菏澤市田間持水量測定與分析

王捷音

菏澤市田間持水量測定與分析

王捷音

一、引言

田間持水量是土壤的一項物理性質，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構、質地、有機質含量以及土地利用狀況有關，是土壤墑情及旱情評價指標的重要參數。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定工作，可供同類測定參考。

二、測定方法

田間持水量常用的測定方法有圍框淹灌法、天然降水法、環刀法。

圍框淹灌法是在實驗地塊中建立實驗區，通過設置圍框、人工灌水、地膜覆蓋、自然滲透等一系列人工干預的技術手段，使圍框內土壤含水量達到飽和，待自然排出重力水后，測取最大毛管懸著水量即為田間持水量該方法由于需監測土壤退水過程，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定法，是指當大氣降水達到一定量級，實驗地塊土壤水分含量達到飽和，排除多余重力水后測定的土壤含水量即為田間持水量。該法對降水條件、監測時機要求較高，對滲透性差的土壤、地下水埋深較淺的地塊則不宜選用。

環刀法利用環刀在實驗地塊上采集原狀土帶回室內，在人工干預條件下，使土樣含水量達到飽和，排出重力水后，測定的土壤含水量即為田間持水量。該法操作簡便，適用于各類土壤。

1.土樣采集

根據菏澤市土壤實際情況采用環刀法進行田間持水量測定。

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

同一采集深度的3個平行土樣測算結果有可能超出規程要求。為避免同一土層3個土樣測定誤差超出規程要求，同一土層按4個土樣取樣，盡可能避免大的植物根須、石塊等雜質摻入土壤樣本，影響樣本的代表性。取樣完成后在環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。

土樣運輸過程中的震動有可能影響原狀土的物理狀態。為避免出現這種情況，專門采購了厚海綿等防震物品。

2.退水處理

將土樣運回實驗室開始土樣吸水，根據各站土壤類型和技術規程要求，密切關注各土樣吸水時間和吸水狀態，即不能使土樣吸水時間過短，也不能因吸水時間過長土樣出現液化現象，及時裝入砂箱退水。時間最長的是梁堤頭站，由于土壤性質為粘土，吸水時間達80多個小時。

按規程規定要求退水以12h兩次稱重差小于0.5g來控制時，調整退水時間72h。

三、田間持水量測定成果

根據土壤的物理性質，顆粒越細其表面積越大，壘結后形成的空隙也就越小，對水的吸持能力就越大，田間持水量相對較高，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。同一地域土壤質地相同者，田間持水量不應有明顯偏差。

表1 2009年土壤田間持水量測定成果表

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

四、成果合理性分析

1.與歷次成果相比較

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

張莊閘和鄆城是由于復測取樣地點與上次測定時取樣地塊不一致；黃寺站取樣地塊和上次測定取樣地塊相距不足30m，看不出異常現象發生。

2.與規范參考數值比較

分析田間持水量與干容重關系，發現田間持水量與干容重關系大致呈負相關關系，即土壤的干容重越大，土壤越密實，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《土壤墑情監測規范》（SL364-2006）附錄B.1“各類土壤水分常數和容重”表對照分析，點據趨勢與規范參考數值分布規律一致，本次測定的成果較為合理。

五、結論

此次田間持水量測定與2009年測定相比，規程規定測定程序和步驟更加嚴格，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平均法而是采用土層深度加權平均計算，所以此次測定更加合理。對測定成果分析較為合理的站點，數據作為合格成果上報■

（作者單位：山東省菏澤市水文局274000）