体积置换法直接测量土壤质量含水率及土壤容重-IngentaConnect.PDF

第 29 卷 第 9 期 农 业 工 程 学 报 Vol.29 No.9 86 2013 年 5 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering May 2013 体积置换法直接测量土壤质量含水率及土壤容重 1 1,2※ 1 1 马玉莹 ，雷廷武 ，张心平 ，陈逸欣 （1. 中国农业大学水利与土木工程学院，北京 100083 ； 2. 中国科学院水利部水土保持研究所土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，杨凌 712100 ） 摘 要：土壤含水率直接测量是相关研究和应用的基础，在土壤力学、作物栽培、农田灌溉、生态环境等研究和 实践中十分重要。该文提出了一种与传统烘干称质量法相当的体积置换法直接测量土壤质量含水率及土壤容重。 该方法在假设一定土壤颗粒密度的前提下，用一定体积的标准取样环刀取得土样后，通过向待测量土体补充水分 使土壤达到饱和，用一定体积的水置换土壤中的充气空隙，直到土样达到饱和状态；再通过测量得到的初始/原始 土样质量、饱和后土壤的质量以及已知土壤颗粒密度和水密度，计算得到被置换的充气空隙的体积，进而由此计 算得到土壤质量含水率和土壤容重。采用 3 种不同土壤，即陕西杨凌黏黄土、北京粉壤土和江西黏红土，分别预 配制成 7 种不同初始土壤体积含水率，含水率约为：风干土（含水率 2%～3% ）、5%、10%、15%、25% 、30%和 3 进行室内试验。用类似的土样，采用传统方法烘干 饱和含水率，以及 3 种不同土壤容重：1.25、1.35 和 1.45 g/cm 土样 8、12、24 、48 h 后，测量确定土壤的质量含水率，通过延长烘干时间测得数据表明，传统方法烘干 8 h 所测 得的质量含水率仍有 1%～3.2% 的含水率误差。最终试验结果表明体积置换方法测得的土壤含水率比传统烘干土 样 8 h 所测得的结果大 2%～3%，比烘干土样48 h 所测得的结果大 1%左右。体积置换方法测量操作过程简单， 耗时较少，节约能源，测量结果具有较高精度。 关键词：土壤含水率，密度，体积测量，土壤容重，测量方法 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.09.012 中图分类号：S152.5; S152.7 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2013)-09-0086-08 马玉莹，雷廷武，张心平，等. 体积置换法直接测量土壤质量含水率及土壤容重[J]. 农业工程学报，2013，29(9)： 86－93. Ma Yuying, Lei Tingwu, Zhang Xinping, et al. Volume replacement method for direct measurement of soil moisture and bulk density[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(9): 86－93. (in Chinese with English abstract) 土壤孔隙度，也可作为土壤熟化程度的指标之一， 0 引 言 它的变化影响土壤水分运动参数的表述[5] 。测定方 土壤水分在地表与大气间的物质和能量交换 法的研究主要体