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1、第四章第四章 土壤水土壤水第一节第一节第一节第一节 土壤水在农业生态系统中重要性土壤水在农业生态系统中重要性土壤水在农业生态系统中重要性土壤水在农业生态系统中重要性第二节第二节第二节第二节 土壤水的基础知识土壤水的基础知识土壤水的基础知识土壤水的基础知识第三节第三节第三节第三节 土壤水分研究的形态学与能态学土壤水分研究的形态学与能态学土壤水分研究的形态学与能态学土壤水分研究的形态学与能态学第四节第四节第四节第四节 土壤水的运动规律土壤水的运动规律土壤水的运动规律土壤水的运动规律第五节第五节第五节第五节 土壤水状况及水分平衡土壤水状况及水分平衡土壤水状况及水分平衡土壤水状况及水分平衡第一节第一节
2、 土壤水在农业生态系统中重要性土壤水在农业生态系统中重要性一、我国水资源概况(一)我国水资源基本特点1.水资源空间分布特点2.水资源时间分布特征3.水资源与耕地资源组合不协调(二)我国农业水资源利用概况灌溉大国面临缺水农业灌溉用水利用率40%左右农业节水潜力巨大二、土壤水在农业生态系统中的重要作用植物主要依靠土壤水各种物质交换的媒介影响土壤温度和通气状况影响生态平衡水分循环的中心环节第二节第二节 土壤水的基础知识土壤水的基础知识一、土壤水分数量的表示方法和测定技术一、土壤水分数量的表示方法和测定技术(一)土壤含水量的表示方法(一)土壤含水量的表示方法1.1.质量含水量质量含水量m:土壤中水分的
3、质量占干土重的百分:土壤中水分的质量占干土重的百分数。干土重为数。干土重为105 105-110-110下的烘干土重。下的烘干土重。2、容积含水量、容积含水量v:单位土壤总容积中水分所占的:单位土壤总容积中水分所占的容积百分数。容积百分数。v容容%=质质%容重容重 v=m 土壤容重土壤容重3、土壤水贮量、土壤水贮量(1)水层厚度(水深):)水层厚度(水深):指一定面积,深度土层内所含实指一定面积,深度土层内所含实际含水量换算成水层厚度来表示,单位常用际含水量换算成水层厚度来表示,单位常用mm。Dw=质质%土层厚度土层厚度容重容重/10 =容容%土层厚度土层厚度/10 *水层厚度可与降雨量和蒸发
4、量之间进行比较。水层厚度可与降雨量和蒸发量之间进行比较。(2)绝对水体积(容量):指一定面积一定厚度土壤中所)绝对水体积(容量):指一定面积一定厚度土壤中所含水的体积。含水的体积。Dv(水方水方/公顷公顷)=2/3Dw 4、土壤相对含水量、土壤相对含水量:土壤实际含水量占该土壤田间土壤实际含水量占该土壤田间持水量的百分数。持水量的百分数。(二)土壤含水量的测试技术(二)土壤含水量的测试技术(二)土壤含水量的测试技术(二)土壤含水量的测试技术 1.1.1.1.经典烘干法(标准方法)经典烘干法(标准方法)经典烘干法(标准方法)经典烘干法(标准方法)2.2.2.2.快速烘干法快速烘干法快速烘干法快速
5、烘干法 3.3.3.3.中子法中子法中子法中子法 4.4.4.4.电阻法电阻法电阻法电阻法 5.5.5.5.TDRTDRTDRTDR法(法(法(法(Time Domain ReflectometryTime Domain Reflectometry)土壤含水量的测定方法及原理土壤含水量的测定方法及原理 1、烘箱烘干法、烘箱烘干法 1)原理:)原理:105110烘干烘干68小时小时 2)质)质%=(W1W2)/(W2W3)W1湿土湿土+盒盒 W2干土干土+盒盒 W3盒盒 3)国标方法,准确)国标方法,准确 4)缺点:时间长,需取样,不能定点观测。)缺点:时间长,需取样,不能定点观测。2、快速烘干
