任務(wù)四認(rèn)識(shí)土壤水分

1、任務(wù)四任務(wù)四 認(rèn)識(shí)土認(rèn)識(shí)土壤水分壤水分 泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組授課人：張咪咪一、土壤水分的類(lèi)型和性質(zhì)一、土壤水分的類(lèi)型和性質(zhì) 1、吸濕水（緊束縛水）：由于固體土粒表面分子引力和靜電引力對(duì)空氣中的水汽分子產(chǎn)生的吸附力而緊密保持的水分稱(chēng)吸濕水，通常只有23個(gè)水分子層。 定向排列，而且排列緊密，水分不能自由移動(dòng)，也沒(méi)有溶解能力，屬于無(wú)效水。土壤吸濕水含量的高低主要取決于土粒的比表面積和大氣相對(duì)濕度。土壤的吸濕水含量達(dá)到最大值時(shí)的土壤含水量稱(chēng)為最大吸濕量。 2、膜狀水（松束縛水）：吸濕水達(dá)到最大量時(shí)，土粒殘余的吸附力所保持的水分稱(chēng)膜狀水。 膜狀水厚度可達(dá)到幾十個(gè)水分子層厚度，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縛，移動(dòng)緩慢，仍然不能滿(mǎn)足植物的需要。 膜狀水達(dá)到最大量時(shí)的土壤含水量稱(chēng)為最大分子持水量。它包括吸濕水和膜狀水。 泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組3 3、毛管水：、毛管水：當(dāng)土壤水分含量達(dá)到最大分子持水量時(shí)土壤水分就不再受土粒吸附力的束縛，成為可以移動(dòng)的自由水，這時(shí)靠土壤毛管孔隙的毛管引力而保持的水分稱(chēng)為毛管水。毛管水可分為：毛管懸著水達(dá)到最大量時(shí)的土壤含水量稱(chēng)田間持水量。 b b、：毛管懸著水、：毛管懸著水：在地下水位很深的地區(qū)，降雨或灌水之后，由于毛管引力而保持在土壤上層中的水分，稱(chēng)為毛管懸著水。它與地下水位沒(méi)有關(guān)系，好象懸浮在土層中一樣，它是植物水分的重要來(lái)源，對(duì)植物

3、的生長(zhǎng)意義重大。a a、毛管上升水：、毛管上升水：地下水隨毛管上升而保持在土壤中的水分稱(chēng)毛管上升水，毛管上升水與地下水位有密切的關(guān)系，它的有效性取決地下水位。 毛管上升水達(dá)到最大量時(shí)土壤含水量稱(chēng)土壤毛管持水量。泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組4 4、重力水：、重力水：土壤含水量超過(guò)田間持水量時(shí)，多余的水分受到重力的作用而向下滲透，這種水分稱(chēng)重力水。 對(duì)于旱地土壤來(lái)說(shuō)重力水，只是暫時(shí)停留在根系分布土層，不能被植被持續(xù)利用，而且重力水的存在會(huì)與土壤空氣發(fā)生尖銳的矛盾，往往成為多余水或有害水，對(duì)于水稻來(lái)講重力水的存在則是必需的。 重力水達(dá)到飽和時(shí)，土壤所有的孔隙都充滿(mǎn)水分，這時(shí)的土壤含水量稱(chēng)為飽和持水量或全

4、持水量。泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組二：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夠被植物吸收利用的難易程度，不能被植物吸收利用的稱(chēng)無(wú)效水，能被植物吸收利用的稱(chēng)為有效水。 土壤有效水分的下限：萎蔫系數(shù)萎蔫系數(shù)：植物根系因?yàn)闊o(wú)法吸水而產(chǎn)生永久萎蔫時(shí)的土壤含水量。通常是把土壤水吸力達(dá)到把土壤水吸力達(dá)到1.5Mpa1.5Mpa時(shí)的土壤含水量當(dāng)作萎蔫系數(shù)。時(shí)的土壤含水量當(dāng)作萎蔫系數(shù)。旱地土壤有效水分的上限：田間持水量旱地土壤有效水分得最大量= =田間持水量田間持水量萎蔫系數(shù)萎蔫系數(shù) 吸濕水 土壤顆粒 土壤水吸 力 膜狀水 毛管懸著 水 重力水 最大吸濕量 最大分子持水量 田間持水

