土壤肥料學第四章.

1、土壤月巴料學教學內容第_節(jié) 土壤水在農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中重要性 第二節(jié) 土壤水的基礎知識第三節(jié) 土壤水分研究的形態(tài)學與能態(tài)學第四節(jié) 土壤水的運動規(guī)律第五節(jié) 土壤水狀況及水分平衡4. 1土壤水在農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中重要 性口我國水資源概況我國農業(yè)水資源狀況土壤水在農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用一 我國水資源概況我國水資源的基本特點:1. 水資源空間分布特點地區(qū)間水資源分布不均勻，水土組合極不平衡.如占國土面積69%的山地、丘陵區(qū)，水源工程建設難度大，缺水嚴重;2. 時間分布特征降雨集中，年際之間變化大,可利用水量少，早 澇災害頻繁;3. 水資源與耕地資源組合不協調口我國北方耕地多而水資源量小，南方地區(qū)耕地少而水資

2、源豐富.我國農業(yè)水資源缺乏且用量大，但利用率低,短缺與浪費是我國農業(yè)用水緊張的重要特征.4水質差、水污染嚴重；水分利用率低。我國水資源開發(fā)利用率已經很高,接近世界平均水資源開發(fā)利用率的三倍，很難進一步提高;資料我國農業(yè)水資源狀況我國人均占有水量是世界的1/4,毎公 頃占有水量為世界的3/4,約有一半以 上的旱地得不到灌溉，是世界13個最缺 水的國家之一。二土壤水在農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用1. 土壤水的含義土壤水二土壤溶液105C條件下能從土壤中分離出來的水。2. 重要性U 土壤水、地表水、地下水.大氣水.植 物水成為五水轉換系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié).4. 2土壤水的基礎知識土壤水分的表示方法測定技術（自

3、學）土壤摘情（了解）一土壤水分的表示方法1、質量含水量(水w %) (mass water content of soil)（土壤樣品水分重量水X100計算土壤含水疑時，以干土重為計算 基礎，這樣才矣皂反映土壤的水分狀況。p83|2、容積百分數（水v%） （volumetric water content of soil）容積百分數（水V%） 土壤所含水分的容積占土壤總容積的百分數水V%二水W% X 土壤容重根據水分的容積百分數可算出土壤中空氣含量 并進而算出土壤固、液.氣三相的比例。p833、土壤貯水呈土壞水貯量是指一定面積和厚度土壤中含水的絕對數量。 在土壤物理，農田水利學、水文學中經常要

4、用到，它主要 有兩種表達方式：1)水深(嘰)指在一定厚度(h)定面積土壤中所含的水量相當于相同面 積水層的厚度?？梢酝浦猦w與0、的關系如下：h、=Hv h= Hni pb h (mm)h“的方便之處在于與大氣降水、土壤蒸發(fā)量直接比較例4如某土層厚度為10cm,容積含水量為25%,求水深。Dw= (10X25%) =25(cm)=25(mm)11例： 容重為1. 2g/cm3的土壤，初始含水量為10%, 田間持水量為30%,降雨10mm,若全部入滲，可使多深土層達田間持水 量？解： 先將土壤含水量水W%換算為水V%初始含水量 水v%=10%x 1.2=12%田間持水量 水v%=30% x 1.

5、 2=36%因水mm水v% x 土層厚度土層厚度=水mm/水v%=10/ (0. 36-0. 12) -41. 7 (mm)y2)容積水即一定面積一定厚度土壤中所含水量的體超數在數量上，它可簡單由hw與所指定面積(如1畝、1公頃) 相乘求出，但要注意二者單位一致性。在灌排計算中常用到這一參數，以確定灌水量和排水量例：若都以lm土深計，每畝含水容量(以V方価表示) 與水深之間的換算關系可推知，如式所示：V方/畝=(2/3) hwl(whwi(M)單位：mmV方/公頃=(10) hwHK>l畝地土壤水貯量(方/畝)的計算公式為:L=J方/畝=水01!11 X 1/1000 X 10000/1

