土壤粒度分析方法

① 土壤測量

土壤測量在地勢平緩、地形切割較小、水系－溝系不發育、無法採集水系沉積物和溝谷沉積物的丘陵地區使用，或在以水系沉積物測量、溝系沉積物測量方法為主的測區，在局部水系、溝系不發育地段作為一種輔助方法使用。土壤測量所採集樣品基本是原地殘積或經運移距離不大的坡積物，因此土壤測量樣品一般僅代表采樣點附近較短距離內的元素含量狀況，具有較好的定位作用。

圖4－2 東安金礦5號金礦體地段溝系沉積物測量試驗剖面

1.采樣介質

土壤測量主要採集山脊、山坡上的殘坡積土壤。由於這些地段多處於「殘積景觀」，以物質帶出為主。因此，礦化異常地段土壤測量元素含量數據往往低於基岩。岩屑是指尚未成壤的岩石碎屑，由殘坡積的岩石碎屑組成，其元素含量比較接近基岩。一般情況下，運用土壤測量開展1∶50000地球化學測量時，採集細粒級土壤樣品即可;當土壤介質受到較強的淋溶作用，元素流失明顯或土壤表層受到風成沙干擾時，選擇岩屑或岩屑土壤混合樣。

2.粒度分布特徵

(1)殘坡積土壤

在塔源和二道河子試點區，殘坡積土層中的物質以－4～+20目的粗粒物占優勢(表4－7)，分別高達72.75%和53.83%;在得耳布爾地區各粒級物質的比例相對較平均，粗粒物質僅有36.85%。總體上來說，殘坡積土還是以－5～+20目的粗粒物質為主;同時表現出自北向南粗粒級的比例越來越大的趨勢。表明不同地區岩石風化的程度有所差異。

表4－7 東北森林沼澤區殘(坡)積土粒度特徵(%)

(2)腐殖土

腐殖土層中的物質以－80目的細粒物質占優勢(表4－8)。從北向南(得爾布爾→牡丹江)，其粒度由粗變細的趨勢十分明顯，－80目顆粒的比例從30.77%增長到72.45%。表明南部地區土壤化的程度要較北部地區強烈得多。

表4－8 東北森林沼澤區腐殖土粒度特徵(%)

3.采樣層位和粒級

根據得耳布爾鉛鋅礦、莫爾道嘎金礦、東安金礦、多寶山銅礦試驗剖面結果，該類地區B層土壤不發育，各地區、各類礦床土壤測量採集C層頂部層位樣品可以有效指示礦體部位，A層土壤對礦體指示作用較差。

樣品富集粒度在不同地域、不同礦床、不同元素間存在一定差異:

1)莫爾道嘎金礦區殘坡積土壤中Au元素富集於－4～+40目粒級。

2)得耳布爾鉛鋅礦區殘坡積土壤中Pb、Zn富集於－4～+60目粒級。

3)東安金礦區礦體上部土壤中Au的－10～+60目優於－60目粒級。

4)多寶山銅礦區土壤中Mo富集於－10～+60目，Au、Ag富集於－60目，Cu各種粒度差異不明顯。

在多寶山銅礦礦化地段開展了1∶50000土壤測量－10～+60目和－60目粒級對比試驗，Cu、Mo、Au、Ag在兩種粒級中均有富集，只是－10～+60目粒級富集概率高於－60目粒級。

在吉峰、西陵梯礦化異常區1∶50000土壤測量－10～+20目和－20目粒級對比試驗發現，Cr、Ni、Co、As、Sb和部分Au富集於－10～+20目，Cu、Pb、Zn、Ag和大部分Au富集於－20目粒級。

4.采樣方法

土壤測量采樣層位為殘坡積形成的土壤C層頂部(B層發育時可以採集B層)，采樣粒級為－10～+60目或－20目。為了使樣品有更好的代表性，應使用多點采樣法。由於1∶50000土壤測量采樣密度僅每平方千米幾個點，正確選擇采樣位置對於有效發現與礦床有關的地球化學異常至關重要，應盡量將采樣點位布置在可以接受外來沉積的山的坡腳、緩坡、地形由陡變緩的部位。在采樣點的布局上要盡量做到有效控制。

5.采樣密度

采樣密度與勘查目標物和目的物的大小有關，在目標物大小不清的情況下，1∶50000土壤測量可以採用大致相當於500m×250m的測網，即8樣/km²的采樣密度，基本不會漏掉有價值異常。

