m2）/（m2－m0）〕×100………………………………（2）式中：m0—— 烘干空铝盒质量，g；m1—— 烘干前铝盒及土样质量，g；m2—— 烘干后铝盒及土样质量，g。 平行测定的结果用算术平均值表示，保留小数后一位。 平行测定结果的相差，水分小于5％的风干土样不得超过％，水分为5～25％的潮湿土样不得超过％，水分大于15％的大粒（粒径约10mm）粘重潮湿土样不得超过％（相当于相对相差不大于5％）。