介电特性土壤水分测定方法研究进展

介电特性被证明是研究土壤水分测定最有价值的参数,因为介电特性与土壤水分有着非凡的联系。电容传感器、时域反射仪(TDR)、频域反射仪(FDR)、中子法、电阻和电导率都能提供解释土壤含水量的介电特性谱。然而,由于不同土壤类型土壤介电特性的复杂性,在不同尺度上实现土壤水分高精度测定,仍然面临巨大挑战。本文综述了介电特性在土壤水分快速测定中的地位和几种典型介电特性土壤水分测定方法的研究进展,分析了介电特性土壤水分快速测定方法所涉及的难点,提出了消除土壤类型等影响介电特性土壤水分测定的差分解释法新思路,并对介电特性土壤水分测量技术发展进行了总结,指出了未来的研究方向。     

基于STM8微处理器的太阳能土壤水分测量仪设计

土壤的水分含量对植物的生长非常重要,检测土壤含水量也是自动灌溉系统中关键的一环。为了能够连续检测土壤的含水量,基于STM8微处理器,采用频域反射(FDR)原理,利用太阳能供电,实现硬、软件的组合,设计制作了一款便携式土壤水分测量仪。选用不同的土壤对该设计进行多组实验,对比可知,测量仪的测试结果与烘干法测出的含水量较为接近,误差在3%以内。     

几种常用土壤含水量测定方法的研究进展

综述了烘干法、电阻法、中子仪法、γ射线(透射)法及时域反射仪(TDR)法等常用的土壤含水量的测定方法、应用条件、优缺点及方法需要的改进。提出了本领域中存在的主要问题及研究展望,指出未来的土壤含水量测定方法应当是朝着高精度、低成本、非破坏、自动化等方向发展。     

土壤水分特征曲线研究综述

土壤水分特征曲线是土壤水分含量与土壤水吸力(基质势)的关系曲线,反映了土壤水能量与土壤含水量的函数关系,是表示土壤基本水动力学特性的重要指标。本文综合概述了土壤水分特征曲线的应用、测定方法、影响因素、模型,简单介绍了它的应用范围。     

土壤水分对烤烟K326生长的影响

采用盆栽试验法,研究了江西烟区3种类型土壤不同土壤水分含量对烤烟K326生长发育的影响。结果表明,土壤水分含量对K326的生长发育影响明显。与水分胁迫相比,适宜水平土壤水分(旺长期土壤相对含水量80%、成熟期土壤相对含水量70%)可保证烟株正常生长发育。     

土壤含水量测定方法研究进展

土壤含水量是土壤学和农业节水技术研究的重要领域和热门课题,通过分析相关文献,将土壤水分测定方法从研究手段和范围(尺度)上划分为三大类:取样—定位测量法、遥感监测法、模型模拟法。经过对已发表土壤水分测定方法相关文献的统计调查和检索,依据文献数量、文献引用率和关键词频度,得出取样—定位测定法是当前土壤水分的主要测定方法,遥感监测法是未来土壤水分测定方法的发展趋势和方向,模型模拟法具有理论探索和研究的价值。     

双波长分光光度法测定土壤硝态氮的可行性研究

为了探寻简单、快速的土壤硝态氮测定方法,以指导农业生产氮肥施用,对双波长法测定土壤硝态氮的方法进行了探讨,并与广泛应用的反射仪法和流动分析仪测定方法进行了比较,结果表明双波长分光光度法与反射仪测定和流动分析仪测定方法高度相关,操作简便、准确,可用于土壤硝态氮的测定.     

温度对TDR法测量土含水量影响的试验研究与误差修正

为了研究温度对TDR法快速测量土壤含水量的影响,本文在分析TDR法测量土壤水分的基础上,利用JL-01型土壤水分测定仪分别测定不同温度下重塑粉质粘土含水量,并与烘干法测量结果进行了比较,拟合得到了TDR法测量土壤含水量误差随温度变化的公式,并给出了修正后的土壤含水量。试验及分析结果表明,虽然正低温对TDR法测量土壤含水量的结果影响在一定的范围之内,但经过温度修正的测量值会有效降低测量误差。     

水分胁迫对野百合幼苗生理特性的影响

为了解野百合(Lilium brownii)幼苗对土壤水分胁迫的适应机制,以野百合籽球期幼苗为试材,采用盆栽控水法研究不同土壤水分胁迫对野百合幼苗生理生化特性的影响,并筛选出其适宜的土壤相对含水量。结果表明,土壤相对含水量过高或过低都不利于野百合生长。水分胁迫后叶片相对含水量有所降低,而水分饱和亏缺、丙二醛含量有所提高;随着胁迫程度的加大,叶片气孔密度、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、过氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性等指标呈先高后低的变化趋势;游离脯氨酸、可溶性糖含量、细胞膜透性等指标呈先低后高变化的趋势。采用隶属函数法计算得出,轻度干旱胁迫即50%～55%的土壤相对含水量最适于野百合幼苗的正常生长。     