6、法、快速烘干法 1)红外线烘干法)红外线烘干法 2)微波炉烘干法)微波炉烘干法 3)酒精燃烘法:取土样放入铝盒,加入)酒精燃烘法:取土样放入铝盒,加入98%酒精点燃,重复酒精点燃,重复35次,燃烧时次,燃烧时土壤土壤7080,将燃尽时,将燃尽时180 200,灭后,灭后8090,快速但不准确,适用,快速但不准确,适用于田间操作。于田间操作。3、中子仪法、中子仪法 1)快中子源)快中子源 镭镭铍铍 2)慢中子探测器。)慢中子探测器。3)快中子遇)快中子遇H变慢变慢 4)不能测土表土壤,有机质多影响结果。)不能测土表土壤,有机质多影响结果。5)可定点长期观测。)可定点长期观测。4、TDR法:法:1
7、)时域反射仪,可测定土壤水,盐状况)时域反射仪,可测定土壤水,盐状况 2)原理:)原理:A、电磁脉冲传播速度与介质介电常数有关。、电磁脉冲传播速度与介质介电常数有关。土壤介电常数土壤介电常数a:土粒介电常数为:土粒介电常数为5,空气为,空气为1,水为,水为80.36。B、将长度、将长度L的波导棒插入土壤中,电磁脉冲信号从波导棒始端传到终端,的波导棒插入土壤中,电磁脉冲信号从波导棒始端传到终端,波导棒终端处于开路状态,脉冲信号受反射又沿波导棒返回到始端。根波导棒终端处于开路状态,脉冲信号受反射又沿波导棒返回到始端。根据返回时间和返回时脉冲衰减可计算土壤水、盐含量。据返回时间和返回时脉冲衰减可计算
8、土壤水、盐含量。C、介电常数与容积含水率间的关系,、介电常数与容积含水率间的关系,v=5.3102+2.92102a5.5104a2+4.3106a3 D、根据时间计算、根据时间计算a,根据,根据a计算计算v。二、土壤墒情二、土壤墒情1 1墒情的种类墒情的种类 汪水汪水:土壤含水量在田间持水量以上。:土壤含水量在田间持水量以上。黑墒黑墒:土壤含水量为田间持水量:土壤含水量为田间持水量75%75%以上。以上。黄墒黄墒:土壤含水量为田间持水量的:土壤含水量为田间持水量的50%50%-75%-75%。潮干土潮干土:土壤含水量在田间持水量的:土壤含水量在田间持水量的50%50%以下。以下。干土干土:土
9、壤含水量在萎蔫系数以下。:土壤含水量在萎蔫系数以下。2.2.墒情的判断墒情的判断墒情在空间上的层次性:墒情在空间上的层次性:表墒表墒:0-20cm0-20cm,变化剧烈,变化剧烈底墒底墒:20-50cm20-50cm,受作物生长的影响较大,受作物生长的影响较大深墒深墒:50-100cm50-100cm,相对稳定,相对稳定墒情在时间上的季节性墒情在时间上的季节性与气候的季节性以及作物的生长发育季节密切相关。与气候的季节性以及作物的生长发育季节密切相关。错位导致严重减产。错位导致严重减产。提提高高土土壤壤保保墒墒性性能能是是协协调调土土壤壤墒墒情情与与作作物物生生育育季季节节的有效手段。的有效手段
10、。一、土壤水分研究的形态学特征与性质一、土壤水分研究的形态学特征与性质一、土壤水分研究的形态学特征与性质一、土壤水分研究的形态学特征与性质(一)土壤水分的保持(一)土壤水分的保持(一)土壤水分的保持(一)土壤水分的保持 土壤水分的保持力主要有两种,土壤水分的保持力主要有两种,土壤水分的保持力主要有两种,土壤水分的保持力主要有两种,吸附力吸附力吸附力吸附力:范德华力和库伦力范德华力和库伦力范德华力和库伦力范德华力和库伦力 毛管力毛管力毛管力毛管力:弯月面力弯月面力弯月面力弯月面力第三节第三节 土壤水分研究的形态学与能态学土壤水分研究的形态学与能态学1.吸湿水吸湿水(hygroscopic wat