5、量 飽和持水量 3.1Mpa 0.625Mpa 0.1Mpa 0Mpa 萎蔫系數(shù) 1.5Mpa 有有 效效水水 分分 泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組三、土壤含水量的表示方法三、土壤含水量的表示方法 1 1、質(zhì)量含水量、質(zhì)量含水量：土壤中保持的水分質(zhì)量占干土質(zhì)量的分?jǐn)?shù)，單位g/。 ）干土質(zhì)量（）干土質(zhì)量（）濕土質(zhì)量（ggg 土壤質(zhì)量含水量rw= 1000 干土質(zhì)量是指在105下烘至恒重時(shí)的土壤質(zhì)量。 2 2、容積含水量：、容積含水量：土壤水分容積與土壤容積之比，用Q來(lái)表示，單位 3/3 Q =土壤容積土壤水分容積容積百分率Q%= 土壤容積土壤水分容積100% 泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組容重：容重：?jiǎn)挝蝗?/p>

6、積土壤（包括粒間孔隙的原狀土）的質(zhì)量（干重）g/cm3 d= 土土VmQ= 土VVOH2dmVOH土2土mmOH21000wrd = = d = Q=rwd1000=質(zhì)量含水量容重1000Q%=rwd1000100%=質(zhì)量含水量容重1000100% 泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組3 3相對(duì)含水量：相對(duì)含水量：土壤含水量占田間持水量的百分率。 相對(duì)含水量= %100田間持水量土壤含水量4 4、水層厚度、水層厚度D DW W：指一定厚度（h），一定面積(s)的土壤中的含水量相當(dāng)于多少面積相同的水層厚度。單位：10002hdrhQDhSDSVVQwWWOH土hssDw泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組泌陽(yáng)縣中等職業(yè)

7、學(xué)校農(nóng)經(jīng)組土水勢(shì)實(shí)際上是作用于土壤水分的各種力的總和而產(chǎn)生，所以它可分為以下幾個(gè)分勢(shì)。（1 1）基質(zhì)勢(shì)（）基質(zhì)勢(shì)（m m）：由土壤固體（基質(zhì)）對(duì)土壤水分的吸引而使水分自由能降低，這種勢(shì)能叫基質(zhì)勢(shì)。主要是由吸附力和彎月面力所引起，為負(fù)值。土壤水分含量越少，土壤水受到的這種約束力越大，基質(zhì)勢(shì)越低。反之，土壤水分含量越多，土壤水受到的這種約束力越小，基質(zhì)勢(shì)越高。當(dāng)土壤水分完全飽和時(shí)，基質(zhì)勢(shì)等于零。（2 2）溶質(zhì)勢(shì)（）溶質(zhì)勢(shì)（s s）：土壤水中的溶質(zhì)（鹽分），對(duì)水分子有吸持作用，使水分自由能降低，稱(chēng)為溶質(zhì)勢(shì)。為負(fù)值。泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組土水勢(shì)的單位是

8、指單位數(shù)量土壤水的水勢(shì)（勢(shì)能）。土水勢(shì)的單位是指單位數(shù)量土壤水的水勢(shì)（勢(shì)能）。單位數(shù)量可以指單位質(zhì)量、單位容積、單位重量的水分。單位數(shù)量可以指單位質(zhì)量、單位容積、單位重量的水分。三者換算關(guān)系：三者換算關(guān)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泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組土壤水吸力土壤水吸力指土壤水受一定吸力的情況下所處的能態(tài)。它和土指土壤

