室內(nèi)環(huán)刀法測(cè)定土壤田間持水量

袁娜娜

（黃河水利委員會(huì)府谷水文水資源勘測(cè)局，陜西 榆林 719400）

田間持水量（field capacity）是水文學(xué)的專業(yè)名詞，它是指土壤中懸著毛管水達(dá)到最大量時(shí)的土壤含水量，是土壤不受地下水影響所能保持水量的最大值。田間持水量的形式上包括：吸濕水＋膜狀水＋懸著毛管水。當(dāng)含水量達(dá)到田持時(shí)，若繼續(xù)供水，并不能使該土體的持水量在增大，而只能進(jìn)一步濕潤(rùn)下層土壤。田間持水量長(zhǎng)期以來被認(rèn)為是土壤所能穩(wěn)定保持的最高土壤含水量，也是對(duì)作物有效的最高的土壤水含量，且被認(rèn)為是一個(gè)常數(shù)，常用來作為灌溉上限和計(jì)算灌水定額的指標(biāo)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及抗旱有著指導(dǎo)意義。

常用的田間持水量測(cè)定方法有田間測(cè)定法和室內(nèi)測(cè)定法。田間測(cè)定法所得結(jié)果可靠，但工作量大，測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)，特別是鹽堿地區(qū)，由于土壤滲透性能很差，田間測(cè)定更加困難；室內(nèi)測(cè)定法較田間測(cè)定法簡(jiǎn)便易行，易于廣泛采用，其測(cè)定數(shù)值也較為可靠。本文對(duì)室內(nèi)環(huán)刀法測(cè)定土壤田間持水量的方法及步驟做以詳細(xì)介紹：

一、儀器配置

天平（感量0.01g，精度0.0001g）、環(huán)刀（容積：100cm3）、標(biāo)準(zhǔn)篩（孔徑2mm）、電熱恒溫干燥箱、中號(hào)鋁盒、干燥器等。

二、土壤田間持水量測(cè)定步驟

1、野外取土樣

在代表研究對(duì)象地點(diǎn)（田地原狀土），使用GPS測(cè)量經(jīng)緯度，記錄采樣地址。清除土表雜物，在采樣點(diǎn)挖1m×1.5m左右長(zhǎng)方形土壤剖面坑，坑深0.6m。剖面坑較窄一面向陽(yáng)作為觀測(cè)面，挖出的土應(yīng)放在土坑兩側(cè)，不能放在觀測(cè)面的上方。在開挖剖面坑至0.2m深度時(shí)，取此土層散土樣裝入桶中。剖面坑挖好后，在兩個(gè)長(zhǎng)邊中選擇一個(gè)剖面雜物較少的一面，切出平整的垂直面。使用尺子從地面向下定10cm、20cm、40cm取樣點(diǎn)。使用皮錘、環(huán)刀手柄分別將有編號(hào)的取樣環(huán)刀水平打入相應(yīng)取樣點(diǎn)。取出環(huán)刀原狀土樣：用切土刀將打入土層的環(huán)刀外側(cè)切平，蓋上無孔蓋，剝?nèi)キh(huán)刀周圍土，多切出環(huán)刀口內(nèi)側(cè)土，取出環(huán)刀，切平環(huán)刀口，蓋上有孔蓋，擦拭干凈裝入環(huán)刀盒。寫明采樣地點(diǎn)、層次、環(huán)刀號(hào)、采樣日期時(shí)間、采樣人等。

2、土樣風(fēng)干

從野外采回的散土樣品，取出雜物，在平整的平臺(tái)上攤成薄薄一層，置于干凈整潔的室內(nèi)通風(fēng)處自然風(fēng)干，嚴(yán)禁暴曬，并注意防止酸、堿等氣體及灰塵的污染。風(fēng)干樣品過程中要經(jīng)常翻動(dòng)土樣并將大土塊碾碎以加速風(fēng)干，同時(shí)剔除土壤以外的侵入體。土樣自然風(fēng)干約3～5天，風(fēng)干后土樣經(jīng)碾研磨碎后，通過2mm篩后，裝入無孔底蓋的另一組編號(hào)環(huán)刀中，輕拍、壓實(shí)，保持土壤表面平整并高出環(huán)刀邊緣1mm～2mm，并在上面覆蓋一張略大于環(huán)刀口徑的濾紙，置于水平臺(tái)上。

