介电特性土壤水分测定方法研究进展

胡建东，李林泽，ABDULRAHEEM Mukhtar Iderawumi，苑锋, 李保磊，位文涛

(1.河南农业大学机电工程学院，河南 郑州 450002； 2.河南省农业激光技术国际联合实验室，河南 郑州 450002；3.小麦玉米作物学国家重点实验室，河南 郑州 450002)

作物生长环境是土壤养分、土壤水分和农业气象等多因素相互作用形成的有机体系，其中土壤水分起着作物生长发育等非常重要的生态环境调节功能[1-2]。2019年，《Nature》报道土壤水分对作物长期吸收土壤养分影响极大[3]。土壤水分通过土壤基质吸附和植物吸收等途径提供作物生长有益信息，然而外界环境条件发生变化时，则会导致水分从土壤中释放，从而破坏作物生长生态系统结构与功能，因此研究土壤水分准确快速测定新方法对于维持作物生长生态机制、作物人工调节功能和提高作物产量都具有重要意义[4-6]。

土壤水分测定方法常见的有卡尔费休滴定法 (Karl Fischer titration)、烘干法、中子仪法、γ射线透射法、核磁共振法和遥感法等[7-8]。近年来，分布式光纤光谱、近红外、太赫兹及光和电磁波等新颖方法也相继出现。卡尔费休滴定法利用碘和二氧化硫的氧化还原反应，在有机碱和甲醇环境下，与水发生定量反应。依据法拉第电解定律，电解产生碘与耗用电量呈正比例关系，从而计算出土壤样品水分含量。尽管卡尔费休滴定法是最为准确和可靠的测定方法，但该方法较少用于作物生长过程中土壤水分快速定量分析[9]。在土壤水分快速测定研究方面，较早采用的是张力计测定非饱和土壤水分方法[10-11]。……