9、水受一定吸力的情況下所處的能態(tài)。它和土水勢(shì)數(shù)值相等，但符號(hào)相反。水勢(shì)數(shù)值相等，但符號(hào)相反。它有兩個(gè)特點(diǎn)：它有兩個(gè)特點(diǎn)：（1 1）土壤水吸力只包括基質(zhì)吸力和滲透吸力（相當(dāng)于基質(zhì)勢(shì)和）土壤水吸力只包括基質(zhì)吸力和滲透吸力（相當(dāng)于基質(zhì)勢(shì)和滲透勢(shì)），不包括其他分勢(shì)。而且去掉正負(fù)號(hào)，取正值。滲透勢(shì)），不包括其他分勢(shì)。而且去掉正負(fù)號(hào)，取正值。（2 2）土壤水吸力在概念上雖不是指土壤對(duì)水的吸力，但在測(cè)定）土壤水吸力在概念上雖不是指土壤對(duì)水的吸力，但在測(cè)定上可以用土壤對(duì)水的吸力來(lái)表示土壤水吸力（用壓力單位）上可以用土壤對(duì)水的吸力來(lái)表示土壤水吸力（用壓力單位）如土壤水吸力為如土壤水吸力為1 1巴，我們對(duì)土壤施加大

10、于巴，我們對(duì)土壤施加大于1 1巴的吸力，水就會(huì)流巴的吸力，水就會(huì)流出來(lái)。出來(lái)。土壤水吸力應(yīng)用簡(jiǎn)便，比較形象易懂。土壤水吸力應(yīng)用簡(jiǎn)便，比較形象易懂。泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組土壤水吸力的大小與土壤含水量有一定的關(guān)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。將土壤水的能量指標(biāo)與數(shù)量指標(biāo)作成關(guān)系曲線(xiàn)，為土壤水分特征曲線(xiàn)。利用土壤水分特征曲線(xiàn)可以說(shuō)明土壤水不同含量時(shí)的能態(tài)及對(duì)植物的有效性，也可以說(shuō)明不同質(zhì)地土壤在相同含水量時(shí)的土壤水吸力不同，其中黏土最高，其次是壤土，砂土最低，當(dāng)土壤水吸力相同時(shí)，則三種質(zhì)地的含水量差異很大。泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組 土壤對(duì)水的基質(zhì)吸力是產(chǎn)生基質(zhì)勢(shì)的

11、原因。當(dāng)水分流入干土并保持在土壤中時(shí)，這種吸力逐步得到滿(mǎn)足，基質(zhì)勢(shì)亦隨含水量的增加而增大，土壤脫水過(guò)程則相反，隨含水量的減少，土壤基質(zhì)勢(shì)逐步下降。因此，在土壤水的保持與釋放過(guò)程中，其含水量與水勢(shì)有相應(yīng)的關(guān)系。 若水勢(shì)以土壤水吸力表示，則其與含水量的關(guān)系恰與基質(zhì)勢(shì)和含水量的關(guān)系相反；即吸力隨含水量的增加而下降。 用土壤水吸力為縱坐標(biāo)，以相應(yīng)的含水量為橫坐標(biāo)繪成曲線(xiàn)來(lái)表示土壤水吸力與含水量關(guān)系的曲線(xiàn)，稱(chēng)為土壤水分特征曲線(xiàn)。 土壤水吸力和含水量的關(guān)系不是單值的，它因土壤的脫水過(guò)程和吸水過(guò)程而不同。 在同一吸力下，脫水過(guò)程的含水量總比吸水過(guò)程的含水量高，這種脫水曲線(xiàn)與吸水曲線(xiàn)不相重合的現(xiàn)象稱(chēng)為滯后現(xiàn)象

