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摘要：本文以便携式土壤水分采集仪应用过程中，在选定的实验区内，对同一采样点探针相对不同位置插入土中监测土壤含水量的差异，以人工烘干法测取土壤含水量为参照，通过数据分析比较，确定探针完全插入土中监测土壤含水量的正确性。
关键词：土壤；采集仪；试验；探针
中图分类号：S1519文献标识码：A
引言
随着气候条件的改变、生态环境的恶化和人类活动的影响，干旱发生的频率也在增加，土壤墒情监测工作也尤为重要，以往土壤含水量数据的获取以人工烘干法为主，此方法要经过6～8h的土样烘干过程，因此时效性较差。近年来，自动化土壤水分采集仪在不断的推出，但仪器采集的土壤含水量的准确性还有待提高，采集仪的应用、操作说明还需更详尽。本文通过实验分析便携式土壤水分采集仪探针的正确使用方式。
1试验分析
11试验目的
比较探针不同深度插入土中监测土壤含水量的差异，分析探针完全插入土中监测土壤含水量的正确性。
12试验方法
在选定的试验区内，对同一采样点进行相对于探针05位置深度（探针长度的1/2完全插入土中）、07位置深度（探针长度的7/10完全插入土中）、10位置深度（探针完全插入土中）采集土壤含水量，以人工取土烘干法测取土壤含水量为参照。通过数据分析比较，确定探针相对10位置监测土壤含水量的正确性。
为增加试验的可靠性，本次选取了2部不同厂家的便携式土壤水分采集仪进行水平式、垂直式同步对比试验。
13试验地点
在长春市净月区（东经125402°，北纬43297°）选择了具有代表性地块，典型农作物耕种条件，且达到一定种植规模的大田，作物尚未播种，土壤质地为壤土。
14试验仪器设备
便携式土壤水分采集仪（慧图HT-SMAA-V型号、大恒TSC-IV型号）、铁锹、米尺、手持式卫星定位仪、铝盒、天平（001g）、烘箱。
15试验步骤要求
151采集经纬度
利用手持式卫星定位仪，采集试验地点的经纬度。
152选定试验区
在田间选择具有代表性的试验地块，试验区长2m、宽2m。用挖土锹开挖一個长方体土槽，土槽长2m，宽04m，深03m。
153测深
用米尺自地面向下量测土层深度，土层深度分别为10cm、20cm。
154人工取土烘干法采集土样
土层深度10cm、20cm每层分别用铝盒采集2个30～50g土样，采用人工取土烘干法测取土壤含水量。
155便携式采集仪监测土壤含水量
采用不同厂家生产的便携式土壤水分采集仪分别以水平式、垂直式2种方式，采集探针相对不同位置的土壤含水量。
水平式：在挖好的土槽的一侧剖面，自地面向下用米尺量取10cm，20cm土层深度，遵循先上层、后下层监测顺序即按照10cm、20cm次序水平方向插入土中，每一深度探针相对05位置、07位置、10位置依次插入土中分别采集土壤含水量。
垂直式：距水平式采样点（土槽外）050m～100m处（认定垂直式与水平式2个采样点同一土层深度的土壤含水量是一致的），用平板锹铲平垄台土壤，使探针中心处于10cm、20cm土层深度，依次插入土中相对05位置、07位置、10位置分别采集土壤含水量。探针插入待测土层后，连接好传感器数据线，打开仪器电源开关；进入系统操作界面，设置采样深度，选择土壤质地、计算公式等。
待仪器稳定后，开始读数，测量时间、土层深度、土壤含水量、传感器电信号显示后存储，同时记录在记录簿上。
156测次
10cm、20cm土壤深度2台便携式土壤水分采集仪探针不同相对位置分别监测不少于10次。
157试验结束后，将挖掘出来的土体填回土槽，减少对耕地的影响。
16试验成果分析
在长春市净月区试验区，采用慧图、大恒2厂家的便携式土壤水分采集仪，对土层深度10cm、20cm处土壤含水量进行了探针水平式、垂直式插入土中，先后相对探针05、07、10位置进行对比监测试验，同时每层采集2个土样，进行人工取土烘干法测取土壤含水量，认为此含水量为实际土壤含水量，以此作为与便携式土壤水分采集仪所监测的土壤含水量比较的参照值。烘干法测得土壤重量含水量成果见表1。表1土壤重量含水量（人工取土烘干法）监测成果表
土层深度/cm土壤重量含水量/%土层平均含水量/23023923520241248245161慧图便携式土壤水分采集仪监测成果
