张力计法土壤水势的测定
图1：与体积含水量相关的测量原理和张力势
张力计可以直接测量“土壤吸力”的仪器，即植物为了获得所需水分而必须克服的力，以及决定土壤中水分分布和运输的力。
测量原理
张力计由底部带有多孔陶瓷尖端的管、顶部附近的真空计和密封盖组成。当充满除氧水并插入土壤中时，水可以通过尖端的连接孔进出张力计（见图1）。当土壤干燥，水从张力计流出时，会在张力计内部产生真空（负压），如压力表所示。当产生的真空与“土壤吸力”相对应时，张力计的水流出停止。然后，百分表读数直接测量从土壤中去除水分所需的力。如果土壤进一步干燥，更多的水就会流出，直到达到更高的真空度。当水分添加到土壤中时，会发生相反的过程。土壤中的水分通过多孔尖端流回张力计，直到真空度降低到与较低土壤吸力值对应的值。然后，水流停止。如果向土壤中添加足够的水直至完全饱和，则张力计上的仪表读数将降至零。由于水可以通过多孔陶瓷尖端的孔隙流入和流出管道，因此仪表读数始终与土壤吸力保持“平衡”。
材料和工具
张力计（Soilmoisture Equipment Corp.）、真空手泵、除氧蒸馏水、一个水桶或大烧杯、凿槽螺旋钻、抹刀、卷尺、装有蒸馏水的塑料清洗瓶、取样容器和移动天平（用于实际含水量测定）、记事本和笔。
张力计的描述
1、关闭加注杯的弹性盖。
2、O型环，确保真空计和张力计之间的气密连接。
3、真空计的连接点具有不同的倾斜角度，以便于读数。
可以更换压力传感器的真空表。
4、在张力计主体上标记，以便将张力计定位到正确的深度。
5、厚壁有机玻璃管，构成张力计主体；耐太阳辐射和水和土壤影响。
使用延伸管，张力计可以达到更大的深度。
6、具有高导水率值的可更换陶瓷尖端（杯）。
7、用于注水的注入机构的按钮，也可以从张力计中取出收集的空气。
重新加注后，张力计的再生将在几分钟后开始。
8、蓄水量足以使用数月的水。
9、用于土壤吸力测量的真空计。
10、不同压力单位的刻度尺（即kPa、cb、…）
11、弹性外壳，保护真空计免受天气影响。
重要提示
-建议在蒸馏水中预先饱和陶瓷尖端，因为这有助于张力计填充。
-张力计零点：当填充式张力计的陶瓷尖端一半浸入水中时，读数为零。（参见右侧的图1。）
-钻孔时，建议取样测定土壤含水量，以查看初始含水量。
-不同土壤类型的响应时间不同；响应时间还取决于测量深度（渗透水重新分布所需的时间取决于深度）。
-陶瓷尖端的空气进入值约为-85 kPa（=85厘巴或压力头的-850 cm）。
张力计电位的读数与土壤含水量密切相关。土壤体积含水量对基质电位的依赖性（当忽略气动和包络电位分量时，等于张力计）称为土壤持水曲线，见图1。不同土壤类型的保留曲线不同。在下面的照片中，您可以看到使用TDR传感器和张力测量电位同时测量土壤含水量-这两个测量在相同的深度进行。（本章的重点不是此主题，有关更多信息，请遵循与此主题相关的讲座。）
土壤水势：土壤-水-植物系统中的一个实际应用张力计读数的解释
Bar是一种旧的压力单位，已被单位Pa取代：1 Bar=100 000 Pa。然而，仍然使用Bar，尤其是这些类型的张力计。
0千帕（0厘巴）
仪表读数为零表示周围土壤完全被水饱和，无论土壤类型如何。大雨或深度灌溉后，预计读数为零。如果在很长一段时间后零读数仍然存在，则植物根系会缺氧，并会发生疾病。灌溉后的持续零读数表明排水条件差，应进行调查和纠正。
>0-10 kPa（>0-10厘巴）
仪表读数在0-10 cb范围内，表明植物生长的水分过剩。在这个范围内，土壤中的水分在几天内就会流失。该范围内的持续读数表明排水条件较差，应予以纠正，以获得健康的植物生长。
10-20千帕（10-20厘巴）
仪表读数在10-20 cb范围内，表明土壤中有充足的水分和空气，有利于所有类型土壤中植物的健康生长。该范围通常被称为土壤的“田间持水量”范围，这意味着土壤已达到其“持水量”，不能再为未来的植物生长保持水分。当土壤处于“田间持水量”时，任何额外添加的水在生长植物使用前的一两天内排出根区。
如果灌溉已经进行，当水位计下降到这个水平时，应该停止灌溉，因为任何额外的水都会很快从根区排出并浪费掉，并携带有价值的肥料。
重粘土：此时无需灌溉。
中等质地土壤：此时无需灌溉。
砂土：通常不需要灌溉。然而，这些土壤的储水能力非常有限，因此，当土壤吸力值达到15-20 cb后，随着植物去除水分，土壤吸力值迅速增加。如果将土豆等对水敏感的植物种植在粗糙的砂质土壤中，则可能需要在15-20 cb之间开始灌溉，以便在出现破坏性压力条件之前有时间施用灌溉水。
20-40 kPa（20-40厘巴）
有效的水分和通风有利于植物生长。
重粘土：无需灌溉。
中等质地土壤：无需灌溉。
砂土：在20-30 cb范围内，开始对较粗的砂土进行灌溉。适用于30-40 cb范围内的细粒砂土。
40-60 kPa（40-60厘巴）
在质地较细的土壤中，有效水分和通气有利于植物生长。
重粘土：无需灌溉。
中等质地土壤：在这一范围内开始灌溉。质地越细，开始灌溉前的读数越高。
砂土：过于干燥。大风天气会迫使土壤吸力迅速升高，并对植物造成损害。
60-80千帕（60-80厘巴）
除重粘土外，现有水分稀少。
重粘土：当土壤吸力值达到70-80 cb时，开始灌溉。
中等质地土壤：过于干燥。炎热、多风的条件会迅速迫使土壤吸力达到高读数，并可能损坏植物。
砂土：过于干燥。在灌溉之前，植物会受到损害。