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第三章 土壤水分

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第3章 土壤水111

第3章 土壤水111

膜 状水特性

1.膜状水性状接近液态水，密度大于液态水，粘质性较高， 溶解养料的能力较弱 2.膜状水所受的土粒表面分子引力较小，能在土粒表面缓 慢移动 3.膜状水可以被植物吸收利用，但不能满足作物需求，只 有根系周围的膜状水才能被植物吸收



膜状水含量影响因素：土壤质地、有机质含量 土壤质地越粘重，膜状水含量越高
第三章
土壤水分
内容提要
土壤水分的形态和性状 土壤水分常数与土壤含水量 土壤水分的能态

作业1
名词解释：悬着毛管水、上升毛管水、重力水 问答题： 1、何谓吸湿水？吸湿水的主要特征有哪些？ 2、何谓膜状水？膜状水的主要特征有哪些？ 3、何谓毛管水？为何说毛管水是作物最有效的水分？ 4、何谓土壤水分常数？土壤水分常数有哪几种。
土壤水分常数与土壤水分有效性的关系
二、土壤水分的有效性

【土壤水分有效性】：土壤水分是否能被作物利用及
其被利用的难易程度。 土壤有效水范围:是指植物可以利用土壤水分的范围 不受地下水影响的旱田有效水量范围： 土壤最大有效水量%=田间持水量-永久凋萎系数 有效水的上限 思考题： 1、受地下水影响的旱田有效水量范围： 2、水田有效水范围： 有效水的下限
浓度越高，盐离子的水化作用越强，水分的自由能越低，
溶质势越小（负值越大）；反之， 溶质浓度越小，溶质势 越大，最大值为零（即溶液中没有溶质时）。
3、压力势 p
产生原因：由于土壤溶液受压力作用而产生的
不同情况下的压力势值： 1.饱和土壤： p gh （受其上饱和水体静水压力作用）
2.非饱和土壤： p 0 （因土壤孔隙处处与大气相通，土壤 水所受压力均为大气压） 3. 局部地方有封闭气体的土壤：

土壤农化分析(教案)()

土壤农化分析(教案)()

土壤农化分析（教案）第一章：土壤的组成与结构1.1 土壤的组成1.2 土壤的质地1.3 土壤的剖面结构1.4 土壤的分类与分布第二章：土壤肥力与养分2.1 土壤肥力的概念与评价2.2 土壤养分的来源与转化2.3 土壤养分的测定与调控2.4 土壤改良与施肥技术第三章：土壤水分与土壤侵蚀3.1 土壤水分的来源与分布3.2 土壤水分的测定与调控3.3 土壤侵蚀的类型与过程3.4 土壤侵蚀的防治措施第四章：土壤污染与土壤环境质量4.1 土壤污染的类型与来源4.2 土壤污染的测定与评价4.3 土壤污染的防治措施4.4 土壤环境质量的监测与保护第五章：土壤农化分析方法与技术5.1 土壤样品的采集与处理5.2 土壤养分的测定方法5.3 土壤水分的测定方法5.4 土壤污染物的测定方法第六章：土壤生物学与土壤生态学6.1 土壤生物学的概述6.2 土壤生物的分类与作用6.3 土壤生态系统的结构与功能6.4 土壤生物多样性与保护第七章：土壤农化实验设备与操作7.1 土壤农化实验设备介绍7.2 土壤样品处理设备与操作7.3 土壤养分测定设备与操作7.4 土壤污染物测定设备与操作第八章：土壤农化数据处理与分析8.1 土壤农化数据的基本处理方法8.2 土壤养分数据的统计分析8.3 土壤污染数据的的风险评估8.4 土壤农化数据的信息化管理第九章：土壤农化研究方法与进展9.1 土壤农化研究的基本方法9.2 土壤肥力评价方法与进展9.3 土壤污染研究方法与进展9.4 土壤环境质量研究方法与进展第十章：土壤农化分析案例研究10.1 土壤养分状况调查与评价案例10.2 土壤污染调查与修复案例10.3 土壤肥力改良与提升案例10.4 土壤水资源利用与保护案例第十一章：土壤与植物营养的关系11.1 土壤养分的植物吸收与利用11.2 植物营养诊断与土壤测试11.3 土壤-植物系统中营养物质的循环11.4 植物营养的平衡与调控第十二章：土壤改良与农业可持续发展12.1 土壤侵蚀的控制与土壤保持12.2 土壤盐碱化的改良技术与方法12.3 有机农业与土壤有机质管理12.4 农业可持续发展与土壤资源保护第十三章：土壤环境监测与污染防控13.1 土壤环境监测的方法与技术13.2 土壤污染的生物标志物与生物监测13.3 土壤污染的风险评估与管理13.4 土壤环境保护的政策与实践第十四章：土壤农化技术的应用与管理14.1 土壤肥力提升技术及其应用14.2 土壤污染物去除与修复技术14.3 土壤水资源管理技术及其应用14.4 土壤生物多样性保护与应用第十五章：土壤农化分析的未来趋势15.1 土壤组学与土壤生物标志物的研究15.2 土壤与数字土壤地图15.3 土壤纳米技术在土壤农化分析中的应用15.4 土壤农化分析的挑战与创新方向重点和难点解析重点：1. 土壤的组成与结构，包括不同质地的土壤及其剖面结构。

