TDR 法测定土壤含水量的标定研究
周凌云;陈志雄;李卫民
【摘 要】用波兰ET-FOM/mts 型TDR水份测定仪对封丘地区两种质地土壤在不同的温度和容量条件下进行测定,结果表明,其介电常数的平方根(ε)与土壤容积含水量(θ)有良好的线性关系(r≥0.997).标定曲线的误差(Sθ/ε)范围为0.002～0.027 cm3 cm-3,其中砂质土壤在温度较低(16℃)条件下的误差最小,壤质粘土在温度较高(26℃)条件下误差最大. 【期刊名称】《土壤学报》 【年(卷),期】2003(040)001 【总页数】6页(P59-64)
【关键词】TDR法,土壤含水量;标定 【作 者】周凌云;陈志雄;李卫民
【作者单位】中国科学院南京土壤研究所,南京,210008;中国科学院南京土壤研究所,南京,210008;中国科学院南京土壤研究所,南京,210008 【正文语种】中 文 【中图分类】农业科学
第 40 卷 第 1 期2003年 1 月 土壤 学 报ACTA PEDOLOGICA SINICA V01.40,No.lJan.,2003 TDR法 测 定 土 壤 含 水 量 的 标 定 研 究*周凌云陈志雄李卫 民（中国科学院南京土壤研究所 ，南京 210008 ）摘 要 用波兰 ET —FOM/mts 型TDR水份测定仪对封丘地 区两种质地土壤在不 同的温度 和 容量条
件下进行测定 ，结果表明 ，其介 电常数的平方根（ 压） 与土壤容积含水量(∞有 良好的线性关 系(r ≥o ．997) 。 标定 曲线 的误差（ SoiG ） 范围为
0.002~0.027cm3cm-- ，其 中砂质土壤在温度较低 (16℃ )条件下 的误差最 小，壤质粘土在温度较高(215 ℃ )条件下误差最大 。关键词 TDR 法 ， 土壤含水量 ， 标定中图分类号 S15
2 ． ’， TDR 法 （ TimeDomainRef[etrometry ， 时域反射法 ） 是新近发展起来 的一 种测 定 土壤含水量 的方 法 ，具有不破坏样本 、快速 、容易操作等优点 ，并可做到讯息转换而达到数据 自动采集 的 目的 ，因而很快为人们所接受 。土壤含水量是土壤分析 的常规项 目 ，在水循环研究和农 田灌溉排水管理 中 ，更是必不可少 的基本资料 。 在 当前各种含水量测定 方法 中 ，广为人们应用 的是烘干法和 中子法 。 烘干法准确可靠 ，是其它方法的基准 。 但其测定过程烦冗 ，费事 费时 ，且不可避免要破坏原样本 ，不 能用 于原位监测 。 中子 法可 以 用于 田 间原位监测 ，其测 定结果也准确 可靠 ，但对于 表层 土壤 ， 因 为 中子容 易散宜于 大 气 ，其结 果 不 甚 准确 。 此外 ，中子法迄今仍未做到既准确 又便捷 ，不能满足研究和生产管理的需要 。法是测 定 电磁波在 土壤 中的传播速度 的一种方法 。 由于 电磁波的传播速度 与传播媒体 的介 电常数密切相关 ，而土壤颗粒 、水和空气本身的介 电常数差异很大 ，故一定 容积土壤 中水 的 比例不 同时其 介 电常数便有 明显 的变化 ， 由其电磁波的传播速度便可判 断其含水量 ，Topp[11 最早 发展 TDR 法 时 ， 曾声 言此法不受土壤质地 、容重 、温度等物理 因素的影响 。 后来 的研究心1表 明 ，在测量精度要求较低时 ，这一 结论是正确 的 。 对矿质土壤 ， 当其误差要求为 0.05cmcm-1 时 ，一般可用 同一 的标定 陆线确定各种 土壤 的含水量关系 。 但是 ，当要求误差更小时 ，它们 的关系受质地 、容重 以 至温度等物理 因素的影响 。 再者 ， 对于质地粘重 的土壤 ，当含水量较高时 ， 由于输入 电磁波 的能量耗散较大 ，导致反射讯息模糊 ，容易造成 失准 。
因此 ，对于待测 土壤 、预先标定其含水量关系仍然是必要 的 。 通过标定 ，一方 面可 以 确定 其适 用 的湿度范 围 ，另一方面可确知其实 际 的测量精度 ，即避免用通用 的标定 曲线 的误差估计其实 际 的误差 。 本文 以封丘两种 土壤 主要质地土壤为基础 ，分别对它们在不 同的容重及 温度条件下进行标定 ，以 考 察其标定 曲线 的精度 ，同时 ，对不 同物理条件下 的标定资料加 以组合 ，以考察其标定 曲线精度 的变化 ，供 应用时参考 。 由于封丘地 区土壤 的性质与黄淮海 冲积平原土壤近似 ， 因此本 文 的结果可供黄淮海地 区 应用 时参考 。 1 材料与方法 供试土壤取 自封丘试验站 ，它们分别为砂质土壤和壤质粘土 ，其颗粒组成如表 1 。将风干土 ，过 2mm 孑 L筛 的土样分别按容重 1.39 cm-3 、1.49 cm-3 和 1.59 cm-3 填装于 3500CIT13 的容器 中 ，并分别加水制成不 同含水量 的样 品（ 表 2 ） 。 *国家重点基础研究发展规划项 目( C1999011803)和 国家重大基金项 目(49890330)资助收稿 日期 ：2001-04 -20；收到修改稿 日期 ：2001-12 -15第40卷1期 2003年月土壤学报 ACTA V01.40,No.l Jan.,2003摘要用波兰 ET —FOM/mts型件下进行测定 ，结果表明 ，其介 电常数的平方根（ 压） 与土壤容积含水量(∞有 良好的线性关 系(r ≥o ．997) 。标定 曲线 的误差（ SoiG ） 范围为 0.002~0.027cm3cm-- ，其 中砂质土壤在温度较低 (16℃ )条件下 的误差最小法土壤含水量 ， 标定 S152 ．’，法 （Time Domain Ref[etrometry ， 时域反射法 ） 是新近发展起来 的一 种测 定 土壤含水量 的方 法 ，具料。在 当前各种含水量测定 方法 中 ，广为人们应用 的是烘干法和 中子法 。 烘干法准确可靠 ，是其它方法于田间原位监测 ，其测 定结果也准确 可靠 ，但对于 表层 土壤 ， 因 为 中子容 易散宜于 大 气 ，其结 果 不 甚 准确此外 ，中子法迄今仍未做到既准确 又便捷 ，不能满足研究和生产管理的需要 。常数密切相关 ，而土壤颗粒 、水和空气本身的介 电常数差异很大 ，故一定 容积土壤 中水 的 比例不 同时其介 电常数便有 明显 的变化 ， 由其电磁波的传播速度便可判 断其含水量 ，Topp[11 最
TDR 法测定土壤含水量的标定研究
