TDR法、烘干法测定土壤含水量的比较研究
强劲
【摘 要】摘要：以烘干法测得的土壤含水量为基准，通过对TDR法与烘干法的比较表明，对于不同土层深度，TDR法与烘干法具有相同的变化趋势，具有较好的相关关系，与用烘干法是同样可靠的。用TDR法测定土壤含水量准确、方便、快捷。
【期刊名称】民营科技 【年(卷),期】2014(000)005 【总页数】1
【关键词】TDR法；烘干法；土壤含水量；比较
土壤水分是作物生长的要素之一，对于作物的生理活动起着至关重要的作用[1]。在水文科学、气象科学和生态科学中，土壤水分的测量也具有相当重要的作用。因此，快速、准确地测定土壤含水量具有十分重要的意义。随着科学技术的发展，测量土壤含水量的先进仪器越来越多，它们在工作原理、使用方法和测定结果方面均存在着差异。烘干法测量土壤含水量的误差很小，是唯一可以直接测量土壤水分的方法，也是目前国际上的标准方法[2]。但此法存在着取土、烘干历时长，时效性差，设备利用率低等状况。而TDR（Time Demain Refletrometry，时域反射法）具有快速高效、容易操作、数据自动采集及保持样本原始性等优点，为人们提供了一种省时、精确的测定方法。现以烘干法为标准，对TDR法进行校验，为正确使用TDR法测定土壤含水量提供理论依据。
1 原理和方法
1.1 原理。TDR法是一种测量电磁脉冲从发射源出发到遇到障碍物产生反射后
返回发射源所需时间的方法。可以利用电磁波在土壤中的传播特性测定土壤的含水量。
1.2 试验方法。本次试验共采集72组土壤样品。样品采自蚌埠市固镇县杨庙乡墒情试验田，土壤类型为亚粘性壤土。试验使用TRIMEPICO-IPH型TDR时域反射仪。
人工在3条垂线上采样，取相同垂线深度含水量的平均值作为同一深度的土壤含水量。取样深度为10cm、20cm、40cm。土样采用烘干法处理。土壤容重采用环刀法，测点选择在人工取样3条垂线框定的范围内，每次测量时用环刀分别测量10cm、20cm、40cm深度土壤容重，取相同深度土壤容重的平均值作为同一深度的土壤容重。环刀体积为200cm3。TDR法测量深度同人工取样深度，每个深度测量3次，取其平均值。 1.3 烘干法土壤质量含水量的推算。
θg—土壤质量含水量；Ws—湿土重；Wg—干土重
1.4 烘干法土壤体积含水量的推算。θv—土壤体积含水量；θg—土壤质量含水量；ρb—土壤干容重ρs—土壤湿容重；Ws—湿土重；Vt—土壤体积
2 结果与分析
2.1 TDR法与烘干法的对比分析。分别测量10cm、20cm、40cm深度的土壤含水量，对TDR法和烘干法的测定结果进行对比。
通过对比发现，对于不同土层深度，TDR法与烘干法测定结果的差距都很小，基本都在烘干值的附近，并且曲线的走势随着烘干值的曲线而波动，几乎是交织在一起的。
2.2 TDR法与烘干法土壤含水量相关性分析。由于烘干法的测定误差很小，被
认为是测定土壤含水量的标准方法[2]，所以，以烘干法为基准，对TDR法的可靠性做出评价。
分别以TDR法含水量为横坐标x、烘干法体积含水量为纵坐标y作图，见图。 由图可以得出，对于不同土层的含水量，TDR测定值与烘干值均比较接近，拟合性较好，呈显著的相关性。
通过对TDR法与烘干法的相关分析计算，得出x，y之间的相关转换关系式：y=0.9740x-0.2902，相关系数r=0.904，均方误Sy=2.4，x、y线性关系显著。各土层深度绝对误差为0.02～6.13，相对误差为0～0.25。
从研究结果来看，烘干法和TDR法的结果之间虽然存在着一定的差异，但仪器因素和标定因素在大多数情况下所带来的误差占总误差的比例很小。TDR法结果更符合实际情况。这是由于TDR法是用环刀在探头附近采样，所取样本未经扰动，故其结果更接近实际。国内外大量研究资料也表明[3-6]，使用TDR法测定土壤水分，其值会受到土壤种类、电导率、容重等多种因素的制约。这与本研究在利用TDR测定土壤含水量时所得结果与实际情况是相符的。在测定时应采取一定的措施来减小由于土壤质地不均匀或土壤湿度的空间变异所造成的误差[7]。
3 结论
由分析结果表明：使用TDR法测量土壤含水量与烘干法相比具有相同的变化趋势，其结果十分接近烘干值，可准确地反映土壤含水量的动态变化。两者的相关系数r达到0.904，均方误Sy为2.4，x、y呈显著的相关性。
TDR法和烘干法相比也存在一定的误差，但仪器因素和标定因素在大多数情况下所带来的误差占总误差的比例很小，TDR法结果更符合实际情况。
TDR法、烘干法测定土壤含水量的比较研究