② 測試土壤粒徑的樣品如何制備，使用的是LS13-329激光粒度分析儀

樣品制備

樣品的採集

物料中采樣一般遵循以下3個原則：

1）最好在物料移動中采樣（或生產過程中）。

2）多點采樣。在不同部位和深度采樣，每次取樣，將各點採集的試樣混合後作為粗樣。

3）采樣方法要固定。

樣品的縮分

由於儀器分析試樣實際需用量很少，因此就要對採集來的粗樣進行縮分，其過程為：粗樣--試驗室樣品--分析樣品。

干法測試

一些樣品易和濕分散劑起反應，比如可能溶解或和液體接觸時膨脹，所以只能在乾燥狀態下測量。

樣品結塊只需要在烘箱中乾燥一下即可。但精細的物質在烘箱中乾燥時，樣品會受到破壞，為了去潮，應將烘箱調到最高溫度，但不要高於樣品熔點。如果烘箱對樣品有明顯影響，可用乾燥器。

濕法測試

採用濕法分散技術，機械攪拌使樣品均勻散開，超聲高頻震盪使團聚的顆粒充分分散，電磁循環泵使大小顆粒在整個循環系統中均勻分布，從而在根本上保證了寬分布樣品測試的准確重復。

分散介質的選擇和准備

分散介質選擇遵循的一個重要原則就是，樣品在分散介質中不能發生溶解。如果樣品溶解，對樣品進行分析並觀察遮光度，可以發現遮光度降低。另外，如果分散介質中氣泡，計算結果也會產生誤差，因此使用前要考慮排氣。一般採用超聲或者煮沸的方法（對於可揮發性分散介質不能通過加熱分散劑來去除氣體）。

表面活化劑

添加表面活化劑有助於樣品准備，表面活化劑可以轉移掉作用於樣品使樣品浮於表面或結團的電荷效應。用少量添加法來添加活化劑，標準是每升一滴。如果過量，會產生氣泡，對測量結果造成影響。

超聲波使用

超聲不僅能除去分散介質中的氣泡，而且也可以幫助樣品在分散介質中分散。如果燒杯底部有大量顆粒結塊，將漿料和他的燒杯放入超聲波槽里分散兩分鍾，效果會非常明顯。

注意

對易碎顆粒使用超聲波時要小心，因為超聲波可能會使顆粒分離。如果對使用超聲波前後的效果有疑義，則可用顯微鏡進行觀測。

一個樣品一般重復測量3次，取平均值作為測量結果，如重現性差則要剔除不正常的結果或重新取樣測量。

如果樣品在分散時遇到問題，可參閱下表分析

③ 土壤檢測方法

一、看土壤的顏色

土壤的顏色是反映土壤在肥力上的一個明顯指標，也是一個最容易掌握的方法。一般土壤顏色比較深的都是肥土，顏色較淺的則為瘦土。

二、看土層深淺（耕作層）

土壤肥沃的田塊土層都比較深，深度通常都大於60公分（水田除外），而貧瘠瘦土則非常淺，嚴重地區甚至低於20公分，只是表層有一層土而已。

三、看土壤適耕性

一般土壤肥沃的田塊，土層疏鬆，易於耕作，「干耕像香灰，濕耕如糖化」；而土壤貧瘠的田塊，土層黏犁，耕作費力，「敲敲一個洞，鋤鋤一條縫」。

四、看淀漿及裂紋

肥土不易淀漿，土壤裂紋多而小；瘦土極易淀漿，易板結，土壤裂紋少而大。

五、看水質

水滑膩、黏腳，日照或腳踩時冒大泡的為肥土；水質清淡無色，水田不起泡，或氣泡小而易散的為瘦土。

六、看保水性

水分有下滲，但速度平緩，灌水一次可保持1周左右的為肥土地；灌水後水層不下滲或沿裂紋快速下滲的均為瘦土。

七、看是否夜潮

夜潮是指夜間表土溫度降低，深層土壤中的溫暖水汽上行，遇到低溫表土後凝結成水而濕潤表土的現象。夜潮現象能說明土壤的兩個優點：第一，透氣性強，溫暖水汽可以上行。第二，土層較深，能夠形成溫差。所以，有夜潮現象的土壤基本上都是肥土；無夜潮現象，說明土質板結硬化，均為瘦土。

八、看保肥性

土壤是一種帶負電的膠體，可以交換吸附一些陽離子（就是養分），而達到保肥的作用，這些被吸附的養分在作物生長過程中會逐漸從土壤中釋放出來以供作物吸收利用。肥沃的土壤通常能夠吸附的陽離子較多，肥效持久。而貧瘠的土壤通常陽離子吸附量較少，大部分養分隨水流失，肥效來得快去的快。

④ 各土壤類型的粒度組成

按土壤的顆粒組成，本區土壤的砂粒是原生礦物石英、長石和雲母，粘粒是次生礦物高嶺石、綠泥石、白雲石和方解石，各土壤類型的粒度組成及土壤的粒度類型列於表4-11。根據我國傳統採用的卡慶斯基土壤質地分類制標准^[3]，土壤質地類型分為砂質土、粘質土和壤質土。

