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高效灌溉知识：张力计

花匠小妙招
2024-12-05 15:21

这是华最灌溉知识科普的第51篇原创文章张力计（Tensiometers），作为一种极为重要且被广泛应用的土壤水分测量工具，在农业、园艺以及土壤研究等众多领域都发挥着不可或缺的作用，其主要用途便是精准地测量土壤水分含量。它实际上是一种经过精心设计的专业仪器，专门用于测量植物根系从土壤中汲取水分时所需要的张力或者吸力。而这一张力的大小，恰恰是对植物水分可用性的一种最为直接的衡量指标。张力计（Tensiometers）之所以能成为一种常见的土壤水分测量工具，关键在于其巧妙地利用了水分在土壤中的毛细作用原理，以此来测量土壤中的水分势。其具体的测量原理如下：

首先，需要将张力计那特制的陶瓷头小心翼翼地插入土壤之中，并且要确保其与土壤能够实现紧密无间的接触。这一陶瓷头有着特殊的微孔结构，能够与土壤形成良好的水分交互界面。

接着，在张力计的内部，会填充进一定量特定的水，随后在水面之上仔细地覆盖一层气泡。这些气泡在整个测量过程中扮演着极为关键的角色，它们就如同敏锐的传感器一般。

当土壤中的水分势低于张力计内水面的水分势时，在毛细作用这一神奇自然力量的驱使下，土壤中的水分就会缓缓地通过陶瓷头的微孔进入到张力计之中。随着水分的逐渐进入，张力计内部原本稳定的气压平衡被打破，进而使得覆盖在水面上的气泡发生变形。

专业的操作人员便可以通过仔细地观察气泡的变形程度，凭借经验统计公式以及预先设定的标准数据，精准地判断出土壤中的水分势，进而依据相关的科学公式和大量实验数据所建立的模型，推算出土壤中的水分含量。

然而，值得特别注意的是，张力计所测量的仅仅是土壤中的水分势，并非是实际的水分含量。所以，在实际使用张力计测量土壤水分含量时，绝不能仅仅依赖张力计所给出的数据，还需要全面且深入地结合土壤类型、作物需水量等多方面的复杂因素进行综合的分析和审慎的判断。例如，不同质地的土壤，其保水能力和水分传导特性有着天壤之别，沙质土壤排水性好但保水性差，而黏土土壤则恰恰相反。同样，不同作物在不同生长阶段对水分的需求也大相径庭，在作物的萌芽期和成熟期，其需水量就存在显著差异。只有将这些因素都充分考虑在内，才能真正准确地掌握土壤中的水分状况，为农业生产、园林养护等提供科学可靠的依据。

图张力计（Tensiometers）张力计在各类作物灌溉方面均能大显身手，对于园艺作物而言，其更是提供了一种极为适宜的方式，有力地辅助灌溉决策的制定。运用张力计对土壤含水量进行测量，这为灌溉安排铸就了一个极具价值的工具。它在明确灌溉时机时功效显著，并且能够为依据参考作物 ETc 数据所开展的作物用水量估算的灌溉规划提供有力支撑。张力计的构造包括一个底部带有多孔陶瓷尖端的气密充水管，其顶部配备有真空计，或者是一个可重新密封的橡胶塞，该橡胶塞的设计用途是插入便携式真空计。在灌溉季期间，将张力计部分插入土壤至恰当深度，只要使用合理，便能精准判定浇水的恰当时机，从而优化灌溉管理。借助精确确定浇水时间，使土壤含水量维持在保障作物茁壮成长的最佳状态，有效规避过度灌溉，进而提升灌溉管理的水准。 01

张力计安装

在每个张力计的安装站点处，推荐设置 3 个张力计。精准无误的安装操作至关重要。依据作物类型的差异，每个张力计的陶瓷端需安装在特定的深度，比如 30 厘米、60 厘米以及 90 厘米，或者 12 英寸、24 英寸和 36 英寸（确切的安装深度，建议向农学专家进行咨询）。
当根区上层土壤处于较浅的掩埋状态时，安置于根区顶部的上部张力计能够获取土壤中水分含量的相关数据，进而提示灌溉的恰当时机。对于根系深埋的情况，位于主根系统大致中点位置的中间张力计（在灌溉水必定会湿润土壤之处），可提供根区土壤水分含量的数据。在浅根作物中，若其安装过深，会致使作物灌溉延迟，从而遭受水分胁迫；而在深根作物里，若安装过浅，则可能引发深根部分过度灌溉以及水分积聚的现象。当根区底部处于深埋状态时，安装在根区最底部深处的张力计，可凭借提供有关径流或深层渗透的数据信息，有效预防过度灌溉的发生，用于判定每次灌溉过程中用水量是过多（超过 15 kPa）还是过少。

图张力计安装图02

布置张力计

在通常的情形之下，针对每一个主要的物种或者品种，以及每一种土壤类型，都要专门安装一个对应的站点。在进行站点布置的时候，必须要格外谨慎，应当刻意避开那些地势较高或者地势较低的特殊区域。这是因为地势高的地方可能会存在水分流失过快的问题，而地势低的区域则容易出现积水过多的现象，这些情况都会干扰张力计对土壤水分含量测量的准确性。同时，也要远离水质差的区域，防止因水质不佳而导致的区域渗透异常，进而影响测量数据的可靠性。此外，那些由于灌溉不良而被较少灌水的地方也不能被选作站点，因为这些区域的土壤水分状况不能反映正常的灌溉和土壤水分关系，不利于张力计发挥其精准测量的作用。
不仅如此，所有的张力计都务必清楚、醒目地标记出其所处的位置。这是极为关键的一点，因为在实际的农业生产环境中，会有大量的农用车辆频繁往来，若张力计位置不明确，很容易被车辆意外碰撞或者碾压；而且工人在进行日常操作以及田间耕作时，由于工作区域较大、工作繁忙，如果张力计没有清晰的标识，也极有可能会对其造成损害，一旦张力计受到损坏，就无法准确地测量土壤水分含量，从而影响整个灌溉决策的制定以及作物的生长管理。 END