11、er)概念:土壤固体土粒的表面能吸附空气中的水分子,形成薄薄概念:土壤固体土粒的表面能吸附空气中的水分子,形成薄薄的水膜。的水膜。最大吸湿量最大吸湿量(maximum hygroscopicity):在水汽饱和的:在水汽饱和的空气中,吸湿水达到最大量时土壤含水量。空气中,吸湿水达到最大量时土壤含水量。吸湿水受到束缚力,吸湿水受到束缚力,1000031个大气压,植物吸水个大气压,植物吸水1516大气大气压,不能被植物利用。压,不能被植物利用。密度,冰点是密度,冰点是78 ,105可烘出来。可烘出来。影响因素:质地、气温、相对湿度。影响因素:质地、气温、相对湿度。对植物无效!对植物无效!(二)土壤
12、水分类型及性质(二)土壤水分类型及性质(二)土壤水分类型及性质(二)土壤水分类型及性质 土壤质地愈粘重,吸湿系数愈大。土壤质地愈粘重,吸湿系数愈大。土壤紫色土黄壤潮土砂土质地粘土重壤中壤砂土吸湿系数(%)7.534.112.520.8 风干土重风干土重 烘干土重烘干土重=1+吸湿水吸湿水%风干土风干土 烘干土烘干土 吸吸湿湿水水有无2.膜状水膜状水(film water)概念:土粒在吸附空气中的水汽达到饱和后,还有剩余的分子引力,能概念:土粒在吸附空气中的水汽达到饱和后,还有剩余的分子引力,能吸附液态的水。吸附液态的水。最大分子持水量最大分子持水量:膜状水达到最大量时土壤含水量。:膜状水达到最
13、大量时土壤含水量。膜状水受到束缚力膜状水受到束缚力316.25个大气压,部分可被植物吸收利用,但移动缓个大气压,部分可被植物吸收利用,但移动缓慢吸收困难。慢吸收困难。凋萎含水量(萎蔫系数)凋萎含水量(萎蔫系数)(wilting point):植物由于干旱发生永久萎蔫:植物由于干旱发生永久萎蔫时土壤含水量。时土壤含水量。此时土壤含水量受到吸力此时土壤含水量受到吸力1516个大气压,已为土壤有效水的下限。个大气压,已为土壤有效水的下限。*吸湿水和膜状水,又被称为吸附水或束缚水。吸湿水和膜状水,又被称为吸附水或束缚水。对植物有效性低,仅部分有效。对植物有效性低,仅部分有效。对植物有效性低,仅部分有效
14、。对植物有效性低,仅部分有效。膜状水示意图膜状水示意图3.毛管水毛管水(capillary water)概念:靠毛管力作用而保持和运动的土壤液态概念:靠毛管力作用而保持和运动的土壤液态水。水。毛管水受到吸力个大气压,可被植物吸收利用。毛管水受到吸力个大气压,可被植物吸收利用。水水沿沿着着毛毛管管上上升升毛管作用力范围:毛管作用力范围:0.1-1mm 有明显的毛管作用有明显的毛管作用0.05-0.1mm 毛管作用较强毛管作用较强 0.05-0.005mm 毛管作用最强毛管作用最强0.001mm 毛管作用消失毛管作用消失毛管水的类型毛管水的类型 1)毛管悬着水)毛管悬着水(capillary su
15、spending water):在地形部位:在地形部位高,地下水位深的地方,降雨或灌水后,借毛管力保持的水分,高,地下水位深的地方,降雨或灌水后,借毛管力保持的水分,与地下水无直接联系,同下面的干土层有明显的湿润线分界,好与地下水无直接联系,同下面的干土层有明显的湿润线分界,好象悬着在上层土壤毛管孔隙中的水。象悬着在上层土壤毛管孔隙中的水。*田间持水量田间持水量(field capacity):土壤毛管悬着水达到最多时:土壤毛管悬着水达到最多时土壤含水量。土壤含水量。*毛管断裂含水量毛管断裂含水量(capillary disrupting moisture)当土壤含水量降低到一定程度时,较粗毛
