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1、 实验 11 威尼尔农业科学 11-1 土壤水分 干燥的土壤是由矿物质、有机物和气泡组成的，即孔隙空间。在有空气的土壤中，土壤典型的体积比是55%的矿物质和45%的孔隙空间。将水加到土壤中，孔隙空间开始充满水。潮湿的土壤可能有55%的矿物质，35%的孔隙空间和10%的水，这是体积含水量为10%的一个例子。在这种情况下，最大的水含量是 45%，因为在这个值时，所有可用的孔隙空间都填满了水。这种土壤状态称为饱和，因为土壤不能容纳大于 45%的含水量。随着时间的过去，土壤聚集、储存和释放水分会改变土壤水分。当水通过叫做渗透的过程进入土壤时，聚集就会发生。当土壤中的保留力大于清除力时，水有可能被储存。
2、当植物吸收、蒸发作用或重力作用强于保留力时，水就会释放出来。影响水分渗入土壤的速率以及土壤水分流失速率的因素有很多，包括地表覆盖、相对湿度和空气流动等环境因素，以及土壤本身的特征。在这个实验活动中，你将会比较两种类型的土壤，以确定土壤颗粒的大小是如何随着时间影响土壤水分的。目标 在本实验中，你将：学习使用土壤湿度传感器测量土壤湿度的技术。确定土壤样品的体积土壤含水量。检测土壤颗粒大小如何影响土壤水分。MATERIALS 电脑 土壤样品 威尼尔计算机接口 塑料容器 Logger Pro软件 水 威尼尔土壤水分传感器 步骤 1.将土壤湿度传感器连接到数据采集接口，从Logger Pro软件中打开威
3、尼尔农业科学文件夹中的文件“11 土壤水分”，在电脑上开始数据采集。2.老师会分配给你土壤样品，在数据表中记录你的土壤类型。实验 11 11-2 威尼尔农业科学 3.安置土壤湿度传感器。a.将土壤湿度传感器插入容器一侧的槽内，确保土壤表层高于传感器顶部边缘5cm。注意：传感器的长轴应该水平放置，短轴或刀片置于垂直方向，如图所示。b.用手指按压传感器两侧的土壤。继续用手指按压传感器周围的土壤，至少做五次。这一步很重要，因为靠近传感器表面的土壤对传感器读数的影响最大。4.点击 开始采集数据。5.计算出相当于1cm降雨量的土壤样本所需要的水量。6.3小时后，加入你计算的水量。在数据表中记录自数据采集
4、以来所花费的时间。7.在剩余的数据采集中（7天），保证装置不受干扰。数据表 表 1:你的数据 土壤类型(例如粘壤土)初始土壤湿度(%)水加入后的时间(hr)水到达传感器时的时间(hr)水到达传感器的时间(hr)渗透速率(cm/hr)最大土壤湿度(%)最大饱和度到达的时间(hr)到达最大饱和度需要的时间(hr)最终土壤湿度(%)表 2:班级结果 土壤类型 平均渗透速率(cm/hr)数据分析 1.通过图形确定初始土壤湿度、最大土壤湿度和最终土壤湿度，并记录在数据表中。土壤湿度 威尼尔农业科学 11-3 2.通过图形确定水到达土壤湿度传感器的时间，并记录在数据表中。3.计算并记录水渗透到土壤湿度传感
5、器这一水平的时间。水到达传感器的时间 加入水的时间=水到达传感器需要的时间 4.计算并记录水在土壤中渗透的速率。5.计算并记录达到最大饱和度的时间。记录的到达最大饱和度的时间 加入水的时间=到达最大饱和度需要的时间 问题 1.哪种类型的土壤渗透率最快？2.描述土壤颗粒大小如何影响水渗透土壤的速率。3.哪种土壤的土壤湿度最高？4.哪种土壤能更快地达到最大的土壤水分？解释一下为什么会这样？5.土壤颗粒大小如何影响土壤水分流失的速度？6.土壤湿度对植物生长和生产的重要性如何？拓展 1.土壤温度是如何影响土壤湿度的？2.环境因素（如空气的相对湿度）是如何影响土壤湿度的？3.堆肥、覆盖物或树叶的存在是如何影响土壤水分的？4.蒸腾作用和土壤水分相互影响吗？