田間持水量是土壤科學(xué)中一個(gè)重要概念。它是指在地下水較深和排水良好的土地上充分灌水或降水后，允許水分充分下滲，并防止其水分蒸發(fā)，經(jīng)過一定時(shí)間，土壤剖面所能維持的較穩(wěn)定的土壤水含量。

簡言之，田間持水量是土壤飽和含水量減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，此時(shí)土壤水勢為-0.33巴，pF值在2.5左右。

那么，田間持水量能被準(zhǔn)確測量嗎？

“精確"測量只能是相對的

這個(gè)定義本身就包含了幾個(gè)不確定因素：

1. “重力水排出"的時(shí)間點(diǎn)難以精確界定：排水過程是一個(gè)漸近線，理論上需要無限長時(shí)間才能停止。因此，在實(shí)際操作中，我們必須人為規(guī)定一個(gè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)（通常是48小時(shí)或72小時(shí)），認(rèn)為此時(shí)排水“基本停止"。這個(gè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)的選擇會(huì)影響結(jié)果。

2. 土壤的空間變異性：即使在很小的一塊田里，土壤的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、孔隙分布和有機(jī)質(zhì)含量也可能存在差異。在一個(gè)點(diǎn)測量的值，可能無法代表整個(gè)田塊。

3. 測量方法的差異：不同的測量方法會(huì)得到略有差異的結(jié)果。

如何測量？

為了獲得可比性和一致性高的數(shù)據(jù)，科學(xué)家們建立了標(biāo)準(zhǔn)化的測量方法。以下是兩種“精確"測量方法：

（1） 田間原位測量法

這是經(jīng)典、也是較接近定義的方法。

• 選地與圍擋：在田間選擇一塊有代表性的區(qū)域，用鐵圈或隔離板圍出一塊約1m2的樣方，防止水分側(cè)向滲流。

• 飽和土壤：在圍擋區(qū)內(nèi)灌入大量的水，讓土壤飽和。

• 自然排水：移去覆蓋物，讓土壤在重力作用下自然排水。

• 防止蒸發(fā)：在土壤表面覆蓋塑料薄膜或多層干沙，以阻止地表蒸發(fā)。這是關(guān)鍵，因?yàn)槎x中只排除重力水，不包括蒸發(fā)損失。

• 等待與測量：等待規(guī)定的時(shí)間（通常是48小時(shí)或72小時(shí)）。時(shí)間一到，立即在圍擋區(qū)內(nèi)多個(gè)點(diǎn)、分層采集土樣。

• 實(shí)驗(yàn)室測定：將土樣帶回實(shí)驗(yàn)室，用烘干法（105°C烘至恒重）精確測定土壤重量含水量。

這是相對直接、理論上相對準(zhǔn)確，結(jié)果能反映田間的真實(shí)情況。不過耗時(shí)耗力（至少需要2-3天），受天氣影響大。

（2）實(shí)驗(yàn)室測定法（壓力膜/壓力板法）

利用一個(gè)稱為“壓力膜儀"的設(shè)備，對飽和的原狀土樣施加一個(gè)特定的壓力（通常是1/3巴或0.33巴，相當(dāng)于約33千帕），這個(gè)壓力被模擬為土壤中排出重力水的“田間重力"。當(dāng)施加該壓力且不再有水排出時(shí)，土壤中所含的水分就被認(rèn)為是田間持水量。

步驟：

1. 用環(huán)刀在田間取原狀土樣。

2. 在實(shí)驗(yàn)室中使土樣飽和。

3. 將飽和土樣放入壓力膜儀，施加1/3巴的壓力。

4. 等待水分平衡（通常需要1-2天）。

5. 取出土樣，用烘干法測定其含水量。

此方法條件可控，重復(fù)性好，不受天氣影響，可以同時(shí)處理大量樣品。不過需要昂貴設(shè)備；對于某些質(zhì)地較粗的土壤，1/3巴的張力可能偏高，導(dǎo)致結(jié)果略低于田間實(shí)測值。

總結(jié)：

我們可以用非常精確的方法（如烘干法）去測量一個(gè)在明確定義和標(biāo)準(zhǔn)操作程序下的田間持水量。這個(gè)測量結(jié)果對于我們的生產(chǎn)和管理目的來說，是足夠精確和有用的。