实验五： 土壤水分常数的测定

1. 实验五：土壤水分常数的测定

2. 1土壤最大吸湿水量的测定 • 在空气湿度接近饱和的条件下，干燥士壤所能吸收的气态水分称为土壤最大吸湿水。其含量决定于空气的相对湿度、土壤质地以及土壤中有机质含量。 • 测定土样为风干土。 • 测定仪器及试剂：天平（感量0.01及0.001）、称量瓶（Φ5cm、高3cm）、干燥器、烘箱、饱和硫酸钾（或10％硫酸）构成相对湿度接近饱和的空气。 • 最大吸湿水含量＝(M湿－M干)/ M干×100％ M干——为干土重量g, M湿——为空气湿度接近饱和时的湿土重量g

3. 测定步骤： • ①称取通过lmm筛孔的风干土样5～20g（粘士和有机质含量多的土壤为5～10g，壤士和有机质含量较少的土壤为10～15g，砂土和有机质含量极少的土壤15～20g），放人已知质量的称量瓶中，平铺在称量瓶底。 • ②将称量瓶放人干燥器中有孔瓷板上。打开瓶盖，勿使贴近器壁。干燥器下部盛有饱和硫酸钾溶液（每lg土样约放入3ml饱和硫酸钾溶液）。将干燥器盖好后，放置在温度较稳定的地方或保持恒温20℃。 • ③在土壤开始吸湿后一星期左右，将称量瓶加盖从干燥器中取出，立即在天平上称量，然后重新放入干燥器中，使其继续吸水，以后每隔2～3天按前法称量一次，直至达到恒重或前后两次称量之差不超过0.005g为止，计算时可取其最大数。 • ④将最大吸湿水达到恒重的土样，置于105C的烘箱中烘干至恒重，按一般计算土壤含水量的方法，计算土壤最大吸湿水。

4. 2土壤凋萎含水量的测定 • 土壤凋萎含水量（凋萎系数）是指植物开始永久凋萎时的土壤水分含量，是土壤中植物能利用的水分下限。 • 土壤凋萎含水量可根据最大吸湿水含量计算 • 凋萎含水量（％）＝最大吸湿水（％）×1.5（1.3～25之间） • 凋萎含水量也可根据生物法进行测定，在容器中栽培植物，至植物因缺水而开始永久凋萎时，测定土壤含水量，即得凋萎系数。

5. 3土壤中几种水分常数的测定 • 将野外用环刀取回的土样在室内进行如下处理： • （1）将环刀上、下盖取下，一端换上有网孔并垫有滤纸的底盖后，称量此环刀加湿土质量。 • （2）将装有湿土的环刀取去上盖使其带有网孔并垫有滤纸的一瑞向下放入瓷盘（或平底盆）中，注入并保持瓷盘中水层的高度至环刀上沿为止，使其吸水达12h（质地粘重的土样放置时间可稍长），此时环刀土壤中所有非毛管孔隙及毛管孔隙都充满了水分，盖上上盖，水平取出，立即倒置，进行称量（A），即可算出最大持水量。

6. （3）将上述称量后的环刀，使带有网孔并垫有滤纸的一端向下放置在铺有干砂的平底盘中12h，此时环刀中土壤非毛管孔隙中的水分已全部流出，但环刀中土壤的毛细管仍充满水分，立即称量（B），即可计算出毛管持水量。 • （4）再将上述称量（B）后的环刀继续放置在铺有干砂的平底盘中，保持一定时间（砂土一昼夜，壤土2～3昼夜，粘土4～5昼夜），此时环刀中土壤的水分为毛管悬着水，立即称量（C）即可算出田间持水量。

7. （5）将上述称量（C）后的环刀中的土壤，取出其中有代表性的一部分土样（20g左右)放入铝盒中，测定土壤水分含量。用此土壤水分含量将环刀中的湿土换算成烘干土重，由此计算各种土壤水分常数。 • 结果计算：   •     最大持水量％＝（A-W）/(W-W环）×100％ •     毛管持水量％＝（B-W）/(W-W环）×100％ •     田间持水量％＝（C-W）/(W-W环）×100％ •     式中：A浸润12小时后环刀＋湿士重g •           B在干砂上放置12小时后环刀＋湿士重g •           C在干砂上放置一昼夜以上后环刀＋湿士重g •           W环刀中的干土重g •            W环环刀重g • 最佳含水量下限％＝田间持水量（％）×0.7 • 排水能力＝最大持水量一最小持水量(田间持水量)