慧图便携式土壤水分采集仪10cm土层深度共采集土壤含水量11次，从监测结果可以看出，探针垂直式插入土中，探针相对05位置土壤含水量为169%～180%，均值为172%；相对07位置土壤含水量为191%～216%，均值为202%；相对10位置土壤含水量为239%～249%，均值为244%。
探针水平式插入土中，相对05位置土壤含水量为152%～185%，均值为165%；相对07位置土壤含水量为188%～219%，均值为198%；相对10位置土壤含水量为219%～255%，均值为240%。试验表明，相对05、07、10不同位置，2种监测方式监测值均是增大趋势，10位置监测值均接近烘干法土壤含水量。试验成果见表2、图1、图2。
表）
20cm土层深度共采集土壤含水量11次，从监测结果可以看出，垂直式相对05、07、10位置土壤含水量均值分别为159%、203%、242%；水平式相对05、07、10位置土壤含水量均值分别为171%、206%、244%。试验成果见3、图4。 图3净月试验区土壤含水量监测过程线（垂直式，20cm土深，慧图）图4净月试验区土壤含水量监测过程线（水平式，20cm土深，慧图）162大恒便携式土壤水分采集仪监测成果
大恒便携式土壤水分采集仪10cm、20cm土层深度分别采集土壤含水量11次。10cm土层深度，从监测结果可以看出，相对05、07、10不同位置，土壤含水量逐渐增大，10位置接近人工取土烘干法土壤含水量；相对同一位置，垂直式与水平式监测结果较接近。探针垂直式相对05、07、10位置土壤含水量均值分别为152%、195%、250%。探针水平式相对05、07、10位置土壤含水量均值分别为149%、191%、253%。试验成果见
20cm土层深度，从监测结果可以看出，垂直式相对05、07、10位置土壤含水量均值分别为159%、215%、268%。水平式相对05、07、10位置土壤含水量均值分别为160%、211%、269%。试验成果见图7、图8。
163结果分析
通过不同厂家的2台便携式土壤水分采集仪所采集的88组试验数据可以分析得出：
1631相对探针05位置监测值最小，10位置监测值最大，07位置监测值在2者之间。慧图、大恒公司2台便携式土壤水分采集仪10cm土层深度、探针10位置深度监测含水量均值与人工取土烘干法测取值相比较，分别偏大07%、1732慧图、大恒2部便携式土壤水分采集仪的探针相对05、07、10位置监测，均有相同的趋势，即随着探针插入的深度增加，测得的土壤含水量值相应增大，相对10位置即完全插入土中监测值接近烘干法测得值。
1633探针相对同一位置，垂直式与水平式插入土壤中对测量数据影响不大，差值在-37%～37%之间（差值绝对值大于3%共有7个数据，占全部数据的5%），2种方式插入土中监测土壤含水量结果较为接近。
2结论
通过便携式土壤水分采集仪探针相对不同位置监测土壤含水量对比试验，结果表明，相对探针10位置深度监测土壤含水量结果与人工取土烘干法测得值接近，即探针完全插入土中监测土壤含水量是合理的。
采用探针式传感器监测土壤含水量时，应使探针完全插入土壤中。
探针不同方向插入土壤中对测量数据影响不大，土壤含水量监测结果较为接近。
水平式采用开挖土槽方式测量，对耕地扰动影响较大，易破坏土壤结构、毁坏青苗，且监测速度慢。
垂直式采用土钻打孔方式测量，对耕地扰动影响小，土壤结构不易被破坏，不毁坏青苗，监测快捷简便。开展移动土壤水分监测时，宜选用探针垂直式测量方法。
3试验注意事项
選择试验地块时，应保持试验区工作剖面的土壤质地、土壤结构、土壤孔隙度的一致性；便携式土壤水分采集仪测量时，对选定试验区监测含水量的工作剖面要求很高。若挖土方法不当，容易出现土壤结构松动的问题，可能导致监测值偏小。为此，试验操作者需要认真用平板锹清理工作剖面，以减少对土层的扰动，保持土壤结构不受破坏；无论是水平式还是垂直式监测土壤含水量，探针插入点不得有石砾、树根等杂物，同时保证探针中心处于监测深度。
参考文献
[1]吉林省墒情评价指标实验及旱情分析技术研究.吉林省墒情监测中心[R].2012.
[2]移动土壤墒情监测方法与技术要求试验.吉林省墒情监测中心[R].2013.