2-3土壤水分

2-3土壤水分
灌溉措施 喷灌、滴灌、渗灌
二、土壤水的调控措施 主要包括土壤水的保蓄和调节。
1、保水:耕作措施 秋耕 中耕 镇压等
地面覆盖 薄膜覆盖 秸秆覆盖 2、节水: 土壤水分有效性 生物节水 3、 排除多余水 (明、暗)
以色列塑料坝
以色列花农
思考题
• 土壤水分分为哪几种类型？各类型的定义是什么？什么 是凋萎系数（萎蔫系数）？什么是田间持水量？
膜 状 水 示 意 图
（3）土壤毛管水***：
存在于土壤毛管孔隙中的 水分，称为毛管水。
毛管水所受的毛管引力在0.625-0.01 MPa 范围内，远小于作物根系的平均吸水力 （1.5 MPa）， 根据土层中毛管水管 上 升
毛管作用力范围： 0.1-1mm 有明显的毛管作用 0.05-0.1mm
•
土壤水分含量有哪几种表示方法？各种表示方法有何联 系？什么是土水势？由哪几种分势组成？数值上是正还 是负？什么是土壤水吸力？与土水势有何关系？土水势 和土壤水吸力的主要单位有哪些?如何根据土水势和土壤 水吸力判断土壤中水的运动方向？
什么是土壤水分特征曲线？有何应用意义？ 什么是土壤有效水？田间土壤的有效水各种土壤是否是 一个固定值？为什么说土壤质地是影响土壤有效水的重 要因素? 哪种土壤最大有效水含量最高？ 土壤水的调控措施有哪些?
土粒 地下水位
毛管 上升 水示 意图
毛管持水量**
毛管上升水达到最 大量的土壤含水量。
•*毛管水上升高度
•从地下水面到毛管上升谁所能达 到的相对高度，叫毛管水上升高 度。
h水柱高度（cm)，d孔隙直径（mm）
（4）重力水** 临时存在于土壤大孔 隙（通气孔隙）中的水 分，与土壤养分的淋失 有关。
土壤质地对有效水范围的影响

土壤水分

土壤水分

3、中子土壤水分仪的使用 首先在欲测量的田间埋设测量导管，导管长度为测量要求的最深深度 (市场所购成品管通常不超过6米，更长需套接)。导管一般为铝质或薄壁不 锈钢管，底部焊接密封以防水渗入。导管上端高出地面约10厘米以防防雨 水灌入。测量时仪器底部喇叭口与导管对接，探头顺着导管放至欲测深度， 这时中子穿过导管壁进入土壤，取得土壤水分信息后再穿过导管壁回到探 头，只要30秒左右即可得到该土层的含水量值，这样从上往下即可逐层测 出导管深度范围内的土壤含水量。仪器内有10条多项式标定方程供用户选 择，用于不同土质的测量计算。测量结果可自动贮存在仪器的单片计算机 系统中，每次可存1800个数据。测量完毕后，这些数据可通过串行口输入 到计算机的中子水分仪管理软件中，并能复制到EXCEL软件里，然后进 一步计算处理。导管通常是半永久性埋置，可连续测量许多年，由于不用 取样，没有扰动土壤，每次测量位置和测量条件一致，可得到被测田地水 分长期准确完整的资料。CS830型中子水分仪在20年的使用期内，测量效 率不会有任何下降，除了充电电池只能用5年左右外，不用更换任何其他 部件，一次投资长期受益，综合费用低于其他测量方法。中子水分仪的另 一个重要优点是可测冰和结晶水，这在冰土层测量中是其它测量方法不可 比拟的。
三、土壤水分的有效性
土壤水分的有效性：是指水分被植物利用的程度。 有效水：可被植物吸收利用的那一部分水分称有 效水。 无效水：另一部分不能被植物吸收利用的水称为 无效水。 土壤水分常数（吸湿系数、凋萎系数、最大分子 持水量、田间持水量、毛管持水量、饱和持水量等都 是土壤水分常数，这些常数对于作物的生长有一定意 义） 土壤有效水的范围（%）=田间持水量（%）-凋 萎系数（%）
毛管悬着水：借毛管力保持在土壤 上层不与地下水相连的水分。这种悬着在 上层土壤中的毛管水称为毛管悬着水。 毛管悬着水的最大时的土壤含水量 称为田间持水量。这是确定灌水量的重要 参数。不同质地，土壤田间持水量有很大 不同。

