在土壤中的水分含量的测定

Environmental Microbiology

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Overview

资料来源: 实验室的博士伊恩胡椒和博士查尔斯称-亚利桑那大学
演示作者: 布拉德利施密茨

土壤通常含有有限数量的水,可以表示为"土壤水分含量"。这水分存在和土壤团聚体 (内集料孔隙空间) 内土壤团聚体 (间集料孔隙空间) 之间的孔隙空间 (图 1)。通常这个孔隙空间是由空气和/或水占用。如果所有的毛孔都被空气,土壤是完全干燥的。如果所有的毛孔都充满了水,土壤是说饱和。

Figure 1
图 1。在土壤中的孔隙空间。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 环境微生物学精要. 在土壤中的水分含量的测定. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Principles

在室外的自然环境中,水被添加到通过降雨或蓄意灌溉的植物的土壤。在任一情况下,土壤水分增加更多的毛孔变得充满水以空气为代价。如果所有的毛孔变得充满水,多余的水会现在浸下降 (图 2) 通过连续土壤孔隙,直到雨或灌溉停止。浸会继续直到水膜的孔隙内由表面张力的土壤胶体对重力的作用。这种情况称为处于"外地"的能力,对土壤水分的土壤。在田间持水量的土壤具有孔隙部分充满空气,土壤水分膜所包围。通常在田间持水量的土壤是最优为植物的生长和有氧土壤中的微生物,因为空气和水是可用。相比之下,饱和的土将创建淹水的厌氧条件可以杀死植物和抑制有氧土壤中的微生物,同时刺激的厌氧微生物。

Figure 2
图 2。浸在土壤中的养分。

考虑一个烧杯等容器内潮湿的土壤样品。潮湿的土壤中的重量包括干燥土壤颗粒的重量再加上土壤中的水的重量。如果更多的水添加到土壤中,土壤的湿的重量增加。干重的土壤颗粒内部的样品是干重的一个重量被固定。相比之下,有无限多的湿重,取决于土壤加多少水。正因为如此,当做实验室实验与土壤,土壤的水分含量是通常表示干重量在基础上,因为干燥重量是不断随着时间的推移而潮湿或湿重量可以更改随着时间的推移。当表达等土壤养分含量的实验的结果,使用干重基础提供标准化的最终结果。

Procedure

  1. 权衡两者铝盘子。
  2. 分装约 50 克的潮湿的土壤,到每个铝盘和机油的菜肴。因此,目前所知的潮湿土壤样品的重量。
  3. 一夜之间在 105 ° C 在烤箱里土壤变干。
  4. 从烤箱中取出盘子,放凉。
  5. 机油的菜肴,加上烘箱干燥的土壤。现在所知的干燥的土壤重量。

举行在土壤中的水的量是生物和生态过程的重要组成部分,如农业,防止侵蚀、 洪水控制和干旱预测的应用程序中使用。

土壤通常包含一个有限的水,可以表示为土壤水分含量。水分在土壤内土壤团聚体,被称为国际米兰之间的孔隙空间中存在-聚合的孔隙空间,并在毛孔中土壤团聚体本身,叫做-聚合孔隙空间。如果孔隙空间完全被空气,土壤是完全干燥的。如果所有的毛孔都装满了水,土壤已经饱和。

大量的水在土壤中或土壤水分含量内, 举行测量对土壤特性和类型的植物和微生物驻留在理解至关重要。

本视频将介绍基本的土壤水分含量和演示实验室中的水分含量测定过程。

在室外环境中,水被添加到土壤自然通过降雨或故意与植物的灌溉。随着土壤中的毛孔变得充满水损害空气,土壤水分增加。当所有的毛孔都充满水时,土壤是饱和的.如果在表面土壤已经饱和,多余的水会渗入向下通过毛孔更深的土壤。浸出继续直到有足够的水来浸透的所有孔隙空间。在这一点上毛孔包含一些空气和水分薄膜。水膜的孔隙内举行由表面张力的土壤胶体,因此水停止浸出。

浸出站和多余的水已耗尽土壤后,土壤被形容为在外地的能力。在田间持水量的土壤具有部分充满空气,包围湿气膜的孔隙。土壤田间持水量是最适合植物生长好氧微生物和土壤,因为空气和水都可用。相比之下,饱和的土,在那里所有的孔隙中充满水,将创建可以杀死植物和抑制有氧土壤微生物厌氧环境。