砂質土的特徵是養分含量少，蓄水力弱，保肥力較差，通氣性和透水性良好，滲漏速率快，容易耕作；粘質土的特徵是保水力和保肥力較強，養分含量比較豐富，但通氣和透水性差，滲漏速率慢，耕作困難；壤質土是介於砂質土和粘質土之間的一種土壤質地類型，就顆粒組成而言有適量的砂粒和粘粒，被稱之為「四砂六泥」或「三砂七泥」，其性質兼具砂質土和粘質土之優點，對一般農業生產是較理想的土壤。

表4-11 各土壤類型的粒度組成（%）

本區土壤屬壤質土，是農業生產較理想的土壤質地類型，但其砂粒、粘粒含量還是有差別。據此分屬於砂壤土、輕壤土、中壤土和中－重壤土；同時各土壤類型所含的粘粒礦物種類也有差別，故而其農業地質環境也有差異，顯而易見就表現在水土流失問題上。區內以更新世紅土類土壤（砂壤土）、花崗岩類土壤（中壤土）和紫紅色碎屑岩類土壤（輕壤土）水土流失較為嚴重（參見照片5-2,5-6），其原因可能是含砂粒較多，通透性好，水易於滲漏，同時其地形往往有局部陡坡出現，故水土易於流失，如花崗岩類土壤，一次中等降雨，水土流失形成的溝有7～8cm深（參見照片5-7）。

板頁岩類土壤類型雖然土層薄，但因粘粒含量相對高，通透性較差，水滲漏速度低，水土不易流失，故在所有板頁岩地區總是植被茂密，覆蓋率高，很少見到水土流失現象。

⑤ 分辨土壤的方法有哪些

一看土壤顏色。肥土土色較深;而瘦土土色淺。
二看土層深淺。肥土土層一般都大於60厘米;而瘦土相對較淺。
三看土壤適耕性。肥土土層疏鬆，易於耕作;瘦土土層黏犁，耕作費力。
四看土壤淀漿性及裂紋。肥土不易淀漿，土壤裂紋多而小;瘦土極易淀漿，易板結，土壤裂紋少而大。
五看土壤保水能力。水分下滲慢，灌一次水可保持6~7天的為肥土地;不下滲或沿裂紋很快下滲的為瘦土。
六看水質。水滑膩、黏腳，日照或腳踩時冒大泡的為肥土;水質清淡無色，水田不起泡，或氣泡小而易散的為瘦土。
七看夜潮現象。有夜潮，幹了又濕，不易曬干曬硬的為肥土;無夜潮現象，土質板結硬化的為瘦土。
八看保肥能力。供肥力強，供肥足而長久，或潛在肥力大的土壤均屬肥土。
九看植物。生長紅頭醬、鵝毛草、薺草等的土壤為肥土;生長牛毛草、鴨舌草、三棱草、野蘭花、野蔥等的土壤均為瘦土。
十看動物。有田螺、泥鰍、蚯蚓、大螞蝗等的為肥土;有小螞蟻、大螞蟻等的多為瘦土。

⑥ 土壤測量

土壤測量是森林沼澤區大比例尺地球化學測量一種最常用的工作方法，該方法主要採集殘坡積土壤樣品，根據礦化指示元素異常含量、濃集趨勢和形態特徵，預測礦(化)體賦存部位。

1.采樣層位和加工粒級

在森林沼澤區B層土壤欠發育，土壤測量主要採集C層頂部樣品。在得耳布爾鉛鋅礦區、莫爾道嘎金礦區、大梁金礦區、東安金礦區、多寶山銅礦區、吉峰八岔溝鉛鋅礦區、吉峰林場鉛鋅礦區、小西林鉛鋅礦區、天合興銅礦區和綽爾鉛礦點礦化地段，對殘坡積層進行了采樣粒度試驗。試驗結果如下:

1)東安金礦區殘積層(C層)上部Au、Ag、Hg、As富集於－60目，Mn、Mo富集於－10～+60目粒級(表4－10);在殘積層(C層)下部Au、Ag、Mn富集於－10～+60目粒級，As、Mo則富集於－60目粒級。但粗細粒樣品中的絕對含量之間差異很小，多在分析允許誤差范圍之內。從對已知金礦體反映程度看，－10～+60目粒級比－60目粒級指示得更准確(圖4－11)。