作者简介：徐立萍（1980-），女，吉林农安，工程师，工程硕士，主要从事水文、墒情实验研究。
关键词：土壤；采集仪；试验；探针
中图分类号：S1519文献标识码：A
引言
随着气候条件的改变、生态环境的恶化和人类活动的影响，干旱发生的频率也在增加，土壤墒情监测工作也尤为重要，以往土壤含水量数据的获取以人工烘干法为主，此方法要经过6～8h的土样烘干过程，因此时效性较差。近年来，自动化土壤水分采集仪在不断的推出，但仪器采集的土壤含水量的准确性还有待提高，采集仪的应用、操作说明还需更详尽。本文通过实验分析便携式土壤水分采集仪探针的正确使用方式。
1试验分析
11试验目的
比较探针不同深度插入土中监测土壤含水量的差异，分析探针完全插入土中监测土壤含水量的正确性。
12试验方法
在选定的试验区内，对同一采样点进行相对于探针05位置深度（探针长度的1/2完全插入土中）、07位置深度（探针长度的7/10完全插入土中）、10位置深度（探针完全插入土中）采集土壤含水量，以人工取土烘干法测取土壤含水量为参照。通过数据分析比较，确定探针相对10位置监测土壤含水量的正确性。
为增加试验的可靠性，本次选取了2部不同厂家的便携式土壤水分采集仪进行水平式、垂直式同步对比试验。
13试验地点
在长春市净月区（东经125402°，北纬43297°）选择了具有代表性地块，典型农作物耕种条件，且达到一定种植规模的大田，作物尚未播种，土壤质地为壤土。
14试验仪器设备
便携式土壤水分采集仪（慧图HT-SMAA-V型号、大恒TSC-IV型号）、铁锹、米尺、手持式卫星定位仪、铝盒、天平（001g）、烘箱。
15试验步骤要求
151采集经纬度
利用手持式卫星定位仪，采集试验地点的经纬度。
152选定试验区
在田间选择具有代表性的试验地块，试验区长2m、宽2m。用挖土锹开挖一個长方体土槽，土槽长2m，宽04m，深03m。
153测深
用米尺自地面向下量测土层深度，土层深度分别为10cm、20cm。
154人工取土烘干法采集土样
土层深度10cm、20cm每层分别用铝盒采集2个30～50g土样，采用人工取土烘干法测取土壤含水量。
155便携式采集仪监测土壤含水量
采用不同厂家生产的便携式土壤水分采集仪分别以水平式、垂直式2种方式，采集探针相对不同位置的土壤含水量。
水平式：在挖好的土槽的一侧剖面，自地面向下用米尺量取10cm，20cm土层深度，遵循先上层、后下层监测顺序即按照10cm、20cm次序水平方向插入土中，每一深度探针相对05位置、07位置、10位置依次插入土中分别采集土壤含水量。
垂直式：距水平式采样点（土槽外）050m～100m处（认定垂直式与水平式2个采样点同一土层深度的土壤含水量是一致的），用平板锹铲平垄台土壤，使探针中心处于10cm、20cm土层深度，依次插入土中相对05位置、07位置、10位置分别采集土壤含水量。探针插入待测土层后，连接好传感器数据线，打开仪器电源开关；进入系统操作界面，设置采样深度，选择土壤质地、计算公式等。
待仪器稳定后，开始读数，测量时间、土层深度、土壤含水量、传感器电信号显示后存储，同时记录在记录簿上。
156测次
10cm、20cm土壤深度2台便携式土壤水分采集仪探针不同相对位置分别监测不少于10次。
157试验结束后，将挖掘出来的土体填回土槽，减少对耕地的影响。
16试验成果分析
在长春市净月区试验区，采用慧图、大恒2厂家的便携式土壤水分采集仪，对土层深度10cm、20cm处土壤含水量进行了探针水平式、垂直式插入土中，先后相对探针05、07、10位置进行对比监测试验，同时每层采集2个土样，进行人工取土烘干法测取土壤含水量，认为此含水量为实际土壤含水量，以此作为与便携式土壤水分采集仪所监测的土壤含水量比较的参照值。烘干法测得土壤重量含水量成果见表1。表1土壤重量含水量（人工取土烘干法）监测成果表
土层深度/cm土壤重量含水量/%土层平均含水量/23023923520241248245161慧图便携式土壤水分采集仪监测成果
