農田作物生長需要最佳的水、肥、氣、熱環境 , 水是最重要的調節因子。適宜的農田土壤水分狀況 , 可達到節水增產的功效。因此 , 適時、方便、準確地監測農田土壤水分對農業生產有著重要的指導意義。土壤水分在植物的生長過程中具有五大功能：1、土壤水分狀況直接影響作物對養分的吸收，2、土壤中有機養分的分解礦化離不開水分，3、施入土壤中的化學肥料只有在水中才能溶解，4、養分離子向根系表面遷移，5、以及作物根系對養分的吸收都必須通過水分介質來實現。
上面一段話就簡單的介紹了土壤水分對植物的影響了，土壤水分不足或者是過多都會影響植物的正常生長，主要體現：在沒有土壤水分的狀況下，植物很容易因缺水狀況而死亡；當土壤水分不足的時候，植株會比較的矮小，無法進行正常的生長；當土壤水分充裕的時候，植株能夠健壯地生長，同時可以高產；當土壤水分過多，也會導致植株的根部無法正常呼吸而死亡。土壤水分的測量可以使用土壤水分監測系統來進行測量，它能夠對各類土壤進行長期定時監測記錄，也可以實時快速測量和記錄。目前 , 農田土壤水分測量方法層出不窮 , 如烘干法、張力計法、中子法或射線法、介電常數法或電磁波法、傳感器法、電阻法或粒狀列陣法、電容法、光電法、熱擴散法等 , 各種方法都有其自身的適用范圍和優缺點。本文對幾種應用較廣的農田土壤水分測量方法基本原理及其優缺點作一總結 , 在此基礎上提出未來土壤水分測量方法的發展方向。
一：幾種主要的農田土壤水分測量方法
目前 , 應用較廣泛的農田土壤水分測量方法有: 烘干法、張力計法、中子法、時域P 頻域反射儀等。詳情如下。
烘干法
烘干法 , 也叫稱重法或土鉆法。一般的做法是: 將用土鉆取好的土樣置于事先稱重的鋁盒 (若需要測土壤體積含水率 , 改用環刀取樣) 中稱重 , 然后一起放入烘箱 , 在105～110℃ (溫度過高 , 有機質易碳化散逸) 溫度下烘至恒重 (間隔3 h的測量差異不超過 3 mg) , 實際操作中一般烘12～14 h , 在干燥器中冷卻 20 min稱重即可 , 2 次重量的差即為土壤含水率。
烘干法的優點是對硬件要求不高 , 就樣品本身而言結果可靠。一般認為 , 傳統的烘干法測得的土壤水分值是可信的 , 可作為其它各種土壤水分測量方法的校正標準。但它的缺點也是明顯的 , 烘干法費時、費力 , 深層取樣困難 ,取樣會破壞土壤 , 不能實現對土壤水分定點連續觀測 , 受土壤空間變異性影響較大。
張力計法
張力計法是1 種應用很廣泛的土壤水分測量方法 , 它測量的是土壤基質勢 , 即土壤水吸力。在應用張力計測量土壤含水率之前 , 必須建立土壤水吸力和當前土壤含水率之間的關系 , 即俗稱的土壤水分特征曲線。這種關系受土壤質地和結構的影響 , 在 1 個閉合的多孔陶瓷壓力盤產生不同壓力作用于測定土樣 , 測出土壤的不同殘余水分含量 ,便可得到對應的土壤水分特征曲線。
張力計是1根充滿水的密閉的管子 , 一端有 1 個多孔陶瓷頭 (孔徑約 110～115μm) , 可插入土壤中 , 另一端連接1個負壓表。通過多孔陶瓷頭的吸力 , 水分不停地流動直到土壤水吸力與張力計的壓力達到平衡 , 這時壓力表指示的負壓值即為土壤水吸力。
張力計法的優點是能夠比較準確地測量濕潤土壤的基質勢 , 能夠定點連續觀測 , 受土壤空間變異性的影響較小 ,而且設備低廉 , 適于灌溉和水分脅迫的監測。其缺點是讀數反應慢 , 需要長時間平衡后才能讀數 , 且量程較窄 , 僅能測定小于8 kPa 的土壤水吸力 , 不適用于極端干燥土壤。在長期測量過程中 , 如遇高溫干旱季節 , 需要給管子補充水分 , 且陶瓷頭易損壞 , 需要定期養護或更換 , 運行費用較高。土壤水勢測定儀就是采取張力計法的測量原理研制的，適用于任何的土壤性質監測。