潮湿的土壤的质量包括质量的干燥土壤颗粒中,再加上土壤中的水的质量。土壤颗粒的干燥质量被固定的而在潮湿的土壤内的水的数量可以不同。因此,水分含量计算干燥的基础,而不是总的群众基础,以确保一致性。土壤水分含量被形容水在土壤中举行到干燥的土壤质量的比率。在前后土壤中的水分,由差异确定水的质量。

下面的实验将演示如何测量土壤水分含量在实验室里用这些原则。

首先,收集土壤样本,将它们转移到实验室。可以在现场使用土钻或镘刀采集土壤样品。利用土钻允许土壤取样到一个特定的深度。将他们转移到实验室。权衡两个铝菜,准确地记录每道菜的重量。分装约 20 克的潮湿的土壤中到每个铝盘,然后机油这道菜。减去的重量从满盘子获得潮湿的土壤重量的空盘。

下一步,干土一夜之间在烤箱设置为 105 ° c。在第二天,仔细的土壤样品从烤箱中取出用火钳。土壤样品置于台式降温。凉爽干燥的土壤样品时,机油他们和记录的总重量。减去的铝盘,重量和记录干土体自重。

减去的重量的潮湿的土壤中,从干燥的土壤重量,然后除以干燥土壤的重量计算土壤的水分含量。

虽然测量很简单,是重要的是为了更好地了解土壤特性确定土壤水分含量。

土壤水分含量起一大卷中的环境问题,尤其是当考虑土壤径流中可能包含的化肥和杀虫剂。在此示例中,分析了土壤径流,采用人工模拟的降雨研究以确定保留的一种化合物在潮湿的土壤中。

把土箱包装,土壤,含尿素,并根据模拟降雨装置组装。收集了土壤径流,和径流水中尿素浓度的计算。尿素在土壤径流中量高了高水分含量的土壤,指示的尿素更好地吸收在干燥的土壤,比在潮湿。

在此示例中所示,也可以由直接孔隙水取样、 使用蒸渗仪,分析土壤中的化学物质的命运。在这实验,通过填埋或长长的金属管,被安装在土壤和草坪草分析营养土中的孔隙水。

然后安装了孔隙水取样器,,在应用化学物质对土壤后从蒸泵水。然后分析了收集的水,并应用化学物质浓度与土壤深度和水分含量相关。

结果表明,除草剂单钠甲基砷酸或 MSMA 的浓度最高的顶级 2 厘米厚的土。

你刚看了土壤水分含量的朱庇特的简介。你现在应该明白如何准确地测量土壤水分含量在实验室里。谢谢观赏 !

Results

为每个复制的样本,使用以下公式计算土壤水分含量:

%水分含量 (MC) =

(干重量基础)

计算示例:

M = 102 g

D = 90 g

∴ %MC =

MC = 13.3%

加上 5 克的水,新 M = 107 和 D 仍然等于 90

∴ %MC =

新的 MC = 18.9%

Applications and Summary

土壤的水分含量在干重的基础上的知识是有用的各种方式。例如,如果用应修订与铵肥料 (例如: μ g/g 50) 的已知浓度的土壤进行了实验,然后必须确定水分含量在干重的基础上。如果在湿的重的基础上完成了计算,施肥要添加量将取决于水分含量 (和因此潮湿的重量) 的土壤样品。同样,如果认为是盆栽的植物,水分含量必须知道为了确保土壤不太干 (没有足够的水分让植物生长) 或太湿 (涝渍和厌氧)。现场的实际情况,在知识的土壤水分含量可以防止过量灌溉和土壤养分淋溶。

  1. 权衡两者铝盘子。
  2. 分装约 50 克的潮湿的土壤,到每个铝盘和机油的菜肴。因此,目前所知的潮湿土壤样品的重量。
  3. 一夜之间在 105 ° C 在烤箱里土壤变干。
  4. 从烤箱中取出盘子,放凉。
  5. 机油的菜肴,加上烘箱干燥的土壤。现在所知的干燥的土壤重量。

