王建民，冯海霞，王 磊

（1.甘肃省定西市安定区气象局，甘肃 定西 743000；2.甘肃省通渭县气象局，甘肃 通渭 743300；3.甘肃省陇西县气象局，甘肃 陇西 748100）

土壤水分是一切作物赖以生存的基本条件，影响土壤的物理性质，制约土壤中养分的溶解、转移和微生物的活动，是衡量土壤肥力的一个重要指标。因此，研究和了解土壤水分，在理论上和生产上都有重要的意义[1]。根据环境条件，土壤状态可分为干燥至饱和等多种状态，土壤含水量的观测在气象、农业和生态环境等领域非常重要[2]。目前基层台站对土壤水分的测定法主要有人工土钻法测量（烘干法）和安装自动土壤水分仪两种。

1 土壤水分及含量的表示方法

有学者认为土壤水分存在于三种形式，分别为重力水、毛细管水和吸湿水[3]。

土壤水分的表示方法有一般有土壤湿度百分率和土壤湿度占田间持水量的百分比等，常用土壤湿度占田间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，而田间持水量是农田土壤毛细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，测定田间持水量大小，对于分析了解土壤水分的有效程度具有重要实践意义[4]。

计算公示如下：

一般土壤湿度占田间持水量的百分比＜40%为重旱；40～60%为轻旱，60～90%为正常；90%为过湿，100%为饱和。

2 土壤水分测量方法

2.1 烘干法

烘干法，也叫称重法或土钻法。在土壤不解冻或冻结深度未超过10cm时，每旬逢八（即每月8、18、28日）均需进行测定，用土钻把固定观测地段取好的土样置于事先称重的铝盒中称重，一般深度分为0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm、40～50cm，相隔10m重复2次测定，然后一起放入烘箱，在105～110℃温度下烘烤，烘烤时间为：砂土、砂壤土6～7h、壤土7～8h，粘土10～12h在干燥器中冷却20 min称重。

当出现深度达3cm的干土层时，则在每次测定土壤湿度的同时，应进行干土层深度的测定和记载。测定干土层深度应在有代表性的观测地段，用铁铲挖一土壤垂直剖面，用直尺从地面量至干湿土交界处，以厘米为单位记载。

还有在干旱季节里上层土壤出现干土层时，降水后在作物生育状况观测地段，应测定降水渗透度，这对了解干旱解除程度和土壤水分的分析研究很有意义，具体测定方法是在降水渗入地下后，及时用铁铲挖一土壤垂直剖面，用直尺量取其渗透深度，以厘米为单位记载，如果有2次或2次以上降水时，应按先后次序记载。数据整理好后打开农业气象测报业务系统（图1）录入数据，进行编发Z文件。所以烘干法一直被台站视为常规农业气象观测方法。但烘干法比较费时，不能及时地得出数据结论。

图1 农业气象测报业务系统

2.2 gStarDZN2自动土壤水分观测仪

GStarDZN2自动土壤水分观测仪是利于频域反射FDR原理，根据探测器发出的电磁波在不同介电系数物质中的频率变化，计算出被测物含水量。GStarDZN2自动土壤水分观测仪已于2007年通过中国气象局综合观测司的仪器考核，命名为DZN2型自动土壤水分观测仪。台站一般安装在10mx10m平整的固定观测地段，禁止灌溉，保持自然植被状态。测定深度一般为1m，分为0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm、40～50cm、50～60cm、60～70cm、70～80cm、80～90cm、90～100cm，共埋设8层。采集器和专用控制计算机均在值班室内，数据传输使用RS485通讯模块与室内计算机连接，供电使用市电220v和备用电池。采用GPRS/CDMA向省（市）级中心站传输资料。目前运用土壤介电特性测量土壤水分，在气象、农业领域得到广泛应用[5-6]。