王建民，馮海霞，王 磊

（1.甘肅省定西市安定區(qū)氣象局，甘肅 定西 743000；2.甘肅省通渭縣氣象局，甘肅 通渭 743300；3.甘肅省隴西縣氣象局，甘肅 隴西 748100）

土壤水分是一切作物賴以生存的基本條件，影響土壤的物理性質(zhì)，制約土壤中養(yǎng)分的溶解、轉(zhuǎn)移和微生物的活動，是衡量土壤肥力的一個(gè)重要指標(biāo)。因此，研究和了解土壤水分，在理論上和生產(chǎn)上都有重要的意義[1]。根據(jù)環(huán)境條件，土壤狀態(tài)可分為干燥至飽和等多種狀態(tài)，土壤含水量的觀測在氣象、農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域非常重要[2]。目前基層臺站對土壤水分的測定法主要有人工土鉆法測量（烘干法）和安裝自動土壤水分儀兩種。

1 土壤水分及含量的表示方法

有學(xué)者認(rèn)為土壤水分存在于三種形式，分別為重力水、毛細(xì)管水和吸濕水[3]。

土壤水分的表示方法有一般有土壤濕度百分率和土壤濕度占田間持水量的百分比等，常用土壤濕度占田間持水量的百分比表示，它能更好的表示土壤水分的有效程度，而田間持水量是農(nóng)田土壤毛細(xì)管所能吸附和保持的最大水量，是作物可以吸收利用的水分上限，測定田間持水量大小，對于分析了解土壤水分的有效程度具有重要實(shí)踐意義[4]。

計(jì)算公示如下：

一般土壤濕度占田間持水量的百分比＜40%為重旱；40～60%為輕旱，60～90%為正常；90%為過濕，100%為飽和。

2 土壤水分測量方法

2.1 烘干法

烘干法，也叫稱重法或土鉆法。在土壤不解凍或凍結(jié)深度未超過10cm時(shí)，每旬逢八（即每月8、18、28日）均需進(jìn)行測定，用土鉆把固定觀測地段取好的土樣置于事先稱重的鋁盒中稱重，一般深度分為0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm、40～50cm，相隔10m重復(fù)2次測定，然后一起放入烘箱，在105～110℃溫度下烘烤，烘烤時(shí)間為：砂土、砂壤土6～7h、壤土7～8h，粘土10～12h在干燥器中冷卻20 min稱重。

當(dāng)出現(xiàn)深度達(dá)3cm的干土層時(shí)，則在每次測定土壤濕度的同時(shí)，應(yīng)進(jìn)行干土層深度的測定和記載。測定干土層深度應(yīng)在有代表性的觀測地段，用鐵鏟挖一土壤垂直剖面，用直尺從地面量至干濕土交界處，以厘米為單位記載。

還有在干旱季節(jié)里上層土壤出現(xiàn)干土層時(shí)，降水后在作物生育狀況觀測地段，應(yīng)測定降水滲透度，這對了解干旱解除程度和土壤水分的分析研究很有意義，具體測定方法是在降水滲入地下后，及時(shí)用鐵鏟挖一土壤垂直剖面，用直尺量取其滲透深度，以厘米為單位記載，如果有2次或2次以上降水時(shí)，應(yīng)按先后次序記載。數(shù)據(jù)整理好后打開農(nóng)業(yè)氣象測報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（圖1）錄入數(shù)據(jù)，進(jìn)行編發(fā)Z文件。所以烘干法一直被臺站視為常規(guī)農(nóng)業(yè)氣象觀測方法。但烘干法比較費(fèi)時(shí)，不能及時(shí)地得出數(shù)據(jù)結(jié)論。

圖1 農(nóng)業(yè)氣象測報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)

2.2 gStarDZN2自動土壤水分觀測儀

GStarDZN2自動土壤水分觀測儀是利于頻域反射FDR原理，根據(jù)探測器發(fā)出的電磁波在不同介電系數(shù)物質(zhì)中的頻率變化，計(jì)算出被測物含水量。GStarDZN2自動土壤水分觀測儀已于2007年通過中國氣象局綜合觀測司的儀器考核，命名為DZN2型自動土壤水分觀測儀。臺站一般安裝在10mx10m平整的固定觀測地段，禁止灌溉，保持自然植被狀態(tài)。測定深度一般為1m，分為0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm、40～50cm、50～60cm、60～70cm、70～80cm、80～90cm、90～100cm，共埋設(shè)8層。采集器和專用控制計(jì)算機(jī)均在值班室內(nèi)，數(shù)據(jù)傳輸使用RS485通訊模塊與室內(nèi)計(jì)算機(jī)連接，供電使用市電220v和備用電池。采用GPRS/CDMA向省（市）級中心站傳輸資料。目前運(yùn)用土壤介電特性測量土壤水分，在氣象、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[5-6]。