水文关系是影响农业(粮食商业生产中的有效灌溉和施肥技术)或土木工程土壤使用的最重要的物理现象之一。土壤的湿度特征测定,可以用各种方法进行,其中一种即用陶瓷板测量pF曲线(pF2.0-4.2)。
SA带陶瓷板的pF测量装置,最小标准装置
SB带陶瓷板的pF测量装置,完整标准装置
设备适用于pF范围2.0-4.2(吸力0.1-15巴)的pF曲线测定,以及土壤湿度变化测量工具(soil moisture block)、或土壤湿度测量设备。
标准装置包括:两个带陶瓷板的抽取器(0.1MPa,0.3MPa和1.5MPa,分别为1.3和15巴)及附件,土样环,压力控制面板和压缩机。抽取器中可同时放置几只装有土样的陶瓷板。压力控制面板的标准装备是:两只压力计,0-2 MPa和0-0.4 MPa(分别为0–20巴和0–4巴)。装置中包括的压缩机(220V-50Hz)经过特别设计,最大压力2.0MPa(20巴),安全预防措施完备,无噪音。
原理
提高抽取器中的气压,将土样中的水分提取出来。水从抽取器中流出时,经过一只有孔的陶瓷板。高压气体不会穿过陶瓷板上的孔眼,因为孔眼已经被水塞住。孔眼越小,空气透出之前气压越高。在一段时间以内,无论抽取器内的气压值是多少,土壤中的水分会流经每一土壤颗粒、陶瓷板和外流管。
PF曲线测定(陶瓷板)
水停止从外流管流出时,就达到了平衡,此时抽取器气压和样本的土壤吸力(也即水分含量)之间,有着精确的比例。平衡值的精确度,不会高于供气的调节,这样压力控制面板就有了两个独立的调节器。
用途
了解了土壤的湿度特征,就可以测定/计算:
土壤的孔隙容积。
土壤的孔隙大小分布。
毛细上升容量。
地下水位一定的条件下,土壤的气体成分和水分。
土壤容水量和可用水分的测定。
土壤吸力与种子发芽时间的关系研究。
优点
与其它测量方法如压紧法、离心过滤法、分子吸收相比,其优点在于相对简单。
土壤水分在有控制的条件下从土样中提取,方法较为可靠。
方法可用在备好的土样,或静态的土心上。
不会影响土壤结构。
可对每一种土壤类型都绘制出pF曲线。这些曲线反映了土壤吸力(土壤保持水分的吸力)与所含水分的关系。这个关系,在土壤水分运动的研究中,以及土壤含水对植物生长来说,其质量和可用程度的研究中,是很重要的。
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