第一章农田水分状况和土壤运动

1、第一章第一章 农田水分状况和农田水分状况和土壤运动土壤运动第一节第一节 农田水分状况农田水分状况农田水分状况指农田水分状况指 农田地面水、土壤水和地下水的多少多少、存在的形式存在的形式及其在时空上的变化时空上的变化。一切农田水利措施，归根结底都是为了调节和控制农田水分状况，以改善土壤中的水、肥、热、气状况，并给农田小气候有利的影响，达到促进农业增产的目的。 因此，研究农田水分状况对于农田水利的规划、设计、及管理工作都有十分重要的意义。第一节第一节 农田水分状况农田水分状况运运动动特特性性划划分分与作物生长最密切与作物生长最密切农农田田水水分分地面水地面水土壤水土壤水地下水地下水物物理理形形态态

2、划划分分固态：固态：土壤冻结时才存在土壤冻结时才存在液态：液态：土壤水分存在的主 要形态汽态：汽态：未被水分占据的土壤孔隙中，含量少吸着水吸着水毛管水毛管水重力水重力水吸湿水吸湿水薄膜水薄膜水上升毛管水上升毛管水悬着毛管水悬着毛管水1. 1. 土壤水分的存在形式分类土壤水分的存在形式分类第一节第一节 农田水分状况农田水分状况一、农田水分存在的基本形式一、农田水分存在的基本形式 1. 1. 土壤水分的存在形式分类土壤水分的存在形式分类 吸湿水：吸湿水：紧束于土粒表面，不能在重力和毛管力作用下移动。紧束于土粒表面，不能在重力和毛管力作用下移动。 薄膜水：薄膜水：吸附于吸湿水外部，沿土粒表面进行速度

3、极小的移吸附于吸湿水外部，沿土粒表面进行速度极小的移动。动。 毛管水：毛管水：在毛管作用下土壤中所能保持的那部分水分，亦即在毛管作用下土壤中所能保持的那部分水分，亦即在重力作用下不易排除的水分中超出吸着水的部分。在重力作用下不易排除的水分中超出吸着水的部分。上升毛管水：上升毛管水：地下水沿土壤毛细管上升的水分。地下水沿土壤毛细管上升的水分。悬着毛管水：悬着毛管水：不受地下水补给时，上层土壤由于毛细管作用不受地下水补给时，上层土壤由于毛细管作用所能保持的地面渗入的水分。所能保持的地面渗入的水分。 重力水：重力水：土壤中超出毛管含水率的水分在重力作用下很容易土壤中超出毛管含水率的水分在重力作用下很

4、容易排出，这种水称为重力水。排出，这种水称为重力水。第一节第一节 农田水分状况农田水分状况第一节第一节 农田水分状况农田水分状况一、农田水分存在的基本形式一、农田水分存在的基本形式1. 1. 土壤水分的存在形式分类土壤水分的存在形式分类吸湿水吸湿水薄膜水薄膜水毛管水毛管水紧束缚水紧束缚水(无效水无效水)，max吸湿水吸湿水吸湿系数吸湿系数松束缚水，松束缚水，max薄膜水薄膜水最大分子最大分子持水量持水量对植物有效水对植物有效水第一节第一节 农田水分状况农田水分状况一、农田水分存在的基本形式一、农田水分存在的基本形式2. 2. 土壤水分常数土壤水分常数一、农田水分存在的基本形式一、农田水分存在的

5、基本形式第一节第一节 农田水分状况农田水分状况2. 2. 土壤水分常数土壤水分常数田间持水量：田间持水量：土壤中悬着毛管水达到最大时的土壤中悬着毛管水达到最大时的土壤含水量此时土壤毛管力在土壤含水量此时土壤毛管力在0.10.3atm之间。之间。该指标是农田灌溉中应用最广泛的指标之一。该指标是农田灌溉中应用最广泛的指标之一。它是土壤在不受地下水影响下所能保持水分的最它是土壤在不受地下水影响下所能保持水分的最大数量指标。它是土壤中对作物有效水的上限大数量指标。它是土壤中对作物有效水的上限,常常以它作为计算灌溉定额的依据。以它作为计算灌溉定额的依据。第一节第一节 农田水分状况农田水分状况一、农田水分