温度条件对TDR测定土壤水分的影响

时域反射仪(TDR)法是速测土壤水分常用的方法之一，该方法具有快速、使用方便等优点。而土钻法(又称质量法或烘干法)则被认为是测定土壤水分的经典方法。本试验通过这两种方法测定了黄土高原沟壑区王东沟流域的土壤不同层次的水分，结果发现，两者存在一定的差异。在通常温度(23—31℃)下，对黄土高原土壤用TDR所测土壤含水量比土钻法所测值偏高；温度低于23℃或高于31℃，TDR所测土壤含水量比土钻法所测值偏低。所以，与土钻法相比，TDR法具有一定温度条件的限制性。     

TDR法、中子法、重量法测定土壤含水量的比较研究

对用ＴＤＲ法、中子法和重量法测得的土壤水分含量观测值的比较结果表明,随着土壤深度和测量时间的变化,中子法的平均测定误差为３．７６％,ＴＤＲ法为３．５９％。并且这２种方法的土壤水含量观测值的时空变化和重量法具有相同的趋势。因此,用ＴＤＲ法测定土壤含水量与用中子法是同样可靠的。     

土壤样品含水量快速测定方法的比较研究

[目的]探寻更加快速、节能的土壤样品含水量、测定方法,优选出适用于不同样品数量的最佳干燥途径,对提高土壤含水量、分析效率及实验室节能有重要意义。[方法]以黄绵土(宁夏彭阳)、塿土(陕西杨凌)、紫色土(四川盐亭)3种土壤为试验材料,采用烘箱法、微波炉法、酒精灯干烧法、酒精燃烧法分别对设计含水量为30%、20%、10%的土壤样品含水量进行了测定,并对几种测定方法进行了比较。[结果]微波炉法能将样品的干燥时间缩短至10 min以内,速度快,能耗低,且测定结果与烘箱法没有显著差异,在样品数量较少的情况下可以作为烘箱法的替代方法,而烘箱法仅适用于大批量样品的干燥。该研究提出的酒精灯干烧法可能成为一种较节约燃料的快速干燥方法。该方法的测定准确性还有待改进,适用性需进一步验证。[结论]从实验室节能减排的角度出发,推荐使用微波炉法进行土壤样品干燥,在样品数量较少的情况下尽量避免使用烘箱法。     

标定水温对改进型时域反射仪(TDR/MUX/mpts)土壤含水量测量精度的影响

改进型时域反射仪(TDR/MUX/mpts)是一种土壤物理参数综合监测仪,是在传统时域反射仪的基础上进行改进并融合了土壤水分、温度和盐度基质吸力等土壤物理参数监测功能,实现了连接PC操作,能实时动态监测土壤物理参数值,记录并测量数据,是目前比较先进的一种土壤监测仪器。当利用仪器测量土壤含水量时,仪器标定过程需要手动测量并输入标定水温,水的介电常数会因温度产生变化,因此仪器标定水温可能对其土壤含水量测量精度造成影响;试验设计利用不同温度的蒸馏水标定仪器,并测量同一土样的含水量值与烘干法测量值进行比较,分析可知标定水温度会影响仪器的土壤含水量测量精度,标定温度在15~35℃时结果精度较高。     

海南西部桉树人工林春季土壤水分时空变化研究

对海南儋州桉树林与椰林样地连续定点采样,分析春季桉树林土壤水分时空变化及其与椰林土壤水分差异。结果表明:(1)1─4月为土壤水分消耗期,土壤水分逐渐降低,桉树林土壤水分明显低于椰林。(2)土壤水分表层、次表层、深层差异明显。桉树林土壤表层含水量较低,变化较大;次表层土壤含水量相对较为稳定;深层含水量较多,也较稳定。(3)连载代次和树龄与土壤水分含量有明显的关系。与连载代次相比,树龄对土壤水分的影响更大;树龄愈长土壤水分含量愈少;采伐之后1龄桉树林土壤水分处于恢复阶段,含水量较高。短伐连栽生产和经营方式对桉树林水生态环境造成不利影响。     