表4－10 東安金礦區TC7槽土壤不同層位和粒度中元素含量對比

元素含量單位(w_B):Au、Ag為10^－9;其他為10^－6。

表4－11 多寶山銅礦區土壤不同層位和粒度對比試驗結果

元素含量單位(w_B):Au、Ag為10^－9;Cu、Mo為10^－6。

圖4－11 東安金礦7線土壤測量試驗剖面

2)多寶山銅礦區Au、Ag富集於－60目，Mo富集於－10～+60目，Cu元素在兩種粒級中含量沒有明顯差別(表4－11)。

3)莫爾道嘎金礦區土壤中，Au、As富集於－4～+40目。在C層中，Ag、Sb、Pb、Zn、Mn富集於－40目。在A層中，Ag、Sb富集於－4～+40目;Cu、Zn、Pb主要富集於－60目(表4－12;圖4－12)。但粗細粒中元素絕對含量差異很小。

4)得耳布爾鉛鋅礦Pb、Zn、Mn、Ag、Au、As、Sb均富集於－4～+40目粒級(表4－12)，同時C層土壤中指示元素異常對已知礦體的反映最准確，而富含有機質的A層土壤對礦體反映差(圖4－13)。

5)吉峰八岔溝鉛鋅礦區殘坡積土壤中，Pb、Zn、Ag、Sb等4元素絕大多數情況下富集於－40目，但與－10～+40目粒級之間的含量差距很小(表4－13)。

表4－12 土壤測量采樣層位、采樣粒度對比試驗結果

元素含量單位(w_B):Au為10^－9;有機碳為10^－2;其他元素為10^－6。

6)大梁金礦區礦體上方殘積土壤中，Au、Ag、As、Sb傾向富集於－60目，Co、Ni傾向富集於－10～+60目;但兩種粒級之間含量的差別很小(見表4－14中17m處)。坡積土中則比較復雜，粗細粒中富集的狀況各半;但兩種粒級之間含量差別依然很小(見表4－14中其他剖面)。

圖4－12 莫爾道嘎金礦土壤測量試驗剖面

圖4－13 得耳布爾鉛鋅礦土壤測量試驗剖面

7)吉峰林場鉛鋅礦區殘積土中，大部分樣品Pb、Zn、Ag、Sb富集於－40目，其他元素富集粒度不明顯;但兩種粒級之間含量的差別很小(表4－15)。

從上述試驗結果看，殘坡積土壤中元素富集粒度與景觀條件和元素地球化學性質有關。寒溫帶中低山區多數元素傾向於富集－4～+40目、－10～+60目等粗粒級;中溫帶中低山丘陵區傾向於富集－20目、－40目、－60目等細粒級。Cu、Au、Ag、Pb、Zn等元素富集於－20目、－40目、－60目等細粒級;Co、Ni等元素富集於－4～+40目、－10～+60目等粗粒級。但兩種粒級之間元素含量的差別，在大多數情況下很小;而不同層位之間元素含量的差別極大。因此，在開展土壤測量時，最重要的是選擇正確的采樣層位。

表4－13 吉峰八岔溝鉛鋅礦區TC0槽殘積土壤不同深度和粒度試驗結果

注:元素含量單位(w_B)為10^－9。

通過以上多個礦床試驗可以看出，我國東北森林沼澤區B層土壤欠發育，C層頂部是土壤測量的最佳采樣層位。地處寒溫帶的額爾古納河北段Pb、Zn、Mn、Ag、As、Au等元素富集於－4～+40目(可能是由於氣候嚴寒，廣泛存在永久性凍土層，物理風化作用較強原因所致。－4～+40目樣品中往往含有一定量的細粒岩石碎屑)，其他地區各種礦床殘坡積土壤中多數元素都富集於－40目粒級。

2.采樣季節

在吉峰鉛鋅礦區0剖面野外研究工作中發現，5月份(春季)正值凍土層上界開始溶化之時，腐殖層以下土壤全部浸泡在水中，土壤中指示元素被淋溶而流失，其中各元素含量明顯貧化。9月份(秋季)土壤層乾燥，春季流失的部分物質組分經過一段時間的蒸騰作用、毛細作用等得到了一定程度補充，元素含量明顯升高。在吉峰鉛鋅礦0剖面進行的對比試驗證實了這一事實。因此9月份(秋季)是土壤測量最佳采樣季節(見表3－9)。

表4－14 大梁金礦區TC0 槽殘坡積土壤采樣層位和樣品粒度與元素含量對比

元素含量單位( wB ) : Au 為10 ^{－ 9} ; 其他元素為10 ^{－ 6}。

表4 － 15 吉峰林場鉛鋅礦TC0 槽土壤層位、粒度試驗

元素含量單位( wB ) 為10 ^{－ 9}。

⑦ 土壤物理指標

一、土壤粒徑

土壤粒徑分布是最基本的土壤物理性質之一，它強烈地影響著水力、熱力性質等重要的土壤物理特性。土壤粒徑分布的測定方法相對簡單便捷，精度也較高，而且在常規的土壤調查資料中也有詳細程度不一的粒徑分析數據。而土壤水分特徵曲線和(非)飽和水力傳導率、土壤熱導率、土壤熱容量等土壤水力、熱力性質的直接測定比較費時、昂貴，且精度較低，可重復性差。因此，根據土壤粒徑分布來估計土壤的其他水力學性質已經成為相關領域的研究熱點。