16、管中悬着水的连续状态当土壤含水量降低到一定程度时,较粗毛管中悬着水的连续状态出现断裂,蒸发速率明显降低,此时土壤含水量称为毛管断裂含出现断裂,蒸发速率明显降低,此时土壤含水量称为毛管断裂含水量。大约相当于该土壤田间持水量的水量。大约相当于该土壤田间持水量的75左右。左右。土土 粒粒毛毛管管悬悬着着水水示示意意图图毛管水的类型毛管水的类型 2)毛管上升水)毛管上升水(capillary supporting water):地形低洼,地下水位浅,地下水沿毛管上升地地形低洼,地下水位浅,地下水沿毛管上升地表,使土壤保持湿润。表,使土壤保持湿润。*毛管持水量毛管持水量:毛管上升水达到最大量时土:毛管上
17、升水达到最大量时土壤含水量。毛管持水量略大于田间持水量。壤含水量。毛管持水量略大于田间持水量。土土 粒粒毛毛管管上上升升水水示示意意图图地下水位地下水位4.重力水重力水(gravitational water)概念:不被土壤保持而受重力支配向下流动的水。概念:不被土壤保持而受重力支配向下流动的水。饱和含水量饱和含水量(saturated water content):土壤孔隙都充满水时的含水量土壤孔隙都充满水时的含水量水田可被作物利用水田可被作物利用旱地,短时间存在土体;过多,土壤空气不足,旱地,短时间存在土体;过多,土壤空气不足,内涝,对作物生长不利。内涝,对作物生长不利。二、土壤水分的能量
18、概念二、土壤水分的能量概念 土水势土水势(soil water potential):土壤在各种:土壤在各种力(吸附力、毛管力、重力和静水压力等)的作力(吸附力、毛管力、重力和静水压力等)的作用下,势(或自由能)的变化(主要是降低),用下,势(或自由能)的变化(主要是降低),称为土水势。称为土水势。1 1、基基质质势势(m m):土土壤壤水水受受到到吸吸附附力力和和毛毛管管力力的的束束缚缚,自由能的降低。自由能的降低。负,水分不饱和下起主要作用。负,水分不饱和下起主要作用。2 2、溶溶质质势势(渗渗透透势势s s):土土壤壤水水溶溶解解溶溶质质而而引引起起自自由由能能的降低。的降低。负,蒸馏水
19、干的快,盐水干得慢。负,蒸馏水干的快,盐水干得慢。3 3、压压力力势势(p p):由由于于土土壤壤水水本本身身静静水水压压力力而而引引起起土土水水势变化。势变化。正值,土壤水分饱和时起主导作用。正值,土壤水分饱和时起主导作用。4 4、重重力力势势(g g):土土壤壤中中的的水水处处于于高高度度不不同同而而具具有有不不同同的的重重力力势势能能。0 0水水势势面面确确定定,可可以以以以地地表表或或地地下下水水作作为为0 0水势面。水势面。t t=m m+s s+p p+g g(二二)土壤水吸力土壤水吸力 1 1、土壤水吸力土壤水吸力:指土壤水在承受一定吸力情况下所处的:指土壤水在承受一定吸力情况下
20、所处的能态。能态。用吸力表示其能态大小,但并不是指土壤对水的吸力,用吸力表示其能态大小,但并不是指土壤对水的吸力,物理意义上不严格,但应用较方便。物理意义上不严格,但应用较方便。2 2、包括基质吸力和溶质吸力,、包括基质吸力和溶质吸力,基质吸力产生原因与基质吸力产生原因与m m相同,大小相同,符号相反。相同,大小相同,符号相反。溶质吸力,产生原因与溶质吸力,产生原因与s s相同,大小相同,符号相反。相同,大小相同,符号相反。3 3、水由吸力小向吸力大的方向运动。、水由吸力小向吸力大的方向运动。(三三)土壤水能态的定量表示和测定方法土壤水能态的定量表示和测定方法 1 1、土壤水能态的定量表示方法
21、、土壤水能态的定量表示方法以单位数量土壤水的势能值表示。以单位数量土壤水的势能值表示。单位容积:用单位容积:用PaPa,hPa,kPakPa,MPa单位质量:水柱高度单位质量:水柱高度1 Pa=1.02102cm水水1mm水柱水柱=9.8064Pa(0)1atm=1033cm水柱水柱=1.0133bar1bar=0.9896atm=1020cm水柱水柱pF:水柱高度厘米数的对数:水柱高度厘米数的对数 2、土水势的测定方法、土水势的测定方法张力计法,压力膜法,冰点下降法,水气压法张力计法,压力膜法,冰点下降法,水气压法张力计法(负压计或湿张力计法(负压计或湿度计),测定水不饱和度计),测定水不饱