基于RBF神经网络的土壤含水量传感器标定方法

土壤含水量时空变异对作物生长、农田气候变化等领域的研究具有重大意义。为了克服TDR-3土壤水分传感器输出电压的非线性缺点,提高土壤含水量数据采集以及计算效率,将TDR-3土壤水分传感器与无线传感器网络结合,提出了土壤水分含量的RBF神经网络标定方法。结果表明,该法能取得较好的标定效果,且操作简单、实用、可行,为土壤含水量的实时监测提供了一种有效的方法。     

基于相位差的时域反射仪测定土壤含水量的标定和田间验证

为了检验具有我国自主知识产权的基于相位差检测原理的时域反射仪(TDR)测定土壤水分的性能,利用室内土柱试验,获得了该仪器测定土壤含水量的标定曲线,分析了影响因素,并在田间对标定曲线进行了实际验证。结果表明,容重对仪器测定土壤含水量的影响不显著;土壤质地对校正结果有明显影响,供试的砂质土类,壤质黏土类和黏土类分别可以使用一个特定标定公式,R2均大于0.98,估计标准误差均小于0.020cm3/cm3;该仪器用于田间测定含水量的均方根误差小于0.035cm3/cm3。因此,经过室内标定后,将新型时域反射仪用于测定田间土壤含水量是可靠的。     

干旱荒漠区封育沙地土壤水分变化研究

以干旱荒漠区封育沙地为研究对象,对封育沙地植被恢复过程中的土壤水分变化进行了研究。结果表明,随着封育年限的增长,沙地60 cm以下各层的土壤含水量逐渐减少,土壤含水量由25.62~29.84 g.k-g 1减小到18.02~22.82 g.k-g 1,变异系数在37.17%~59.18%;在不同植被类型下,沙地地上部分的生物量越大,土壤含水量则越小,土壤含水量变化在8.53~44.39 g.k-g 1。披针叶黄花草地的土壤含水量(20.82 g.k-g 1)>沙蒿半灌木林地的土壤含水量(17.06 g.k-g 1)>柠条灌木林地的土壤含水量(12.52 g.k-g 1);从恢复方式看,自然恢复植被区的土壤水分含量(20.45~26.52 g.k-g 1)相对较高,而人工植被区的土壤水分含量(8.69~14.14 g.kg-1)相对较低,自然+人工恢复植被区土壤水分含量(13.62~26.93g.k-g 1)介于两者之间。     

干旱半干旱地区土壤水分测定研究概述

通过对近些年来干旱半干旱地区土壤含水量测定研究情况进行综述,总结了国内外常用的测定土壤含水量的方法及其原理,并对各类测定方法的优缺点进行了评述;介绍了一些新兴的土壤含水量测试技术,并针对其中存在的主要问题提出了展望。     

生态垫对造林地土壤水分及养分的影响研究

通过对在树苗基部覆盖生态垫与未覆盖生态垫的土壤进行比较,研究生态垫对北京市通州区造林地土壤水分、土壤养分的影响。结果表明:(1)铺设生态垫后,在0～20cm、20～40cm土层全年土壤含水量分别平均提高了25.3%、15.1%。一年四个季节中,0～20cm层土壤水分含量为28.1%(冬季)>25.1%(夏季)>13.9%(春季)>12.1%(秋季),20～40cm层土壤含水量为32.1%(冬季)>30.5%(夏季)>19.9%(秋季)>17.6%(春季)。尤其在冬季和春季,生态垫对土壤水分含量影响显著;(2)铺设生态垫后,土壤有机质含量有增加的趋势,土壤全氮和速效磷含量有减少趋势,但差异不显著。生态垫对土壤速效钾含量影响显著,在四个季节都有提高。     

黄土高原不同降雨量条件下梯田与坡地土壤水分变化特征

[目的]研究不同降雨量下黄土高原坡地和梯田土壤水分的运移及分布情况。[方法]以黄土高原陕西乾县为试验区,通过田间试验,研究不同降雨量条件下梯田与坡地土壤含水量变化情况。[结果]梯田和坡地土壤含水量空间垂直变化分为4个层次:1土壤水分速变层(10~40 cm)。该层梯田土壤含水量大,坡地土壤含水量小。该层受水文气象、耕作措施、冠层覆被等多种因素的影响较大,土壤水分变化较大。2土壤水分缓变层(40~80 cm)。该层土壤水分受诸多因素的影响相对小,土壤水分变化幅度小。该层梯田土壤含水量大,坡地土壤含水量小。3土壤水分过渡层(80~100 cm)。该层坡地土壤水分变化缓慢,而梯田土壤水分变化迅速,即开始由大向小快速突变。4土壤水分相对稳定层(100 cm以下)。该层梯田土壤含水量小,坡地土壤含水量大。[结论]初步掌握了黄土高原乾县的土壤水分变化特征。