12、。 原因：一是因?yàn)橥寥揽紫兜膸缀翁攸c(diǎn)造成的即土壤孔隙由大小孔隙連接而成，這種孔隙狀況，在變干或變濕時(shí)其充水情況不一致，而使土壤含水量不同；二是因?yàn)椋和寥牢筛勺儩襁^(guò)程中，大孔隙中的空氣常形成氣泡而被封閉在孔內(nèi)，占據(jù)一定容積，也使一定吸力下的土壤含水量有所不同。 泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組六、六、 土壤水分的運(yùn)動(dòng)土壤水分的運(yùn)動(dòng)（一）水分進(jìn)入土壤的過(guò)程（一）水分進(jìn)入土壤的過(guò)程1 1、滲透過(guò)程滲透過(guò)程水分進(jìn)入土壤過(guò)程水分進(jìn)入土壤過(guò)程。滲透過(guò)程分為兩個(gè)緊密相連的。滲透過(guò)程分為兩個(gè)緊密相連的階段：階段：滲吸階段滲吸階段，滲透過(guò)程的起始至水分逐漸飽和，水分進(jìn)入土壤主要靠，滲透過(guò)程的起始至水分逐漸飽和，水分

13、進(jìn)入土壤主要靠基質(zhì)吸力；基質(zhì)吸力；滲漏階段滲漏階段，滲透速率趨于穩(wěn)定階段，水分進(jìn)入土壤靠重力作用向下，滲透速率趨于穩(wěn)定階段，水分進(jìn)入土壤靠重力作用向下移動(dòng)。移動(dòng)。時(shí)間干土濕土滲透速率泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組 土壤中水已成為連續(xù)整體的運(yùn)動(dòng)，此種水運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：水的流動(dòng)主要是由重力勢(shì)和壓力勢(shì)推動(dòng)，基質(zhì)勢(shì)為零，水的流速?zèng)Q定于粗孔的孔徑與數(shù)量，飽和流的導(dǎo)水率K為常數(shù)且砂土壤土粘土。飽和流動(dòng)又分三種情況：(1)垂直向下的飽和流動(dòng)；(2)水平方向的飽和流動(dòng)；(3)垂直向上的飽和流動(dòng)。指土壤中的孔隙在未被水全部充滿(mǎn)時(shí)（不超過(guò)田間持水量時(shí)），土壤水在土壤中的運(yùn)動(dòng)。運(yùn)

14、動(dòng)特點(diǎn)：推動(dòng)力主要是基質(zhì)勢(shì)梯度，也有重力的作用，水的流速很慢，非飽和導(dǎo)水率低于飽和導(dǎo)水率，非飽和導(dǎo)水率K是一個(gè)變化量，它隨土壤水吸力和含水量的變化而變化，是土壤水吸力或土水勢(shì)的函數(shù)。泌陽(yáng)縣中等職業(yè)學(xué)校農(nóng)經(jīng)組水汽擴(kuò)散量水汽擴(kuò)散量 水汽擴(kuò)散系數(shù)水汽擴(kuò)散系數(shù)即單位時(shí)間單位水汽壓梯度下通過(guò)即單位時(shí)間單位水汽壓梯度下通過(guò)單位面積的水汽量。單位面積的水汽量。水汽壓梯度主要受水汽壓梯度主要受土壤濕度土壤濕度、溫度溫度及及含鹽量含鹽量的影響。的影響。在土壤中，水汽是由暖處向冷處運(yùn)動(dòng)，夏天夜晚下層土溫高，水汽由下層向上層在土壤中，水汽是由暖處向冷處運(yùn)動(dòng)，夏天夜晚下層土溫高，水汽由下層向上層運(yùn)動(dòng)，水汽擴(kuò)散到表層凝結(jié)，出現(xiàn)夜潮現(xiàn)象。秋冬土壤表層溫度低，下層土溫度運(yùn)動(dòng)，水汽擴(kuò)散到表層凝結(jié)，出現(xiàn)夜潮現(xiàn)象。秋冬土壤表層溫度低，下層土溫度高，水汽也由下層向上層運(yùn)動(dòng)，水汽擴(kuò)散到表層凝結(jié)并結(jié)冰，形成含水量較高的高，水汽也由下層向上層運(yùn)動(dòng)，水汽擴(kuò)散到表層凝結(jié)并結(jié)冰，形成含水量較高的凍層。一年中由凝結(jié)補(bǔ)充水分約凍層。一年中由凝結(jié)補(bǔ)充水分約60-100mm60-100mm。1 1、特點(diǎn)：土壤中的汽態(tài)水是土壤空氣主要組成成分之