任務一土壤的水

1、項目五項目五 土壤土壤的水、氣、熱的水、氣、熱任務一任務一 土壤水分土壤水分土壤水是土壤的重要組成部分土壤水是土壤的重要組成部分土壤礦物土壤有機物土壤水土壤空氣土壤水的土壤肥力的四大因素之一土壤水的土壤肥力的四大因素之一水氣熱肥土壤水是土壤中最活躍的因素被植物吸收被植物吸收溶解礦質(zhì)養(yǎng)分溶解礦質(zhì)養(yǎng)分參與土壤有機質(zhì)礦質(zhì)化與腐殖化參與土壤有機質(zhì)礦質(zhì)化與腐殖化影響土壤的物理、化學和生物性質(zhì)影響土壤的物理、化學和生物性質(zhì)土壤水分的來源土壤水分的來源 地下水上升和大氣中水汽的凝結(jié)也是土壤水分地下水上升和大氣中水汽的凝結(jié)也是土壤水分的來源。的來源。土壤水指的是什么土壤水指的是什么任務一任務一 土壤水分土壤水

2、分 一、土壤水分的類型和性質(zhì)一、土壤水分的類型和性質(zhì)（一）土壤水分的類型（一）土壤水分的類型 土壤中的水并不是純水，而是溶解有一定濃度無機、有土壤中的水并不是純水，而是溶解有一定濃度無機、有機離子和分子的稀薄溶液，也稱為機離子和分子的稀薄溶液，也稱為土壤溶液土壤溶液。 土壤水不僅存在于土壤孔隙中，而且在有機物和礦物的土壤水不僅存在于土壤孔隙中，而且在有機物和礦物的分子結(jié)構(gòu)中也有水、這部分水稱為分子結(jié)構(gòu)中也有水、這部分水稱為結(jié)構(gòu)水結(jié)構(gòu)水。土壤水一般不包。土壤水一般不包括結(jié)構(gòu)水，括結(jié)構(gòu)水，僅指在僅指在105110下能從土壤中驅(qū)逐出來的水分下能從土壤中驅(qū)逐出來的水分。土壤水土壤水固態(tài)水：固態(tài)水：冰，

3、冬季寒冷的中高緯度地區(qū)冰，冬季寒冷的中高緯度地區(qū)氣態(tài)水：氣態(tài)水：易凝結(jié)為液態(tài)水易凝結(jié)為液態(tài)水束縛水束縛水自由水自由水化學束縛水化學束縛水物理束縛水物理束縛水毛管水毛管水重力水重力水毛管上升水毛管上升水毛管懸著水毛管懸著水膜狀水膜狀水吸濕水吸濕水結(jié)晶水結(jié)晶水化合水化合水2022-5-3 1.1.吸濕水吸濕水 是指土壤顆粒借表面分子引力牢是指土壤顆粒借表面分子引力牢固的吸附一層或數(shù)層水分子，這部分水稱為固的吸附一層或數(shù)層水分子，這部分水稱為吸濕水吸濕水，又稱又稱緊束縛水緊束縛水，其含量稱為，其含量稱為土壤吸濕量土壤吸濕量，屬于，屬于無效無效水水。當大氣相對濕度達到。當大氣相對濕度達到100%100

4、%時，吸濕量達到最大時，吸濕量達到最大值，稱為值，稱為最大吸濕量最大吸濕量或或吸濕系數(shù)吸濕系數(shù)。任務一任務一 土壤水分土壤水分吸濕水：吸濕水：作用力：作用力：土粒表面的引力（范德華力、氫鍵、庫侖力），土粒表面的引力（范德華力、氫鍵、庫侖力），強力強力特點：特點：密度大；冰點低；不能自由移動；無效水密度大；冰點低；不能自由移動；無效水水吸力：水吸力：3.1MPa影響因素：影響因素： 土壤空氣濕度：濕度土壤空氣濕度：濕度增大增大，吸濕水，吸濕水增多增多； 土壤質(zhì)地：質(zhì)由砂變粘，吸濕水土壤質(zhì)地：質(zhì)由砂變粘，吸濕水增多增多； 土壤有機質(zhì)含量：有機質(zhì)含量土壤有機質(zhì)含量：有機質(zhì)含量增多增多，吸濕水，吸濕水

