田间持水量能被准确测量吗？

田间持水量是土壤科学中一个重要概念。它是指在地下水较深和排水良好的土地上充分灌水或降水后，允许水分充分下渗，并防止其水分蒸发，经过一定时间，土壤剖面所能维持的较稳定的土壤水含量。

简言之，田间持水量是土壤饱和含水量减去重力水后土壤所能保持的最高水分含量，是植物可利用的水分上限。因重力水基本上不能被植物吸收利用，此时土壤水势为-0.33巴，pF值在2.5左右。

那么，田间持水量能被准确测量吗？

“精确”测量只能是相对的

这个定义本身就包含了几个不确定因素：

1. “重力水完全排出”的时间点难以精确界定：排水过程是一个渐近线，理论上需要无限长时间才能完全停止。因此，在实际操作中，我们必须人为规定一个时间标准（通常是48小时或72小时），认为此时排水“基本停止”。这个时间标准的选择会影响结果。

2. 土壤的空间变异性：即使在很小的一块田里，土壤的质地、结构、孔隙分布和有机质含量也可能存在差异。在一个点测量的值，可能无法完全代表整个田块。

3. 测量方法的差异：不同的测量方法会得到略有差异的结果。

如何测量？

为了获得可比性和一致性高的数据，科学家们建立了标准化的测量方法。以下是两种最常用和公认的“精确”测量方法：

（1） 田间原位测量法

这是经典、也是较接近定义的方法。

• 选地与围挡：在田间选择一块有代表性的区域，用铁圈或隔离板围出一块约1m²的样方，防止水分侧向渗流。

• 饱和土壤：在围挡区内灌入大量的水，让土壤完全饱和。

• 自然排水：移去覆盖物，让土壤在重力作用下自然排水。

• 防止蒸发：在土壤表面覆盖塑料薄膜或多层干沙，以完全阻止地表蒸发。这是关键，因为定义中只排除重力水，不包括蒸发损失。

• 等待与测量：等待规定的时间（通常是48小时或72小时）。时间一到，立即在围挡区内多个点、分层采集土样。

• 实验室测定：将土样带回实验室，用烘干法（105°C烘至恒重）精确测定土壤重量含水量。

这是相对直接、理论上相对准确，结果能反映田间的真实情况。不过耗时耗力（至少需要2-3天），受天气影响大。

（2）实验室测定法（压力膜/压力板法）

利用一个称为“压力膜仪”的设备，对饱和的原状土样施加一个特定的压力（通常是1/3巴或0.33巴，相当于约33千帕），这个压力被模拟为土壤中排出重力水的“田间重力”。当施加该压力且不再有水排出时，土壤中所含的水分就被认为是田间持水量。

步骤：

1. 用环刀在田间取原状土样。

2. 在实验室中使土样饱和。

3. 将饱和土样放入压力膜仪，施加1/3巴的压力。

4. 等待水分平衡（通常需要1-2天）。

5. 取出土样，用烘干法测定其含水量。

此方法条件可控，重复性好，不受天气影响，可以同时处理大量样品。不过需要昂贵设备；对于某些质地较粗的土壤，1/3巴的张力可能偏高，导致结果略低于田间实测值。

总结：

我们可以用非常精确的方法（如烘干法）去测量一个在明确定义和标准操作程序下的田间持水量。这个测量结果对于我们的生产和管理目的来说，是足够精确和有用的。