慧图便携式土壤水分采集仪10cm土层深度共采集土壤含水量11次，从监测结果可以看出，探针垂直式插入土中，探针相对05位置土壤含水量为169%～180%，均值为172%；相对07位置土壤含水量为191%～216%，均值为202%；相对10位置土壤含水量为239%～249%，均值为244%。
探针水平式插入土中，相对05位置土壤含水量为152%～185%，均值为165%；相对07位置土壤含水量为188%～219%，均值为198%；相对10位置土壤含水量为219%～255%，均值为240%。试验表明，相对05、07、10不同位置，2种监测方式监测值均是增大趋势，10位置监测值均接近烘干法土壤含水量。试验成果见表2、图1、图2。
表）
20cm土层深度共采集土壤含水量11次，从监测结果可以看出，垂直式相对05、07、10位置土壤含水量均值分别为159%、203%、242%；水平式相对05、07、10位置土壤含水量均值分别为171%、206%、244%。试验成果见3、图4。 图3净月试验区土壤含水量监测过程线（垂直式，20cm土深，慧图）图4净月试验区土壤含水量监测过程线（水平式，20cm土深，慧图）162大恒便携式土壤水分采集仪监测成果
大恒便携式土壤水分采集仪10cm、20cm土层深度分别采集土壤含水量11次。10cm土层深度，从监测结果可以看出，相对05、07、10不同位置，土壤含水量逐渐增大，10位置接近人工取土烘干法土壤含水量；相对同一位置，垂直式与水平式监测结果较接近。探针垂直式相对05、07、10位置土壤含水量均值分别为152%、195%、250%。探针水平式相对05、07、10位置土壤含水量均值分别为149%、191%、253%。试验成果见
20cm土层深度，从监测结果可以看出，垂直式相对05、07、10位置土壤含水量均值分别为159%、215%、268%。水平式相对05、07、10位置土壤含水量均值分别为160%、211%、269%。试验成果见图7、图8。
163结果分析
通过不同厂家的2台便携式土壤水分采集仪所采集的88组试验数据可以分析得出：
1631相对探针05位置监测值最小，10位置监测值最大，07位置监测值在2者之间。慧图、大恒公司2台便携式土壤水分采集仪10cm土层深度、探针10位置深度监测含水量均值与人工取土烘干法测取值相比较，分别偏大07%、1732慧图、大恒2部便携式土壤水分采集仪的探针相对05、07、10位置监测，均有相同的趋势，即随着探针插入的深度增加，测得的土壤含水量值相应增大，相对10位置即完全插入土中监测值接近烘干法测得值。
1633探针相对同一位置，垂直式与水平式插入土壤中对测量数据影响不大，差值在-37%～37%之间（差值绝对值大于3%共有7个数据，占全部数据的5%），2种方式插入土中监测土壤含水量结果较为接近。
2结论
通过便携式土壤水分采集仪探针相对不同位置监测土壤含水量对比试验，结果表明，相对探针10位置深度监测土壤含水量结果与人工取土烘干法测得值接近，即探针完全插入土中监测土壤含水量是合理的。
采用探针式传感器监测土壤含水量时，应使探针完全插入土壤中。
探针不同方向插入土壤中对测量数据影响不大，土壤含水量监测结果较为接近。
水平式采用开挖土槽方式测量，对耕地扰动影响较大，易破坏土壤结构、毁坏青苗，且监测速度慢。
垂直式采用土钻打孔方式测量，对耕地扰动影响小，土壤结构不易被破坏，不毁坏青苗，监测快捷简便。开展移动土壤水分监测时，宜选用探针垂直式测量方法。
3试验注意事项
選择试验地块时，应保持试验区工作剖面的土壤质地、土壤结构、土壤孔隙度的一致性；便携式土壤水分采集仪测量时，对选定试验区监测含水量的工作剖面要求很高。若挖土方法不当，容易出现土壤结构松动的问题，可能导致监测值偏小。为此，试验操作者需要认真用平板锹清理工作剖面，以减少对土层的扰动，保持土壤结构不受破坏；无论是水平式还是垂直式监测土壤含水量，探针插入点不得有石砾、树根等杂物，同时保证探针中心处于监测深度。
参考文献
[1]吉林省墒情评价指标实验及旱情分析技术研究.吉林省墒情监测中心[R].2012.
[2]移动土壤墒情监测方法与技术要求试验.吉林省墒情监测中心[R].2013.
作者简介：徐立萍（1980-），女，吉林农安，工程师，工程硕士，主要从事水文、墒情实验研究。