任務(wù)一土壤的水

項(xiàng)目五土壤的水、氣、熱

任務(wù)一土壤水分土壤水是土壤的重要組成部分土壤礦物土壤有機(jī)物土壤水土壤空氣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溶解礦質(zhì)養(yǎng)分參與土壤有機(jī)質(zhì)礦質(zhì)化與腐殖化影響土壤的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)土壤水分的來(lái)源

地下水上升和大氣中水汽的凝結(jié)也是土壤水分的來(lái)源。思考：土壤水指的是什么？任務(wù)一土壤水分

一、土壤水分的類(lèi)型和性質(zhì)（一）土壤水分的類(lèi)型

土壤中的水并不是純水，而是溶解有一定濃度無(wú)機(jī)、有機(jī)離子和分子的稀薄溶液，也稱(chēng)為土壤溶液。

土壤水不僅存在于土壤孔隙中，而且在有機(jī)物和礦物的分子結(jié)構(gòu)中也有水、這部分水稱(chēng)為結(jié)構(gòu)水。土壤水一般不包括結(jié)構(gòu)水，僅指在105~110℃下能從土壤中驅(qū)逐出來(lái)的水分。土壤水固態(tài)水：冰，冬季寒冷的中高緯度地區(qū)氣態(tài)水：易凝結(jié)為液態(tài)水束縛水自由水化學(xué)束縛水物理束縛水毛管水重力水毛管上升水毛管懸著水膜狀水吸濕水結(jié)晶水化合水2023/1/31

1.吸濕水

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(chēng)為吸濕水，又稱(chēng)緊束縛水，其含量稱(chēng)為土壤吸濕量，屬于無(wú)效水。當(dāng)大氣相對(duì)濕度達(dá)到100%時(shí)，吸濕量達(dá)到最大值，稱(chēng)為最大吸濕量或吸濕系數(shù)。任務(wù)一土壤水分吸濕水：作用力：土粒表面的引力（范德華力、氫鍵、庫(kù)侖力），強(qiáng)力特點(diǎn)：密度大；冰點(diǎn)低；不能自由移動(dòng)；無(wú)效水水吸力：>3.1MPa影響因素：土壤空氣濕度：濕度增大，吸濕水增多；土壤質(zhì)地：質(zhì)由砂變粘，吸濕水增多；土壤有機(jī)質(zhì)含量：有機(jī)質(zhì)含量增多，吸濕水增多；土壤含鹽量：含鹽量增大，吸濕水增多。2.膜狀水

當(dāng)土壤顆粒吸附空氣中的水分達(dá)到飽和即達(dá)到最大吸濕量時(shí)，土壤顆粒仍然可以吸附水分，并形成一層水膜，這種水稱(chēng)為膜狀水，又稱(chēng)松束縛水。膜狀水達(dá)到最大數(shù)量時(shí)的土壤含水量稱(chēng)為最大分子持水量。任務(wù)一土壤水分膜狀水：作用力：土粒表面較弱的分子引力（范德華力）、水分子內(nèi)聚力，交換性陽(yáng)離子的水化作用特點(diǎn)：密度較大；冰點(diǎn)較低；移動(dòng)緩慢；部分有效水水吸力：3.1~0.63MPa2023/1/31

3.毛管水

土壤中存在大量的毛管孔隙，毛管孔隙中的水分就是毛管水。根據(jù)地下水與毛管水是否連接，可將毛管水分為毛管懸著水和毛管上升水兩種。任務(wù)一土壤水分毛管水：作用力：土壤毛管孔隙的毛管力特點(diǎn)：自由水（保存、運(yùn)動(dòng)、溶解養(yǎng)分）；有效水水吸力：0.63~0.008MPa毛管懸著水:是指沒(méi)有與地下水連通時(shí)，保持在土壤毛管孔隙中的水分，其最大值稱(chēng)為田間持水量，通常作為灌溉水量定額的最高指標(biāo)。毛管上升水:是指由于地下水借毛管引力的作用，從下向上移動(dòng)，并保持在毛管中的水分，其最大值稱(chēng)為毛管持水量。

4.重力水指土壤中只受重力作用沿著大孔隙向下運(yùn)動(dòng)的那部分水分。只有當(dāng)土壤水分含量高過(guò)土壤田間持水量時(shí)才能出現(xiàn)重力水。5.地下水當(dāng)重力水下滲過(guò)程中遇到不透水層時(shí)，就會(huì)在該層上面聚積形成地下水。任務(wù)一土壤水分2023/1/31（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下所處的能態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)吸力，但并不是指土壤對(duì)水的吸力。單位是kPa。