6、存在的基本形式一、农田水分存在的基本形式2. 2. 土壤水分常数土壤水分常数饱和含水量（全持水量）：饱和含水量（全持水量）：土壤所有孔隙全部土壤所有孔隙全部充满水分时的含水量充满水分时的含水量此时，土壤通气性差，不利于旱作物生长发此时，土壤通气性差，不利于旱作物生长发育它常做为表示土壤水分饱和度的标准，是计育它常做为表示土壤水分饱和度的标准，是计算淹灌稻田各种水量的依据算淹灌稻田各种水量的依据 第一节第一节 农田水分状况农田水分状况一、农田水分存在的基本形式一、农田水分存在的基本形式2. 2. 土壤水分常数土壤水分常数不同类型土壤的水分常数是不同的，其主要决定于不同类型土壤的水分常数是不同的，

7、其主要决定于土壤的质地土壤的质地和和结构状况结构状况。一般情况下，质地和结构相近的土壤，它们的各种一般情况下，质地和结构相近的土壤，它们的各种水分常数大体相近；但质地和结构不同的土壤当达到水分常数大体相近；但质地和结构不同的土壤当达到某一水分常数时，虽然其含水量各不相同，但其被土某一水分常数时，虽然其含水量各不相同，但其被土壤所保持的力是相同的，亦即其对植物有效性是相同壤所保持的力是相同的，亦即其对植物有效性是相同的。的。一般土壤质地粘重，有机质含量高，结构良好的土一般土壤质地粘重，有机质含量高，结构良好的土壤保蓄的水分较多，其土壤水分常数值也相应较高。壤保蓄的水分较多，其土壤水分常数值也相应

8、较高。第一节第一节 农田水分状况农田水分状况一、农田水分存在的基本形式一、农田水分存在的基本形式3. 3. 土壤水分对作物的有效性土壤水分对作物的有效性 土壤水分有效性是指土壤水分是否可被作物吸收利用，及土壤水分有效性是指土壤水分是否可被作物吸收利用，及其被利用的难易程度。其被利用的难易程度。 土壤水分对作物有效性的高低，主要取决于它存在的状态、土壤水分对作物有效性的高低，主要取决于它存在的状态、性质和数量，以及作物吸水力和土壤吸水力之差。性质和数量，以及作物吸水力和土壤吸水力之差。作物蒸腾根系吸水供水作物蒸腾根系吸水供水凋萎凋萎暂时凋萎暂时凋萎永久凋萎永久凋萎当土壤水分处于凋萎系数时，当土壤

9、水分处于凋萎系数时，土壤的持水力与作物的吸水力基本土壤的持水力与作物的吸水力基本相等相等（作物吸水力大约为（作物吸水力大约为15atm），作物吸收不到水分，因此，），作物吸收不到水分，因此，凋凋萎系数萎系数是土壤有效水分的下限是土壤有效水分的下限旱地土壤中，旱地土壤中，田间持水量田间持水量是土壤有效水分的上限是土壤有效水分的上限一、农田水分存在的基本形式一、农田水分存在的基本形式3. 3. 土壤水分对作物的有效性土壤水分对作物的有效性土壤有效水量的多少主要受土壤有效水量的多少主要受土壤质地、结构及有机质含土壤质地、结构及有机质含量量的影响。的影响。一般一般壤质土壤质土有效水含量有效水含量最多最

10、多，砂质土含量最少砂质土含量最少质地粘质地粘重，结构不良的粘质土，其重，结构不良的粘质土，其田持田持， 凋萎凋萎，则，则有效有效并不高。并不高。不同土壤有效水范围（重量不同土壤有效水范围（重量%） 第一节第一节 农田水分状况农田水分状况一、农田水分存在的基本形式一、农田水分存在的基本形式4. 4. 土壤含水量的表示、计算与测定土壤含水量的表示、计算与测定v以重量百分数表示（重量）：以重量百分数表示（重量）：%100%100烘干土重水重烘干土重原土壤重烘干土重土壤含水量v以容积百分数表示（容积以容积百分数表示（容积 ）：）：土壤容重含水量土壤重量土壤容重烘干土重水分重量烘干土重土壤容重水分重量水

