任务四认识土壤水分

1、任务四任务四 认识土认识土壤水分壤水分 泌阳县中等职业学校农经组授课人：张咪咪一、土壤水分的类型和性质一、土壤水分的类型和性质 1、吸湿水（紧束缚水）：由于固体土粒表面分子引力和静电引力对空气中的水汽分子产生的吸附力而紧密保持的水分称吸湿水，通常只有23个水分子层。 定向排列，而且排列紧密，水分不能自由移动，也没有溶解能力，属于无效水。土壤吸湿水含量的高低主要取决于土粒的比表面积和大气相对湿度。土壤的吸湿水含量达到最大值时的土壤含水量称为最大吸湿量。 2、膜状水（松束缚水）：吸湿水达到最大量时，土粒残余的吸附力所保持的水分称膜状水。 膜状水厚度可达到几十个水分子层厚度，部分可以被植物吸收利用，

2、但是它仍然受到土粒吸附力的束缚，移动缓慢，仍然不能满足植物的需要。 膜状水达到最大量时的土壤含水量称为最大分子持水量。它包括吸湿水和膜状水。 泌阳县中等职业学校农经组3 3、毛管水：、毛管水：当土壤水分含量达到最大分子持水量时土壤水分就不再受土粒吸附力的束缚，成为可以移动的自由水，这时靠土壤毛管孔隙的毛管引力而保持的水分称为毛管水。毛管水可分为：毛管悬着水达到最大量时的土壤含水量称田间持水量。 b b、：毛管悬着水、：毛管悬着水：在地下水位很深的地区，降雨或灌水之后，由于毛管引力而保持在土壤上层中的水分，称为毛管悬着水。它与地下水位没有关系，好象悬浮在土层中一样，它是植物水分的重要来源，对植物

3、的生长意义重大。a a、毛管上升水：、毛管上升水：地下水随毛管上升而保持在土壤中的水分称毛管上升水，毛管上升水与地下水位有密切的关系，它的有效性取决地下水位。 毛管上升水达到最大量时土壤含水量称土壤毛管持水量。泌阳县中等职业学校农经组4 4、重力水：、重力水：土壤含水量超过田间持水量时，多余的水分受到重力的作用而向下渗透，这种水分称重力水。 对于旱地土壤来说重力水，只是暂时停留在根系分布土层，不能被植被持续利用，而且重力水的存在会与土壤空气发生尖锐的矛盾，往往成为多余水或有害水，对于水稻来讲重力水的存在则是必需的。 重力水达到饱和时，土壤所有的孔隙都充满水分，这时的土壤含水量称为饱和持水量或全

4、持水量。泌阳县中等职业学校农经组二：土壤水分的有效性二：土壤水分的有效性 土壤水分的有效性是指土壤水分能够被植物吸收利用的难易程度，不能被植物吸收利用的称无效水，能被植物吸收利用的称为有效水。 土壤有效水分的下限：萎蔫系数萎蔫系数：植物根系因为无法吸水而产生永久萎蔫时的土壤含水量。通常是把土壤水吸力达到把土壤水吸力达到1.5Mpa1.5Mpa时的土壤含水量当作萎蔫系数。时的土壤含水量当作萎蔫系数。旱地土壤有效水分的上限：田间持水量旱地土壤有效水分得最大量= =田间持水量田间持水量萎蔫系数萎蔫系数 吸湿水 土壤颗粒 土壤水吸 力 膜状水 毛管悬着 水 重力水 最大吸湿量 最大分子持水量 田间持水

5、量 饱和持水量 3.1Mpa 0.625Mpa 0.1Mpa 0Mpa 萎蔫系数 1.5Mpa 有有 效效水水 分分 泌阳县中等职业学校农经组三、土壤含水量的表示方法三、土壤含水量的表示方法 1 1、质量含水量、质量含水量：土壤中保持的水分质量占干土质量的分数，单位g/。 ）干土质量（）干土质量（）湿土质量（ggg 土壤质量含水量rw= 1000 干土质量是指在105下烘至恒重时的土壤质量。 2 2、容积含水量：、容积含水量：土壤水分容积与土壤容积之比，用Q来表示，单位 3/3 Q =土壤容积土壤水分容积容积百分率Q%= 土壤容积土壤水分容积100% 泌阳县中等职业学校农经组容重：容重：单位容