土 壤 水 分

土 壤 水 分
● 生产中必须掌握土壤含水量在凋萎系数1.5～3.0倍时进行灌溉，才能避免 旱害。
*
土壤水分
1.1 土壤水分类型
3）毛管水（有效水）
借助毛细管引力吸持和保持在毛细管孔隙中的水，易被植物吸收。 （1）毛管悬着水 指大气降水或灌溉后，吸持在毛管中的水，它和地
下水不相连接，而“悬挂”在土壤上层毛细管中。当毛管悬着水达到 最大值时的土壤含水量称为田间持水量，它是判断旱地土壤是否需要 灌水和确定灌水量的重要依据。不同土壤质地的田间持水量相对比较 稳 定 （ 表 6- 2）。 表6-2 不同质地土壤的田间持水量（%）
1）土壤水分含水量指标
（1）自然含水量（绝对含水量）
● 用土壤水分质量占烘干土壤质量的百分比表示，这是一种最常用的 表示方法。
土壤自然含水量（％）＝
湿土质量烘干土质量 烘干土质量
100
● 也可用容积含水量来表示，即土壤水分体积占土壤体积的百分比。
土壤自然含水量的体积百分率（％）＝
水的体积 土壤体积
100
土壤吸湿系数、凋萎系数、田间持水量和饱和含水量等土壤水分状况标志 值，称为土壤水分常数，它们不仅反映土壤水分的数量和能量水平，也可 反映土壤水分的吸持和运动状态及被植物利用的难易程度。
*
土壤水分
土壤水分测定仪
*
土壤水分
1.2土壤水分的有效性
●土壤水分对植物是否有效，主要取决于土壤对水分的保 持力与植物根系的吸水力。
宜旱地植物的生长发育。
（3）土壤蓄水量
水层厚度(mm)＝土层厚度(mm)×自然含水量(质量%)×土壤 密度
*
土壤水分 1.3 土壤水分含水量的表示方法 2）土壤水分能量指标 ● 土壤能量指标包括土壤水势和土壤水吸力，它们的数值和表示单位 相同，单位为气压，水势为负值，水吸力为正值。能直接表明土壤 水的能量状态和对植物的有效性，可在不同的土壤之间相互比较， 也可以在土壤—植物—大气之间统一使用。

5第三章 土壤的基本性质

5第三章 土壤的基本性质
受其它外力作用后而发生形变的性质。
粘结性和粘着性:
土壤粘结性: 指土粒与土粒之间由于分子引力而相互 粘结在一起的性质。这种性质使土壤具有抵抗外力破碎的 能力，也是耕作产生阻力的原因。
土粒－土粒（干燥） 土粒－水－土粒（湿润）
土壤粘着性: 是土壤在一定含水量的情况下，土粒粘 着外物表面的性能。
土粒－水－外物
耕层土重=20*10-2*666.67*1.15=153.3t 孔隙度=（1-1.15/2.65）*100%=56.6% 孔隙比=56.6%/1-56.6%=1.3
2、土壤孔隙类型：
土壤孔径（当量孔径）: 是指与一定的土壤水吸力相当的孔径,它与孔隙
的形状及其均匀性无关。 土壤水吸力与当量孔径的关系式为： d = 3/T
一般旱地土壤容重大体在1.00～1.80 g/cm3之间。
土壤容重是一个重要的参数：
➢反映土壤松紧度(作物适宜的容重1.14-1.26 g/cm3) ➢计算土壤的重量
ms=S·h·d (ms：土重，S：面积，h：土层深度，d：容重）
➢计算土壤中各组分的含量 如土壤水分、有机质、养分和盐分等
土壤容重一般是比重的一半左右。
土壤结构性： 土壤结构体的大小、形状、力稳性、水稳性及孔隙状况的综合特征。Fra bibliotek土壤结构
大小
土壤结构体
形状
不良性状 结构体
良性结构体
块状结构 片状结构，鳞片状结构 柱状结构，棱柱状结构 核状结构 团粒结构
微团聚体
孔 性 孔隙度和孔隙级别
协调水、肥、气、热的能力
肥力特性
土壤结构性
改善耕性
水力学稳定性
稳定性 机械学稳定性
Al（OH）3+H+→Al（OH）2++H2O 酸性环境 Al（OH）3 +OH- →Al（OH）2O-+ H2O 碱性环境 c.层状硅酸盐：