土壤基質是由不同比例的、粒徑粗細不一、形狀和組成各異的顆粒(土粒)組成，一般分為礫、砂、粉粒和黏粒4級。粒徑分析的目的，是為了測定不同直徑土壤顆粒的組成，進而確定土壤的質地。土壤顆粒組成在土壤形成和土壤的農業利用中具有重要意義，土壤質地直接影響土壤水、肥、氣、熱的保持和運動，並與作物的生長發育有密切的關系。

1.土工實驗法

土粒的粒徑變化范圍非常大(粒徑由﹥60mm到﹤0.002mm)，故對不同的粒組採用不同的試驗方法：粗粒組一般用篩析法，細粒組採用密度計法或移液管法。

對於粒徑﹥0.075mm的粗粒土，一般採用篩析法分析土的顆粒大小。篩析法是採用不同孔徑的分析篩，由上至下孔徑自大到小疊在一起。試驗時，取干土放入最上的篩里，通過篩析後，得到不同孔徑篩上土質量，進而計算出粒組含量和累積含量。

2.激光粒度儀法

激光粒度分析儀是根據光的散射原理測量粉顆粒大小的，是一種比較通用的粒度儀。其特點是測量的動態范圍寬、測量速度快、操作方便，尤其適合測量粒度分布范圍寬的粉體和液體霧滴。對粒度均勻的粉體，比如磨料微粉，要慎重選用。

激光粒度儀集成了激光技術、現代光電技術、電子技術、精密機械和計算機技術，具有測量速度快、動態范圍大、操作簡便、重復性好等優點，現已成為全世界最流行的粒度測試儀器。

3.吸管法

顆粒組成(粒徑分布)常用吸管法測定，方法由篩分和靜水沉降結合組成，通過2mm篩孔的土樣經化學和物理方法處理成懸浮液定容後，根據司篤克斯(Stokes)定律及土粒在靜水中的沉降規律，﹥0.25mm的各級顆粒由一定孔徑的篩子篩分，﹤0.25mm的粒級顆粒則用吸管從其中吸取一定量的各級顆粒，烘乾稱量，計算各級顆粒含量的百分數，確定土壤的顆粒組成(粒徑分布)和土壤質地名稱。

4.比重計法

土樣經化學和物理方法處理成懸浮液定容後，根據司篤克斯(Stokes)定律及土壤比重計浮泡在懸浮液中所處的平均有效深度，靜置不同時間後，用土壤比重計直接讀出每升懸浮液中所含各級顆粒的質量，計算其百分含量，並定出土壤質地名稱。比重計法操作較簡便，但精度較差，可根據需要選擇使用。

二、土壤絕對含水量

土壤絕對含水量是土壤中所含水分的數量，即100g烘乾土中含有若干克水分，也稱土壤含水率。土壤含水率是農業生產中一個重要參數，其主要方法有稱重法、張力計法、電阻法、中子法、γ-射線法、駐波比法、時域反射法及光學法等。土壤中水分含量通常採用質量含水率(θ_g)和體積含水率(θ_υ)兩種表示方法。

1.稱重法

也稱烘乾法，這是唯一可以直接測量土壤水分的方法，也是目前國際上的標准方法。用土鑽採取土樣，用0.1g精度的天平稱取土樣的質量，記作土樣的濕重(M-M_H)，在105℃的烘箱內將土樣烘6～8h至恆重，然後測定烘乾土樣，記作土樣的乾重(M_S-M_H)。土壤含水量計算公式如下：

地質環境監測技術方法及其應用

式中：θ—土壤含水率；M—烘乾前鋁盒及土壤質量(g)；M_S—烘乾後鋁盒及土壤質量(g)；M_H—鋁盒質量(g)。

2.張力計法

也稱負壓計法，它測量的是土壤水吸力，測量原理如下：當陶土頭插入被測土壤後，管內自由水通過多孔陶土壁與土壤水接觸，經過交換後達到水勢平衡，此時，從張力計讀到的數值就是土壤水(陶土頭處)的吸力值，也即為忽略重力勢後的基質勢的值，然後根據土壤含水率與基質勢之間的關系(土壤水特徵曲線)就可以確定出土壤的含水率。

