如何测定土壤水分特征曲线

土壤水分特征曲线测定实验
实验原理
张力计插入土样后，张力计中的纯自由水经过陶土壁与土壤水建立了水力联系。在非饱和土壤中，仪器中的自由水的势值总是高于土壤水的势值，因此，仪器中的自由水就会透过陶土管进入土壤，但因陶土材料孔隙细小，孔隙中形成的水膜不能使空气通过，而只能让水或溶质液通过（但如果压力过高水膜破裂，空气就会透过，这时的压力称为透气值），因而在仪器内形成一定的真空度，由仪器上的负压表读出。Z后当仪器内外的势值趋于平衡时，仪器中水的总水势Φwd与土壤中土水势Φws应该相等，即：
Φwd＝Φws
土水势的完整表述为： Φ=Φm+Φp+Φs+Φg+ΦT
因为陶土管为多孔透水材料，并非半透膜，故溶质也能通过，Z后达到内外溶液浓度相等，内外溶质势Φs相等。仪器内外温度相等，温度势ΦT相等。坐标0点选在陶土头ZX，则陶土头ZX的内外重力势Φg相等。这样仪器中和土壤中的总势平衡可表述为：
Φmd＋Φpd＝Φms＋Φps
式中，Φps为土壤水的压力势，Φms为土壤水的基质势，Φpd为仪器内自由水的压力势，Φmd为仪器内自由水的基质势。
在非饱和土壤中，土壤水所受的压力为大气压（基准状态），故Φps应为零，又仪器中自由水无基质势存在，故Φmd亦为零，所以：
Φms＝Φpd＝ΔPD+z
式中，ΔPD为负压表显示的负压值（小于0），z为埋藏在土中的陶土管ZX与土面以上负压表之间的静水压力即水柱高，（向上为正，大于0）。即可得到土壤水的基质势。按定义土壤水吸力为基质势的负值，因而即可测得吸力值。
S=－Φms＝－ΔPD－z
如果负压表读数记为P（大于0，即P＝－ΔPD），则S=P－z
另外，在计算土样中水分的变化时，还应考虑集气管中水分的变化量。