11、分密度土壤容积水分容积土壤含水量100100100第一节第一节 农田水分状况农田水分状况第一节第一节 农田水分状况农田水分状况二、作物生长对农田水分状况要求二、作物生长对农田水分状况要求由于作物所需的水分是通过根系吸收土壤中的水分而得到由于作物所需的水分是通过根系吸收土壤中的水分而得到的，对于不同的作物而言，其对农田水分状况的要求是不的，对于不同的作物而言，其对农田水分状况的要求是不一样的。一样的。p旱作物旱作物要求农田具有要求农田具有适宜的含水率适宜的含水率；p对对水稻水稻而言则要求农田具有而言则要求农田具有适宜的淹灌水层适宜的淹灌水层 第一节第一节 农田水分状况农田水分状况土壤水吸力：土壤

12、水吸力：可以简单理解为土壤颗粒可以简单理解为土壤颗粒对水分的吸附力。是基质势与溶质势之和对水分的吸附力。是基质势与溶质势之和的负数。的负数。土壤水分特征曲线：土壤水分特征曲线：表示土壤水分和土表示土壤水分和土壤吸力（负压）之间的关系曲线。壤吸力（负压）之间的关系曲线。土壤水分特征曲线不是单值函数。土壤土壤水分特征曲线不是单值函数。土壤在释水和吸水时土壤吸力不同，存在在释水和吸水时土壤吸力不同，存在滞后滞后效应效应。瓶颈作用瓶颈作用是产生滞后效应的原因是产生滞后效应的原因。第一节第一节 农田水分状况农田水分状况进行含水量和进行含水量和土壤吸力之间的土壤吸力之间的转换转换间接反映土壤间接反映土壤孔

13、隙的大小孔隙的大小 s=4d分析不同质地分析不同质地土壤的持水性能土壤的持水性能为土壤水分定为土壤水分定量分析提供参数。量分析提供参数。第一节第一节 农田水分状况农田水分状况二、作物生长对农田水分状况要求二、作物生长对农田水分状况要求降雨或灌水后不同深度土层的湿润过程降雨或灌水后不同深度土层的湿润过程降雨停止时经过一定的时段无降雨或灌水地下水位埋深较大地下水位埋深较大第一节第一节 农田水分状况农田水分状况二、作物生长对农田水分状况要求二、作物生长对农田水分状况要求2)当地下水位埋深较小，作物根系吸水层上面受地面水补给，而下面又当地下水位埋深较小，作物根系吸水层上面受地面水补给，而下面又受上升毛

14、管水的影响时，土层中含水率的分布和随时间的变化情况受上升毛管水的影响时，土层中含水率的分布和随时间的变化情况第一节第一节 农田水分状况农田水分状况二、作物生长对农田水分状况要求二、作物生长对农田水分状况要求1 1旱作物对农田水分状况的要求旱作物对农田水分状况的要求旱作物根系吸水层中允许的平旱作物根系吸水层中允许的平均最大含水率为田间持水率。均最大含水率为田间持水率。u 通常地面不允许积水；通常地面不允许积水；u 地下水位必须维持在根系吸地下水位必须维持在根系吸水水 层以下一定深度处。层以下一定深度处。地下水位对作物根系吸水层内地下水位对作物根系吸水层内土壤含水量分布的影响土壤含水量分布的影响第

