第七章 水分、空气与热量.ppt

第七章土壤水分 空气和热量 第一节土壤水分 土壤水分的类型及有效性 1 吸湿水 hydroscopicwater 干土从空气中吸着水汽所保持的水 称为吸湿水 又称为紧束缚水 属于无效水分 2 膜状水 薄膜水 membraneouswater 指由土壤颗粒表面吸附所保持的水层 膜状水的最大值叫最大分子持水量 薄膜水对植物生长发育来说属于弱有效水分 又称为松束缚水分 一 土壤水分的类型和性质 水汽 土壤 膜状水 土壤 膜状水示意图 土粒 膜状水 3 毛管水 capillarywater 是靠土壤中毛管孔隙所产生的毛管引力所保持的水分 称为毛管水 毛管水是土壤中最宝贵的水分 水沿着毛管上升 毛管作用力范围 0 1 1mm有明显的毛管作用0 05 0 1mm毛管作用较强0 05 0 005mm毛管作用最强 0 001mm毛管作用消失 土粒 地下水位 毛管悬着水示意图 土粒 毛管上升水示意图 地下水位 4 重力水 gravitationalwater 又称多余水 是指土壤中充滞于充气孔隙中的水分 存在于土壤中的时间短 很快会因为重力作用而渗入或流出 一 土壤水分常数 soilmoistureconstant 在一定条件下的土壤特征性含水量称土壤水分常数 吸湿系数 hygroscopiccoefficient 最大吸湿水量 凋萎系数 wiltingcoefficient 萎蔫含水量又称稳定凋萎含水量 植物因缺水凋萎并不能复原时的土壤含水量 又称萎蔫含水量 三 土壤水分常数及土壤水分有效性 田间持水量 fieldcapacity 毛管悬着水达到最大值时的土壤含水量称为田间持水量 通常作为灌溉水量定额的最高指标 在数量上它包括吸湿水 膜状水和毛管悬着水 饱和含水量 saturatedwatercontent 饱和含水量是指土壤中孔隙都充满水时的含水量 以干土质量或容积的百分量表示 二 土壤水的有效性 availability 土壤水的有效性是指土壤水能否被植物吸收利用及其难易程度 不能被植物吸收利用的水称为无效水 能被植物吸收利用的水称为有效水 最大有效水含量是凋萎系数至田间持水量的水分 土壤水的能态 土壤A砂土10 土壤B粘土15 土壤水的自由能与标准状态水自由能的差值 用势能来表示 称为土水势 一 土水势概念 渗透势 s渗透势又称溶质势 负值 土壤溶质浓度越高 溶质势越低 溶质势只有对半透膜的水分运动起作用 二 土水势的组成 基质势 m负值 当土壤饱和时最大 0 土壤含水量越高 基质势也越高 压力势 p正值 只有当土壤水分饱和时才有压力势 在不饱和土壤中压力势为0 饱和土层越深 压力势越高 p wghV 重力势 g重力势 g 是指由重力作用而引起的土水势变化 任何时候重力势都存在 高于参比面时为正 反之为负 参比面处重力势为0 总水势 t m p s g 土壤水分调控 1 改变土壤状态 提高蓄水保墒能力 1 农田工程建设 2 合理耕作2 增加土壤覆盖 降低非生产性耗水3 合理灌溉 保证最佳的水分状态4 改土施肥 扩大有效水贮量 一 土壤空气的组成土壤孔隙中的气体称为土壤空气 土壤空气和大气组成有很大差异 第二节土壤空气 土壤空气与大气组成的比较 容积 二 土壤空气与植物生长和肥力的关系 1 土壤空气与根系发育2 土壤空气与种子萌芽3 土壤空气与养分状况4 土壤空气与植物病害 三 土壤空气的调节 1 调节土壤质地 结构 改善土壤孔隙状况2 排水降低土壤含水量 第三节土壤热量 土壤中的热状况指土体中的热量分布及其动态变化 一 土壤热来源 土壤热来源 太阳辐射 有机物分解 地热传导 化学反应放热 二 土壤热特性 土壤热容量土壤导热率土壤导温率 一 土壤热容量 soilheatcapacity soilthermalcapacity 土壤热容量是指单位质量 重量 或容积的土壤每升高 或降低 1 所需要 或放出的 热量 CV C 二 土壤导热率导热性 土壤具有对所吸热量传导到邻近土层性质 称为导热性 导热性大小用导热率表示 导热率 heatconductivity thermalconductivity在单位厚度 1厘米 土层 温差为1 时 每秒钟经单位断面 1厘米2 通过的热量焦耳数 其单位是J cm 2 s 1 1 当土壤干燥缺水时 土粒间的土壤孔隙被空气占领 导热率就小 当土壤湿润时 土粒间的孔隙被水分占领 导热率增大 三 土壤的导温率土壤导温率是指在标准状况下 在土层垂直方向上每厘米距离内 1 的温度梯度下 每秒流入1cm2土壤断面面积的热量 使单位体积 1cm3 土壤所发生的温度变化 其大小等于土壤导热率 容积热容量之比值 上式中 为土壤导热率 Cv为土壤容积热容量 第四节土壤水 气 热的相互关系及其调节一 土壤水 气 热的相互关系二 土壤水气热的调节 耕作和施肥 灌溉和排水 混交