第六 七 章 土壤水气热状况

土壤毛管水从地下水吸取水分的示意图
● 毛管悬着水 土体中 与地下水位无联系的毛 管水称毛管悬着水。 管水称毛管悬着水。
● 毛管支持水（毛管上升 毛管支持水（ 水 土体中与地下水位 联系的毛管水称毛管支持 水。毛管水 土 中 的水 。
地下水 位
地 下 水 位 高
4、重力水 又称多余水， 又称多余水，是指土壤中充滞于充气孔隙 中的水分。存在于土壤中的时间短，很快会因 中的水分。存在于土壤中的时间短， 为重力作用而渗入或流出。 为重力作用而渗入或流出。
● 饱和含水量 饱和含水量是指土壤中孔隙 都充满水时的含水量。 都充满水时的含水量。以干土质量或容积的百 分量表示。 分量表示。
（二）土壤有效水分的范围
一般说来，凋萎系数与田间持水量之间的 一般说来， 水分，属于有效含水量的范围。 水分，属于有效含水量的范围。 土壤有效含水范围受下列土壤因素影响： 土壤有效含水范围受下列土壤因素影响：
表6-2 土壤质地 松砂土 砂壤土 中壤土 轻粘土
土壤质地对有效水范围的影响 萎蔫系数 1.8 6.6 7.8 17.4 有效含水范围 2.7 5.4 12.9 6.4
田间持水量 4.5 12.0 20.7 23.8
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表6-3 有机质对有效水范围的影响 类 型 壤 泥 土 炭 持水当量 20.0 166 31 21.6 萎蔫含水量 7.1 82.3 14.5 8.5 有效含水范 围 13.l 83.7 16.5 13.l
三、土壤水分状况的表示方法
质量含水量（重量百分数） ● 质量含水量（重量百分数） 指土壤中水 分重占烘干土重的百分数。 分重占烘干土重的百分数。 ● 容积百分数 容积的百分数。 容积的百分数。 指土壤水分的容积占土壤
土壤贮水量（水层厚度） ● 土壤贮水量（水层厚度） 指一定厚度土层内 土壤水的总贮量。 土壤水的总贮量。 ● 相对含水量 指土壤含水量占田间持水量的百 分数。 分数。 即能量表示法。 ●土壤水势与土壤水吸力 即能量表示法。
表6－1 kPa与pF值的换算关系 kPa与pF值的换算关系
kPa 0.1 1 10 51 101 1013 pF值 水柱高 pF值 cm） 度（cm） 0 1 10 100 501 1000 10000 1 2 2.7 3 4 kPa 1520 3141 10133 101325 水柱高度 cm） （cm） 15849 21623 100000 1000000 pF值 pF值 4.2 4.5 5 6 7
第二节
自学） 土壤空气（自学）
一、土壤空气组成 土壤空气与大气组成差异
气体 近地表大气 土壤空气 O2(%) 20.94 18.0～20.03 ～ CO2(%) 0.03 0.15～0.65 ～ N2 (%) 78.05 78.8～80.24 ～ 其它气体(%) 其它气体 0.98 0.98
● 萎蔫含水量至生长阻滞含水量之间的水分为 弱有效水。 此时水分移动缓慢， 弱有效水 。 此时水分移动缓慢 ， 植物吸水难以维 持植物蒸腾消耗的水分，植物生长受到阻滞。 持植物蒸腾消耗的水分，植物生长受到阻滞。
● 生长阻滞含水量至田间持水量之间的水分为 有效水。在此范围内的水分是连续状态的毛管水， 有效水。在此范围内的水分是连续状态的毛管水， 可以自由移动，速度快，不断地供植物吸收利用。 可以自由移动，速度快，不断地供植物吸收利用。 ● 田间持水量到饱和含水量之间的水分为多余 运动速度快，植物利用较少。 水，运动速度快，植物利用较少。
四、土壤水分有效性
（一）土壤水分常数
在一定条件下的土壤特征性含水量称土壤水分 常数。 常数。
● 萎蔫含水量 萎蔫含水量又称稳定凋萎含 水量。 水量。植物因缺水凋萎并不能复原时的土壤含 水量，称萎蔫含水量，或凋萎系数。 水量，称萎蔫含水量，或凋萎系数。 田间持水量指田间水饱和后， ● 田间持水量 田间持水量指田间水饱和后， 在防止蒸发条件下2～ 天内自由水排除至可忽 在防止蒸发条件下 ～3天内自由水排除至可忽 略不计时的含水量。 略不计时的含水量。或土层中以悬着状态保持 水分的最大数量称为这层的田间持水量。 水分的最大数量称为这层的田间持水量。以干 土质量或容积的百分量表示。 土质量或容积的百分量表示。
1、吸湿水 、 干土从空气中吸着水汽所保持的水， 干土从空气中吸着水汽所保持的水， 称为吸湿水。又称为紧束缚水，属于无效水分。 称为吸湿水。又称为紧束缚水，属于无效水分。
2、膜状水（薄膜水） 指由土壤颗粒表面吸附所 膜状水（薄膜水） 保持的水层，膜状水的最大值叫最大分子持水量。 保持的水层，膜状水的最大值叫最大分子持水量。 薄膜水对植物生长发育来说属于弱有效水分， 薄膜水对植物生长发育来说属于弱有效水分，又称 为松束缚水分。 为松束缚水分。
压力势是极小单位的水量从一 个平衡的土一水系统可逆地移到除压力不等于 参比压力， 参比压力，而其他条件都相同的参比状态水池 时所做的功。压力势主要包括： 时所做的功。压力势主要包括： ①气压势 生的势值。 生的势值。 封闭在土壤水分内的空气所产