5、增多增多； 土壤含鹽量：含鹽量土壤含鹽量：含鹽量增大增大，吸濕水，吸濕水增多增多。 2. 2.膜狀水膜狀水 當土壤顆粒吸附空氣中的水分當土壤顆粒吸附空氣中的水分達到飽和即達到最大吸濕量時，土壤顆粒仍然可達到飽和即達到最大吸濕量時，土壤顆粒仍然可以吸附水分，并形成一層水膜，這種水稱為以吸附水分，并形成一層水膜，這種水稱為膜狀膜狀水水，又稱，又稱松束縛水松束縛水。膜狀水達到最大數(shù)量時的土。膜狀水達到最大數(shù)量時的土壤含水量稱為壤含水量稱為最大分子持水量最大分子持水量。任務一任務一 土壤水分土壤水分膜狀水：膜狀水：作用力：作用力：土粒表面較弱的分子引力（范德華力）土粒表面較弱的分子引力（范德華力）、水

6、分子內(nèi)聚力，交換性陽離子的水化作用、水分子內(nèi)聚力，交換性陽離子的水化作用特點：特點：密度較大；冰點較低；移動緩慢；密度較大；冰點較低；移動緩慢；部分有部分有效水效水水吸力：水吸力：3.10.63MPa2022-5-3 3.3.毛管水毛管水 土壤中存在大量的毛管孔隙，土壤中存在大量的毛管孔隙，毛管孔隙中的水分就是毛管孔隙中的水分就是毛管水毛管水。根據(jù)地下水。根據(jù)地下水與毛管水是否連接，可將毛管水分為與毛管水是否連接，可將毛管水分為毛管懸毛管懸著水著水和和毛管上升水毛管上升水兩種。兩種。任務一任務一 土壤水分土壤水分毛管水：毛管水：作用力：作用力：土壤毛管孔隙的毛管力土壤毛管孔隙的毛管力特點：特點

7、：自由水（保存、運動、溶解養(yǎng)分）自由水（保存、運動、溶解養(yǎng)分）；有效水有效水水吸力：水吸力：0.630.008MPa毛管懸著水毛管懸著水: : 是指沒有與地下水連通時，保持在土壤毛管是指沒有與地下水連通時，保持在土壤毛管孔隙中的水分，其最大值稱為孔隙中的水分，其最大值稱為田間持水量田間持水量，通常，通常作為作為灌溉水量定額的最高指標灌溉水量定額的最高指標。毛管上升水毛管上升水: : 是指由于地下水借毛管引力的作用，從下向是指由于地下水借毛管引力的作用，從下向上移動，并保持在毛管中的水分，其最大值稱為上移動，并保持在毛管中的水分，其最大值稱為毛管持水量毛管持水量。 4.4.重力水重力水 指土壤中

8、只受重力作用沿著大孔隙向指土壤中只受重力作用沿著大孔隙向下運動的那部分水分。只有當土壤水分含量高過土下運動的那部分水分。只有當土壤水分含量高過土壤田間持水量時才能出現(xiàn)重力水。壤田間持水量時才能出現(xiàn)重力水。 5. 5.地下水地下水 當重力水下滲過程中遇到不透水層時，當重力水下滲過程中遇到不透水層時，就會在該層上面聚積形成地下水。就會在該層上面聚積形成地下水。任務一任務一 土壤水分土壤水分2022-5-3（二）土壤水吸力（二）土壤水吸力 土壤水吸力：是指土壤水在承受一定吸力的情況土壤水吸力：是指土壤水在承受一定吸力的情況下所處的能態(tài)，簡稱吸力，但并不是指土壤對水的吸下所處的能態(tài)，簡稱吸力，但并不是

9、指土壤對水的吸力。力。單位是單位是kPa。 只有當植物根系吸收水分的能力大于土壤水吸力只有當植物根系吸收水分的能力大于土壤水吸力時，土壤所保持的水分對作物才有效。時，土壤所保持的水分對作物才有效。任務一任務一 土壤水分土壤水分2022-5-3 影響土壤水吸力大小的因素：影響土壤水吸力大小的因素： 1）土壤顆粒的吸附力和毛管吸附力，也稱）土壤顆粒的吸附力和毛管吸附力，也稱基質(zhì)勢基質(zhì)勢； 2）由鹽分等溶解在土壤水溶液中引起的）由鹽分等溶解在土壤水溶液中引起的滲透勢滲透勢； 3）由于重力作用引起的）由于重力作用引起的重力勢重力勢； 4）壓力勢壓力勢、氣壓勢氣壓勢、靜水壓勢靜水壓勢和和荷載壓勢荷載壓勢

