一種土壤的植物可利用水分保持能力的定量檢測方法技術

本發明專利技術公開了一種土壤的植物可利用水分保持能力的定量檢測方法，該方法包括以下步驟：在野外或田間，取待測土壤樣品15Kg以上，讓其在通風良好的室溫內風干失水；每隔24小時測定一次，連續記錄7天以上的該土壤的水勢值；構建土壤水勢隨失水時間變化的模型；根據模型的參數確定該土壤的植物可利用水分保持能力。本發明專利技術方法、步驟和計算簡單，不僅可以獲得待測土壤的植物可利用水分保持能力的定性信息，而且還可以獲得待測土壤的植物可利用水分保持能力的定量數值大小，測定的結果具有可比性；用于指導灌溉時間和灌溉量的選擇。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于農業水土保持和農業工程領域，涉及到一種土壤的植物可利用水分保持能力的定量檢測方法。
技術介紹
水是生命不可缺少的關鍵要素。作物生長過程中，需要吸收大量水分，絕大多數的代謝活動都是在水的參與下進行。土壤的水分供給直接影響植物對水分的吸收，同時也會影響作物對養分的利用，最終影響作物的產量和品質。因此，土壤對水分的保持能力對作物生長發育至關重要。土壤主要由礦物質顆粒和腐殖質組成，不同的土壤因為其礦物質顆粒和腐殖質組成結構和粒徑不同，保水能力也不同。目前，土壤保水能力還不能定量測定，這嚴重地影響灌溉和施肥效果。露點水勢儀是通過熱電偶傳感器來專門測量水勢的儀器，在露點溫度下自動維持熱電偶結點溫度持續感應與控制電路，精確度很高，而且穩定且能在線，近年來，很多關于土壤水勢的研究都是以露點水勢儀作為觀測儀器。本專利技術通過實測土壤的水勢隨風干時間的變化來構建模型，依據模型獲取土壤的植物可利用水分保持能力的信息。
技術實現思路
本專利技術提供了一種土壤的植物可利用水分保持能力的定量檢測方法。根據該方法，不僅能獲取土壤的水勢的下降速率，而且還能預測不同時刻土壤對植物可利用水分的保持能力，為適時精量灌溉提供依據。一種土壤的植物可利用水分保持能力的定量檢測方法，包括以下步驟：步驟一，在野外或田間，取待測土壤樣品15Kg以上，讓其在通風良好的室溫內風干失水；步驟二，每隔24小時測定一次，連續記錄7天以上的該土壤樣品的水勢值；步驟三，利用4參數的Logistic方程構建土壤水勢隨失水時間變化的模型；步驟四，根據上述4參數的Logistic方程的參數確定該土壤的植物可利用水分保持能力。所述的4參數的Logistic方程如下：Y=Y0+a1+(X/X0)b]]>上式中：X為失水時間，Y為對應時刻土壤水勢，Y0為對數期的開始時水勢值；a為水勢下降幅度；X0為對數時段內水勢值下降50％時所需時間；b為水勢下降系數。所述的根據4參數的Logistic方程的參數確定相對水分下降幅度WRd以及對數持續時間DTlog和水勢下降進入對數期的開始時間DTS。所述的相對水分下降幅度WRd＝100,其中a為水勢下降幅度；對數持續時間DTlog＝-4X0/b；水勢下降進入對數期的開始時間DTS＝X0+2X0/b。依據對數持續時間DTlog和水勢下降進入對數期的開始時間DTS確定有效失水時間DTav，DTav＝DTlog+DTS。所述的待測土壤的植物可利用水分保持能力Ch，Ch＝10-WRd/DTav。本專利技術的有益效果是：1.本專利技術一方面可以定性獲得待測土壤的植物可利用水分保持能力的信息，了解待測土壤的失水過程，另一方面還可以獲得待測土壤的植物可利用水分保持能力的定量數值大小。2.本專利技術建立的模型可以用于預測待測土壤的失水趨勢，可以反映出待測土壤的萎蔫系數，可以實際指導灌溉時間和灌溉量的選擇。3.本專利技術獲取的土壤的植物可利用水分保持能力的信息是在控制條件下完成的，因此，所獲得的結果是待測土壤固有的，不受自然界的溫度、濕度等氣候和生態因子的限制，測定的結果具有可比性；可以用來比較不同土壤的失水和保水能力。4.本專利技術獲取的土壤的植物可利用水分保持能力方法、步驟和計算簡單、費時少，利于普及。附圖說明圖1為壤質黏土土壤水勢與時間的關系；圖2為壤土土壤水勢與時間的關系。