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1、灌溉试验常规观测,王仰仁,灌溉试验常规观测研讨内容,灌溉试验观测误差 土壤水分观测 气象观测 灌溉试验作物生育期观测 灌溉试验作物生长形态观测 灌溉试验作物产量结构观测 灌溉试验观测人员的工作要求,灌溉试验观测误差,灌溉试验观测,灌溉试验成果应有利于提高灌溉水利用率和水分生产率。为满足农业节水发展需求灌溉试验成果要求:可靠、准确、实用、先进.,灌溉试验观测,观测工作是灌溉试验的基础。为了获得符合客观性、全面性、典型性和重演性的数据，我们要从数据分析中得到正确的指标，进而发现水分对作物生长发育的影响规律。灌溉试验观测类型：系统观测、动态观测、对比观测、剖面观测。,灌溉试验观测要素,生物学环境的物
2、理要素：大气、土壤各类自然参数 生物要素：生物体内自身的特征和特性 （气孔阻力，干物质积累，叶面积等）气象要素观测标准 生物要素观测标准,观测方法,观测方法是保证资料的代表性和正确性的要素（观测项目和观测标准获取数据的步骤） 观测地段：代表性（不受小气候影响） 测点选择：代表性观测地段 样本的选择：观测株的代表性 观测时间：观测时间的统一（观测日和观测日内的观测时间）,误差始终存在于一切实验之中,生物实验的误差比较大（工业） 分析研究误差目的是尽可能减小误差 处理含有误差的数据要达到： 接近真值 合理选取数据 合理选取仪器、试验条件、试验方法 绝对误差测量值真值 相对误差误差/真值（误差/测量
3、值）,误差的来源和种类,设备误差：仪器设备引起的误差。如测量精度高低、调整是否准确（标定是否准确）。 环境误差：空间与时间上的不同造成的误差。如土壤肥力、病虫危害。 方法误差：由研究方法引起的误差。如取样没有代表性，取样数目太少，测量方法太粗，观测方法不一致，观测时间不一致等引起的误差。,误差的性质,偶然误差：单次测量时误差可正可负，可大可小；但多次测量后，其均值趋于零。具有这种性质的误差称为偶然误差或随机误差。 系统误差：服从某一确定规律的误差。如多次测量时误差符号始终不变（又称固定系统误差）或作周期性变化（称周期性系统误差）。 综合误差：偶然误差与系统误差的合成。 粗差：明显歪曲测量结果的
4、误差。如读错，测错，记错等。粗差在观测中是不允许存在的。,精 度,反映测量结果与其真值结果接近程度的量称为精度。精度高时试验误差就小。精度在数量上可用相对误差的倒数表示，如相对误差为0.01，其精度为10000。精度可分为： 精密度：反映偶然误差大小的程度。 正确度：反映误差大小的程度。 准确度：反映综合误差大小的程度。,田间试验误差控制,土壤因素:1.发生发展历史不同：有机质、矿物质；2.人利用过程不同：茬口、肥力不均；3.地形地貌。 栽培技术:土壤耕整、播种深浅、蜜度、品种。 气象：田间小气候的差异 病虫害：平面之间的差异 试验材料：仪器、设备,观测方法误差控制,观测方法是保证资料的代表性
5、和正确性的要素（观测项目和观测标准获取数据的步骤） 观测地段：代表性（不受小气候影响） 测点选择：代表性观测地段 样本的选择：观测株的代表性 观测时间：观测时间的统一（观测日和观测日内的观测时间）,系统误差特点,系统误差具有固定的或服从某一确定规律的特点。它决定了观测结果的正确性。 同一条件下多次观测并不能发现系统误差，只有改变形成系统误差的条件才能发现。 测量结果中有没有系统误差需要通过检验判别。,系统误差的消除,为使观测结果正确，应尽可能的消除系统误差。其基本方法有：1.在测量值中加入修正值；2.在观测过程中消除产生系统误差的原因；3.采用适当的观测方法，使系统误差抵消。,粗差的剔除,进行
