王捷音

菏澤市田間持水量測(cè)定與分析

王捷音

一、引言

田間持水量是土壤的一項(xiàng)物理性質(zhì)，是在地下水埋藏較深的條件下，土壤中所能保持的毛管懸著水的最大量，它的大小與土壤的結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量以及土地利用狀況有關(guān)，是土壤墑情及旱情評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要參數(shù)。菏澤市水文局組織開展了全市10處人工墑情站田間持水量測(cè)定工作，可供同類測(cè)定參考。

二、測(cè)定方法

田間持水量常用的測(cè)定方法有圍框淹灌法、天然降水法、環(huán)刀法。

圍框淹灌法是在實(shí)驗(yàn)地塊中建立實(shí)驗(yàn)區(qū)，通過(guò)設(shè)置圍框、人工灌水、地膜覆蓋、自然滲透等一系列人工干預(yù)的技術(shù)手段，使圍框內(nèi)土壤含水量達(dá)到飽和，待自然排出重力水后，測(cè)取最大毛管懸著水量即為田間持水量該方法由于需監(jiān)測(cè)土壤退水過(guò)程，工作量較大，不適合地下水位較淺的地塊。

天然降水法即飽和雨后測(cè)定法，是指當(dāng)大氣降水達(dá)到一定量級(jí)，實(shí)驗(yàn)地塊土壤水分含量達(dá)到飽和，排除多余重力水后測(cè)定的土壤含水量即為田間持水量。該法對(duì)降水條件、監(jiān)測(cè)時(shí)機(jī)要求較高，對(duì)滲透性差的土壤、地下水埋深較淺的地塊則不宜選用。

環(huán)刀法利用環(huán)刀在實(shí)驗(yàn)地塊上采集原狀土帶回室內(nèi)，在人工干預(yù)條件下，使土樣含水量達(dá)到飽和，排出重力水后，測(cè)定的土壤含水量即為田間持水量。該法操作簡(jiǎn)便，適用于各類土壤。

1.土樣采集

根據(jù)菏澤市土壤實(shí)際情況采用環(huán)刀法進(jìn)行田間持水量測(cè)定。

在取樣過(guò)程中，針對(duì)取樣地塊土壤類型，選用剖面開挖水平取土法，取樣前先開挖尺寸約60cm×50cm× 50cm（長(zhǎng)×寬×深）的取土坑，按土壤剖面層次，自上至下用環(huán)刀在每層的中部采樣，取樣過(guò)程嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行。

同一采集深度的3個(gè)平行土樣測(cè)算結(jié)果有可能超出規(guī)程要求。為避免同一土層3個(gè)土樣測(cè)定誤差超出規(guī)程要求，同一土層按4個(gè)土樣取樣，盡可能避免大的植物根須、石塊等雜質(zhì)摻入土壤樣本，影響樣本的代表性。取樣完成后在環(huán)刀刀刃一端墊上濾紙，蓋上有孔底蓋，另一端蓋上頂蓋，擦凈環(huán)刀外壁附土，蓋好底蓋和頂蓋并使用橡皮筋固定，外加密封盒與密封袋。

土樣運(yùn)輸過(guò)程中的震動(dòng)有可能影響原狀土的物理狀態(tài)。為避免出現(xiàn)這種情況，專門采購(gòu)了厚海綿等防震物品。

2.退水處理

將土樣運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室開始土樣吸水，根據(jù)各站土壤類型和技術(shù)規(guī)程要求，密切關(guān)注各土樣吸水時(shí)間和吸水狀態(tài)，即不能使土樣吸水時(shí)間過(guò)短，也不能因吸水時(shí)間過(guò)長(zhǎng)土樣出現(xiàn)液化現(xiàn)象，及時(shí)裝入砂箱退水。時(shí)間最長(zhǎng)的是梁堤頭站，由于土壤性質(zhì)為粘土，吸水時(shí)間達(dá)80多個(gè)小時(shí)。

按規(guī)程規(guī)定要求退水以12h兩次稱重差小于0.5g來(lái)控制時(shí)，調(diào)整退水時(shí)間72h。

三、田間持水量測(cè)定成果

根據(jù)土壤的物理性質(zhì)，顆粒越細(xì)其表面積越大，壘結(jié)后形成的空隙也就越小，對(duì)水的吸持能力就越大，田間持水量相對(duì)較高，也就是砂土、壤土、粘土田間持水量依次增大。一般情況下，砂土田間持水量為14%～20%，壤土為20%～28%，粘土為25%以上。同一地域土壤質(zhì)地相同者，田間持水量不應(yīng)有明顯偏差。

表1 2009年土壤田間持水量測(cè)定成果表

在2009年6月10～18日期間，開展菏澤市10處墑情監(jiān)測(cè)站的土壤田間持水量測(cè)定工作，測(cè)定方法為威爾科克斯室內(nèi)法，測(cè)定成果見表1。

四、成果合理性分析

1.與歷次成果相比較

將此次復(fù)測(cè)成果與現(xiàn)有田持成果進(jìn)行比較，總體說(shuō)成果相近略有偏大。差距較大的站是黃寺（復(fù)32.2，現(xiàn)25.4）、張莊閘（復(fù)27.5，現(xiàn)17.7）和鄆城（復(fù)29.4，現(xiàn)21.8）。

張莊閘和鄆城是由于復(fù)測(cè)取樣地點(diǎn)與上次測(cè)定時(shí)取樣地塊不一致；黃寺站取樣地塊和上次測(cè)定取樣地塊相距不足30m，看不出異常現(xiàn)象發(fā)生。

2.與規(guī)范參考數(shù)值比較

分析田間持水量與干容重關(guān)系，發(fā)現(xiàn)田間持水量與干容重關(guān)系大致呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即土壤的干容重越大，土壤越密實(shí)，孔隙度越小，田間持水量越小；反之，干容重越小，土壤越松散，孔隙度越大，田間持水量越大。根據(jù)《土壤墑情監(jiān)測(cè)規(guī)范》（SL364-2006）附錄B.1“各類土壤水分常數(shù)和容重”表對(duì)照分析，點(diǎn)據(jù)趨勢(shì)與規(guī)范參考數(shù)值分布規(guī)律一致，本次測(cè)定的成果較為合理。

五、結(jié)論

此次田間持水量測(cè)定與2009年測(cè)定相比，規(guī)程規(guī)定測(cè)定程序和步驟更加嚴(yán)格，所用工具增加了砂箱、大濾紙、封閉袋等，單站平均田間持水量不采用算術(shù)平均法而是采用土層深度加權(quán)平均計(jì)算，所以此次測(cè)定更加合理。對(duì)測(cè)定成果分析較為合理的站點(diǎn)，數(shù)據(jù)作為合格成果上報(bào)■

（作者單位：山東省菏澤市水文局274000）