22、和土壤的基质势或基质吸土壤的基质势或基质吸力。力。田间、盆栽、室内田间、盆栽、室内一般只能测定一般只能测定8 8万帕万帕以下的土壤水吸力。以下的土壤水吸力。(四)土壤水分特征曲线四)土壤水分特征曲线概念:土壤水的基质势或土壤水吸力是随土壤含水率而变化概念:土壤水的基质势或土壤水吸力是随土壤含水率而变化的,其关系曲线称为的,其关系曲线称为。土壤水分特征曲线把土壤水分数量和能量及其相互间关系表土壤水分特征曲线把土壤水分数量和能量及其相互间关系表示出来,能够清楚说明不同土壤的水分性状。示出来,能够清楚说明不同土壤的水分性状。随着土壤含水量随着土壤含水量的减少其水吸力增大,的减少其水吸力增大,基质势降
23、低,植物根基质势降低,植物根系吸水难度增大,水系吸水难度增大,水分有效性降低。分有效性降低。2、影响土壤水分特征曲线的、影响土壤水分特征曲线的因素因素 1)质地:不同质地土壤,)质地:不同质地土壤,孔隙状况差异较大,水分特孔隙状况差异较大,水分特征曲线不同。征曲线不同。2)结构:低吸力范围,土)结构:低吸力范围,土壤越紧实,同一吸力下,含壤越紧实,同一吸力下,含水率越大。水率越大。3)温度:温度升高,水表)温度:温度升高,水表面张力和粘滞性下降,水吸面张力和粘滞性下降,水吸力减少,土水势升高,低含力减少,土水势升高,低含水量时显著。水量时显著。4)滞后现象:土壤水分由)滞后现象:土壤水分由干到
24、湿和由湿到干,土壤水干到湿和由湿到干,土壤水分曲线不重合的现象。分曲线不重合的现象。滞滞后后现现象象三、土壤水分有效性:植物利用土壤水的难易程度三、土壤水分有效性:植物利用土壤水的难易程度 有效水下限有效水下限为:凋萎含水量为:凋萎含水量 有效水上限有效水上限为:田间持水量(毛管持水量)为:田间持水量(毛管持水量)土壤最大有效贮水量土壤最大有效贮水量%=%=田田%-%-凋萎凋萎%土壤有效持水量土壤有效持水量%=%=土壤含水量土壤含水量%-%-凋萎凋萎%速效水速效水毛管断裂含水量至田间持水量之间水。毛管断裂含水量至田间持水量之间水。迟效水迟效水凋萎含水量到毛管断裂含水量之间水。凋萎含水量到毛管断
25、裂含水量之间水。土壤质地土壤质地砂土砂土 砂壤土砂壤土 轻壤土轻壤土 中壤土中壤土 重壤土重壤土 粘土粘土田间持水量田间持水量(%)(%)121218182222242426263030凋萎系数凋萎系数(%)(%)3 35 56 69 911111515有效水最大含量有效水最大含量(%)(%)9 913131616151515151515土壤质地与有效水最大含量的关系土壤质地与有效水最大含量的关系土壤含水量土壤含水量第四节第四节 土壤水的运动规律土壤水的运动规律 n 土土壤壤水水分分运运动动由由高高能能态态低低能能态态运运动动,即即由由水水势势高高向水势低方向运动,由吸力小向吸力大的地方运动。
26、向水势低方向运动,由吸力小向吸力大的地方运动。n 土壤水分运动包括:液态水运动,气态水运动。土壤水分运动包括:液态水运动,气态水运动。n 液态水运动又分饱和水运动,不饱和水运动。液态水运动又分饱和水运动,不饱和水运动。n 饱和水运动,水分大于田间持水量时水运动,饱和水运动,水分大于田间持水量时水运动,n 不饱和水运动,水分小于田间持水量时水运动。不饱和水运动,水分小于田间持水量时水运动。一、液态水运动一、液态水运动(一)饱和流(一)饱和流 1 1、土壤含水量大于田间持水量时重力水的运动。、土壤含水量大于田间持水量时重力水的运动。2 2、运动动力是重力势和压力势。、运动动力是重力势和压力势。3
