第四章土壤水分
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7土壤水分7.1 土壤水的类型及性质土壤水的研究长期以来也一直沿用数量法。
该方法根据土壤水分所受的力的作用把土壤水分分为如下几类:一是吸附水,或称束缚水,受土壤吸附力作用所保持,其中又可分为吸湿水和膜状水;二是毛管水,受毛管力的作用而保持;三是重力水,受重力支配,是进一步向土壤剖面深层运动的水。
如图7. 所示。
1.吸湿水吸湿水是由土粒表面吸附力所保持的水分,其中最靠近土粒表面的由范德华力保持的水称为吸湿水(又称紧束缚水),吸湿水的含量称为土壤吸湿量。
当大气相对湿度达到饱和时,土壤的吸湿水达到最大量,这时吸湿水占土壤干重的百分数称为土壤最大吸湿量或土壤吸湿系数,它是土壤水分常数之一。
一般耕地土壤的最大吸湿量,因质地不同而异。
质地愈粘,最大吸湿量愈大,质地愈砂,最大吸湿量愈小。
所以最大吸湿量的大小是粘土>壤土>砂土。
吸湿水具有与纯自由水不同的特点,因为它所受的吸力远大于植物根的吸水力(平均为1520kPa), 植物无法吸收利用,属于土壤水中的无效水, 对生产的直接意义不大。
但它可用于帮助分析土壤水的有效性,一般土壤中无效水总量约为最大吸湿量的1.5~2.0倍。
如图7.2 不同相对湿度下土壤粒级的吸湿水量。
2.膜状水当土壤水分达到最大吸湿量时,土粒表面还有剩余的吸附力,虽不能再吸收水气,但可以吸附液态水。
这部分水被吸附在吸湿水的外层,定向排列为水膜,称为膜状水。
膜状水达到最大时的土壤含水量,称为最大分子持水量。
膜状水比吸湿水所受的吸附力小得多,大约在633.28~3141.00kPa,它具有液态水的性质,可以移动,但因粘滞度较大,其移动速率非常慢。
一般是由水膜厚处向水膜薄处移动,如图7.3所示。
膜状水的内层所受吸力大于根的吸水力,植物根无法吸收利用,为无效水,而它的外层所受吸力小于根的吸水力,植物可以吸收利用,但数量极为有限。
当植物因根无法吸水而发生永久萎蔫时的土壤含水量,称为萎蔫系数或萎蔫点。
它因土壤质地、作物和气候等不同而不同。
第四章土壤水分1、土壤水分按照受力大小和水分性质分为哪几种类型及各自的特点的哪些?我国土壤水分的分类方法一般采用数量法。
根据土壤水分所受力的类型可分吸附力、毛管力和重力;把土壤水分划分为吸附水(吸湿水和膜状水)、毛管水、重力水和地下水。
土壤水分的特点:吸湿水:吸湿水受土粒的吸持力很大,水分不能移动,无溶解能力,具有固态水的性质,植物不能吸收利用,是一种无效的水分类型。
膜状水:由于它所受的吸力比吸湿水要小,水分能够在土壤中缓慢移动,其中有部分水分能够被植物吸收利用。
因此,膜状水是部分有效的水分类。
毛管水:它所受的毛管吸持力很小,很容易被作物吸收利用,是有效水,另外,毛管水还溶解有各种营养成分,利于植物的养分供应。
重力水:是地下水的重要来源。
2、何为土壤水势,其水势是如何划分和定义的?土壤水势:是指从一已定高度的蓄水池中,把无限少量的纯水,在一个大气压下,等温和可逆地转移到土壤中的某一已定点,使之成为土壤水,这时所必须做的功,以单位水量为基础来表示,其数值代表土壤总水势。
土壤水势实际上是作用于土壤水分各种力的总和,根据其力源的性质,土壤水势可分:基质势、溶质势、压力势、重力势和土壤水总势。
基质势:由土壤固体基质对土壤水分的吸引而使水分自由能降低的现象。
溶质势:由溶质的渗透压力引起的水势能变化现象。
压力势:土壤水承受不同压力所产生的自由能变化。
重力势:同重力引起的土壤水势的变化。
土壤水总势:是作用于土壤水分的各种力所产生的分势的总和。
3、土壤水吸力与土壤水势有哪些相同点和不同点?土壤水吸力是指土壤水在承受一定吸力情况下所处的能态,不是反映土壤对水的吸力。
与土壤水势的相同点:水吸力的意义与水势相同,是表示土壤水具有的自由能。
与土壤水势的不同点:水吸力只包括基质势和溶质势。
4、土壤水分特征曲线的滞后现象发生的原因是什么?土壤水分特征曲线的滞后现象:是指脱水曲线与吸水曲线不能重合的现象。
发生原因:产生滞后现象的原因很多,主要是因为土壤中的孔隙有大有小,而且呈”串珠状“连接方式造成的。