15、一节第一节 农田水分状况农田水分状况二、作物生长对农田水分状况要求二、作物生长对农田水分状况要求p 由于大气的温度过高和相对湿度过低，阳光过强，或遇到干热风由于大气的温度过高和相对湿度过低，阳光过强，或遇到干热风造成植物蒸腾耗水过大，造成植物蒸腾耗水过大，都会使根系吸水速度不能满足蒸腾需要，都会使根系吸水速度不能满足蒸腾需要，这种情况谓之这种情况谓之大气干旱大气干旱。 p 当当土壤含水率过低土壤含水率过低，会出现植物根系从土壤中所能吸取的水量难，会出现植物根系从土壤中所能吸取的水量难于满足叶面蒸腾的消耗，而影响作物的生长，这种现象称为于满足叶面蒸腾的消耗，而影响作物的生长，这种现象称为土壤干土

16、壤干旱旱。p 当植物根部从土壤中吸收的水分来不及补给叶面蒸腾时，植物体当植物根部从土壤中吸收的水分来不及补给叶面蒸腾时，植物体内水分就会不断减少，特别是叶片水分迅速降低，从而影响植物体内水分就会不断减少，特别是叶片水分迅速降低，从而影响植物体水分平衡和协调，这种现象称为水分平衡和协调，这种现象称为作物生理干旱作物生理干旱。p 大气干旱和土壤干旱都会造成作物生理干旱大气干旱和土壤干旱都会造成作物生理干旱。 第一节第一节 农田水分状况农田水分状况二、作物生长对农田水分状况要求二、作物生长对农田水分状况要求凋萎系数不仅决定于土壤性质，它还与土壤溶液浓度、作物凋萎系数不仅决定于土壤性质，它还与土壤溶液

17、浓度、作物种类和生育期有关。种类和生育期有关。使土壤溶液浓度不超过作物在各个生育期所容许的最高值是确定使土壤溶液浓度不超过作物在各个生育期所容许的最高值是确定根系吸水层土壤最低含水率的一个重要指标。根系吸水层土壤最低含水率的一个重要指标。以以盐渍土盐渍土为例，根系吸水层内土壤含水率应不小于：为例，根系吸水层内土壤含水率应不小于：%100mincs式中：式中： S为根系吸水土层中易溶于水的盐类数量为根系吸水土层中易溶于水的盐类数量（占干土重的百占干土重的百分数分数）；C为允许的盐类溶液浓度为允许的盐类溶液浓度（占水重的百分数占水重的百分数）；为按盐类；为按盐类溶液浓度要求所规定的最小含水率溶液浓

18、度要求所规定的最小含水率（占干土重的百分数占干土重的百分数）。 第一节第一节 农田水分状况农田水分状况二、作物生长对农田水分状况要求二、作物生长对农田水分状况要求2 2水稻地区的农田水分状况水稻地区的农田水分状况 水稻采用水稻采用淹灌淹灌的方法灌溉水层上下限的确定，对水稻生产具的方法灌溉水层上下限的确定，对水稻生产具有重要的实际意义。通常根据有重要的实际意义。通常根据作物品种作物品种、生育阶段生育阶段、自然环境自然环境及及人人为条件为条件由经验来确定。由经验来确定。 近几年来，安徽、江苏、山东、湖南、四川、湖北、广西等省近几年来，安徽、江苏、山东、湖南、四川、湖北、广西等省(自治区自治区)通过

19、试验逐步形成了通过试验逐步形成了“浅水灌溉浅水灌溉”、“间歇灌溉间歇灌溉”、“浅、浅、晒、湿晒、湿”灌溉、灌溉、“浅、晒、深、湿浅、晒、深、湿”等节水型灌溉方式。等节水型灌溉方式。 第一节第一节 农田水分状况农田水分状况二、作物生长对农田水分状况要求二、作物生长对农田水分状况要求3 3农田水分状况的调节措施农田水分状况的调节措施 在天然的条件下， 农田水分状况和作物需水要求通常是不相适应的在某些年份或某些时间段内，农田常会出现水分过多水分过多或者水水分不足分不足的现象农田水分过多的原因：农田水分过多的原因： 大气降水补给农田水分过多；大气降水补给农田水分过多； 洪水泛滥、湖泊漫溢、海潮侵洪水泛