第三章_土壤水分


一定量土壤中所含水分数量的多少。
土壤水分含量的表示方法
1.土壤重量/质量含水量：θm
（mass water content of soil） 土壤所含水分的重量占烘干土重的百分数。
Ww W - WS θm (%) = = *100 Ws WS
2.容积/体积含水量（volumetric water content）：θv
毛管上升水 (ascending capillary water) 毛管悬着水 (hanging capillary water)
土壤水
（soil water） （bonding water）
（free water）
(capillary water) 重力水
(gravitational water)
土壤吸湿水的最大值；水吸力3.1MPa 吸湿水
土壤颗粒 吸湿系数
1.2 凋萎系数（wilting coefficient）：植物产生 永久凋萎时土壤的含水量。植物可利用的土壤水量 （有效水）的下限。
吸湿水＋部分膜状水；水吸力 1.5MPa ；吸湿系数的 1.5～2.0倍
膜状水 （部分） Soil particle 吸湿系数 凋萎系数 吸湿水
毛管断裂含水量
田间持水量
毛管持水量
重力水 多余水
吸湿系数
土壤 水分 形态 土壤 水分 有效 性
化学束 吸湿水 缚水 无效水
凋萎系数
土壤 土 水分 粒 常数
膜状水
悬着毛管水 上升毛管水
有效水下限
旱地灌溉下限
难有效水
易有效水
旱地有效 水上限
饱和含水量
2.2 影响土壤有效水量的因素：
(1)土壤有机质含量越高，有效水量越大； (2)土壤结构、土壤松紧度 (3)土壤质地 (决定因素)

第三章 蒸发条件下土壤水分运动2

第三章 蒸发条件下土壤水分运动土壤水分蒸发可以发生在土壤表面和植物体上。

植物体的蒸发一般称为蒸腾，土壤表面蒸发称为土面蒸发。

本章主要讨论土面蒸发条件下土壤水分运动。

土面蒸发所消耗的水分来自两部分，一部分是指直接消耗地下水面以上土层中水分，一部分消耗地下水，消耗地下水部分称为潜水蒸发。

土壤水分蒸发有稳定蒸发和不稳定蒸发两种状态，当土壤水分的蒸发量与地下水补给量相平衡时为土壤水分的稳定蒸发状态，一般在连续干旱期，且地下水有侧向补给时，会出现这种情况；当土壤水蒸发量不等于地下水补给量时，土壤水分为不稳定蒸发状态，在降雨或灌水后的蒸发初期或地下水无侧向补给时，常处于这种状态。

土壤水蒸发一方面决定于外界（大气）蒸发能力（常以水面蒸发表示），另一方面决定于土层从地下水面向地表输水的能力，其输水能力大小一方面取决于土质条件，同时也决定于表土含水率。