10、等。等。 任務一任務一 土壤水分土壤水分土水勢：土水勢：指的是將指的是將單位數(shù)量土壤水單位數(shù)量土壤水從一個平衡系統(tǒng)中移到從一個平衡系統(tǒng)中移到與其溫度相同與其溫度相同的處于參照狀態(tài)下的的處于參照狀態(tài)下的純自由水池純自由水池時時所做的所做的功功。參照狀態(tài)：純自由水，其水勢定義為參照狀態(tài)：純自由水，其水勢定義為0。由于受各種力的作用，土壤水的移動性較自由水由于受各種力的作用，土壤水的移動性較自由水為小，所以其水勢一般小于為小，所以其水勢一般小于0。土土水水做做 功功土水勢的分勢土水勢的分勢土土 水水 勢勢基基 質(zhì)質(zhì) 勢勢壓壓 力力 勢勢重重 力力 勢勢溶質(zhì)勢溶質(zhì)勢/滲透勢滲透勢土水系統(tǒng)中由于土壤固體

11、特性所引起的一種勢土水系統(tǒng)中由于土壤固體特性所引起的一種勢值。值。作用力：作用力：土壤顆粒表面的分子引力、靜電引力土壤顆粒表面的分子引力、靜電引力；土壤毛管孔隙的毛管力；土壤毛管孔隙的毛管力作用結(jié)果：作用結(jié)果：負的能勢負的能勢影響因素：影響因素：土壤吸附力和土壤孔性土壤吸附力和土壤孔性 非飽和水土壤：基質(zhì)勢小于非飽和水土壤：基質(zhì)勢小于0 飽和水土壤：基質(zhì)勢為飽和水土壤：基質(zhì)勢為0A.基質(zhì)勢基質(zhì)勢土壤水受重力土壤水受重力作用所引起的作用所引起的一種勢值，與一種勢值，與土壤本身的性土壤本身的性質(zhì)有關(guān)。質(zhì)有關(guān)。B.重力勢重力勢C.壓力勢壓力勢D.滲透勢滲透勢土水系統(tǒng)中的土水系統(tǒng)中的壓力超過參照壓力超

12、過參照狀態(tài)下的壓力狀態(tài)下的壓力而引起的勢值而引起的勢值。由土壤水中溶由土壤水中溶解的溶質(zhì)而引解的溶質(zhì)而引起的勢值。起的勢值。壓力勢和重力勢為正值，基質(zhì)勢和滲透勢為負值。前二者一般很小，壓力勢和重力勢為正值，基質(zhì)勢和滲透勢為負值。前二者一般很小，所以土水勢通常為負值。所以土水勢通常為負值。土壤水分移動方向土壤水分移動方向水分含量：高水分含量：高 低（同一土壤）低（同一土壤）土水勢：高土水勢：高 低低土壤水吸力：低土壤水吸力：低 高高砂土砂土黏土黏土水分移動方向：砂土向黏土水分移動方向：砂土向黏土土壤水分特征曲線：土壤水分特征曲線： 將土壤水分含量與土壤水吸力作圖，所得到的將土壤水分含量與土壤水吸

13、力作圖，所得到的曲線就是土壤水分特征曲線，每種土壤都有其自己曲線就是土壤水分特征曲線，每種土壤都有其自己的水分特征曲線。的水分特征曲線。BAA：土壤由濕變干時，水分滯留在大孔隙中，使土壤含水量提高：土壤由濕變干時，水分滯留在大孔隙中，使土壤含水量提高B：土壤由干變濕時，由于空氣占據(jù)大孔隙，水分難以進入，土壤含：土壤由干變濕時，由于空氣占據(jù)大孔隙，水分難以進入，土壤含水量降低。水量降低。2022-5-3 （三）土壤水分含量的測定和表示方法（三）土壤水分含量的測定和表示方法 自然條件下土壤保持的水分稱為自然條件下土壤保持的水分稱為土壤含水量土壤含水量，俗稱，俗稱墑墑。 土壤水分含量的測定方法：土壤