20、滥、湖泊漫溢、海潮侵袭或坡地地面径流汇集等使低洼地积水成灾；袭或坡地地面径流汇集等使低洼地积水成灾； 地下水位过高，地下水位过高，上升毛管水不断向上补给；或因地下水从坡地溢出，大量补给农上升毛管水不断向上补给；或因地下水从坡地溢出，大量补给农田水分；田水分； 地势低洼，出流条件不好。地势低洼，出流条件不好。 调节措施：调节措施：分析农田水分过多成灾的原因，采取适当的技术措施，加以治理。分析农田水分过多成灾的原因，采取适当的技术措施，加以治理。二、作物生长对农田水分状况要求二、作物生长对农田水分状况要求3 3农田水分状况的调节措施农田水分状况的调节措施 第一节第一节 农田水分状况农田水分状况 农

21、田水分不足的原因：农田水分不足的原因： 降雨量不足；降雨量不足； 降雨入渗量少，径流损失较多；降雨入渗量少，径流损失较多； 土壤保水能力差，渗漏及蒸发损失水量过大。土壤保水能力差，渗漏及蒸发损失水量过大。 调节措施：调节措施： 灌溉是补充土壤水分的主要方法。灌溉是补充土壤水分的主要方法。 采用适当的农业技术措施可以改善土壤结构，增加降采用适当的农业技术措施可以改善土壤结构，增加降雨利用量，提高土壤的蓄水保墒能力。雨利用量，提高土壤的蓄水保墒能力。 因河湖泛滥而形成的灾害称为因河湖泛滥而形成的灾害称为“洪灾洪灾”；降雨过多，积水难排，酿成灾害，叫做降雨过多，积水难排，酿成灾害，叫做“涝灾涝灾”；

22、因降雨、灌溉水量太多，或因地下水补给水量太多，使土因降雨、灌溉水量太多，或因地下水补给水量太多，使土壤长期过湿，危害作物生长，叫做壤长期过湿，危害作物生长，叫做“渍害渍害”；在我国北方地区，当地下水位过高，蒸发强烈时，在我国北方地区，当地下水位过高，蒸发强烈时， 往往往往诱发土壤诱发土壤次生盐碱化次生盐碱化。这四种灾害有时单独发生，有时同时出现。需要根据灾害这四种灾害有时单独发生，有时同时出现。需要根据灾害发生的原因，采取不同措施或综合措施。发生的原因，采取不同措施或综合措施。 二、作物生长对农田水分状况要求二、作物生长对农田水分状况要求3 3农田水分状况的调节措施农田水分状况的调节措施 第一

23、节第一节 农田水分状况农田水分状况第一章第一章 农田水分状况和农田水分状况和土壤运动土壤运动第二节第二节 土壤水分运动土壤水分运动1 1入渗条件下土壤水分运动入渗条件下土壤水分运动二、土壤水分运动二、土壤水分运动降雨和灌水时水分向土壤中入渗，入渗速度、一定时段内降雨和灌水时水分向土壤中入渗，入渗速度、一定时段内的累计入渗量、入渗后水分在土壤剖面上的分布是确定灌的累计入渗量、入渗后水分在土壤剖面上的分布是确定灌水定额、制定灌溉制度的依据。水定额、制定灌溉制度的依据。 （）入渗过程的一般规律（）入渗过程的一般规律it t 和和It关系关系曲线示意曲线示意图图二、土壤水分运动二、土壤水分运动1 1入

24、渗条件下土壤水分运动入渗条件下土壤水分运动（）入渗过程的一般规律（）入渗过程的一般规律当入渗前土壤的初始含水率很小时，地面维持有薄水层当入渗前土壤的初始含水率很小时，地面维持有薄水层的初始入渗速度很大，地面处的土壤含水率在很短的时间的初始入渗速度很大，地面处的土壤含水率在很短的时间内就接近于土壤的饱和含水率。内就接近于土壤的饱和含水率。随着入渗时间的延长，由于入渗路径加长，从地面到入随着入渗时间的延长，由于入渗路径加长，从地面到入渗锋面的水势梯度逐渐减小，所以入渗速度也不断地减小，渗锋面的水势梯度逐渐减小，所以入渗速度也不断地减小，最后趋于一稳定值，它接近于土壤的渗透系数最后趋于一稳定值，它接

