土壤水分是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因子之一，掌握土壤水分資料對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐有重要意義。土壤中水分的變化不僅與水分消耗有關(guān)，而且也與水分收入諸如降水、融雪和地下水流以及其它因素有關(guān)。在作物地，還與地面特性、作物種類及其發(fā)育期、作物地上部和根系狀況有關(guān)。因此，土壤水分在時(shí)間和空間上的變化是很大的。

　　為了確切地取得土壤水分的可靠數(shù)據(jù)，近年來研究出不少測(cè)定和計(jì)算方法，本文不討論這些具體測(cè)定和計(jì)算方法，主要目的是討論有關(guān)土壤水分測(cè)定中幾個(gè)共同性問題。

　　本文所用數(shù)據(jù)取自北京農(nóng)業(yè)大學(xué)曲周實(shí)驗(yàn)站土壤水分試驗(yàn)場(chǎng)，該地屬半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，對(duì)黃淮海平原有一定的代表性，測(cè)定地段為裸地和冬小麥地，土壤水分用土壤水分儀測(cè)定一次，取4次重復(fù)，每10cm為一土層，測(cè)至1.5m或2.om深度。土壤為鹽化潮土，地下水埋深3.5~4.om,測(cè)定時(shí)間為1981年~1987年。

　　瀏定深度根據(jù)河北曲周1982年（屬典型年份）裸地各季土壤水分垂直變化資料分析〔功，按土壤垂直剖面的水分變化狀況，作出了土壤水分垂直分層，所劃分的三個(gè)層次為土壤水分極活躍層，土壤水分活躍層和土壤水分穩(wěn)定層。各層的特點(diǎn)見表1.另?yè)?jù)1986~1987年冬小麥地（施氮肥15kg/畝）于麥?zhǔn)蘸筮x100x100cm2五行麥茬地挖土壤剖面，修平剖面后，用水沖去土粒露出根系，統(tǒng)計(jì)smm長(zhǎng)的根數(shù)，其根量隨剖面深度的分布“幻如表2所示。

　　分析表1,2,3中的數(shù)據(jù)，可以看出：在上述條件下，為了掌握土壤水分不同時(shí)間的垂直變化特點(diǎn)，通常在裸地測(cè)定深度達(dá)lm即可，因?yàn)樵趌m深以下的土層中，土壤水分垂直分布的季節(jié)變化和各季水分的垂直梯度均不大。在作物地，從冬小麥根系隨深度的分布和不同作物利用水分的有效土層來看，測(cè)至lm深度也夠了。在一些作物的生育初期和淺根作物的一些生育期，利用水分的有效土層較淺，一般在sm左右，這主要是由于根系分布狀況所決定的。在冬小麥生育后期，0~50cm土層的根系數(shù)量占。~100”m土層根般的90%以上，因此側(cè)定深度不能淺于50cm.0~20cm土層內(nèi)冬小麥根量占。~100cm土層的2鄺左右，且該土層土壤水分變化激烈，故。~20cm土層是土壤水分測(cè)定的重要土層。

　　2.2N.J定層次按A.A.羅杰的說法，測(cè)定層次的確定要考慮土壤發(fā)生層，即一個(gè)測(cè)定層次不要包括兩個(gè)上壤發(fā)生層，也就是在同一土壤發(fā)生層內(nèi)考慮選取測(cè)定層次，因?yàn)樵诓煌寥腊l(fā)生層內(nèi)土壤水分的差異可能較大，如此才能清晰地看出土壤水分的垂直變化川。通常，在土壤水分垂直梯度大的土層內(nèi)，測(cè)定層次密些，否則反之。具體來說，在曲周條件下，？0~50cm土層內(nèi)土壤水分垂直梯度大，尤以春、秋季為甚，上下土層的水分梯度值可高達(dá)14寫（占干土重的緯），即上層干下層濕，夏季梯度小，只3%~4%,冬季在二者之間，冬小麥90%以上的根系集中在此層。？50~10ocm土層內(nèi)，春、秋季土壤水分垂直梯度為10寫~12%,夏季2%~3%,冬季在二者之間，此層的冬小麥根量不到10%.?10.~15ocm土層內(nèi)，春、夏、秋、冬四季土壤水分垂直梯度為2%~3%,相差不大，冬小麥根系很少。

　　考慮到上述情況，在0~50cm土層內(nèi)，一般以10cm為一測(cè)定層次，表層可以scm為一測(cè)定層次。50~100cm土層內(nèi)，一般也以10cm為一測(cè)定層次，在技術(shù)和人力不足條件下，也可以20cm為一測(cè)定層次。10ocm以下的土層內(nèi)，可以采用20cm或更大的測(cè)定層次。

　　由淺至深多層取土樣以計(jì)算一定厚度土層的水分儲(chǔ)量，工作是很繁重的。為了解決這個(gè)問題，國(guó)外學(xué)者如（P.H.O:e住HoK）等曾做過研究〔61.本文作者在分析長(zhǎng)壤水分垂直變化時(shí)發(fā)現(xiàn)，一定厚度土層水分儲(chǔ)量（Wa）與個(gè)別層次水分儲(chǔ)量（WL）之間有良好的相關(guān)關(guān)系（表4）。這種個(gè)別土壤層次稱之為有代表性上層或典型土層。相關(guān)方程式的一般形式為Wa二a十bWL,式中Wa為某一厚度上層水分儲(chǔ)量，WL為個(gè)別上層（典型土層）的水分儲(chǔ)量，a,b為常數(shù)。根據(jù)曲周1981~1983年土壤水分實(shí)測(cè)資料得到不同季節(jié)土壤水分儲(chǔ)量的上述關(guān)系式，利用上述各式計(jì)算了一定厚度上層的水分儲(chǔ)量，并與實(shí)測(cè)值作了比較〔8].結(jié)果表明：在試驗(yàn)條件下，一。~Zoem、20~3oem為。~15oem土層的典型土層，40~soem為0~looem土層的典塑土層，50~60cm為。~150em土層的典型土層。用這種方法測(cè)定一定厚度土層水分儲(chǔ)量的相對(duì)誤差平均為3.5%,最大誤差<10寫。