27、3、水分运动符合达西定律,在水势梯度方向上,单位时间水的流量与水、水分运动符合达西定律,在水势梯度方向上,单位时间水的流量与水势梯度成正比。势梯度成正比。4 4、K K为饱和导水率:主要决定于粗孔隙的孔径与数量,水在孔隙中总的流为饱和导水率:主要决定于粗孔隙的孔径与数量,水在孔隙中总的流量与孔径的量与孔径的4 4次方成正比。次方成正比。5 5、K K受质地、结构、有机质、胀缩性等影响。受质地、结构、有机质、胀缩性等影响。(二)非饱和流(二)非饱和流 1 1、土壤含水量小于田间持水量时,水分运动。、土壤含水量小于田间持水量时,水分运动。2 2、动力是基质势梯度和重力势梯度。、动力是基质势梯度和重
28、力势梯度。例如,膜状水运动,毛管水运动,上升高度与重力势相当。例如,膜状水运动,毛管水运动,上升高度与重力势相当。3 3、可将达西定律用于不饱流动。、可将达西定律用于不饱流动。k(m)k(m)为不饱和导水率,随含水量或为不饱和导水率,随含水量或mm而改变。而改变。4 4、饱和导水率远大于不饱和导水率,吸力为、饱和导水率远大于不饱和导水率,吸力为0 0时饱和导水率比吸力时饱和导水率比吸力0.10.1大气压以上不饱和导水率大几个数量级。大气压以上不饱和导水率大几个数量级。5 5、粘土不饱和导水率大于砂土。、粘土不饱和导水率大于砂土。(三)土壤水分入渗和再分布(三)土壤水分入渗和再分布 1 1、入渗
29、入渗:灌水或降雨,水分自土表向下垂直进入土壤的过:灌水或降雨,水分自土表向下垂直进入土壤的过程。程。影响因素:影响因素:1 1)土壤入渗能力)土壤入渗能力 2 2)供水速度)供水速度 供水速度大于入渗能力,土壤水入渗能力决定。供水速度大于入渗能力,土壤水入渗能力决定。供水速度小于入渗能力,土壤供水速度决定。供水速度小于入渗能力,土壤供水速度决定。入渗过程入渗过程 1 1)渗吸阶段渗吸阶段:初期,入渗速度由大逐渐减小达到平衡。水初期,入渗速度由大逐渐减小达到平衡。水分运动既有饱和流动,又有不饱和流动。分运动既有饱和流动,又有不饱和流动。2 2)渗漏阶段渗漏阶段:水分入渗速度稳定,饱和流动水分入渗
30、速度稳定,饱和流动 2 2、土壤水分的再分布土壤水分的再分布 (1 1)降雨或灌水后,土壤水分入渗停止,但土壤内)降雨或灌水后,土壤水分入渗停止,但土壤内部水继续向比较干的下层或侧层运动。湿润锋不断向下部水继续向比较干的下层或侧层运动。湿润锋不断向下延伸,下层含水率不断增加。延伸,下层含水率不断增加。(2 2)时间长,一次灌水或降雨,水分再分布过程可)时间长,一次灌水或降雨,水分再分布过程可达达1-21-2年。年。(3 3)水分再分布属不饱和流动。)水分再分布属不饱和流动。二、气态水的运动规律二、气态水的运动规律包括:水分的蒸发和凝结、水汽扩散包括:水分的蒸发和凝结、水汽扩散(一)水分的蒸发与
31、凝结(一)水分的蒸发与凝结 1 1、不饱和时蒸发,过饱和时凝结、不饱和时蒸发,过饱和时凝结 2 2、由于土壤表层水汽向大气中扩散,处于不饱状态,、由于土壤表层水汽向大气中扩散,处于不饱状态,水分蒸发情况较多。水分蒸发情况较多。3 3、水分蒸发受影响因素、水分蒸发受影响因素 a.a.温度温度 b.b.水吸力水吸力 c.c.毛管作用强度、连续(结构)毛管作用强度、连续(结构)d.d.水汽饱和度水汽饱和度(二)水汽扩散(二)水汽扩散 1 1、水汽总是由水汽压高向水气压低处扩散,即水汽浓度、水汽总是由水汽压高向水气压低处扩散,即水汽浓度高向浓度低处扩散。高向浓度低处扩散。2 2、影响因素、影响因素 1