6、观测后要判断数据是否还有粗差要特别慎重，要根据充分的实验知识和有关介绍，凡用测量客观条件不能解释的那些突出误差称粗差。粗差明显歪曲观测结果。含粗差的测量值称异常值，异常值应予以剔除。测量中的疏失如读错、记错、算错、仪器故障、操作不当等和巨大误差都是粗差。,粗差的剔除,工作仔细加强责任性可以防止粗差，也可以用校核法防止粗差，即用别的方法和仪器对未知量作近似测量，其结果用来校核正式测量数据。测量中如发现观测条件不符合要求时可当场抛弃其所测数据，但需注明原因。对本来对客观反映观测结果的测值的随机波动性，如为了得到精度更高的结果而人为舍去则属虚假行为。,土壤水分观测,土壤水分观测,土壤含水量 土壤容重
7、 田间持水量 凋萎含水量,不同土壤水分植物利用的有效程度,饱和持水率水量 土壤毛管持水率水量 :以上多余 田间持水率水量 :以上易有效 土壤毛管断裂持水率水量 :以上最适 凋萎系数持水率水量 :以上难有效 土壤最大吸湿 :无效,土壤含水量的测定,土壤含水量是进行灌溉试验必测的项目，它是计算作物需水量或耗水量以及确定灌水时间和灌水量的重要指标。土壤含水量可用重量含水率（或称土壤绝对含水率）表示，也可用容积（体积）含水率和土壤相对含水率表示。 土壤容积含水率=土壤重量含水率土壤容重 土壤相对含水率（%）=土壤含水率/田间持水量 在灌溉试验中土壤水分控制的上、下限常用土壤相对含水率表示。 土壤含水率
8、的测定一般采用烘干法、中子仪、张力计和TDR法测定。,烘干测定法,仪器设备： 土钻、铝盒（已知重量和编号）、烘箱、剖面刀和电子天平（或分析天平）,烘干测定法,操作步骤 仪器设备准备:检查天平、烘箱是否工作正常？土盒编号称空盒重，填好不同处理取样地点、取土层次及其土盒编号。 取土:选代表性点、确定测定深度、分层次取土。 称重：取好土后迅速带回室内称重（盒+湿土重）。把盒盖打开，依顺序排好放入烘箱中。 烘干：将烘箱的温度调在105 110 ，烘8小时左右。,烘干测定法,烘干测定法,称重:烘干后称重，则需迅速加盖待冷却后称重 （盒+烘干土重）。 计算:把所称结果填表，然后按下列公式计算土壤含水量,土
9、壤含水量=,土壤水分测定成果表,烘干法优点缺点,烘干法优点： 观测结果精确，操作过成简单，所需设备便宜，通常仪器测定法常用取土烘干法来标定。 缺点：比较费劲，测定速度慢，不能定点观测。 注意事项：拣出石子、植物的根；取样地点不同造成结果的差异。,土壤容重的测定,土壤容重：是指土壤在自然结构状态下单位体积土壤的重量。以克/厘米3或吨/米3表示。 土壤容重数值本身可以做为土壤肥力指标之一。一般讲土壤容重小，表明土壤比较疏松，孔隙多，保水保肥能力强。反之，土壤容重大，表明土体紧实，结构性差，孔隙少，耕性、透水性、通气性不良，保水能力差。 土壤容重是计算田间灌水量、作物耗水量不可缺少的参数之一。 土壤
10、容重还可以用来计算土壤的孔隙率和空气含量，换算土壤中相对含水率和计算土层中养分的基本的数据。测定土壤容重的方法一般采用环刀法。,土壤容重的测定,操作步骤： 挖一剖面坑。其深度达到测定所需的深度，剖面坑长、宽以操作方便为宜。一般是每一层取一容重，重复三个环刀，若层次很厚，则可以隔20-30厘米取一次。 先将剖面削齐铲平，用带有环套的环刀垂直压入逐层土内，再用剖面刀挖掘周围土壤取出环刀。将粘附在环刀外面的土除去，用削土刀细微地切去环刀两端多余的土，使土壤恰和环刀齐平，两端盖好盖子，按土层和环刀编号记录下来。取环刀时按划定的层次自下而上的取样。,土壤容重的测定,将环刀内的土壤全部无损地移入巳知重量的
11、铝盒中，烘干至恒重。 或从环刀内取一部分土壤放于已知重量的铝盒中，烘干至恒重。求出土壤含水量后，再将环刀内的湿土用下列公式换算成干土。式中：S烘干土壤容重（克/厘米3）V环刀体积（100厘米3）WS环刀筒内干土重（克）,田间持水量的测定,田间持水量一般都直接在田间用围框淹灌法测定。田间测定有困难时，亦可采取原状土样在室内用威尔科克斯（Wilcox）法测定，其结果常比田间实测值约小23%，然其方法远较田间测定简便。田间测定（围框淹灌法）在田间，经过大量降雨或灌水使土壤饱和，待排除重力水后，在没有蒸发和蒸腾的条件下，测定土壤水分达到平衡时的含水量。地下水埋深大于3m的土层所保持的主要是毛管悬着水，
