一文详解土壤水分率定方法

一般所说的土壤含水量，实际上是指用单位质量或体积的土壤在105℃-110℃温度从土壤中驱逐出来的水量，本说明设定土壤水分默认精度为壤土率定后的精度（3%），如测量其他土壤时精度要求在3%以内需针对土壤单独率定。

首先介绍土壤含水量相关的各个变量定义∶土壤密度，为土壤固相的密度，又称土壤比重。是单位体积土壤（不含孔隙）的烘干重量。土壤物理参数之一。单位为g/cm3。其大小与土壤的化学与矿物组成有关。

一般土壤的密度多在2.6～2.8g/cm3范围内，有机质含量高的土壤密度较低。

一般土壤液相（水）的密度取1g/cm³。

土壤容重∶一定容积的土壤（包括土粒及粒间的孔隙）烘干后的重量与同容积水重的比值。一般含矿物质多而结构差的土壤（如砂土），土壤容积比重在1.4-1.7之间；含有机质多而结构好的土壤（如农业土壤），在1.1-1.4之间。土壤容积比重可用来计算一定面积耕层土壤的重量和土壤孔隙度；也可作为土壤熟化程度指标之一，熟化程度较高的土壤，容积比重常较小。

土壤体积含水量：

土壤质量含水量：

所以土壤体积含水量和土壤质量含水量间关系为式（5），即烘干法测算土壤体积含水量的原理。

传感器进行率定时采用烘干法测定土壤质量含水量进行率定，率定时可参考以下2种方法任意一种进行∶

1、土壤体积含水量法

该方法适用于测定过程中测定同一种土壤，且容重变化不大。

操作如下∶

第一步，配制不同含水量的土壤样品（或者对测定区域不同含水量水平进行选点）。

第二步，用电脑或RTU连接传感器测量被测土样，记录对应数字输出值，同时用环刀采取原状土样，并转移至铝盒，送至实验室105℃烘干24小时，计算土壤体积含水量。

第三步，数据处理。用烘干法测定被测土壤不同含水量水平（一般4个点以上）的土壤体积

含水量（cm²cm-3），记为x1、x2、x3、x4、x5等，对应的传感器测定的数字值记为v1、v2、v3、v4、v5等，对以上数据进行一元三次方程进行回归，利用以上数据进行校正。

例如（在容重保持1.3-1.5g/cm³时）：

数字输出V和烘干法测算的土壤体积含水量（0%cm3cm-3）用一元二次方程模型（θ=a+bV+cV2）回归各项参数，结果如下：

所以在率定对应的土壤上测定时，土壤体积含水量通过采集的传感器数字输出值通过对应土壤的率定曲线（0=a+bV+cV2）换算获得。精度可以达到0.02cm3cm-3以内。

2、土壤质量含水量和容重同步测定二元回归率定

在方法1率定的同时，测定每次含水量水平的容重记为BD1、BD2、BD3、BD4、BD5、D6，将其值对数转换之后和土壤质量含水量的对数值、电压信号对数值进行二元线性回归。在率定对应的土壤上测定时，土壤体积含水量或土壤质量含水量通过采集的传感器数字输出值和同步测定的容重值通过对应土壤的率定曲线换算获得。精度可以达到0.01cm3cm-3（0.01 gg-'）以内。

审核编辑：刘清