土壤水分研究方法和農(nóng)田土壤水分研究

　　土壤水分的研究從一開始就在研究，測試的手段也在不斷的進步中。從開始的經(jīng)驗法到石膏塊法再到現(xiàn)在使用土壤水分檢測儀的儀器法，我國水資源分布不均勻，水資源比較缺乏，所以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對水分的研究就備受重視。

　　土壤水分測試手段的研究主要集中在測定土壤含水量和土壤水勢兩方面。Richards早在20世紀(jì)30年代就發(fā)明了張力計,后來的學(xué)者將其與其他儀器連接,使張力計在操作、記錄和攜帶等方面更加方便快捷。電阻傳感法可間接測定較低的土水勢,石膏塊法則是已作為常規(guī)法而廣泛應(yīng)用的土壤水分測定方法。在我國,最早作為商品批量生產(chǎn)的是中國科學(xué)院南京土壤研究所研制的通用型張力計,隨后改進的微型張力計、氣傳感張力計以及可以同時測定幾個層次土水勢的復(fù)式張力計也相繼制成。

　　在測定土壤含水量方面,烘干稱重法仍是經(jīng)典的方法,中子法的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛。中子法起源于20世紀(jì)40年代后期,經(jīng)過多人的基礎(chǔ)性研究,約于1956年開始推廣使用。約從1963年起,中子法開始應(yīng)用于水文領(lǐng)域的土壤水分定量化研究中,80年代以后,中子水分儀本身已實現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲電腦化,并發(fā)展了存儲、顯示、打印等多種功能。近幾年,隨著便攜式土壤水分溫度速測儀進入市場,其特點是便于進行長期田間水分溫度自動監(jiān)測,較之中子水分儀,使用更為方便,精度亦高,是一種很有前途的測定土壤水分的儀器。此外,同位素示蹤和遙感等新技術(shù)也在該領(lǐng)域得到了應(yīng)用。

　　其次,由于我國水資源緊缺,農(nóng)業(yè)節(jié)水問題倍受重視。圍繞農(nóng)田土壤水分的轉(zhuǎn)化問題與農(nóng)田水分的有效利用開展了大量的研究工作。菲利浦提出SPAC理論以來,研究田間土壤水分循環(huán)和平衡、土壤-植物水分關(guān)系以及地下水-土壤水-大氣水轉(zhuǎn)化都是以SPAC連續(xù)體為基礎(chǔ)的。由于統(tǒng)一了能量關(guān)系,為分析研究水分運移和能量轉(zhuǎn)化的動態(tài)過程提供了方便。在為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)方面,土壤水的研究主要集中在如何充分發(fā)揮土壤水分的潛力,即作物產(chǎn)量與土壤水分的關(guān)系問題。對此,許多學(xué)者作了相應(yīng)的研究,其中,作物水分生產(chǎn)函數(shù)研究即是其成果之一。另一方面,如何加強農(nóng)田水分的管理,使其發(fā)揮充分效益亦是研究熱點。由此,國內(nèi)研究了各種墑情監(jiān)測和預(yù)報的模型,并以此優(yōu)化田間灌溉制度,都為節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了保障。

　　對“土壤水資源”概念的認(rèn)識和發(fā)展自前蘇聯(lián)水文學(xué)家李沃維奇提出“土壤水資源”這一術(shù)語以來,近10多年,我國學(xué)者對土壤水資源進行了一定的研究工作,對土壤水資源的認(rèn)識也得到了不斷發(fā)展。馮謙誠等認(rèn)為,土壤水資源為土壤層內(nèi)經(jīng)常參與陸地水分交換的水量,特別是根系帶中能為植物利用并可恢復(fù)的水量。劉昌明對有效降水的論述同現(xiàn)代土壤水資源的概念很接近。

　　近年來,有學(xué)者認(rèn)為,土壤水資源可分為土壤水儲存量和土壤水調(diào)節(jié)量等,而對于土壤水資源評價的內(nèi)容和方法并未得到公認(rèn),但目前較普遍的評價方法主要有2種:一是根據(jù)土壤含水量和土壤容重計算土壤貯水量;二是采用土壤水周轉(zhuǎn)量概念,研究四水轉(zhuǎn)化規(guī)律。當(dāng)對土壤水認(rèn)識較少時,流域水文模型或水分轉(zhuǎn)化均用黑箱子模型,即僅研究輸入項與輸出項的關(guān)系。隨著研究的深入和各種模型的發(fā)展,新型的流域水文模型,特別是分布式水文模型中的土壤水分運動模擬已成為主流模型。對土壤水評價也提出了更多的評價指標(biāo),如可利用量、年補給量、存儲量和可調(diào)節(jié)量等,對農(nóng)業(yè)節(jié)水具有一定的指導(dǎo)作用。