12、系真正的田间持水量。当地下水位浅到测定土层处于毛管支持水范围时，地下水位越浅，测得的田间持水量值越大，故报告测定结果时必须注明地下水的深度。,主要仪器： 木框正方形，框内面积为1m2，框高2025cm，下端削成楔形，并用白铁皮包成刀刃状，便于插入土内。 提水桶；铝盒；土钻；铁锹；l100天平；干燥箱；塑料布（正方形，面积约为5m2）；青草或干草；米尺；木板等。,田间持水量的测定,操作步骤：1.选择测试地块。在地块中央插入木框，一般插入10cm深（或达犁底层），框内为测试区。在其周围筑一正方形的坚实土埂，埂高40cm，埂顶宽30cm，框与土埂间为保护区。,田间持水量的测定,2. 在测试区附近挖一
13、土壤剖面，观察土壤特征，按发生层次在剖面壁采样测定各层土壤自然含水量、容重和比重。根据测得的土壤含水量算出待测土层（约1米左右）中的总贮水量，再求出待测土层全部孔隙为水充满所需补充灌入的水量。为了保证土壤湿透并达到预测深度，实际灌水量将为计算出的水量的1.5倍。按下式计算测试区和保护区的灌水量：,田间持水量的测定,Q=H（a W） dv S h 式中： Q 灌水量，m3；a土壤饱和含水量，%；W土壤自然含水量，%；dv 土壤容重，g/cm3；S测试区面积，m2；h土层需要灌水的深度，m；H使土壤达饱和含水量的保证系数。,田间持水量的测定,3.灌水前，在测试区和保护区各插厘米尺一根。灌水时为防止
14、土壤冲刷，应在灌水处铺垫草或席子。先在保护区灌水，灌到一定程度后立即向测试地块灌水，使内外均保持5cm厚的水层,一直灌完为止。灌水渗入土壤后，为避免土表蒸发，可在上面覆盖青草或麦秆，再在草上盖一块塑料布，以防雨水淋入。轻质土壤在灌水后24小时即可采样测定，而粘质土壤必须经48小时或更长时间才能采样测定。,田间持水量的测定,4.按木框的对角线位置掀开土表覆盖物，用土钻打三个钻孔，每个钻孔自上而下依土壤发生层次分别采土1520g放入铝盒，盖上盒盖，带回实验室测定含水量。 5.以后每天测定一次，直到前后两天的含水量无显著差异，水分运动基本平衡时为止。一般砂土需l2昼夜，壤土35昼夜，粘土510昼夜才
15、基本达到平衡。,田间持水量的测定,田间持水量的测定,结果计算：计算某一土层的田间持水量，只需在该层逐次测得的土壤含水量%中取结果相近的平均值即可。在计算整个土壤剖面的田间持水量时，由于土壤各层次的厚度、含水量和容重各不相同，应当用加权平均法来计算。计算公式如下：田间持水量，%= 式中： W1,W2Wn各层土壤含水量，%；dv1，dv2dvn各层土壤容重，g/cm3； h1，h2hn各土层厚度，cm。,凋萎含水量的测定,凋萎含水量，亦称凋萎系数。是指作物凋萎时的土壤水分，可作为掌握墒情时的参考，但不能作为灌水的依据。 测定方法：分直接测定法和间接测定法二种。直接测定法在皿中栽种正常生长的植物，观
16、察时停止水分供给，直到植物在密闭充满水蒸气的条件下也不能恢复原状时的土壤含水率，称为植物的凋萎系数。因用此法测定比较困难，一般采用间接测定法。即用最大吸湿量乘上一个经验系数（1.252.0）作为植物凋萎含水量的近似值。最大吸湿量是指干燥状态的土壤颗粒，置于饱和水气中，土粒周围吸收的水分，也叫吸湿水。这种水受土粒吸附的力很大，不能为作物吸收利用。,凋萎含水量间接测定法,仪器设备：干燥器、铝盒或玻璃称瓶、凡士林、硫酸钾50克和分析天平一架（感量0.010.001g）。测定土壤含水率的全套设备。 步骤： （1）取通过1毫米筛孔的风干土20克，放到已知重量的铝盒中，可重复23个。 （2）在干燥器底部放入100毫升的硫酸钾（K2SO4）饱和溶液（用1113克普通K2SO4溶于100毫升水中）使干燥器内造成接近100%的空气相对湿度。 （3）把盛有风干土的铝盒（或称瓶）打开盖，放入干燥器的磁板上，将干燥器口抹上一层凡士林，盖紧，放到温度变化小，避光的地方。,