14、水分含量的測定方法： 土壤水分含量的測定方法主要有：土壤水分含量的測定方法主要有：酒精燃燒法酒精燃燒法、烘干法烘干法、中子儀法中子儀法等，其中等，其中烘干法烘干法是常用方法，是常用方法，酒精燒燒法酒精燒燒法可作為野可作為野外土壤含水量快速測定的一種方法。外土壤含水量快速測定的一種方法。 任務一任務一 土壤水分土壤水分2022-5-32022-5-3土壤含水量的表示方法：土壤含水量的表示方法： 1.1.質(zhì)量含水量質(zhì)量含水量 指每千克烘干土壤的水分含量。指每千克烘干土壤的水分含量。 土壤質(zhì)量含水量土壤質(zhì)量含水量= =土壤水質(zhì)量土壤水質(zhì)量/ /烘干土質(zhì)量烘干土質(zhì)量2.2.容積含水量容積含水量 指每立

15、方厘米土壤中水分的毫升數(shù)。指每立方厘米土壤中水分的毫升數(shù)。 土壤容積含水量土壤容積含水量= =土壤水體積土壤水體積/ /土壤總體積土壤總體積3. 3. 蓄水量蓄水量 指一定厚度土層內(nèi)水的儲量，以噸表示指一定厚度土層內(nèi)水的儲量，以噸表示4.4. 相對含水量相對含水量 指土壤含水量占田間持水量的比例（一般指土壤含水量占田間持水量的比例（一般采用百分數(shù)形式）。采用百分數(shù)形式）。 土壤相對含水量土壤相對含水量= =土壤質(zhì)量含水量土壤質(zhì)量含水量/ /土壤田間持水量土壤田間持水量任務一任務一 土壤水分土壤水分2022-5-3二、土壤水分的運動二、土壤水分的運動 進入土壤中的水分一部分儲存在耕作層，一部進入

16、土壤中的水分一部分儲存在耕作層，一部分下滲到底層，大部分以水汽通過蒸發(fā)和蒸騰進分下滲到底層，大部分以水汽通過蒸發(fā)和蒸騰進入大氣，極少量形成作物體的成分?？梢娡寥浪氪髿猓瑯O少量形成作物體的成分。可見土壤水的運動包括的運動包括液態(tài)水的運動液態(tài)水的運動和和氣態(tài)水的運動氣態(tài)水的運動。 任務一任務一 土壤水分土壤水分（一）水進入土壤和在土壤中再分布（一）水進入土壤和在土壤中再分布 水的入滲過程：水的入滲過程：水通過土壤表層孔隙土壤，并進行垂直水通過土壤表層孔隙土壤，并進行垂直方向和側(cè)向運動，就是方向和側(cè)向運動，就是水的入滲過程。水的入滲過程。 土壤水的再分布：土壤水的再分布：停止供水后，入滲過程結(jié)束，

17、土壤水停止供水后，入滲過程結(jié)束，土壤水在重力、吸力梯度和溫度梯度的作用下，繼續(xù)向下面較干的在重力、吸力梯度和溫度梯度的作用下，繼續(xù)向下面較干的土壤移動，但沒有與地下水接觸，土壤水的這種運動稱為土壤移動，但沒有與地下水接觸，土壤水的這種運動稱為土土壤水的再分布。壤水的再分布。時間時間滲透速率滲透速率砂土黏土質(zhì)地對入滲速度的影響質(zhì)地對入滲速度的影響?zhàn)べ|(zhì)土壤最初入滲速度很快，但迅速降低，砂土最初入滲速度較小，降低的速度較慢；最后的入滲速度砂土高于黏質(zhì)土壤，蚯蚓洞、根孔等都會增強土壤入滲速度。（二）土壤水的飽和流運動和不飽和流運動（二）土壤水的飽和流運動和不飽和流運動 土壤水的飽和流運動：土壤水的飽和

18、流運動：當不斷向土壤供水，使土壤所當不斷向土壤供水，使土壤所有孔隙都充滿了水，水分會由于重力和壓力作用，向土壤下有孔隙都充滿了水，水分會由于重力和壓力作用，向土壤下層移動或橫向運動，這就是層移動或橫向運動，這就是土壤水的飽和流運動土壤水的飽和流運動。 土壤飽和導水率：土壤飽和導水率：單位水壓梯度下單位時間通過單位單位水壓梯度下單位時間通過單位面積土壤斷面的水量就稱為面積土壤斷面的水量就稱為。 （二）土壤水的飽和流運動和不飽和流運動（二）土壤水的飽和流運動和不飽和流運動 土壤水的不飽和流運動：土壤水的不飽和流運動：如果供水不足，只有毛管等小如果供水不足，只有毛管等小孔隙充滿水，則土壤水分運動主要