32、 1)温度)温度 温度高饱和水气压大温度高饱和水气压大 2 2)饱和度)饱和度 同样温度下同样温度下 3 3)土壤溶液浓度)土壤溶液浓度 浓度大饱和水汽压低。浓度大饱和水汽压低。“夜潮夜潮”现象现象a多出现于地下水埋深度较浅的多出现于地下水埋深度较浅的“夜潮地夜潮地”。“冻后聚墒冻后聚墒”现象现象b b冬季表土冻结,水汽压降低,而冻层以下土层的冬季表土冻结,水汽压降低,而冻层以下土层的水汽压较高,于是下层水汽不断向冻层集聚、冻水汽压较高,于是下层水汽不断向冻层集聚、冻结、使冻层不断加厚,其含水量有所增加,这就结、使冻层不断加厚,其含水量有所增加,这就是是“冻后聚墒冻后聚墒”现象。现象。“冻后聚
33、墒冻后聚墒”的多少,主要决定于该土壤的含水的多少,主要决定于该土壤的含水量和冻结的强度。含水量高冻结强度大,量和冻结的强度。含水量高冻结强度大,“冻后冻后聚墒聚墒”就比较明显。一般对土壤上层增水作用为就比较明显。一般对土壤上层增水作用为2 24 4左右左右 。三、土壤三、土壤-植物植物-大气水分循环体系大气水分循环体系SPACSPAC:soil-plant-air-continuumsoil-plant-air-continuum 由水势引起水由土壤进入植物体,再向大气扩散的体系。沙漠植物在-200-800万帕时仍能生存。第五节第五节 土壤水分状况及水分平衡土壤水分状况及水分平衡一、田间水分平
34、衡一、田间水分平衡田间水分平衡田间水分平衡:在一定容积土壤内水的收入:在一定容积土壤内水的收入与支出,在农田,主要是指根层土壤水的平与支出,在农田,主要是指根层土壤水的平衡,根层深度一般多指衡,根层深度一般多指1-21-2m m深度以内,在一深度以内,在一定时期内,根层土壤水分含量的变化。定时期内,根层土壤水分含量的变化。有收入、有支出,收入支出差,土壤水量有收入、有支出,收入支出差,土壤水量变化。变化。W=P+I+UETDRIn W 土体储水量土体储水量mm 收入:收入:P 降水量降水量mm,I灌水量灌水量mm,U上行毛管水上行毛管水mm 支出:支出:E土面蒸发土面蒸发mm,T蒸腾量蒸腾量m
35、m,D渗漏量渗漏量mm,R 径流量径流量 mm,In冠层截流量冠层截流量mmU二、土壤水分状况二、土壤水分状况 土壤水分状况通常是指周年中土壤剖面上土壤水分状况通常是指周年中土壤剖面上下土层的含水量或土水势的情况及变化(也称为下土层的含水量或土水势的情况及变化(也称为墒墒情情)。)。我国北方在周年内土壤水分状况可分为四我国北方在周年内土壤水分状况可分为四个时期:个时期:1.1.土壤湿度相对稳定期土壤湿度相对稳定期 2.2.春夏之交土壤失水期春夏之交土壤失水期 3.3.夏季土壤水分聚集期夏季土壤水分聚集期 4.4.晚秋至冬初的土壤失水期晚秋至冬初的土壤失水期三、土壤水分状况调节三、土壤水分状况调
36、节1.1.科学合理地灌水科学合理地灌水2.2.搞好农田基本建设和流域综合治理搞好农田基本建设和流域综合治理3.3.采用合理的农艺措施,进行耕作保墒采用合理的农艺措施,进行耕作保墒4.4.地面覆盖技术地面覆盖技术5.5.化学保墒增温剂的应用化学保墒增温剂的应用6.6.排水排水名词解释名词解释:土水势 吸湿水 吸湿量 膜状水 毛管水毛管断裂持水量 田间持水量 土壤水吸力 土壤水分特征曲线 夜潮作用 冻后聚墒 土壤蒸发 萎蔫系数 土壤水入渗 土壤水再分布研究土壤水有何重大意义研究土壤水有何重大意义?土壤水在土壤中有何重要作用土壤水在土壤中有何重要作用?用土水势研究土壤水的优点是什么用土水势研究土壤水的优点是什么?土壤水总是从含水多的土壤水总是从含水多的地方向含水少地方运动,这种说法正确否地方向含水少地方运动,这种说法正确否?为什么为什么?阐明土壤水的类型及其有效性。阐明土壤水的类型及其有效性。复习思考题复习思考题