只有當(dāng)植物根系吸收水分的能力大于土壤水吸力時(shí)，土壤所保持的水分對(duì)作物才有效。任務(wù)一土壤水分2023/1/31

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(chēng)基質(zhì)勢(shì)；

2）由鹽分等溶解在土壤水溶液中引起的滲透勢(shì)；

3）由于重力作用引起的重力勢(shì)；

4）壓力勢(shì)、氣壓勢(shì)、靜水壓勢(shì)和荷載壓勢(shì)等。

任務(wù)一土壤水分土水勢(shì)：指的是將單位數(shù)量土壤水從一個(gè)平衡系統(tǒng)中移到與其溫度相同的處于參照狀態(tài)下的純自由水池時(shí)所做的功。參照狀態(tài)：純自由水，其水勢(shì)定義為0。由于受各種力的作用，土壤水的移動(dòng)性較自由水為小，所以其水勢(shì)一般小于0。土水做功土水勢(shì)的分勢(shì)土水勢(shì)基質(zhì)勢(shì)壓力勢(shì)重力勢(shì)溶質(zhì)勢(shì)/滲透勢(shì)土水系統(tǒng)中由于土壤固體特性所引起的一種勢(shì)值。作用力：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作用結(jié)果：負(fù)的能勢(shì)影響因素：土壤吸附力和土壤孔性非飽和水土壤：基質(zhì)勢(shì)小于0

飽和水土壤：基質(zhì)勢(shì)為0A.基質(zhì)勢(shì)土壤水受重力作用所引起的一種勢(shì)值，與土壤本身的性質(zhì)有關(guān)。B.重力勢(shì)C.壓力勢(shì)D.滲透勢(shì)土水系統(tǒng)中的壓力超過(guò)參照狀態(tài)下的壓力而引起的勢(shì)值。由土壤水中溶解的溶質(zhì)而引起的勢(shì)值。壓力勢(shì)和重力勢(shì)為正值，基質(zhì)勢(shì)和滲透勢(shì)為負(fù)值。前二者一般很小，所以土水勢(shì)通常為負(fù)值。土壤水分移動(dòng)方向水分含量：高低（同一土壤）土水勢(shì)：高低土壤水吸力：低高砂土黏土水分移動(dòng)方向：砂土向黏土土壤水分特征曲線(xiàn)：將土壤水分含量與土壤水吸力作圖，所得到的曲線(xiàn)就是土壤水分特征曲線(xiàn)，每種土壤都有其自己的水分特征曲線(xiàn)。BAA：土壤由濕變干時(shí)，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(shí)，由于空氣占據(jù)大孔隙，水分難以進(jìn)入，土壤含水量降低。2023/1/31

（三）土壤水分含量的測(cè)定和表示方法自然條件下土壤保持的水分稱(chēng)為土壤含水量，俗稱(chēng)墑。

土壤水分含量的測(cè)定方法：土壤水分含量的測(cè)定方法主要有：酒精燃燒法、烘干法、中子儀法等，其中烘干法是常用方法，酒精燒燒法可作為野外土壤含水量快速測(cè)定的一種方法。

任務(wù)一土壤水分2023/1/312023/1/31土壤含水量的表示方法：

1.質(zhì)量含水量

指每千克烘干土壤的水分含量。

土壤質(zhì)量含水量=土壤水質(zhì)量/烘干土質(zhì)量2.容積含水量

指每立方厘米土壤中水分的毫升數(shù)。

土壤容積含水量=土壤水體積/土壤總體積3.蓄水量

指一定厚度土層內(nèi)水的儲(chǔ)量，以噸表示4.相對(duì)含水量

指土壤含水量占田間持水量的比例（一般采用百分?jǐn)?shù)形式）。

土壤相對(duì)含水量=土壤質(zhì)量含水量/土壤田間持水量任務(wù)一土壤水分2023/1/31二、土壤水分的運(yùn)動(dòng)

進(jìn)入土壤中的水分一部分儲(chǔ)存在耕作層，一部分下滲到底層，大部分以水汽通過(guò)蒸發(fā)和蒸騰進(jìn)入大氣，極少量形成作物體的成分?？梢?jiàn)土壤水的運(yùn)動(dòng)包括液態(tài)水的運(yùn)動(dòng)和氣態(tài)水的運(yùn)動(dòng)。