8. 4土壤孔隙度的测定 • 仪器设备：200cm3环刀（高5．2cm，半径3．5cm）或其他规格的环刀、天平（感量0.0lg及0.lg）、小刀、铁锹、烘箱、铝盒、瓷盘、滤纸等。 • 测定步骤：取样方法与容重测定相同，在室内将环刀的上、下盖取下，一端换上带网孔并垫有滤纸的底盖，并将该环刀放入盛薄层水的瓷盘中，盘内水深保持在2～3mm之间，浸人时间，砂土4～6h，粘土8～12h或更长时间。然后擦干环刀外的水分并立即称重W1。称重后将此环刀连同湿土放水中浸泡，水面高度至环刀上沿，浸泡时间以环刀上面的滤纸充分湿润为止，此时重新擦干环刀外面的水分称重W2,然后将环刀连同土样一起放在105℃的烘箱中烘至恒重W3 • 结果计算:毛管孔隙度％＝(W1-W3)/V×100 总孔隙度％＝(W2-W3)/V×100 非毛管孔隙度＝总孔隙度－毛管孔隙度 式中V——环刀容积cm3 土壤通气度（容积％）＝总孔隙度（容积％）一体积含水量％

9. 5土壤饱和导水率的测定 • 土壤饱和导水率是指当土壤被水分充分饱和后，在单位水头作用下单位时间单位面积上渗透的水量。 • 仪器设备：环刀、（200cm3、Φ7.0cm,高5.2cm。）、量筒（100及50ml）、烧怀（100ml）、漏斗、漏斗架、秒表等。 • 测定步骤：在室外用环刀取原状土，取样方法与容重测定相同。在室内将环刀下端换上有网孔且垫有滤纸的底盖并将该端浸入水中，同时注意水面不要超过环刀上沿。一般砂土浸1～6h，壤土浸8～12h，粘土浸24h。到预定时间将环刀取出，在上端套上一个空环刀，接口处先用胶布封好，再用熔蜡粘合，严防从接口处漏水，然后将结合的环刀放在漏斗上，架上漏斗架，漏斗下面承接有烧杯。在上面的空环刀中保持恒定水头5cm。加水后从漏斗滴下第一滴水时开始计时，测定单位时间内渗入烧杯中的水量，测定到在单位时间内渗出水量相等时为止,即达到稳渗时为止。

10. 结果计算： 饱和渗透速度V： V（mm／min）＝10Qn/STn 式中Qn——为达到稳渗时单位时间内渗出的水量ml S——为环刀的面积cm2 Tn——为单位时间min 饱和导水率Ks=V×L/(h+L) 式中L——为土层的厚度（即环刀的高度）cm h——为土层上水头高cm

11. 6土壤含水量的测定 • 仪器设备：烘箱，铝盒，土钻，天平（感量0.01g）。 •   测定步骤：在野外土壤水分观测点用土钻取样装入铝盒，每个观测点应作三次重复。在室内将装有土样的铝盒称重，称量出铝盒加湿土的质量W湿。揭开铝盒盖，放人烘箱中，在105℃下烘至恒重（约12h），从烘箱中取出铝盒，盖好盒盖，称量，即铝盒加烘干土的重量W干。 •   结果计算：  重量含水量％=(W湿-W干)/( W干-W)×100% • 式中：W湿——湿土＋铝盒重g • W干——干土＋铝盒重g • W——铝盒重g • 体积含水量％＝重量含水量％×土壤容重（g/cm3） • 测定土壤含水量的误差主要在于采样的代表性、天平的精确度以及在烘干过程中有机质氧化分解而损失的重量，同时粘粒仍能吸附部分水，因此，测定土壤含水量时，必须注意采样的代表性，为此可以增加采样的重复次数来弥补其代表性的不足。另外，测定含水量很高的粘质土壤时对土壤可以多烘烤3～4h．前后两次称重的误差不大于0.05g，即为恒定的重量。