由于土壤水蒸发的水分是从土表散失，因此为了研究土壤水蒸发问题首先必须了解表土蒸发规律。

第一节 表土蒸发一、形成干土层前的表土蒸发过程由于表土蒸发的主要影响因素不同，其蒸发过程可以分为以下两个阶段。

1．表土蒸发保持稳定阶段表层土壤水分的蒸发主要是由于土壤水汽压力与地表大气中水汽压力有一定差值，在压力梯度作用下，土壤中水汽向大气中扩散而产生的。

压力差越大，土壤中水汽扩散的水量越大。

在这一阶段，表土含水率越高（在某一定值以上），土壤水汽压力基本不随含水率的变化而改变，其数值趋近于饱和水汽压力。

在这种情况下，土壤水分蒸发主要取决于外界条件（温度、湿度、风速等）。

在外界条件不变的情况下，土壤水分的蒸发将不随含水率降低而变化，因此这一阶段称为稳定蒸发阶段，蒸发强度可用下式表示：)(0101P P -=βε（2-3-1）式中：1ε––––稳定蒸发阶段土壤水分蒸发强度（m 3/d ·m 2 或 m/d ）；0β––––质量交换系数，与外界条件有关；1P ––––土壤表层的水汽压力（Pa ）； 0P ––––大气中的水汽压力（Pa ）。

土壤肥料学第三章.

根据埋藏条件，分为三类：
上层滞水：由于局部的隔水作用，使下渗的大气降
水停留在浅层的岩石裂缝或沉积层中形成的蓄水体。
潜水：埋藏于地表以下第一个稳定隔水层上的地下 水，通常所见到的地下水多半是潜水。 自流水：埋藏较深的、流动于两个隔水层之间的地 下水。
（二）土壤水分对作物生长的有效性
土壤水分有效性：植物利用土壤水的难易程度
第三章 土壤水分、空气、 热量状况
第一节 土壤水分
一、土壤水分的存在形态与有效性 土壤水：存在于土粒表面和土粒间孔 隙中的水。即105-110℃下从土壤中驱 逐出来的水分，不包括化合水和结晶 水。 三种形态：固态、液态和气态。
水分保持力：
土粒和水界面上的吸附力：范德花力和静 电引力
水和空气界面上的弯月面力：
吸 湿 系 数
凋 萎 系 数
最 大 分 子 持 水 量
毛 管 断 裂 含 水 量
田 间 持 水 量
毛 管 持 水 量
饱 和 持 水 量
吸湿水 膜状水
毛管悬着水 毛管上升水
重力水
无效水
有效水
多余水 （旱地）
图3-4 土壤保持水分能量、水分常数与水分有效性的关系
表3-3 土壤质地与有效水最大含量的关系
膜状水示意图
根毛
土粒
土粒
土粒
rd D
土粒
图3-3 膜状水移动示意图
3.毛管水（capillary water）
概念：靠毛管力作用而保持和运动的土壤液态水。
毛管水受到吸力6.25-0.1个大气压，可被植物吸收
利用。
拉普拉斯(Laplace)公式： P=2T/R P—毛管力；T—表面张力；R—毛管半径
吸湿水受到束缚力，10000-31个大气压，植物吸水15-16大 气压，不能被植物利用。

