土壤水分类型
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土壤水分类型、吸水原理及循环过程土壤水分类型、吸水原理及循环过程农谚说:“有收无收在于水,多收少收在于肥”。
水是农业的命脉。
土壤水是土壤的重要组成物质之一,也是土壤肥力的重要因素和作物所需水分的主要供给源。
土壤水数量和存在状态如何,不仅影响水分的运动和作物的吸水状况,而且决定着土壤的物理、化学和生物学性质,最终影响农作物的产量。
保护性耕作技术措施的运用,都是为了有效地控制、调节和管理土壤水分状况,使土壤水分随时处于最适宜于作物生长发育状态,以促进作物的稳产、高产。
一、土壤吸水原理及水分类型土壤能够保持水分,主要是由两种不同吸力的作用。
一种是土粒和水分子之间的吸附力简称土壤吸附力;另一种是水分和空气界面上的弯月面力,又称毛管力。
土壤所能够保持的水分称为土壤水分。
土壤水可分为吸湿水、膜状水、毛管水和重力水四种类型。
吸湿水土壤依靠土粒与水分子之间很强的分子吸引力,把土壤空气或大气中的水分子吸收和固定在土粒表面成为一层很薄的水膜,称为吸湿水,土壤具有吸附水气中水分子的能力称为土壤的吸湿性。
在水气饱和的空气中,土壤吸湿水达到最大量称为最大吸湿量或最大吸湿系数。
土壤吸湿水量的大小,主要决定于土粒表面积大小、腐殖质含量多少和空气湿度的高低。
土壤质地越粘,腐殖质含水量越多、空气湿度越大,土壤的吸湿水含量就越高。
如表1-8显示,甘肃黄土高原土壤的吸湿系数变动于3.75%~6.5%之间[4]。
表1-8 土壤质地与吸湿水量的关系(华北平原)土壤质地胶泥粘土重壤土吸湿系数(%) 6.54 4.45 4.60 土壤质地轻壤土砂壤土细砂土吸湿系数(%) 3.00 1.40 0.034 吸湿水受土粒的分子引力作用非常大,可达数千、数万个大气压,因此水分子十分密集,具有固态水(冰)的性质,以致于没有溶解其它物质的能力,所以也不能被作物吸收利用,称这为无效水。
无效水的数量,可以用烘干法进行测定,即在105~110℃下连续烘干数小时,让吸湿水全部汽化散失,其失去的重量占烘干土重的百分数就是吸湿水含量。
土壤水分类型、吸水原理及循环过程水是农业的关键因素,土壤水是土壤的重要组成部分之一,对土壤肥力和作物的生长发育具有重要影响。
因此,保护性耕作技术措施的运用,旨在调节和管理土壤水分状况,以促进作物的稳产、高产。
土壤吸水原理主要由土壤吸附力和毛管力两种作用组成。
土壤水分可分为吸湿水、膜状水、毛管水和重力水四种类型。
其中,吸湿水是土壤吸附水气中水分子的能力,其数量取决于土壤的质地、腐殖质含量和空气湿度。
无效水则是吸湿水中不能被作物吸收利用的部分,其含量可通过烘干法进行测定。
在土壤水循环过程中,土壤的物理、化学和生物学性质都会受到影响。
因此,了解土壤水分类型和吸水原理,对于有效地控制、调节和管理土壤水分状况,以提高作物产量具有重要意义。
土壤中的水分存在着不同的状态,包括膜状水和毛管水。
膜状水是指土粒吸收完大气中的水分子后,仍然存在于土粒表面上的水分。
这种水分具有溶解养分的能力,并且可以缓慢地移动。
当根系与膜状水接触时,根系就可以吸收利用这部分可移动的膜状水。
而毛管水则是指超过最大分子持水量后,保留在土壤中的自由水。
毛管水存在于毛管孔隙中,靠毛管弯曲面力保存。
毛管水又可分为毛管悬着水和毛管上升水两种类型。
毛管悬着水是指保存在大小不同的毛管孔隙中,不与地下水相连接的水分。
田间持水量是土壤在自然条件下所能保持的最大水量,包括吸湿水、膜状水和毛管悬着水的总和。
毛管悬着水是土壤中最宝贵的有效水,因为它的吸水力很低,很容易被作物根系吸收利用。
田间持水量是一个常数,可以根据作物和土壤的凋萎系数来计算。
在甘肃黄土高原地区,不同土壤的田间持水量变化在22.8%~26.8%之间。
表1-9 土壤质地与田间持水量(华北地区)以下为华北地区不同土壤质地的田间持水量、有效水量和调萎系数。
其中,有效水量指作物生长所需的水分量,调萎系数是指土壤干旱时,作物出现萎蔫的程度。
土壤质地田间持水量(重量%)有效水量(%)调萎系数(%)砂土 10~14 21~24 4~9砂壤土 3~4 4~9 12~20轻壤土 6~9 12~20 13~19中壤土 16~20 22~26 13~22重壤土 4~6 6~10 12~20粘土 10~16 26~28 13~17毛管上升水毛管上升水是指地下水沿着毛细管上升后保持在毛细管孔隙里的土壤水。
土壤水分按其存在形态大致分为以下几种类型:
1.吸湿水:干燥的土壤颗粒借助表面的分子引力吸收大气中气态水
分子而保持在土粒表面的水分。
土壤空气湿度越大,土壤质地越教重,吸湿水含量越大。
2.膜状水:土壤水分达到最大吸湿量以后,土壤颗粒依靠剩余的分
子引力对液态水分子吸附。
并在吸湿水的外围形成一展两薄的水膜。
膜状水的性质与液态水相似,只是激滞性较南而无溶解性。
对植物部分有效。
3.毛管水:指存在于毛管孔隙中,由毛管力保持的水分。
毛管水对
植物生长是有效的,可以上下左右移动,不断满足植物对水的需求,同时还有溶解养分的能力,所以也有补给养分的作用。
4.重力水:土壤含水量达到田间持水量之后,超过的水分出于不能
被毛管力所保持,而受重力支配,沿着土壤大孔隙向下移动。
重力水能被植物吸收利用,但很快会渗透淋失,不能持续供给植物利用。
土壤水主要可以分为三种类型:地下水、土壤水和地表水。
地下水:地下水是指位于地下的水资源。
它主要储存在土壤和岩石的孔隙和裂缝中。
地下水是重要的水源之一,对于地下水的开采和管理具有重要意义。
土壤水:土壤水是指存在于土壤中的水分。
当降水发生时,一部分水分会渗入土壤中,填充土壤孔隙和微孔。
土壤水对植物的生长和发育至关重要,它提供了植物所需的水分和养分。
地表水:地表水是指存在于地表的水资源,例如河流、湖泊、水库和湿地等。
地表水受降水和地下水的补给,并受到地形、气候和人类活动的影响。
地表水是人类生活和经济活动中重要的水源之一。
这三种类型的水在水循环中相互交换和转移,共同构成了地球上水资源的重要组成部分。
了解土壤水的类型和特性对于水资源的管理和保护具有重要意义。