3.電阻法

多孔介質的導電能力是同它的含水量以及介電常數有關的，如果忽略含鹽的影響，水分含量和其電阻間是有確定關系的。電阻法是將兩個電極埋入土壤中，然後測出兩個電極之間的電阻。但是在這種情況下，電極與土壤的接觸電阻有可能比土壤的電阻大得多。因此採用將電極嵌入多孔滲水介質(石膏、尼龍、玻璃纖維等)中形成電阻塊以解決這個問題。

4.中子法

中子法就是用中子儀測定土壤含水率。中子儀的組成主要包括：一個快中子源，一個慢中子檢測器，監測土壤散射的慢中子通量的計數器及屏蔽匣，測試用硬管等。快中子源在土壤中不斷地放射出穿透力很強的快中子，當它和氫原子核碰撞時，損失能量最大，轉化為慢中子(熱中子)，熱中子在介質中擴散的同時被介質吸收，所以在探頭周圍，很快地形成了持驗密度的慢中子雲。

5.γ-射線法

γ-射線法的基本原理是放射性同位素(現常用的是¹³⁷Cs，²⁴¹Am)發射的γ-射線法穿透土壤時，其衰減度隨土壤濕容重的增大而提高。

6.駐波比法

自從Topp等人在1980年提出了土壤含水率與土壤介電常數之間存在著確定性的單值多項式關系，從而為土壤水分測量的研究開辟了一種新的研究方向，即通過測量土壤的介電常數來求得土壤含水率。從電磁學的角度來看，所有的絕緣體都有可以看作是電介質，而對於土壤來說，則是由土壤固相物質、水和空氣3種電介質組成的混合物。在常溫狀態下，水的介電常數約為80，土壤固相物質的介電常數為3～5，空氣的介電常數為1，可以看出，影響土壤介電常數主要是含水率。Roth等提出了利用土、水和空氣3相物質的空間分配比例來計算土壤介電常數，並經Gardner等改進後，為採用介電方法測量土壤水分含量提供了進一步的理論依據，並利用這些原理進行土壤含水率的測量。

7.光學測量法

光學測量法是一種非接觸式的測量土壤含水率的方法。光的反射、透射、偏振也與土壤含水率相關。先求出土壤的介電常數，從而進一步推導出土壤含水率。

8.時域反射法

時域反射法(Time Domain Reflectrometry，TDR)也是通過測量土壤介電常數來獲得土壤含水率的一種方法。TDR的原理是電磁波沿非磁性介質中的傳輸導線的傳輸速度υ＝c/ε，而對於已知長度為L的傳輸線，又有υ＝L/t，於是可得ε＝c×t/L，其中，c 為光在真空中的傳播速度，ε為非磁性介質的介電常數，t為電磁波在導線中的傳輸時間。而電磁波在傳輸到導線終點時，又有一部分電磁波沿導線反射回來，這樣入射與反射形成了一個時間差T。因此通過測量電磁波在埋入土壤中的導線的入射和反射時間差T就可以求出土壤的介電常數，進而求出土壤的含水率。

9.土壤水分感測器法

水分感測器按顯示方式來分，可分為兩大類：一是直接顯示方式，一是用二次感測的方式。

直接顯示方式又可分為3種類型：一是用吸力負壓表顯示型(又稱負壓張力計)；二是電接點真空表顯示型，常用於報警式水分感測器；三是用U型管水銀柱顯示型。3種直接顯示方式中，U型水銀柱顯示型的精度最高，讀數最准，誤差最小，可精確到毫巴。其缺點是：在農田使用中U型管破裂時，水銀會污染農田，造成環境污染。3種顯示方式的選擇常根據使用者的具體要求而定。

二次感測顯示型是將直接顯示型感測器中的壓力讀數換算成水分含量，比如，可將U型管水銀指示部分換成以壓阻感測器為二次感測的數字化土壤水分測量裝置，即可實現數字化，直接顯示感測器土壤吸力值的大小。二次感測還可運用於土壤水勢的遙測。例如，將土壤水分張力計(感測器部分)，埋設在田間所需要的土壤深度中，土壤水負壓吸力通過多孔陶土探頭內水膜的滲透傳遞，使水分感測器產生負壓，此負壓傳給壓阻變送感測器，給出一電信號，通過導線傳輸給遠端的遙測溫度儀，可用介面線輸送給計算機，從而完成土壤水勢在田間的遙測。但利用負壓張力計只能測定低吸力范圍，高吸力時，陶土頭會被空氣「穿透」因而不能測定高吸力情況下的土壤水勢。

感測器法測定土壤水分具有田間原位測定、快速直讀、不破壞土壤結構、價格低廉、無放射性物質、安全可靠、便於長期觀測和積累田間水勢資料等優點。特別是二次感測器，具有數字化的優勢，而且可與計算機介面連接，使土壤水分測量能夠自動監測，例如根據測量結果可自動控制灌溉水閘，實現自動灌溉，這一現代化的測量手段已成為目前土壤水分測量方法研究的新趨勢。