也可不經(jīng)風(fēng)干，把需風(fēng)干土樣放入瓷盤，放入烘箱，溫度設(shè)定105℃，烘8h后碾碎、過篩、裝環(huán)刀。

3、鋁盒稱重

將實(shí)驗(yàn)用的鋁盒編號(hào)、稱重、并記錄。

4、原狀環(huán)刀土樣浸泡

將野外用環(huán)刀采集原狀土壤樣品，有孔蓋一面向下、無孔蓋一面向上放入平底容器中，緩慢加水，保持水面比環(huán)刀上緣低1mm～2mm，浸泡24h。

5、水分下滲

將裝有經(jīng)水分充分飽和的原狀土樣環(huán)刀從浸泡容器中取出，頂部加蓋，移去底部有孔蓋子，把此環(huán)刀放在蓋有濾紙的裝有風(fēng)干試樣的環(huán)刀上，將上下兩個(gè)環(huán)刀邊緣對(duì)接整齊并用2kg左右重物壓實(shí)，使其接觸緊密。

6、稱量濕土土樣

經(jīng)過8h水分下滲過程后，取各環(huán)刀上層土樣20g～30g，放入已恒重有編號(hào)的鋁盒中，并立即稱重：記錄鋁盒+濕土重。

7、恒溫烘干

將鋁盒+濕土稱重后，打開鋁盒蓋。放入恒溫烘箱內(nèi)，關(guān)閉烘干箱門，設(shè)定溫度105℃，設(shè)定烘干時(shí)間12h（土樣已恒重）。

8、冷卻至室溫

土樣烘干至恒重（12h）后，取出放入干燥器冷卻至室溫。干燥器底部有干燥劑，器口抹有凡士林，打開、關(guān)閉干燥器只能推干燥器蓋，錯(cuò)開、關(guān)閉器口方可使用。

9、稱量干土樣

按上述方法打開干燥器，取出一個(gè)鋁盒土樣稱一個(gè)鋁盒土樣，并做好記錄。

10、成果計(jì)算

田間持水量計(jì)算公式： X=（m1-m2）/（m2-m0）×100

式中：

X—土壤田間持水量（%）；

m0—烘干空鋁盒質(zhì)量，單位：g；

m1—烘干前鋁盒+濕土樣質(zhì)量，單位：g；

m2—烘干后鋁盒+干土樣質(zhì)量，單位：g；

平行測(cè)定結(jié)果以算術(shù)平均值表示。

三、注意事項(xiàng)

1、天平使用時(shí)嚴(yán)格按照天平使用要求操作。若使用電子天平，應(yīng)將天平放置平整、穩(wěn)固，使用前提前幾小時(shí)加電。

2、試驗(yàn)用鋁盒使用前應(yīng)先放入烘箱，溫度設(shè)定105℃，烘8h，去除鋁盒中含有的揮發(fā)物質(zhì)。

3、在取環(huán)刀中取濕土土樣稱量時(shí)，切勿取挨著濾紙的土樣，應(yīng)取各環(huán)刀上層土樣。

結(jié)語(yǔ)

室內(nèi)環(huán)刀法測(cè)定土壤田間持水量是對(duì)當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)抗旱的有效指導(dǎo)方式之一，因而具有重要的意義，準(zhǔn)確田間土壤持水量的測(cè)定能能夠?qū)喔攘窟M(jìn)行合理的控制，而室內(nèi)環(huán)刀測(cè)定田間持水量較其他方法簡(jiǎn)便易行，便于推廣使用。

[1]魏勝利.田間持水量的測(cè)定與旱情分析[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2005（S1）.

[2]常興義.黑龍江省主要土壤的田間持水量經(jīng)驗(yàn)公式推求[J].土壤，1979（03）.