举行在土壤中的水的量是生物和生态过程的重要组成部分,如农业,防止侵蚀、 洪水控制和干旱预测的应用程序中使用。

土壤通常包含一个有限的水,可以表示为土壤水分含量。水分在土壤内土壤团聚体,被称为国际米兰之间的孔隙空间中存在-聚合的孔隙空间,并在毛孔中土壤团聚体本身,叫做-聚合孔隙空间。如果孔隙空间完全被空气,土壤是完全干燥的。如果所有的毛孔都装满了水,土壤已经饱和。

大量的水在土壤中或土壤水分含量内, 举行测量对土壤特性和类型的植物和微生物驻留在理解至关重要。

本视频将介绍基本的土壤水分含量和演示实验室中的水分含量测定过程。

在室外环境中,水被添加到土壤自然通过降雨或故意与植物的灌溉。随着土壤中的毛孔变得充满水损害空气,土壤水分增加。当所有的毛孔都充满水时,土壤是饱和的.如果在表面土壤已经饱和,多余的水会渗入向下通过毛孔更深的土壤。浸出继续直到有足够的水来浸透的所有孔隙空间。在这一点上毛孔包含一些空气和水分薄膜。水膜的孔隙内举行由表面张力的土壤胶体,因此水停止浸出。

浸出站和多余的水已耗尽土壤后,土壤被形容为在外地的能力。在田间持水量的土壤具有部分充满空气,包围湿气膜的孔隙。土壤田间持水量是最适合植物生长好氧微生物和土壤,因为空气和水都可用。相比之下,饱和的土,在那里所有的孔隙中充满水,将创建可以杀死植物和抑制有氧土壤微生物厌氧环境。

潮湿的土壤的质量包括质量的干燥土壤颗粒中,再加上土壤中的水的质量。土壤颗粒的干燥质量被固定的而在潮湿的土壤内的水的数量可以不同。因此,水分含量计算干燥的基础,而不是总的群众基础,以确保一致性。土壤水分含量被形容水在土壤中举行到干燥的土壤质量的比率。在前后土壤中的水分,由差异确定水的质量。

下面的实验将演示如何测量土壤水分含量在实验室里用这些原则。

首先,收集土壤样本,将它们转移到实验室。可以在现场使用土钻或镘刀采集土壤样品。利用土钻允许土壤取样到一个特定的深度。将他们转移到实验室。权衡两个铝菜,准确地记录每道菜的重量。分装约 20 克的潮湿的土壤中到每个铝盘,然后机油这道菜。减去的重量从满盘子获得潮湿的土壤重量的空盘。

下一步,干土一夜之间在烤箱设置为 105 ° c。在第二天,仔细的土壤样品从烤箱中取出用火钳。土壤样品置于台式降温。凉爽干燥的土壤样品时,机油他们和记录的总重量。减去的铝盘,重量和记录干土体自重。

减去的重量的潮湿的土壤中,从干燥的土壤重量,然后除以干燥土壤的重量计算土壤的水分含量。

虽然测量很简单,是重要的是为了更好地了解土壤特性确定土壤水分含量。

土壤水分含量起一大卷中的环境问题,尤其是当考虑土壤径流中可能包含的化肥和杀虫剂。在此示例中,分析了土壤径流,采用人工模拟的降雨研究以确定保留的一种化合物在潮湿的土壤中。

把土箱包装,土壤,含尿素,并根据模拟降雨装置组装。收集了土壤径流,和径流水中尿素浓度的计算。尿素在土壤径流中量高了高水分含量的土壤,指示的尿素更好地吸收在干燥的土壤,比在潮湿。

在此示例中所示,也可以由直接孔隙水取样、 使用蒸渗仪,分析土壤中的化学物质的命运。在这实验,通过填埋或长长的金属管,被安装在土壤和草坪草分析营养土中的孔隙水。

然后安装了孔隙水取样器,,在应用化学物质对土壤后从蒸泵水。然后分析了收集的水,并应用化学物质浓度与土壤深度和水分含量相关。

结果表明,除草剂单钠甲基砷酸或 MSMA 的浓度最高的顶级 2 厘米厚的土。

你刚看了土壤水分含量的朱庇特的简介。你现在应该明白如何准确地测量土壤水分含量在实验室里。谢谢观赏 !

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