6、积土壤（包括粒间孔隙的原状土）的质量（干重）g/cm3 d= 土土VmQ= 土VVOH2dmVOH土2土mmOH21000wrd = = d = Q=rwd1000=质量含水量容重1000Q%=rwd1000100%=质量含水量容重1000100% 泌阳县中等职业学校农经组3 3相对含水量：相对含水量：土壤含水量占田间持水量的百分率。 相对含水量= %100田间持水量土壤含水量4 4、水层厚度、水层厚度D DW W：指一定厚度（h），一定面积(s)的土壤中的含水量相当于多少面积相同的水层厚度。单位：10002hdrhQDhSDSVVQwWWOH土hssDw泌阳县中等职业学校农经组泌阳县中等职业

7、学校农经组土水势实际上是作用于土壤水分的各种力的总和而产生，所以它可分为以下几个分势。（1 1）基质势（）基质势（m m）：由土壤固体（基质）对土壤水分的吸引而使水分自由能降低，这种势能叫基质势。主要是由吸附力和弯月面力所引起，为负值。土壤水分含量越少，土壤水受到的这种约束力越大，基质势越低。反之，土壤水分含量越多，土壤水受到的这种约束力越小，基质势越高。当土壤水分完全饱和时，基质势等于零。（2 2）溶质势（）溶质势（s s）：土壤水中的溶质（盐分），对水分子有吸持作用，使水分自由能降低，称为溶质势。为负值。泌阳县中等职业学校农经组泌阳县中等职业学校农经组泌阳县中等职业学校农经组土水势的单位是

8、指单位数量土壤水的水势（势能）。土水势的单位是指单位数量土壤水的水势（势能）。单位数量可以指单位质量、单位容积、单位重量的水分。单位数量可以指单位质量、单位容积、单位重量的水分。三者换算关系：三者换算关系：10105 5Pa=1bar=0.9869atm=100J/kg=1020cmHPa=1bar=0.9869atm=100J/kg=1020cmH2 2O O1atm=1.0133bar=1033cmH1atm=1.0133bar=1033cmH2 2O=101.33J/kgO=101.33J/kg泌阳县中等职业学校农经组土壤水吸力土壤水吸力指土壤水受一定吸力的情况下所处的能态。它和土指土壤

9、水受一定吸力的情况下所处的能态。它和土水势数值相等，但符号相反。水势数值相等，但符号相反。它有两个特点：它有两个特点：（1 1）土壤水吸力只包括基质吸力和渗透吸力（相当于基质势和）土壤水吸力只包括基质吸力和渗透吸力（相当于基质势和渗透势），不包括其他分势。而且去掉正负号，取正值。渗透势），不包括其他分势。而且去掉正负号，取正值。（2 2）土壤水吸力在概念上虽不是指土壤对水的吸力，但在测定）土壤水吸力在概念上虽不是指土壤对水的吸力，但在测定上可以用土壤对水的吸力来表示土壤水吸力（用压力单位）上可以用土壤对水的吸力来表示土壤水吸力（用压力单位）如土壤水吸力为如土壤水吸力为1 1巴，我们对土壤施加大

10、于巴，我们对土壤施加大于1 1巴的吸力，水就会流巴的吸力，水就会流出来。出来。土壤水吸力应用简便，比较形象易懂。土壤水吸力应用简便，比较形象易懂。泌阳县中等职业学校农经组土壤水吸力的大小与土壤含水量有一定的关系，即土壤含水量越少土壤水吸力愈大，土壤含水量愈高土壤水吸力愈小。将土壤水的能量指标与数量指标作成关系曲线，为土壤水分特征曲线。利用土壤水分特征曲线可以说明土壤水不同含量时的能态及对植物的有效性，也可以说明不同质地土壤在相同含水量时的土壤水吸力不同，其中黏土最高，其次是壤土，砂土最低，当土壤水吸力相同时，则三种质地的含水量差异很大。泌阳县中等职业学校农经组 土壤对水的基质吸力是产生基质势的