第三章 土壤水分形态


5、地下水
（1）定义： 定义： 在土壤中或很深的母质层中， 在土壤中或很深的母质层中，具有不透水层 时，重力水就会在此层之上的土壤孔隙中 聚积起来，形成水层，这就是地下水。 聚积起来，形成水层，这就是地下水。 地下水位： （2）地下水位： 地表到地下水面的深度。 地表到地下水面的深度。 在干旱条件下，土壤水分蒸发快， 在干旱条件下，土壤水分蒸发快，如地下水 位过高，出现盐渍化现象。 位过高，出现盐渍化现象。 在湿润地区，如地下水位过高， 在湿润地区，如地下水位过高，就会是土壤 过湿，出现沼泽化现象。 过湿，出现沼泽化现象。
2、土壤水的物理形态 气态、液态和固态。 气态、液态和固态。 与植物关系最为密切的是液态水。 与植物关系最为密切的是液态水。 3、土壤水类型的划分依据 根据水分受力的不同来划分的， （1）根据水分受力的不同来划分的，属于土 壤水分研究的形态学观点。 壤水分研究的形态学观点。 根据水在土壤中的能量大小来划分， （2）根据水在土壤中的能量大小来划分，属 于土壤水分研究的能量学观点。 于土壤水分研究的能量学观点。
液体为什么能在毛细管内上升
液体表面类似张紧的橡皮膜, 液体表面类似张紧的橡皮膜,如果液面是弯 曲的,它就有变平的趋势。因此凹液面对下 曲的,它就有变平的趋势。 面的液体施以拉力， 面的液体施以拉力，凸液面对下面的液体施 以压力。液体在毛细管中的液面是凹形的, 以压力。液体在毛细管中的液面是凹形的, 它对下面的液体施加拉力, 它对下面的液体施加拉力,使液体沿着管壁 上升, 上升,当向上的拉力跟管内液柱所受的重力 相等时,管内的液体停止上升，达到平衡。 相等时,管内的液体停止上升，达到平衡。
2ห้องสมุดไป่ตู้凋萎系数
又称有效水分的下限 当植物产生永久凋萎时的土壤含水量。 当植物产生永久凋萎时的土壤含水量。 此时土壤水主要是全部的吸湿水和部分膜 状水。 状水。 经验公式凋萎系数 = 吸湿系数* 1.34～1.5） 吸湿系数*（1.34～1.5）
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土壤学与农作学
2.中子法（Neutron Probe）
中子仪
原理：利用中子热化原理， 快中子源发出的中子在遇到 氢原子后，失去部分动能转 化成慢中子，仪器根据测出 的慢中子数量计算出被测物 含水量。 特点：简便、较精确; 只能用于较深土层水 分测定; 有机质中的氢影响测 定结果。
土壤学与农作学
四、土壤含水量及其表示方法
Content of soil water and its description
土壤含水量： soil water content 土壤湿度：soil humidity 土壤含水率：percentage of soil water
一定量土壤中所含水分数量的多少。
毛管水：受毛管力的作用在土壤毛管孔隙中
保持和运动的水分。 Water held in, or moving through, capillary interstices in soil。
土壤学与农作学
特
点：自由水（保存、运动、溶解养分）； 有效水（available water）
水吸力：0.63～0.008MPa 作用力：土壤毛管孔隙（0.06～0.002mm）的毛管力 capillarity 2T
4. 毛管断裂含水量（作物生长阻滞含水量）：土 壤中的悬着毛管水因作物吸收和土表蒸发而发生断 裂时的土壤含水量。
吸湿水＋膜状水＋部分毛管水；处于对植物“供不应求” 的状态；旱地土壤灌水的下限
5. 田间持水量（field capacity）：土壤中悬着 毛管水达到最大量时的土壤含水量。是土壤不受地 下水影响所能保持水量的最大值。
土壤学与农作学
1.土壤重量/质量含水量：θm
（mass water content of soil） 土壤所含水分的重量占烘干土重的百分数。
Ww W WS m (%) 100 Ws WS
土壤学与农作学
2.容积/体积含水量（volumetric water content）：θv
Water which is absorbed from atmospheric vapor and held tightly to the soil granule.
氢键 范德华 力 库仑力 A
H
H A A
H E
H A E
H
R R
H E
E
E
E
water vapor
hygroscopic water layer
毛管力 表面张力 毛管半径
P＝
r
土壤学与农作学
悬着毛管水
上升毛管水 地下水
悬着毛管水 hanging capillary water 地下水位较深时，降 雨或灌溉后靠毛管力保持 在土壤上层中的水分。 旱地悬着毛管水的最 大值称为田间持水量
上升毛管水 ascending capillary water 地下水藉毛管力支持上 升并保持在上层土壤毛管中 的水分。 上升毛管水的最大值称 为毛管持水量
土壤学与农作学
4、重力水
gravitational water
重力水 ：当土壤含水量超过田间持水量后，过量的 水分不能被毛管力所吸持，而在重力作用下沿土壤大 孔隙向下移动的水分。 Soil water in excess of capillary and hygroscopic water and moves freely under the effect of gravity. It is found beyond 0.06 millimeters from the surface of soil particles. 作用力：重力 特 点：自由水；多余水； 水田为有效水（available water）