任務(wù)一土壤水分（一）水進(jìn)入土壤和在土壤中再分布

水的入滲過(guò)程：水通過(guò)土壤表層孔隙土壤，并進(jìn)行垂直方向和側(cè)向運(yùn)動(dòng)，就是水的入滲過(guò)程。

土壤水的再分布：停止供水后，入滲過(guò)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)向下面較干的土壤移動(dòng)，但沒(méi)有與地下水接觸，土壤水的這種運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為土壤水的再分布。時(shí)間滲透速率砂土黏土質(zhì)地對(duì)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(huì)增強(qiáng)土壤入滲速度。（二）土壤水的飽和流運(yùn)動(dòng)和不飽和流運(yùn)動(dòng)

土壤水的飽和流運(yùn)動(dòng)：當(dāng)不斷向土壤供水，使土壤所有孔隙都充滿(mǎn)了水，水分會(huì)由于重力和壓力作用，向土壤下層移動(dòng)或橫向運(yùn)動(dòng)，這就是土壤水的飽和流運(yùn)動(dòng)。

土壤飽和導(dǎo)水率：?jiǎn)挝凰畨禾荻认聠挝粫r(shí)間通過(guò)單位面積土壤斷面的水量就稱(chēng)為~。

（二）土壤水的飽和流運(yùn)動(dòng)和不飽和流運(yùn)動(dòng)

土壤水的不飽和流運(yùn)動(dòng)：如果供水不足，只有毛管等小孔隙充滿(mǎn)水，則土壤水分運(yùn)動(dòng)主要依賴(lài)水吸力梯度，包括膜狀水和毛管水的運(yùn)動(dòng)，就是土壤水的不飽和流運(yùn)動(dòng)。此時(shí)的土壤導(dǎo)水率為不飽和導(dǎo)水率，比飽和導(dǎo)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。（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(kuò)散的現(xiàn)象稱(chēng)為土壤蒸發(fā)或土面蒸發(fā)，也稱(chēng)跑墑。土面蒸發(fā)分為3個(gè)階段：

1.大氣蒸發(fā)控制階段

2.土壤導(dǎo)水率控制階段

3.擴(kuò)散控制階段（四）鹽土的水分蒸發(fā)三、土壤水的有效性（一）土壤有效水的含量土壤有效水：只有當(dāng)根系的吸水能力大于土壤水吸力時(shí)，這部分土壤水分才能被作物吸收。

有效水：毛管水、部分膜狀水無(wú)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(yàn)判斷方法

（1）汪水：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。

（2）黑墑：土色深暗發(fā)黑，松握土壤極易成團(tuán)，扔在地上不易散開(kāi)（砂土例外），在手上留有明顯的濕印，感覺(jué)陰涼。春播時(shí)由于土溫低，導(dǎo)致幼苗生長(zhǎng)緩慢，應(yīng)適當(dāng)散墑。

（3）黃墑：土壤呈土黃色，手握土壤成團(tuán)，但不牢固，從一米左右高處將土團(tuán)丟在地上，土團(tuán)約有一半左右散開(kāi)，手上留有不深的濕印，稍有涼爽的感覺(jué)。這種土壤最適合耕作和播種，但在作物生長(zhǎng)旺盛的夏季，會(huì)出現(xiàn)土壤供水不足。

（4）潮干土：土壤顏色發(fā)灰，手握土壤勉強(qiáng)成團(tuán)，容易散開(kāi)。除抗旱性較強(qiáng)的高粱和谷子可勉強(qiáng)播種外，一般作物不宜播種，應(yīng)進(jìn)行灌溉補(bǔ)墑。（5）干土：土壤散碎如面，或結(jié)成土坷垃，不能進(jìn)行耕作和播種。四、水分高效利用（一）作物需水規(guī)律

作物需水量：大面積農(nóng)田上生長(zhǎng)的無(wú)病蟲(chóng)害的農(nóng)作物，當(dāng)土壤水肥適宜時(shí)，在給定的生長(zhǎng)環(huán)境中，作物達(dá)到高產(chǎn)潛力值的條件下，作物葉面蒸騰、棵間土壤蒸發(fā)、組成作物體和消耗于光合作用等生理過(guò)程所需要的水量總和。后兩者一般比較小，所以作物需水量也稱(chēng)為作物蒸散量。（二）水分的高效利用

1.開(kāi)源、節(jié)流

（1）加強(qiáng)農(nóng)田基本建設(shè)，減少輸水損失，采用節(jié)水灌溉技術(shù)。（2）充分利用自然降雨。（3）合理開(kāi)采利用地下水。（4）劣質(zhì)水