宁夏回族自治区田间持水量测定研究

张芳 高学芳

【摘要】田间持水量作为计算土壤相对湿度的重要土壤本底特征值，是抗旱服务工作的重要基础数据。本文详细阐述了宁夏地区田间持水量测定方法并根据宁夏地区特点，提出影响宁夏地区田间持水量测定影响要素并提出了解决方法 。

【关键词】田间持水量；影响；方法

1、前言

田间持水量是指在地下水较深和排水良好的土地上充分灌水或降水后，允许水分充分下渗，并防止其水分蒸发，经过一定时间，土壤剖面所能维持的较稳定的土壤水含量。目前，我国抗旱部门主要采用土壤相对湿度指标评估农业旱情程度。田间持水量作为计算土壤相对湿度的重要土壤本底特征值，是抗旱服务工作的重要基础数据。近年来，宁夏水文局在全区范围内开展了田间持水量测定分析工作，积累了一些测定经验，确定了影响宁夏地区田间持水量测定的若干要素，对田间持水量测定提出若干建议，为今后开展田间持水量测定分析工作奠定了一定基础。

2、田间持水量测定方法

2.1 田间采样

选择具有代表性的地块，去除地表浮土，在土壤处于半湿半干状态时，利用容积100cm3的环刀进行剖面开挖千斤顶水平取土法或水平开挖橡胶锤垂直取土法分别在10cm、20cm、40cm三个土层深度采集原装土样，去除环刀两端多余土样，使得原状土体积正好为100cm3，带回实验室进行处理。

2.2 土样浸泡

土样浸泡的目的是让土壤含水量达到饱和状态。将装有原装土样的环刀去除环刀顶盖，盖上环刀底盖，放入平底容器中，向容器内缓慢注入清水，始终保持水面低于环刀上边沿1 mm～2mm，当环刀中土壤表面出现一层水膜时，表明土壤已达饱和状态，停止浸泡。

2.3 土样退水及称重

土样退水及称重的目的是让土壤含水量达到田间持水量状态，即重力水排净，全为毛管水的状态。将土样浸泡饱和的环刀移去底盖，盖上顶盖，称重，然后将环刀放置在沙箱中，盖上沙箱盖，进行退水。为了确定每种土样在沙箱中达到田持的时间，分时段称重，点绘退水过程线。当相邻12小时测次质量相差小于0.2g，说明达到田间持水量状态，停止称重。退水过程中，始终保持外置水箱水深在10cm，目的是使沙箱中的石英砂保持毛细悬着水，不从土样中吸取除重力水以外的多余水分，使环刀中土壤垂向运动的水分达到平衡。

2.4 烘干及称重

去掉土样环刀顶盖、滤纸和橡皮筋，在大铝盒中将环刀内湿土用切土刀取出并切碎，将合格土样整体（湿土+环刀+铝盒+切土刀）进行称重记录，之后在105±2℃条件下持续恒温12h烘干。烘后土样冷却至室温，将烘干土样整体称重。

2.5 土壤田间持水量计算

土壤田间持水量计算：

3、根据宁夏地区特点，探求田间持水量测定影响要素及消除不利因素的方法

3.1 用“剖面开挖，采用千斤顶慢慢推入环刀”的水平取样法进行田间采样。

我区的土壤质地多以沙壤土为主，在多次现场取样中发现，这种土壤取样时，不管橡皮锤如何轻微的敲打环刀手柄取样，环刀中的土样都会出现细细的裂纹或者小块土样脱落。针对这种情况，经对田间采样的方法进行多种尝试，最终寻找出以“剖面开挖，采用千斤顶慢慢推入环刀”的水平取样法进行田间采样，具体做法是：开挖符合技术要求的取样坑，标出需取样的位置，将千斤顶的顶端与环刀手柄进行固定，用一块木板作为千斤顶底部的支撑，慢慢将环刀推入土壤中，最后挖出环刀，后续操作方法与技术规范相同。该方法不但取样快捷，而且从根本上解决了橡皮锤敲打造成原状土产生扰动的问题，提高了取样的成功率。

3.2 增加土样数量，避免二次取样

田间持水量测定对土样的要求严格，不容许土样中有石块或草根，但在实际情况中，土壤中不可避免的会有石块、草根、作物根须等，且考虑到一些墒情站点位置偏远，运输路程较长，测定要求每层的土样的数量为6个（技术要求每层取样3个），对于一些土壤情况复杂的站点，可根据情况每层取9个土样。

3.3 注意浸润深度和土壤前期含水量影响

一般来说，原来就比较湿润的土壤，被灌溉水包围下，土壤孔隙中的空气就少，湿润层也厚，田间持水量的数值就偏高，入滲开始后，有一部分土壤空气（尤其开始供水强度大时）来不及溢出，被水封闭在孔隙中，从而使入渗率降低，故田间持水量偏低，因此在测定田间持水量时，不宜大强度灌水，采取多次少灌的办法，减少灌溉过猛引起的观测偏差。

3.4 注意避免温度的影响

土壤中的水从温度高处流向低处，无论在饱和还是非饱和土壤中都是如此，试验资料表明，土壤温度升高20度时，可以使土壤水的入渗率增加20%，由于宁夏春季测定田间持水量容易出现浅层土壤水分数值偏高，深层土壤水分数值偏低的现象。所以，从土壤温度呈季节性剖面变化的角度看，3～5月，9～10月有宜进行田间持水量的测定，尤其是北部地区，山区和半山区。

3.5 对退水快的土壤增加称重频率

沙土和部分沙壤土退水较快，按照技术要求中的第一天每3小时称重一次，退水曲线上的点太疏，不利于退水曲线的确定。我们根据土样的实际情况，对退水快的土样采取第一天每1小时或半小时称重一次。

3.6 将沙箱中沙面湿度调整到合适的状态

沙箱制作完毕后，在使用前如果发现沙面较干或者湿度较大，都不符合实验要求。实际操作中，我们通过略微降低沙箱中沙面的高度或者降低水箱中水面的高度（调整幅度不超过1cm），经过一段时间后（至少2小时），再次判断沙箱是否具备实验要求。

3.7 采用沙箱顶盖打孔的方法消除大气压影响

在退水阶段，盖沙箱顶盖时沙箱内部气压小于外界大气压，导致沙箱内的重力水无法排出，进而出现沙箱内大滤纸、沙面潮湿，当石英砂表面湿度过大时，环刀内的重力水则无法排出，出现田持实验数据偏大现象。而去除顶盖，使原有平衡被打破，沙箱内外均为大气压，重力水再次排出。当重力水彻底排除后，出现田持实验数据偏小的现象。因此，经过多次实验对比，最终总结出采用沙箱顶盖打孔的方法消除大气压影响。