6、5=2/3水mm作用:與灌溉水景的表示方法一致，便于計算庫容和灌水就。例：一容重為lg/cm3的土壤，初始含水量為12%,田間 持水量為30%,要使30cm土層含水量達田間持水量的80%, 需灌水多少(方/畝)？解：田間持水量的80%為：30%X80%=24%30cm 土層含水達田間持水量80%時水 mm=(0.24-0.12)X1X 300=36(mm)2/3 X 36=24(方/畝)4. 土壤相對含水量（relative water content of soil） 土壤相對含水量實際含水量占該土壤田間持水量的百分數土壤相對含水二土壤含水量 土壤田間持水量X100 一般土壤相對含水量為60

7、% - 80%最適宜旱作物的生長.二.土壤含水量的測試技術-自學1 經典烘干法（標準方法）2. 快速烘干法3. 中子法4. 電阻法5. TDR法（時域反射儀法）返冋三.土壤墻情（了解）1. 墻情的種類汪水：土壤含水量在田間持水量以上.黑墻：土壤含水量為田間持水量75%以上.黃墻：土壤含水量為田間持水量的50475%.潮干土： 土壤含水量在田間持水量的50%以下。干土: 土壤含水量在萎蔦系數以下.p832. 墻情的判斷 墻情在空間上的層次性：© 表墻；0-2 0cm© 底墻；2 0-5 Ocm© 深墻 50-100cm 墻情在時間上的季節(jié)性：與氣候的季節(jié)性以及作物的

8、生長發(fā)育季節(jié)密 切相關。194. 3土壤水分研究的形態(tài)學與能態(tài)學土壤水分的保持土壤水分類型及特征 匚土壤水分的能量概念土壤水分的有效性一土壤水分研究的形態(tài)學特征與性質（一）土壤水分的保持吸附力：毛管力：毛管內水汽界面產生的彎月面力.#（二）土壤水分類型及性質土壤水的益2、牘狀水（松束縛水）3. 毛管水-:耍p88土嗪水今類燮魚力水1.吸濕水(soil hygroscopic water)通常在105 - 110C條件下烘干除去 性質：近似固態(tài)水，是無效水 口毆系數:土壤吸濕水的最大量。n風干土 無烘干土p89<24-1帚伽H51H02H0M180-220駅題斛 g 如>1S M M

9、8&-I0I)-trn ' at m 11. - mliiiwHlMM 9H24 W25p902.膜狀水(soil film water)LI性質：溶解力差，移動緩 慢，部分有效。萎蔦系數二吸濕系數x 1.34-1.5植物因干旱缺水而發(fā)生永 久萎蔦時的土壌含水率。一 反映土壤有效水的下限。#膜狀水示意圖27是土中最有效的水分3、毛管水(soil capillary vJNt);性質：溶解力強， 能向上下左右移動, 速度快(10- 300mm/n).p9O根據是否與地下水相連分: 毛管上升水： 毛管懸著水p91毛管上升水:地下水沿著毛管上升而保持水.毛管水上升與質 地密切相關。壤

10、土 粘土 沙土地下水位水沿著毛管上升毛管作用力范圍：0.1-lmm有明顯的毛管作用0.05-0.1mm毛管作用較強0.050.005mm毛管作用最強(O.(M)lmm毛管作用消失毛管懸著水降水或灌水進 入土壤借助毛管 力保持的水.capacity)(=吸濕系數x2. 5毛管懸著水田間持水量:(field water holding毛管懸著水的最大量。通常作為灌 溉水量定額的最高指標。即粘土壤土砂土主要受質地、有機質含量.結構.松緊 狀況等的影響。不同質地，土壤田間持水量有很大不同4、重力水(soil gravitational water)飽和持水量土壤孔隙全部充滿水時的 含水量.吸濕水、膜狀