10.探地雷達法(GPR)

探地雷達(Ground Penetrating Radar)的工作原理是當高頻雷達脈沖到達介電性質顯著不同的兩層物質界面時，部分信號被反射，由接收裝置接收反射信號，並將其放大。反射信號的大小決定於兩物質介電常數的差值大小和雷達波穿透深度。土壤含水量是影響土壤介電常數的主要因子，而雷達脈沖穿透深度又受到土壤中水分含量的顯著影響。

GPR以不同的方式來測定土壤水分含量。一種方式就是利用所謂地面波(Ground Wave)的天線分離法，這種方法只能測定表層(10cm)土壤的含水量；另一種方式就是使用回波(Reflected Wave)測定土壤中的波速，進而確定出反射層與地表之間的含水量。

11.遙感法(RS)

遙感法(Remote Sensing)是一種非接觸式、大面積、多時相的土壤水分監測方法。土壤水分的遙感監測取決於土壤表面發射或反射的電磁能的測定，而土壤水分的電磁輻射強度的變化則取決於其電介特性或溫度，或者這兩者的組合。遙感法中所涉及的波段很寬，從可見光、近紅外、熱紅外到微波都有一定的研究。尤其在熱紅外、微波遙感監測土壤水分研究中，取得了可喜的進展。微波遙感與大氣條件無關並可獲得高解析度圖像，加之對地面有一定穿透能力，使得它成為土壤水分遙測中最有前途的一種工具。微波遙感雖具有全天時、全天候、多極化和一定的穿透特性等優點，但由於影響土壤水分變化的因素較多，如土壤質地、容重、表面粗糙度、地表坡度和植被覆蓋等也對雷達等微波遙感監測土壤水分造成影響，因而遙感監測土壤含水率仍是農業遙感中的一個難題。最有效的途徑應該是多種遙感方法並用，發揮各自的優點，比如利用可見光和近紅外信息估算植被覆蓋，用主動微波估算粗糙度，據此由被動微波資料研究土壤水分的綜合遙感方法。

遙感法目前只適合區域尺度下土壤表層水分狀況的動態實時調查，而不適合於田間尺度下深層土壤水分的監測，因而還有必要對其理論模型、成像機制與極化方式、土壤水分、地表粗糙度和植被覆蓋等的關系進行深入研究。

12.分離示蹤劑法

常規土壤含水量測定方法(如烘乾稱重法、中子儀法、TDR法等)只能在較小范圍內對土壤水分進行點上的測定，而分離示蹤劑法(Partitioning Tracer)能夠在較大范圍內測定土壤含水量。該法是將非分離示蹤劑和分離示蹤劑通入氣相系統中，分離示蹤劑溶解於水，使得其在氣相中的運移相對滯後於非分離示蹤劑，且滯後因子為土壤含水量與亨利常數的函數。分離示蹤劑法測得的結果往往低估了土壤水分含量，這是由於土壤的空間異質性、土壤水分的非均勻分布，以及土壤中優勢流等影響因素的存在所致。

分離示蹤劑法能夠測定從小尺度至區域尺度下的土壤水分，而且測深不限，還能適應特殊需求的測定。分離示蹤劑法能夠測定田間尺度下的土壤水分區域分布，還能確定土壤水分的垂直分布。但分離示蹤劑法用於區域土壤水分的測定時，必然增加示蹤劑的用量，從而導致測試費用高昂，且分離示蹤劑法在較理想的條件(如均質土壤)下測得的水分含量結果精度較高，而要提高其在非均質土壤中的測定精度，還有待於進一步研究。

三、土壤電導率(EC)

土壤溶液具有導電性，導電能力的強弱可用電導率表示。土壤電導率是測定土壤水溶性鹽的指標，而土壤水溶性鹽是土壤的一個重要屬性，是判定土壤中鹽類離子是否限製作物生長的因素。土壤電導率通常作為一個重要指標被應用，它可以直接反映出混合鹽的含量，故常被用作土壤鹽分測定方法之一，尤其近年來，國內外許多學者建議直接用電導率表示土壤含鹽量。

1.室內電導法

傳統的實驗室測定方法即田間取回目標深度的土壤樣品，室內用電導法測定其水浸液的電導率(EC)。測量原理是：土壤可溶性鹽按一定水土比例用平衡法浸出，這些可溶性鹽是強電解質，其水溶性具有導電作用，導電能力的強弱可用電導率表示。在一定濃度范圍內，可溶性鹽的含量與電導率呈正相關，含鹽量越高，溶液的滲透壓越大，電導率也越大。土壤浸出液電導率值可用電導率儀測定，並直接用電導率值表示土壤含鹽量的高低。

