ZG几种典型土壤介电常数及其与含水量的关系

时域反射仪测定土壤体积含水量的准确度取决于两个关键因素:土壤介电常数的测定准确度以及土壤含水量和介电常数之间的关系模型。本研究目的:一是初步研究我国主要几种类型土壤的介电特性，并分析可能导致其差异的土壤物理化学特性;二是利用多种类型土壤对比分析三种具代表性的土壤含水量(θ_v)和介电常数(K_a)关系模型以及各种模型的适用性。试验采用室内填装土柱，不同土壤得到从烘干到饱和一系列含水量，然后进行TDR测定。 研究结果表明:烘干土壤介电常数之间的差异主要由容重不同造成，二者呈线性关系。同时，烘干土壤介电常数与土壤有机质含量呈负相关。 试验中八种土壤基本上可用Topp公式、Hook-Livingston(1996)公式和三相混合介电模型通过介电常数来估算含水量。三种公式的均方根差(RMSE)分别为0.018cm~3 cm~(-3)，0.014cm3 cm~(-3)，0.015cm~3 cm~(-3)。为了提高估算精度，根据实际含水量与测定的介电常数，建立了该八种土壤的θ_v-K_a~(0.5)标定公式。室内和田间实测验证表明，其估算精度要优于Topp公式、Hook-Livingston公式和三相混合介电模型。 由于有机质或容重等因素的影响，另外两种土壤介电常数与含水量的关系与上述三个模型差别较大。单独校正后得到含容重因子的θr-K_a~(0.5)关系式。南方红壤粘粒和铁铝矿物含量高对TDR测定产生复杂影响，使红壤的θ_-K_a关系不同于其他任何土壤。单独校正后得到一个适用于红壤的三次多项式。验证后估算含水量精度比用上述三个模型提高3-5倍。