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土壤水分传感器与土壤水分监测误差分析



      土壤水分又叫土壤墒情,是研究农业干旱及作物干旱的重要指标。水分不仅是植物光合作用形成碳水化合物的必需物质,同时也是植物体本身不可缺少的构成物质。土壤水分是植物吸收水分的主要来源,是土壤内部化学、生物和物理过程不可缺少的介质,是土壤肥力的重要因素。因此,经常进行土壤水分状况测定,掌握土壤水分变化规律,对农业生产实时服务和理论研究都具有重要意义。
 
      然而,在实际进行土壤水分监测时,不可避免地会出现各种各样的误差,为了确保自动土壤水分监测观测数据的实时性、有效性和准确性,也为了使相关人员及时规避和调整,做到心中有数,本文将通过设备和烘干两个方面对误差及解决进行讨论。
 
一、土壤水分传感器
 
1、土壤选择不规范
 
      使用土壤水分传感器除了设备自身的问题,也应当考虑海拔高度、地势地貌、土壤质地等地理环境因素差异大的地区。
 
      ①地势高低存在差异,沟底和山顶斜坡地块多,小范围内气候条件、种植制度和灌溉条件等差异大。
 
      ②埋设点土壤层次含石块较多,石块多土壤少使得土壤体积含水率自然偏低,土壤相对湿度也偏低,对实际测量造成很大影响,进而导致数据误差情况的发生。
      
      ③部分土壤水分传感器埋设点土壤较少或土壤质地不均匀等,于石块较多产生的影响相似,也会直接影响到监测土壤体积含水率。
 
      ④安装方式不当:探测仪器与土壤之间存在缝隙,也会致使人工对比观测数据与仪器观测数据出现很大误差。
 
2、解决方式:
 
      尽量选择符合《自动土壤水分观测规范》的规定选择土壤,充分考虑仪器安装地点应具有当地土壤类型、地貌、地质条件的代表性。
 
      加强土壤水分传感器日常维护管理出现误差,许多问题大多是因安装不当、仪器自身故障以及维护管理不到位等引起的,因此应加强观测仪器日常维护工作,及时发现问题并解决问题,确保土壤水分自动监测系统正常运行。
 
二、烘干法
 
1、烘干法常见问题
 
      烘干法是测定土壤含水量的标准方法。将土壤样品置于105°C下烘干至恒重,此时土壤有机质不会分解,而土壤中的自由水和吸湿水全被驱除。烘干法是农业气象观测站测定土壤水分的方法,与土壤水分传感器监测相比数据更为准确。
      
      然而,受取土地段、人为操作等诸多因素影响,同一深度不同取土样本间的差异较大。虽然在一定地块面积内增加采样数量可以减少取样误差,但将面对取样可靠性与取样工作量这一对矛盾。因此,分析烘干称重法测定土壤水分的取样误差,有助于了解农业气象观测站测墒资料的稳定性,也可为合理评估土壤水分资料的准确度提供参考依据。
 
2、注意事项:
 
      扁型称干燥至恒重量瓶应先干燥至恒重;供试品厚度不超过5mm,疏松供试品不超过10mm。
 
      供试品称量应该迅速准确,放置称量时间过长而吸潮造成检测误差。
 
      普通烘箱干燥室内温度不均匀,称量瓶应置于上层靠近温度计水银球的下方或周围。
 
      干燥过程中要旋开电烘箱上的出气孔,让水蒸气向外逸出。
 
      需使用经温度分布验证合格电烘箱,保证干燥室内温度分布均匀。
 
      减失重量为1%以上者应平行试验2份。
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