压力势ψ ●压力势 p
②静水压势 土壤中的水分承受水体的压力， 土壤中的水分承受水体的压力， 土层深处的水分，受到的压力更大， 土层深处的水分， 受到的压力更大， 静水压势 是压力势的主体。压力势的势值为正值。 是压力势的主体。压力势的势值为正值。
● 土壤质地 土壤质地的影响主要是由土壤的 表面积和孔隙系统的性质引起的。 见表6-2 表面积和孔隙系统的性质引起的。 见表 团聚体土壤孔隙度大，含水量高， ● 土壤结构 团聚体土壤孔隙度大，含水量高， 持水孔隙发达，故有效水分含量高。 持水孔隙发达，故有效水分含量高。如团聚体发 育好的东北黑土。 育好的东北黑土。 有机质本身的持水量很大， ● 有机质含量 有机质本身的持水量很大，更 能促进良好土壤结构的形成，所以多施有机质， 能促进良好土壤结构的形成，所以多施有机质， 可以扩大有效水范围。见表6-3 可以扩大有效水范围。见表
（二）土水势的表示方法
土水势多用帕（ Pa） 表示， 土水势多用帕 （ Pa） 表示 ， 但常用水柱高 的对数值表示，称为pF pF值 pF值即能反应土壤水 的对数值表示，称为pF值。pF值即能反应土壤水 吸力能量大小， 吸力能量大小，又能表示出各种水分常数以及土 壤水吸力与含水量的关系。 壤水吸力与含水量的关系。 kPa与pF值的换算关系见表6 kPa与pF值的换算关系见表6-1。 值的换算关系见表
1013250 10000000
pF值 pF值=4.5——最大吸湿量 ——最大吸湿量 pF值 pF值=4.2——萎蔫含水量 ——萎蔫含水量 pF值 pF值=3.8——最大分子持水量 ——最大分子持水量 pF值 pF值=3.0——作物生长阻滞含水量 ——作物生长阻滞含水量 pF值 pF值=2.7——田间持水量 ——田间持水量 pF值=1.6——最大毛管持水量 pF值=1.6——最大毛管持水量 ——
二、土壤水分能量
（一）土水势的概念
土水势是极小单位水量从一个平衡的土一 水系统可逆地移到和它温度相同，处于参比状态 水系统可逆地移到和它温度相同， 水池时所做的功。 水池时所做的功。
土
作功
水
土水势包括以下几个分势： 土水势包括以下几个分势：
基质势ψ ● 基质势 m 基质势是极小单位水量从一个 平衡的土一水系统可逆地移到没有基质的， 平衡的土一水系统可逆地移到没有基质的，而其 他条件都相同的参比状态水池所做的功。 他条件都相同的参比状态水池所做的功。 ● 渗透势ψs 渗透势 渗透势又称溶质势，指极小单位 渗透势又称溶质势， 水量从一个平衡的土一水系统可逆地移到没有溶 质的， 质的，而其他条件都相同的参比状态水池时所做 的功。 的功。
第六章 土壤的水气热状况
第一节 土 壤 水
一、土壤水的形态分类
土 壤 水 的 类 型
液态水
水汽 土壤
固态水——土壤水冻结时形成的冰晶。 固态水——土壤水冻结时形成的冰晶。 ——土壤水冻结时形成的冰晶 气态水——存在于土壤空气中的水蒸气。 气态水——存在于土壤空气中的水蒸气。
吸湿水（紧束缚水） 吸湿水（紧束缚水） 膜状水（松束缚水） 膜状水（松束缚水） 毛管水 重力水 地下水
（三）土水势的测定
土水势测定方法很多， 目前常用张力计法。 土水势测定方法很多 ， 目前常用张力计法 。 用张力计测定水势可以确定土壤是否需要灌溉。 用张力计测定水势可以确定土壤是否需要灌溉。 在实验室则多用压力膜法。另外， 在实验室则多用压力膜法。另外，还有比较先进 的方法——露点法 露点法。 的方法 露点法。
1/2壤土＋1/2泥炭 4/5壤土十1/5泥炭
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（三）土壤水分有效程度
用能量观点确定土壤水分的有效程度， 用能量观点确定土壤水分的有效程度，主要 视其能量水平。一般把土壤水势pF 4.2的土壤水 pF值 视其能量水平。一般把土壤水势pF值4.2的土壤水 分确定为土壤有效水的最低标准。 分确定为土壤有效水的最低标准。 ● 萎蔫含水量以下的水分为无效水。 萎蔫含水量以下的水分为无效水。
● 土壤水分影响土壤的养分状况 ● 土壤水分影响土壤的通气状况 ● 土壤水分影响土壤的热量状况 ● 土壤水分影响微生物和活动 ● 土壤水分影响土壤的物理机械性和耕性
八、影响土壤水分状况的因素
蒸腾作用对土壤水分平衡关系密切， ● 植被 蒸腾作用对土壤水分平衡关系密切， 植被组成和覆盖度对土壤水分状况都有较大影响。 植被组成和覆盖度对土壤水分状况都有较大影响。 降雨量和蒸发是重要因素。 ● 气候 降雨量和蒸发是重要因素。 特别是土壤质地、 ● 土壤物理性质 特别是土壤质地、结构和有机 质含量等到因素对水的渗透、 质含量等到因素对水的渗透、流动和蒸发有重要 影响。 影响。 地形影响水分的再分配。 ● 地形 地形影响水分的再分配。
土壤—植物 大气连续体示意图 土壤 植物—大气连续体示意图 植物
七、土壤水分在土壤肥力中的作用 土壤水分在土壤肥力中的作用