25、近于土壤的渗透系数K。通常以入渗速度及累积入渗水量与时间通常以入渗速度及累积入渗水量与时间t的关系曲线描述的关系曲线描述入渗规律。入渗规律。（2）入渗量的计算）入渗量的计算二、土壤水分运动二、土壤水分运动1 1入渗条件下土壤水分运动入渗条件下土壤水分运动一般情况下，一般情况下，it t 和和It 关系曲线可由田间双环入渗实验或关系曲线可由田间双环入渗实验或实验室土柱入渗实验测定。生产实践中，常采用经验公式计实验室土柱入渗实验测定。生产实践中，常采用经验公式计算入渗速度和入渗量。算入渗速度和入渗量。1)考斯加可夫考斯加可夫(AHKOCTKOB)公式：公式： attii1式中：式中： it是任一时

26、间的入渗速度，以单位时间渗入土壤的水层厚度是任一时间的入渗速度，以单位时间渗入土壤的水层厚度(mmmin或或cmh)计；计； i1是第一单位时间末的入渗速度；是第一单位时间末的入渗速度；t为入渗为入渗时间时间(min或或h)；为经验指数，决定于土壤性质和初始含水率，为经验指数，决定于土壤性质和初始含水率， =0.30.8。轻质土壤。轻质土壤值小，重质土壤值小，重质土壤值大；初始含水率愈高，值大；初始含水率愈高， 值愈小，一般土壤可取值愈小，一般土壤可取 =0.5。 二、土壤水分运动二、土壤水分运动1 1入渗条件下土壤水分运动入渗条件下土壤水分运动（2）入渗量的计算）入渗量的计算1)考斯加可夫公

27、式考斯加可夫公式累计入渗量与入渗时间的关系可用下式计算：累计入渗量与入渗时间的关系可用下式计算： 二、土壤水分运动二、土壤水分运动1 1入渗条件下土壤水分运动入渗条件下土壤水分运动（2）入渗量的计算）入渗量的计算 2)菲利普菲利普(JRPhilip)入渗公式入渗公式式中：式中：S为渗吸系数；为渗吸系数；if为稳定入渗速度；二者都是与土壤性质有关的参数，为稳定入渗速度；二者都是与土壤性质有关的参数，S值还与初始含水率有关。值还与初始含水率有关。初始含水率越低，初始含水率越低，S值愈大。在入渗初期，参数值愈大。在入渗初期，参数S起主要作用，相当于水平起主要作用，相当于水平渗吸的情况。随着入渗时间的

28、增长，渗吸的情况。随着入渗时间的增长，if参数则成为影响入渗的主要因素。参数则成为影响入渗的主要因素。当应用菲利普当应用菲利普(Philip)公式解决实际问题时，入渗参数公式解决实际问题时，入渗参数S和和if常由入渗试验常由入渗试验求出。求出。 二、土壤水分运动二、土壤水分运动1 1入渗条件下土壤水分运动入渗条件下土壤水分运动（3 3）入渗时土壤剖面含水量的计算）入渗时土壤剖面含水量的计算在灌水和雨量稍大的降雨过程中，地表形成薄水层，当假定在灌水和雨量稍大的降雨过程中，地表形成薄水层，当假定地下水埋深较大，且剖面土壤含水率均匀分布时，土壤的入地下水埋深较大，且剖面土壤含水率均匀分布时，土壤的入

