题目
某耕层土壤的田间持水量为32%。现从田间采集新鲜土样测定其含水量,铝盒重23.5g,在铝盒中加入新鲜土样称重为48.1g,经105^circmathrm(C)烘至恒重且冷却后,再将铝盒称重为42.6g,计算:(1) 该土样的质量含水量是多少?(2) 该土壤此时的相对含水量是多少?(3) 根据相对含水量的结果判断,此时土壤含水量是否适合旱作物的生长需要?
某耕层土壤的田间持水量为32%。现从田间采集新鲜土样测定其含水量,铝盒重23.5g,在铝盒中加入新鲜土样称重为48.1g,经$105^{\circ}\mathrm{C}$烘至恒重且冷却后,再将铝盒称重为42.6g,计算: (1) 该土样的质量含水量是多少? (2) 该土壤此时的相对含水量是多少? (3) 根据相对含水量的结果判断,此时土壤含水量是否适合旱作物的生长需要?
题目解答
答案
1. 根据数据,湿土样质量为 $ 24.6\,\text{g} $,干土样质量为 $ 19.1\,\text{g} $,水分质量为 $ 5.5\,\text{g} $。
质量含水量为:
\[
\theta = \frac{5.5}{19.1} \times 100\% \approx 28.8\%
\]
2. 相对含水量为:
\[
R = \frac{28.8\%}{32\%} = 90\%
\]
3. 根据旱作物生长需求,相对含水量应为60%~80%。本题中 $ R = 90\% $,土壤水分过多,不适合旱作物生长。
答案:
(1) 质量含水量约为28.8%。
(2) 相对含水量为90%。
(3) 不适合旱作物生长,因相对含水量过高(90%),土壤水分过多。
解析
本题主要考查土壤质量含水量、相对含水量的计算以及根据相对含水量判断土壤对旱作物生长的适宜性。解题思路如下:
- 首先,根据铝盒和土样的不同称重数据,计算出湿土样质量、干土样质量和水分质量。
- 湿土样质量:已知铝盒重$m_{盒}=23.5g$,铝盒加新鲜土样重$m_{湿总}=48.1g$,则湿土样质量$m_{湿}=m_{湿总}-m_{盒}=48.1 - 23.5 = 24.6g$。
- 干土样质量:铝盒加烘干后土样重$m_{干总}=42.6g$,则干土样质量$m_{干}=m_{干总}-m_{盒}=42.6 - 23.5 = 19.1g$。
- 水分质量:水分质量$m_{水}=m_{湿}-m_{干}=24.6 - 19.1 = 5.5g$。
- 然后,根据质量含水量的计算公式计算该土样的质量含水量。质量含水量$\theta$的计算公式为$\theta=\frac{m_{水}}{m_{干}}\times100\%$,将$m_{水}=5.5g$,$m_{干}=19.1g$代入公式可得:
$\theta=\frac{5.5}{19.1}\times100\%\approx28.8\%$ - 接着,根据相对含水量的计算公式计算该土壤此时的相对含水量。相对含水量$R$的计算公式为$R = \frac{\theta}{\theta_{田间}}\times100\%$,其中$\theta_{田间}$为田间持水量,已知$\theta_{田间}=32\%$,$\theta\approx28.8\%$,代入公式可得:
$R=\frac{28.8\%}{32\%}=90\%$ - 最后,根据旱作物生长对相对含水量的需求范围(60% - 80%),判断该土壤含水量是否适合旱作物生长。本题中$R = 90\%$,不在60% - 80%这个范围内,且相对含水量过高,说明土壤水分过多,不适合旱作物生长。