2.電導率感測器法

傳統實驗室測定土壤電導率的方法雖然精確，但過程煩瑣，給工程實踐帶來不便。目前國內外應用於農業的土壤電導率快速測量感測器大體可以歸為兩種：接觸式和非接觸式。接觸式土壤電導率感測器是一種電極式感測器，一般採用「電流-電壓四端法」，即將恆流電源、電壓表、電極和土壤構成迴路；非接觸式則利用了電磁感應原理。

3.EM38大地電導儀

大地電導儀EM38能在地表直接測量土壤表觀電導率，為非接觸直讀式，適用於大面積土地鹽漬化的測量，EM38用連接DlfaO0數據採集器電纜的方式，較常規方法的調查速度快100倍以上，能輕鬆快速地完成一般常規測量。

大地電導儀EM38總長度1m，主要由信號發射(T_s)和信號接收(R)兩個埠組成(圖4-1)，兩者之間相隔一定的距離(S)，發射頻率為14.6 kHz。測量的有效深度可達1.5m。工作時，首先信號發射端子產生磁場強度隨大地深度的增加而逐漸減弱的原生磁場(H_p)，原生磁場的強度隨時間動態變化，因此該磁場使得大地中出現了非常微弱的交流感應電流，這種電流又誘導出現次生磁場(H_s)。信號接收端子既接受原生磁場信息又接受次生磁場信息。通常，原生磁場H_p和次生磁場H_s均是兩端子間距(S)、交流電頻率及大地電導率的復雜函數，且次生磁場與原生磁場強度的比值與大地電導率呈線性關系，可表示為

EC₀＝4(H_s/H_p)/ωμ₀S²

式中：EC₀—大地電導率(mS/m)；H_s—信號接收端子處次生磁場強度；H_p—信號接收端子處原生磁場強度；μ₀—空間磁場傳導系數；ω—角頻率，ω＝2πƒ，ƒ —交流電頻率；S—信號發射端子與接受端子之間的距離(m)。

圖4-1 電磁感應技術原理示意

⑧ 粒度的定義能回答嗎

粒度grain size，particle size 顆粒的大小。通常球體顆粒的粒度用直徑表示，立方體顆粒的粒度用邊長表示。對不規則的礦物顆粒，可將與礦物顆粒有相同行為的某一球體直徑作為該顆粒的等效直徑。實驗室常用的測定物料粒度組成的方法有篩析法、水析法和顯微鏡法。①篩析法，用於測定 250～0.038mm的物料粒度。實驗室標准套篩的測定范圍為6～0.038mm；②水析法,以顆粒在水中的沉降速度確定顆粒的粒度,用於測定小於0.074mm物料的粒度；③顯微鏡法，能逐個測定顆粒的投影面積，以確定顆粒的粒度，光學顯微鏡的測定范圍為150～0.4μm，電子顯微鏡的測定下限粒度可達0.001μm或更小。
常用的粒度分析儀有激光粒度分析儀、超聲粒度分析儀、消光法光學沉積儀及X射線沉積儀等。

礦物學
組成礦石、岩石、土壤的礦物或顆粒的大小的度量。常指礦物或顆粒的直徑(毫米、微米)大小或以95％的物料所通過的篩孔尺寸(毫米或網目)表示，在研究礦產、岩石、土壤的生成條件和物質來源及其水文地質、工程地質條件時，或在劃分礦產的品級，確定使用范圍及加工技術性能時，粒度都是一項必要的研究內容。某些工業部門，有時把礦石的塊度也稱粒度

資料庫
計算機領域中粒度指系統內存擴展增量的最小值．
粒度問題是設計數據倉庫的一個最重要方面。粒度是指數據倉庫的數據單位中保存數據的細化或綜合程度的級別。細化程度越高，粒度級就越小；相反，細化程度越低，粒度級就越大。數據的粒度一直是一個設計問題。在早期建立的操作型系統中，粒度是用於訪問授權的。當詳細的數據被更新時，幾乎總是把它存放在最低粒度級上。但在數據倉庫環境中，對粒度不作假設。在數據倉庫環境中粒度之所以是主要的設計問題，是因為它深深地影響存放在數據倉庫中的數據量的大小，同時影響數據倉庫所能回答的查詢類型。在數據倉庫中的數據量大小與查詢的詳細程度之間要作出權衡。

景觀學
在景觀生態學中，粒度（scale）指某一現象或事件發生的頻率或時間間隔；空間粒度指景觀中最小的可辨識單元所代表的特徵長度，面積或體積。

http://ke.soso.com/v489076.htm