基于相位差的时域反射仪测定土壤含水量的标定和田间验证

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1、中国农业大学学报２０１１，１６（１）：１００－１０４ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ基于相位差的时域反射仪测定土壤含水量的标定和田间验证郑茹梅１１＊１２１２李子忠龚元石王一鸣杨新明王克栋（１．中国农业大学资源与环境学院，北京１００１９３；２．中国农业大学信息与电气工程学院，北京１０００８３）摘要为了检验具有我国自主知识产权的基于相位差检测原理的时域反射仪（ＴＤＲ）测定土壤水分的性能，利用室内土柱试验，获得了该仪器测定土壤含水量的标定曲线，分析了影响因素，并在田间对标定曲线进

2、行了实际验证。结果表明，容重对仪器测定土壤含水量的影响不显著；土壤质地对校正结果有明显影响，供试的砂质土类，壤质黏土类和黏土类分别可以使用一个特定标定公式，Ｒ２均大于０．９８，估计标准误差均小于０．０２０ｃｍ３／ｃｍ３；该仪器用于田间测定含水量的均方根误差小于０．０３５ｃｍ３／ｃｍ３。因此，经过室内标定后，将新型时域反射仪用于测定田间土壤含水量是可靠的。关键词土壤含水量；时域反射；相位差中图分类号Ｓ１５１．９文章编号１００７－４３３３（２０１１）０１－０１００－０５文献标志码ＡＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｆｉｅｌ

3、ｄｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＴＤＲｂａｓｅｄｏｎｐｈａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｍｅａｓｕｒｉｎｇｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ１，ＬＩＺｉ－ｚｈｏｎｇ１＊，ＧＯＮＧＹｕａｎ－ｓｈｉ１，ＷＡＮＧＹｉ－ｍｉｎｇ２，ＺＨＥＮＧＲｕ－ｍｅｉ１，ＷＡＮＧＫｅ－ｄｏｎｇ２ＹＡＮＧＸｉｎ－ｍｉｎｇ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９３，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａ

4、ｔｉｏｎａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅｏｆｔｈｉｓｓｔｕｄｙｉｓｔｏｔｅｓｔｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ（ＴＤＲ）ｂａｓｅｄｏｎｐｈａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｎｇｗｉｔｈｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｒｉｇｈｔｓｍｅａｓｕｒｉｎｇｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ．Ａ

5、ｌａｂｏｒａｔｏｒｙｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｕｓｉｎｇｓｏｉｌｃｏｌｕｍｎｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｓｆｏｒＴＤＲｍｅａｓｕｒｉｎｇｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ａｎｄｆｉｅｌｄｔｅｓｔｗａｓａｌｓｏｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｖａｌｉｄａｔｅｔｈｅｓｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ，ｔｈｅｒｅｗａｓｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｆｆｅｃｔｏｆｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙｏｎｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔ

6、ｉｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｉｍｅｍｅａｓｕｒｅｄｂｙＴＤＲａｎｄｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ｂｕｔｔｈｅｓｏｉｌｔｅｘｔｕｒｅｈａｄａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｆｆｅｃｔ．Ｉｔｃｏｕｌｄｂｅｃａｌｉｂｒａｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｒｅｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｓｉｎｓａｎｄｙｓｏｉｌ，ｌｏａｍｙ２ｃｌａｙｓｏｉｌａｎｄｃｌａｙｓｏｉｌ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＡｌｌｏｆＲｗｅｒｅｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ０．９８，ａｎｄｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｓｔａｎｄａｒｄｅｒｒｏｒｓｗｅｒｅｌｅｓ

7、ｓｔｈａｎ３／ｃｍ３３／ｃｍ３０．０２０ｃｍ．Ｔｈｅｒｏｏｔｍｅａｎｓｑｕａｒｅｅｒｒｏｒｓｗｅｒｅｌｅｓｓｔｈａｎ０．０３５ｃｍｆｏｒＴＤＲｍｅａｓｕｒｉｎｇｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｉｓｎｅｗＴＤＲｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｗａｓｒｅｌｉａｂｌｅｔｏｍｅａｓｕｒｅｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｕｓｉｎｇｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｓｆｒｏｍｔｈｅｌａｂｏｒａｔｏｒｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅ

8、ｎｔ；ｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ；ｐｈａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ时域反射仪技术（ＴｉｍｅＤｏｍａｉｎＲｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ，态变化等特点。我国自上世纪九十年代年开始从国ＴＤＲ）是当今世界上最先进的土壤水分快速测量技外引进时域反射仪，如Ｔｅｋｒｏｎｉｘ公司１５０２ＢＴＤＲ术之一。该技术具有快速、准确、操作简便、对土壤电缆测试仪、ＴＤＲ－ＴＲＡＳＥ和Ｔ