土壤水的物理形態(tài)和能態(tài)（一）

1、土壤水的物理形態(tài)和能態(tài)（一） 土壤水是土壤的重要組成部分之一。因?yàn)樾纬赏寥榔拭娴耐翆觾?nèi)各種物質(zhì)的運(yùn)移，主要是以溶液形式舉行的，這些物質(zhì)伴同液態(tài)土壤水一起運(yùn)動，因此，土壤水在土壤形成過程中起著極其重要的作用。同時(shí)，土壤水在很大程度上參加了土壤內(nèi)舉行的許多物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程，如礦物質(zhì)風(fēng)化、有機(jī)化合物的合成和分解等。不僅如此，土壤水是作物吸水的最主要來源，它也是自然界水循環(huán)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，處于不斷地變幻和運(yùn)動中，勢必影響到作物的生長和土壤中許多化學(xué)、物理和生物學(xué)過程。 (一)土壤水的物理形態(tài) 水在土壤中受到各種力(如重力、土粒表面分子引力和毛管力等)的作用，因而表現(xiàn)出不同的物理狀態(tài)，這打算了土壤水分的保持

2、、運(yùn)動及對植物的有效性。在土壤學(xué)中，、普通根據(jù)存在狀態(tài)將土壤水劃分為：氣態(tài)水(存在于土壤空氣中的水汽)；固態(tài)水(化學(xué)結(jié)合水、土壤水凍結(jié)形成的冰)；液態(tài)水分為吸附水和自由水，吸附水又稱束縛水，包括吸濕水(緊束縛水)和膜狀水(松束縛水)，自由水包括毛管水(毛管懸著水和毛管升高水)、重力水和地下水。 (1)吸濕水 由干燥土粒的吸附力所吸附的氣態(tài)水而保持在土粒表面的水分稱為吸濕水。吸附力主要指上粒分子引力(土粒表面分子和水分子之間的吸引力)以及膠體表面電荷對水的極性引力。土粒分子引力產(chǎn)生的主要緣由是土粒表面的表面能，其吸附力可達(dá)上萬個(gè)大氣壓。極性引力是由于水分子是極性分子，土粒吸引水分子的一個(gè)極，另一

3、個(gè)被排斥的極本身又可作為固定其他水分子的點(diǎn)位。 上粒對吸濕水的吸持力很大，最內(nèi)層可達(dá)1.013 23109 pa，最外層約為3.140 8106 pa，因此不能移動。它的密度在1.22.4之間，平均達(dá)1.5，具固態(tài)水性質(zhì)，對溶質(zhì)無溶解力。因?yàn)橹参锔?xì)胞的滲透壓普通為1.013 251062.026 50106 pa(平均為1.519 88106 pa)，所以，吸濕水不能被作物根系汲取。 (2)膜狀水 把達(dá)到吸濕系數(shù)的土壤，再用液態(tài)水來繼續(xù)潮濕，土壤吸濕水層外可吸附液態(tài)水分子而形成水膜，這種由吸附力吸附在吸濕水層外面的液態(tài)水膜叫膜狀水。膜狀水的形成是因?yàn)橥亮１砻嫖剿肿有纬晌鼭袼畬右院?，尚有?/p>

4、余的吸附力，它不能再吸附動能較大的氣態(tài)水分子，只能吸附動能較小的液態(tài)水分子，在吸濕水層外面形成水膜。膜狀水所受吸力比吸濕水小，其吸力范圍為6.332 811053.141 08106 pa。 膜狀水的性質(zhì)和液態(tài)水相像，但黏滯性較高而溶解能力較小。它能移動，是以潮濕的方式從一個(gè)土粒水膜較厚處向另一個(gè)土粒水膜較薄處移動，但速度十分緩慢，普通為0.20.4 mm/h。 (3)毛管水 土壤中粗細(xì)不同的毛管孔隙連通一起形成復(fù)雜的毛管體系。毛管水是土壤自由水的一種，其產(chǎn)生主要是土壤中毛管力吸持的結(jié)果。毛管力的實(shí)質(zhì)是毛管內(nèi)氣水界面上產(chǎn)生的彎月面力。按照土層中地下水與毛管水相連與否，可分為毛管懸著水和毛管升高

5、水兩類。 在地下水較深的狀況下，降水或澆灌水等地面水進(jìn)入土壤，借助于毛管力保持在上層上壤的毛管孔隙中的水分，它與來自地下水升高的毛管水并不相連，好似懸掛在上層土壤中一樣，稱為毛管懸著水。毛管懸著水是山區(qū)、丘陵等地勢較高處植物汲取水分的主要來源。 借助于毛管力由地下水升高進(jìn)入土壤中的水稱為毛管升高水，從地下水面到毛管升高水所能到達(dá)的相對高度叫毛管水升高高度。毛管水升高的高度和速度與土壤孔隙的粗細(xì)有關(guān)，在一定的孔徑范圍內(nèi)，孔徑愈粗，升高的速度愈快，但升高高度低；反之，孔徑愈細(xì)，升高速度愈慢，升高高度則愈高。不過孔徑過細(xì)的土壤，則不但升高速度極慢，升高的高度也有限。砂土的孔徑粗，毛管升高水升高快，高

6、度低；無結(jié)構(gòu)的豁土，孔徑細(xì)，非活性孔多，升高速度慢，高度也有限；而壤土的升高速度較快，高度最高。 (4)重力水 當(dāng)土壤水分超過田間持水量時(shí)，多余的水分就受重力的作用沿土壤中的大孔隙向下移動，這種受重力安排的水叫重力水，其不受土壤吸附力和毛管力的作用。當(dāng)土壤被重力水所飽和，即土壤大小孔隙所有被水分彌漫時(shí)的土壤含水量稱為飽和持水量，或稱全蓄水量或最大持水量。 (5)地下水 土壤上層的重力水流至下層碰到不透水層，積聚起來形成地下水。它是重要的水利資源。當(dāng)土壤中重力水向下移動，碰到第一個(gè)不透水層并在其上較長久聚積起來的水分稱為潛水。它具有自由表面，在重力作用下能從高處向低處流淌。潛水面離地表面的深度稱為地下水位。潛水位過高能引起土壤沼澤化及鹽漬化，過深則引起土壤干旱。 上述各種水分類型，彼此疏遠(yuǎn)交叉聯(lián)結(jié)，很難嚴(yán)格劃分。在不同土壤中，其存在的形態(tài)也不盡相同。如粗砂上中毛管水只存在于砂粒與砂粒之間的觸點(diǎn)上，稱為觸點(diǎn)水，彼此呈孤立狀態(tài)，不能形成延續(xù)的毛管運(yùn)動，含水量較少。