二、土壤水分常数(土壤水分数量指标)
Soil water constant/quantitative description of soil water
土壤水分常数 ： 在一定条件下，土壤各类型
水分达到最大量时的土壤含水量。 Water quantitative content when certain form of soil water reaches its maximum limit.
吸湿水＋膜状水＋悬着毛管水；旱地土壤有效水的上 限；确定灌水定额的依据；水吸力0.05MPa 土壤学与农作学
6. (最大）毛管持水量(maximum capillary capacity)： 土壤所有毛管孔隙中都充满水分时的土壤含水量。
吸湿水＋膜状水＋上升毛管水；水吸力0.008MPa
7. 饱和含水量/全持水量 (Saturation)：土壤所有 孔隙中全部充满水分时的土壤含水量。
膜状水
悬着毛管水 上升毛管水
有效水下限
旱地灌溉下限
难有效水
易有效水
旱地有效 水上限
土壤学与农作学
饱和含水量
影响土壤有效水量的因素：
土壤有机质含量越高，有效水量越大； 土壤结构、土壤松紧度
土壤质地
(决定因素)
有效水含量％
20
重力水
15
有效水 10
5
细 砂 土 面 砂 土 粉 砂 土 粉 土
无效水 粉 壤 土 粘 壤 土 壤 粘 粘 土 土
（soil water） （bonding water）
自由水
(capillary water) 重力水
（free water）
(gravitational water) 土壤学与农作学
1、吸湿水（紧束缚水）
hygroscopic/hydroscopic water
吸湿水：干燥土粒从大气和土壤空气中吸附的气态水分
化合水：H2Al2Si2O ∙ 8H2O (water of hydration)
土壤水
束缚水 物理束缚水
结晶水：CaSO4 ∙ 2H2O (crystalline water)
吸湿水 (hydroscopic water) 膜状水 (membrane/film water) 毛管水
毛管上升水 (ascending capillary water) 毛管悬着水 (hanging capillary water)
membrane water
A
R R
A B
B
RA > RB 膜状水运动方向
RA ＝ RB
水运动停止
土壤学与农作学
作用力：土粒表面较弱的分子引力(范德华力)、水分子内聚力、 交换性阳离子的水化作用
特 点：密度较大；冰点较低；移动缓慢；部分有效
水吸力：3.1~0.63MPa
土壤学与农作学
3、毛管水
capillary water
土壤学与农作学
作用力：土粒表面的引力（范德华力、氢键、库仑力）,强力 特 点：密度大；冰点低；厚度小；不能自由移动；无效水 水吸力：>3.1MPa（3.1×106Pa）
影响因素： 土壤空气湿度：湿度
，吸湿水
土壤质地：质地由砂变粘，
土壤有机质含量：有机质含量 土壤含盐量：含盐量
，吸湿水
，吸湿水
，吸湿水
Chapter 3 土壤水分 （Soil Water，Soil Moisture）
土壤学与农作学
ห้องสมุดไป่ตู้
§3.1 土壤水分类型
§3.1 The form and properties of soil moisture
土壤学与农作学
一、 土壤水分类型
固态水：冰，冬季寒冷的中高纬度地区 气态水:水汽，易凝结为液态水 化学束缚水
hw (mm) 10
土壤学与农作学
5.相对含水量（relative soil water content） ：Rw
土壤实际含水量与田间持水量（或全持水量）的百 分比值。 无量纲值。 旱地土壤（dryland/upland field soil）：
自然状态土壤含水量 Rw （％) 100 田间持水量
多余水(redundant water)
土壤学与农作学
干
水吸力/MPa 103 3.1 1.5 0.63 0.05 0.008
湿
0
最大分子持水量
105℃烘干土
毛管断裂含水量
田间持水量
毛管持水量
重力水 多余水
吸湿系数
土壤 水分 形态 土壤 水分 有效 性
化学束 吸湿水 缚水 无效水
凋萎系数
土壤 土 水分 粒 常数
在一定条件下，同一土壤的水分常数保持相对稳 定的数值。
土壤学与农作学
1、吸湿系数（hygroscopic coefficient）：干燥土壤从湿 度接近饱和（>95%）的空气中吸收水汽而达到的最大含水 量。 土壤吸湿水的最大值；水吸力3.1MPa
2. 凋萎系数 （ wilting coefficient ）： 植物产生永久凋萎 （permanent wilting）时土壤的含水量。植物可利用的土壤 水量（有效水）的下限。 吸湿水＋部分膜状水；水吸力 1.5MPa ；吸湿系数的 1.5～2.0倍 3. 最大分子持水量 （ maximum molecular moisture holding capacity）：土壤膜状水达到最大值的土壤含水量。 吸湿水＋全部膜状水；水吸力0.63MPa；吸湿水的2～4倍 土壤学与农作学
水田土壤（paddy/lowland field soil）：
自然状态土壤含水量 Rw （％) 100 全持水量
土壤学与农作学
6.土壤水分饱和度（percent saturation of soil water）
土壤水分体积占土壤孔隙体积的百分数。
土壤水分体积 饱和度（％） 100 土壤孔隙体积
土壤水分体积占土壤体积的百分数。
Vw v (%) 100 V Ww / w 100 WS / rd