　　利用上述方法雖簡(jiǎn)化測(cè)定工作，但只能根據(jù)某一特定典型土層計(jì)算某一厚度土層的土坡水分，為了進(jìn)一步研究這個(gè)問題，從實(shí)測(cè)資料中發(fā)現(xiàn)：?某一厚度土層（如20~30cm,40~50cm等）的土壤水分儲(chǔ)量與表層（如。~scm,o勺10cm等）的水分儲(chǔ)量間有近于直線關(guān)系。？土壤水分隨深度變化呈曲線關(guān)系，但隨表層土壤水分的減少，土壤水分隨深度變化近于直線關(guān)系。由以上特點(diǎn)，提出根據(jù)表層土坡水分?jǐn)?shù)據(jù)估算任一深度：匕壤水分的方程式，其一般形式為：根據(jù)實(shí)測(cè)資料解上述方程式找出A,B,Sc值，即可利用所得回歸方程式估算任一深度的水分儲(chǔ)量。我們利用曲周資料得出了各季的方程式，并估算任一深度土層的水分儲(chǔ)量，其相對(duì)誤差平均為3%~4%,最大誤差為10寫左右“7〕。

　　這種方法簡(jiǎn)單易行，用它可以獲得廣泛的土壤水分資料，由于降水后不久的土壤水分變化特點(diǎn)與本文所述情況略有差別，在此情況下估算的精度可能低些。另外，在作物地，土壤表層與深層水分儲(chǔ)量也有上述類似的關(guān)系，故對(duì)作物地亦可利用此法。

　　2.3測(cè)定的重復(fù)次數(shù)由于土壤水分狀況在一地區(qū)水平方向上的變化，要取得農(nóng)田有代表性的平均土壤水分資料，一方面要看土壤水分在水平方向上分布的差異，另一方面，取決于測(cè)定土壤水分的重復(fù)次數(shù)。土壤水分水平方向上的差異愈大，則需采取的重復(fù)次數(shù)愈多。為了保證一定的測(cè)定精度，國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者普遍注意研究這個(gè)向題，O.T.Denmead和R.H.Shaw（1962）「8〕，C.只。C、。p,舊。a（1972）『。]和（B.班。XOM二二p.）（1976）t,”〕先后有所研究。

　　目前我國(guó)氣象站和科研工作中，一般采用四次重復(fù)，為了進(jìn)一步探討這個(gè)問題，取得不同重復(fù)下測(cè)定誤差的定量概念。特根據(jù)羊計(jì)算了不同重復(fù)次數(shù)下測(cè)定的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差，一由以上分析可知：上樣濕重20~409時(shí)，土壤水分在5~40%范圍內(nèi)，測(cè)定方法的絕對(duì)誤差為0.5~2.0寫（占干土重%），相對(duì)誤差為2~20%;從土樣濕重來看，如<209,則誤差較大，如上樣濕重>409,除加大工作量外，測(cè)定的精度提高不多。故取上樣以20~409為好。如果稱重誤差減低，還可以提高測(cè)定精度。

　　對(duì)于從土鉆中取土的位置，國(guó)內(nèi)外曾有研究，刃。0'.Kopna、eocK.讓等（1972）「‘幻指出：一般取土鉆鉆頭的內(nèi)容積在20ocm3以上，95%情況下從鉆頭下部位置取土樣比從鉆頭上部取土樣的土壤含水量要高2~3%.這是由于下鉆時(shí)的壓力引起的。所以測(cè)濕取土樣時(shí)，除要嚴(yán)格遵守取土規(guī)定之外，在每次取土?xí)r取土位置要固定，以免產(chǎn)生誤差。

　　b.測(cè)定層次以10cm為一基本測(cè)定層次，上層可適當(dāng)減?。ㄈ鐂cm為一測(cè)定層次），下層（指50cm或loocm以下）可以20cm或更厚的層次為一測(cè)定層次。為了減少逐層測(cè)定的繁重工作，建議試用本文介紹的典型土層測(cè)定法和根據(jù)表層數(shù)據(jù)估算深層土壤水分的方法。

　　c.為了掌握地段平均土壤水分狀況，必須采用一定的測(cè)定重復(fù)次數(shù)，土壤水分隨地段水平方向變化愈大，重復(fù)次數(shù)要加多。通常取4~6次重復(fù)，最低不能少于4次重復(fù)，以保證其絕對(duì)誤差在2%左右（占干土重%），相對(duì)誤差<20寫。

　　d.利用稱重烘干法時(shí)，取土重量以20~409為妥，在土壤含水量5%~4.%情況下，其翻定的絕對(duì)誤差為0.5寫~2.0寫（占干上重緯）相對(duì)誤差為2%~20%,如稱重誤差減小，還可以提高測(cè)定精度。

　　e,取土樣要嚴(yán)格遵守規(guī)定，從鉆頭取土樣的位置要每次固定，以免產(chǎn)生誤差。，代’布列表如下（表5）。從上述可見，由于土壤水分隨地區(qū)的變化而引起平均上壤水分的測(cè)定誤差是較大的，為了保證測(cè)定的絕對(duì)誤差在2%左右，相對(duì)誤差小于20%,測(cè)定重復(fù)次數(shù)應(yīng)增加到6次或6次以上。