11、原因。当水分流入干土并保持在土壤中时，这种吸力逐步得到满足，基质势亦随含水量的增加而增大，土壤脱水过程则相反，随含水量的减少，土壤基质势逐步下降。因此，在土壤水的保持与释放过程中，其含水量与水势有相应的关系。 若水势以土壤水吸力表示，则其与含水量的关系恰与基质势和含水量的关系相反；即吸力随含水量的增加而下降。 用土壤水吸力为纵坐标，以相应的含水量为横坐标绘成曲线来表示土壤水吸力与含水量关系的曲线，称为土壤水分特征曲线。 土壤水吸力和含水量的关系不是单值的，它因土壤的脱水过程和吸水过程而不同。 在同一吸力下，脱水过程的含水量总比吸水过程的含水量高，这种脱水曲线与吸水曲线不相重合的现象称为滞后现象

12、。 原因：一是因为土壤孔隙的几何特点造成的即土壤孔隙由大小孔隙连接而成，这种孔隙状况，在变干或变湿时其充水情况不一致，而使土壤含水量不同；二是因为：土壤吸水由干变湿过程中，大孔隙中的空气常形成气泡而被封闭在孔内，占据一定容积，也使一定吸力下的土壤含水量有所不同。 泌阳县中等职业学校农经组六、六、 土壤水分的运动土壤水分的运动（一）水分进入土壤的过程（一）水分进入土壤的过程1 1、渗透过程渗透过程水分进入土壤过程水分进入土壤过程。渗透过程分为两个紧密相连的。渗透过程分为两个紧密相连的阶段：阶段：渗吸阶段渗吸阶段，渗透过程的起始至水分逐渐饱和，水分进入土壤主要靠，渗透过程的起始至水分逐渐饱和，水分

13、进入土壤主要靠基质吸力；基质吸力；渗漏阶段渗漏阶段，渗透速率趋于稳定阶段，水分进入土壤靠重力作用向下，渗透速率趋于稳定阶段，水分进入土壤靠重力作用向下移动。移动。时间干土湿土渗透速率泌阳县中等职业学校农经组泌阳县中等职业学校农经组泌阳县中等职业学校农经组 土壤中水已成为连续整体的运动，此种水运动特点：水的流动主要是由重力势和压力势推动，基质势为零，水的流速决定于粗孔的孔径与数量，饱和流的导水率K为常数且砂土壤土粘土。饱和流动又分三种情况：(1)垂直向下的饱和流动；(2)水平方向的饱和流动；(3)垂直向上的饱和流动。指土壤中的孔隙在未被水全部充满时（不超过田间持水量时），土壤水在土壤中的运动。运

14、动特点：推动力主要是基质势梯度，也有重力的作用，水的流速很慢，非饱和导水率低于饱和导水率，非饱和导水率K是一个变化量，它随土壤水吸力和含水量的变化而变化，是土壤水吸力或土水势的函数。泌阳县中等职业学校农经组水汽扩散量水汽扩散量 水汽扩散系数水汽扩散系数即单位时间单位水汽压梯度下通过即单位时间单位水汽压梯度下通过单位面积的水汽量。单位面积的水汽量。水汽压梯度主要受水汽压梯度主要受土壤湿度土壤湿度、温度温度及及含盐量含盐量的影响。的影响。在土壤中，水汽是由暖处向冷处运动，夏天夜晚下层土温高，水汽由下层向上层在土壤中，水汽是由暖处向冷处运动，夏天夜晚下层土温高，水汽由下层向上层运动，水汽扩散到表层凝结，出现夜潮现象。秋冬土壤表层温度低，下层土温度运动，水汽扩散到表层凝结，出现夜潮现象。秋冬土壤表层温度低，下层土温度高，水汽也由下层向上层运动，水汽扩散到表层凝结并结冰，形成含水量较高的高，水汽也由下层向上层运动，水汽扩散到表层凝结并结冰，形成含水量较高的冻层。一年中由凝结补充水分约冻层。一年中由凝结补充水分约60-100mm60-100mm。1 1、特点：土壤中的汽态水是土壤空气主要组成成分之