19、依賴水吸力梯度，包括膜孔隙充滿水，則土壤水分運動主要依賴水吸力梯度，包括膜狀水和毛管水的運動，就是狀水和毛管水的運動，就是土壤水的不飽和流運動土壤水的不飽和流運動。此時的。此時的土壤導水率為不飽和導水率，比飽和導水率要低得多，并土壤導水率為不飽和導水率，比飽和導水率要低得多，并隨著土壤水吸力的增加或土壤含水量的減少而降低。隨著土壤水吸力的增加或土壤含水量的減少而降低。 （三）土面蒸發(fā)（三）土面蒸發(fā) 土壤水分以水汽的形態(tài)由土壤表面向大氣擴散的現(xiàn)象稱土壤水分以水汽的形態(tài)由土壤表面向大氣擴散的現(xiàn)象稱為為土壤蒸發(fā)土壤蒸發(fā)或或土面蒸發(fā)土面蒸發(fā)，也稱，也稱跑墑跑墑。 土面蒸發(fā)分為土面蒸發(fā)分為3個階段：個階

20、段： 1.大氣蒸發(fā)控制階段大氣蒸發(fā)控制階段 2.土壤導水率控制階段土壤導水率控制階段 3.擴散控制階段擴散控制階段（四）鹽土的水分蒸發(fā)（四）鹽土的水分蒸發(fā)三、土壤水的有效性三、土壤水的有效性（一）土壤有效水的含量（一）土壤有效水的含量 土壤有效水：土壤有效水：只有當根系的吸水能力大于土壤只有當根系的吸水能力大于土壤水吸力時，這部分土壤水分才能被作物吸收。水吸力時，這部分土壤水分才能被作物吸收。 有效水：毛管水、部分膜狀水有效水：毛管水、部分膜狀水 無效水：吸濕水、部分膜狀水、重力水無效水：吸濕水、部分膜狀水、重力水 （二）土壤有效水含量的經(jīng)驗判斷方法（二）土壤有效水含量的經(jīng)驗判斷方法 （1）汪

21、水：）汪水：手握濕土有水滴出，土壤含水量在田間持手握濕土有水滴出，土壤含水量在田間持水量和飽和含水量之間。這種土壤不能耕種。水量和飽和含水量之間。這種土壤不能耕種。 （2）黑墑：）黑墑：土色深暗發(fā)黑，松握土壤極易成團，扔在地土色深暗發(fā)黑，松握土壤極易成團，扔在地上不易散開（砂土例外），在手上留有明顯的濕印，感覺陰上不易散開（砂土例外），在手上留有明顯的濕印，感覺陰涼。春播時由于土溫低，導致幼苗生長緩慢，應適當散墑。涼。春播時由于土溫低，導致幼苗生長緩慢，應適當散墑。 （3）黃墑：）黃墑：土壤呈土黃色，手握土壤成團，但不牢固，土壤呈土黃色，手握土壤成團，但不牢固，從一米左右高處將土團丟在地上，土

22、團約有一半左右散開，從一米左右高處將土團丟在地上，土團約有一半左右散開，手上留有不深的濕印，稍有涼爽的感覺。這種土壤最適合耕手上留有不深的濕印，稍有涼爽的感覺。這種土壤最適合耕作和播種，但在作物生長旺盛的夏季，會出現(xiàn)土壤供水不足。作和播種，但在作物生長旺盛的夏季，會出現(xiàn)土壤供水不足。 （4）潮干土：）潮干土：土壤顏色發(fā)灰，手握土壤勉強成團，容易散土壤顏色發(fā)灰，手握土壤勉強成團，容易散開。除抗旱性較強的高粱和谷子可勉強播種外，一般作物不宜開。除抗旱性較強的高粱和谷子可勉強播種外，一般作物不宜播種，應進行灌溉補墑。播種，應進行灌溉補墑。 （5）干土：）干土：土壤散碎如面，或結(jié)成土坷垃，不能進行耕作土壤散碎如面，或結(jié)成土坷垃，不能