环刀法测定田持.doc

环刀法(改进沙箱)测定土壤田间持水量安徽省水文局2015年4月一、田持测定方法简介目前田间持水量可选用围框淹灌法、环刀法测定或天然降水法。1、围框淹灌法围框淹灌法是在选定的具有代表性地块中建立实验区，通过设置围框、人工灌水、地膜覆盖、自然渗透等一系列人工干预的技术手段，使围框内土壤含水量达到饱和，自然排出重力水后，测取最大毛管悬着水量。本法测定结果较符合田间实际，但渗透性差的土壤和水源不足的地块不宜采用本法。又因围框淹没法工作量大，且地下水位较浅时会影响测定结果。2、环刀法（改进沙箱）环刀法（改进沙箱）测定土壤田间持水量为室内测定法之一，利用环刀在实验地块上采集原状土带回室内，在人工干预条件下，使土样含水量达到饱和，排出重力水后，测定的土壤含水量即为田间持水量，该方法操作简便。3、天然降水法天然降水法即饱和雨后测定法，是指当大气降水达到一定量级使待实验地块土壤水分含量达到饱和，排除多余重力水后测定的土壤含水量即为田间持水量。由于天然降水量法的实验要求较高，受降水因素影响较大，需满足降水条件时方可进行。实验人员应及时掌握雨情信息，选好符合实验条件具有代表性的监测地块等前期准备工作十分必要。二、环刀法测定步骤(改进沙箱)1、实验条件采集土壤样本应遵循实验地块具有代表性原则，选定地块应为均匀土质，同一采集深度的土壤质地应相同，同时应避免植物根须、石块等杂质掺入土壤样本；为避免实验中出现意外需重新采集土样，采样时应备足环刀，多采集几个土壤样本带回实验室备用。2、实验仪器设备环刀（容积100cm3）、铁锹、锤子、厘米尺、铝盒、削土刀、滤纸、盛水容器、石英砂（或干土）、筛子（孔径1mm）、天平（0.01g）、电热恒温干燥箱、干燥器、沙箱（详见下图）。图1 沙箱法测定土壤田间持水量装置示意图3、实验步骤3.1 田间采样选定代表性的测定地点，挖掘土壤剖面，按土壤剖面层次，自上至下用环刀在每层的中部采样。采样前将待采土层土面铲平，将环刀的刀刃端向下平稳压入土中。在切取土样时避免歪斜，使其垂直均匀受力下切。在土壤颗粒溢出环刀刀柄上端小孔后，用铁铲挖开周围土壤，取出装满土样的环刀，用锋利的削土刀削去环刀两端多余的土壤，使环刀内的土壤体积恰好为环刀的容积（注意不要使环刀中土表面产生镜面，以使浸泡时水分难以进入）。在环刀刀刃一端垫上滤纸盖上有孔底盖，另一端盖上顶盖，擦净环刀外壁附土。同时在同一土层上取些散状土，带回室内。3.2 土样吸水将装有原状土样并垫有滤纸的带网眼的底盖的环刀放入铺有砂子（砂子粒径在1mm左右，厚度1cm以上）的平底盆中，注入清水，并保持盆中水的高度低于环刀上沿约12mm为止（注意：千万不要淹没环刀），使其环刀内土壤浸泡达24 h以上（质地粘重的土壤放置时间3d左右），使环刀中土壤所有非毛管孔隙和毛管孔隙都充满了水分（此时可以看到环刀中土壤表面的空隙中都充满了水）。此时环刀中的土样达到饱和。3.3 土样排水移去底盖，连同滤纸放置在沙箱中石英砂上（石英砂表层放一层大张滤纸），为使环刀与干土紧密接触，也可用重物将环刀压实。盖上沙箱盖，保持一定时间（沙土1-3 d，壤土2-4 d，粘土3-5 d。在此过程中，使沙箱中水位始终保持在10cm处，目的是使沙箱中的沙土保持毛细毛细悬着水，不从土样中吸取除重力水以外的多余水分），此时环刀中土壤的水分达到了平衡。注意：为了确定每种土样在沙箱中所需保持的时间，每个测样点第一次监测第一天每3 h称重一次（每次称重后立即将原样放入沙箱中，直至最后一次），第二天每6 h称重一次，第三天后每12h称重一次，直至连续24h相对平衡后为止（见附表一）。后期监测根据第一次保持时间不需要各时段称重。3.4 烘干将环刀中的土壤，取出其中有代表性的一部分土样（约30 50g），放入已称重的铝盒中，放入烘箱，烘箱温度设置在105持续恒温8h），含有机物质多的土样（有机物含量8%）可降低烘箱温度，延长烘烤时间。土样烘干后取出，盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温。3.5 称重从干燥器内取出铝盒，称量铝盒加烘干土的重量。必要时可将已称重的铝盒（含原烘干土样）再烘12 h，前后两次称的重量相差不大于0.05 g，即为恒定的重量。3.6 计算土壤田间持水量按式（1）计算： （1）式中：土壤田间持水量（%）； 烘干样（土）重量（g）；湿样（土）重量（g）。详见附表二。3.7 综合计算平均田持10、20、40cm土层深度的田持分别计算出来后，即可根据实际生产应用要求计算地块040的平均田持，实际生产中可直接或者按照土层深度加权计算均值。4 注意事项测定土壤田间持水量，必须采取土壤结构不破坏的原状土壤。排除重力水后环刀中的原状土样放入铝盒准备烘干前，应将湿土样切成碎块，防止土样烘干不彻底，影响土壤含水量测定。选定的测定地点需测定10cm、20cm、40cm土层深度的田间持水量，每次每层取2个样（共6个样）进行测定，共监测5次。同一测点测定的田间持水量相差较大时，适当增加测次。 附表一 沙箱法土壤田间持水量不同时段土样称重记录表取样位置： 取样日期：年 月 日浸泡后土样称重时间（月.日.时）环刀编号垂线土样深度重量垂线土样深度重量10cm20cm40cm10cm20cm40cm取样重量*月*日8时11时14时17时20时23时*月*日2时5时8时14时20时*月*日2时8时20时*月*日8时20时*月*日8时20时附表二 *县（区）*点土壤田间持水量监测记载计算表日 期（ 年 月 日 ）土样编号盒重（g）（1）湿土盒重（g）（2）湿土重（g）（3）干土盒重（g）（4）干土重(g)（5）含水量(g)（6）田