11、水、毛管水. 重力水都存于土孔隙中，彼 此相互聯系，相互轉化。P92二、土壤水分的能量概念#水流向何方？37(*一b ) 土水勢(soil water potential)負值1.概念土壤水與純自由水的勢能值之差.常用（T ）來表示。規(guī)定純自由水的勢能為零.隨含水量增加，土水勢增加。移動方向：土水勢高處_-低處運動.3?2. 土水勢的各分勢（了解）土水勢屮二屮m+屮s+屮g+屮p 基質勢（v?m o）：毛管引力+吸附力引起 溶質勢（巫s）°： 溶質對水的吸附所產生. 重力勢（fg）:重力作用產生的水勢. 壓力勢（屮P） 0： 土中水層產生的靜水壓P93-9439土壤中的水勢主要由重力

12、勢、基質勢、滲透勢、壓力勢構成?；|勢（屮m）是土壤固相物質影響的量度，它包括了全部 通過固相物質對水所產生的作用力，如毛管力、表面分 子吸引力等對水所產生的一切作用?；|勢是負值，當土壤飽和時最大=0土壤含水量越高，基質勢也越高39滲透勢（屮s）Mr滲透勢是由土壤中可溶性鹽所 引起的勢，它在鹽漬土中常具 有較大的意義.相當于從土壤 溶液中，透過半透膜抽吸單位 數量的水所做的功.滲透勢是負值。土壤溶質濃度 越髙，滲透勢越低。滲透勢只有當存在半透膜時才 對水分運動起作用。壓力勢（屮P）是指在土壤水飽和的情況下，由于受壓力 而產生的土壤水勢的變化。壓力勢是正值。只有當土壤水分飽和時才有壓力勢, 在

13、不飽和土壤中壓力勢為0。飽和土層越深，壓力勢越 高。重力勢（屮g ） , 土壤水一直是處在地球重力場的影響 之下的，重力勢相當于使一定數量的水，由一個相應的 水位抬髙到一定高度所做的功。任何時候重力勢都存在。高于參比面時為正，反之 為負，參比面處重力勢為0。土壤水能態(tài)土壤總水勢土壤水勢是以上各分勢之和，又稱總水勢（et）屮I = 屮m +屮p +屮s土壤水飽和狀態(tài)下屮I =屮p+屮g土壤水不飽和情況下屮I = ipni +屮g#(二)土壤水吸力(soil water suction)口土壤水吸力：是指土壤水承受一定吸力的 情況所處的能態(tài)?？跀盗可吓c土水勢相等，符號相反。水吸力=基膜勢+溶質勢（

14、三）能量單位及表示方法 土水勢的標準單位：帕（Pa）,常用百帕 （hPa）,兆帕（MPa=l（）6Pa） =10bar土水勢或水吸力的表示方法，以使用水柱高度 的厘米數來表示最簡便，最易理解?？?pF：水柱高度厘米數的對數 1大氣壓（atm ） =1033cm Q pF3. 0 « lbar=1000mbarlatm« 1 bar » 105 Pa =760nnnHg=1000cm水柱土水勢的測定方法（自學）張力計法，壓力膜法，冰點下降法，水氣壓法1. 張力計法 （負壓計或濕度計）, 測定 水不飽和土壤的基質勢。2壓力膜法： 根據土壤在不同壓力下杲E水白勺原理 泡J定，可次u水吸力l20ba。p95其空祓謹接管水多孔毛瓷杯1,張力計法（負壓 計或濕度計），測 定水不飽牙口土壤的 基質勢。深度適用范圍800/850 hPa 以下的土壞水吸力。p95圖5-6張力計結構示意圖賢四）土壤水分特征曲線(soil water characteristic curve)概念指土壤水 吸力與土壤含水量 的關系曲線。£o-/rf*tnr="AlKtt/t圖23幾種不壤的*分橋墮曲線土壤水吸力6影響因素質地結構溫度滯后現鼠0 10 20 30 40 50 60 70土壤含水量