29、渗可视为垂直一维入渗可视为垂直一维入渗问题，其定解条件写为渗问题，其定解条件写为：畦灌、淹灌、漫灌时的入渗畦灌、淹灌、漫灌时的入渗不同灌水方法时的土壤入渗问题不同灌水方法时的土壤入渗问题有水层的一维运动有水层的一维运动喷灌条件下的入渗喷灌条件下的入渗不同灌水方法时的土壤入渗问题不同灌水方法时的土壤入渗问题自由入渗自由入渗不同灌水方法时的土壤入渗问题不同灌水方法时的土壤入渗问题沟灌条件下的入渗沟灌条件下的入渗二二维维运运动动2 2蒸发条件下土壤水分运动蒸发条件下土壤水分运动 二、土壤水分运动二、土壤水分运动(1)无地下水位补给条件下的土壤水分蒸发无地下水位补给条件下的土壤水分蒸发 蒸发过程中一般

30、可分为蒸发过程中一般可分为三个阶段三个阶段： 第一阶段是第一阶段是稳定蒸发阶段稳定蒸发阶段； 第二阶段开始于土壤含水率逐渐减少到第二阶段开始于土壤含水率逐渐减少到k称为称为蒸发强蒸发强度递减阶段度递减阶段；第三阶段：蒸发强度不仅取决于第三阶段：蒸发强度不仅取决于干土层厚度干土层厚度，而且取决于，而且取决于干土层内干土层内水汽扩散的能力水汽扩散的能力 (2) 地下水位补给条件下的土壤水分蒸发地下水位补给条件下的土壤水分蒸发 二、土壤水分运动二、土壤水分运动2 2蒸发条件下土壤水分运动蒸发条件下土壤水分运动 当地下水位埋藏深度较浅时，表土蒸发消耗掉的水分在毛当地下水位埋藏深度较浅时，表土蒸发消耗掉

31、的水分在毛管力作用下由地下水得到补给。管力作用下由地下水得到补给。当外界蒸发力不随时间而变时，土壤水分蒸发强度与潜水当外界蒸发力不随时间而变时，土壤水分蒸发强度与潜水向上补给的通量处于相对平衡状态，形成稳定蒸发。这时向上补给的通量处于相对平衡状态，形成稳定蒸发。这时从地面到地下水位的剖面含水量分布及吸力分布也维持相从地面到地下水位的剖面含水量分布及吸力分布也维持相对稳定状态。对稳定状态。 第一章第一章 农田水分状况和农田水分状况和土壤运动土壤运动第三节第三节 土壤一植物一大气连续体水分运移土壤一植物一大气连续体水分运移 第三节第三节 土壤一植物一大气连续体水分运移土壤一植物一大气连续体水分运移

32、 菲利普菲利普1966年提出了较为完整的年提出了较为完整的SPAC（soil-plant-atmosphere continuum）概念。）概念。水分经由土壤到达植物根表皮，进入根系后，通过植物茎，水分经由土壤到达植物根表皮，进入根系后，通过植物茎，到达叶片，再由叶片气孔到达叶片，再由叶片气孔扩散到大气层，形成一个统一的、扩散到大气层，形成一个统一的、动态的相互连续系统。动态的相互连续系统。尽管介质不同，界面不一，但在物理尽管介质不同，界面不一，但在物理上都可看作为一个统一的连续体。水在该系统中的流动过程上都可看作为一个统一的连续体。水在该系统中的流动过程互相衔接，而且完全可用统一的能量指标互

33、相衔接，而且完全可用统一的能量指标“水势水势”来研来研究整个究整个SPAC系统中各个环节能量水平的变化，并计算出水系统中各个环节能量水平的变化，并计算出水流通量。流通量。作物对水分的吸收、运输和散失作物对水分的吸收、运输和散失 水经导管上升 水经叶脉-叶肉细胞-气孔腔-气孔-散入大气根系吸水 水流通量的计算水流通量的计算laalrllrsrrsRRRq式中：式中：q q为水流通量；为水流通量；s s 、 r r 、 l l 、 a a分别为土分别为土水势、根水势、叶水势、和大气水势；水势、根水势、叶水势、和大气水势；R Rsr sr 、 R Rrlrl 、 R Rlala分别为土壤水分通过土壤到达根表皮，越过根部通过植分别为土壤水分通过土壤到达根表皮，越过根部通过植物木质部导管输送到叶气孔腔，通过气孔蒸腾