具體實施方式一種土壤的植物可利用水分保持能力的定量檢測方法，包括以下步驟：步驟一，在野外或田間，取待測土壤樣品15Kg以上，讓其在通風良好的室溫內風干失水；步驟二，每隔24小時測定一次，連續記錄7天以上的該土壤樣品的水勢值；步驟三，利用4參數的Logistic方程構建土壤水勢隨失水時間變化的模型；式中：X為失水時間，Y為對應時刻土壤水勢，Y0為對數期的開始時水勢值；a為水勢下降幅度；X0為對數時段內水勢值下降50％時所需時間；b為水勢下降系數；步驟四，根據上述4參數的Logistic方程的參數確定相對水分下降幅度WRd以及對數持續時間DTlog和水勢下降進入對數期的開始時間DTS；相對水分下降幅度WRd＝100,其中a為水勢下降幅度；對數持續時間DTlog＝-4X0/b；水勢下降進入對數期的開始時間DTS＝X0+2X0/b；依據對數持續時間DTlog和水勢下降進入對數期的開始時間DTS確定有效失水時間DTav，DTav＝DTlog+DTS；待測土壤的植物可利用水分保持能力Ch＝10-WRd/DTav。具體實施例于2014年4月，在鎮江濱江濕地采集兩種典型的土壤，土壤類型分別為壤土和壤質黏土，土壤容重分別為1.32g/cm3和1.19g/cm3。用環刀法測得其田間持水量，分別為23.8％和35.4％(均為質量含水率)。設置4個土壤水分梯度，其中3個干旱水平，一個對照組正常供水。取所選的兩種土壤，風干粉碎，將16kg土壤裝入到培養盆中，作為一個處理。三個干旱梯度土壤含水量分別為田間持水量的70％-75％(T1：輕度干旱)、60％-65％(T2：中度干旱)、50％-55％(T3:重度干旱)，對照組含水量為田間持水量的85％-90％用CK表示。壤土的分別用Td1、Td2、Td3表示，正常供水土壤用CKd表示；同樣，壤質黏土也設置三個干旱水平，土壤含水量與壤土相同，分別用Tc1、Tc2、Tc3表示，正常供水處理用CKc表示。當水分梯度滿足上述要求時，使其在通風良好的室溫內風干；采用PSYPRO露點水勢儀每隔24小時測定一次不同土壤樣本的水勢，連續記錄7天以上各土壤樣品水勢值。構建土壤水勢與風干失水時間的關系圖如圖1和圖2.利用4參數的Logistic方程擬合圖1和圖2土壤水勢與時間關系模型。4參數的Logistic方程如下：Y=Y0+a1+(X/X0)b---(1)]]>式中：X為失水時間，Y為對應時刻土壤水勢，Y0為對數期的開始時水勢值；a為水勢下降幅度；X0為對數時段內水勢值下降50％時所需時間，b為水勢下降系數。經過擬合，其方程及參數如表1所示：表1兩種土壤不同處理的Logistic方程及參數根據4參數的Logistic方程的參數確定相對水分下降幅度WRd以及對數持續時間DTlog和水勢下降進入對數期的開始時間DTS如表2。依據對數持續時間DTlog和水勢本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種土壤的植物可利用水分保持能力的定量檢測方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟一，在野外或田間，取待測土壤樣品15Kg以上，讓其在通風良好的室溫內風干失水；步驟二，每隔24小時測定一次，連續記錄7天以上的該土壤樣品的水勢值；步驟三，利用4參數的Logistic方程構建土壤水勢隨失水時間變化的模型；步驟四，根據上述4參數的Logistic方程的參數確定該土壤的植物可利用水分保持能力。

【技術特征摘要】
1.一種土壤的植物可利用水分保持能力的定量檢測方法，其特征在
于：包括以下步驟：
步驟一，在野外或田間，取待測土壤樣品15Kg以上，讓其在通風
良好的室溫內風干失水；
步驟二，每隔24小時測定一次，連續記錄7天以上的該土壤樣品
的水勢值；
步驟三，利用4參數的Logistic方程構建土壤水勢隨失水時間變化
的模型；
步驟四，根據上述4參數的Logistic方程的參數確定該土壤的植物
可利用水分保持能力。
2.根據權利要求1所述的一種土壤的植物可利用水分保持能力的定
量檢測方法，其特征在于：4參數的Logistic方程如下：
Y=Y0+a1+(X/X0)b]]>上式中：X為失水時間，Y為對應時刻土壤水勢，Y0為對數期的
開始時水勢值；a為水勢下降幅度；X0為對數時段內水勢值下降50％
時所需時間；b為水勢下降系數。
3.根據權利要求1所述的一種土壤的植物可利用水分保持能...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳沿友，胡林生，邢德科，于睿，吳沿勝，饒森，張開艷，陸葉，
申請(專利權)人：中國科學院地球化學研究所，
類型：發明
國別省市：貴州;52