-灌溉排水新技术 第一讲闫玉民

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1、969-灌溉排水新技术第一讲闫玉民灌溉排水新技术第一讲闫玉民第一章水分与作物一、作物对水分状况的要求1、水对作物的生理作用水对作物的生理作用主要表现在以下几个方面：⑴水是作物细胞原生质的重要组成部分原生质是细胞的主体，很多生理过程都在原生质中进行。在正常情况下，原生质内含水量为80%以上。如果水分不足，原生质内的生理活动便会减弱，甚至停止。⑵水是光合作用的重要原料在光合作用中,水是不可缺少的原料,水分不足,就会使光合作用受到抑制。⑶水是一切生化反应的介质各种有机质的合成与分解也必须以水为介质,在水的参与下才能进行。⑷水是养分溶解和输送的载体作物所需的矿质养分必须溶解于水中才能被利用;

2、各种有机质也只有溶于水才能输送至植物的各个部位。⑸水可使作物保持一定的形态作物体内水分充足时，细胞常保持数个大气压的膨压，以维持细胞及作物的形态，使正常的生长，生理活动得以进行。2、水对作物的生态作用水对作物的生态作用，主要表现在以下五个方面：①水分可以调节土壤空气在一定土壤中，土壤水分与土壤空气共同占有土壤孔隙，水多则气少，水少则气多，二者互为消长。②水分能够调节土壤温度水的热容量和水的导热率比空气大得多。为了调节农田土壤温度或稻田水温，常常通过调控土壤水的含量来解决。③水分可以调节土壤肥力养分的吸收和转化，都是以一定的水分条件为基础的，土壤水分的多少直接影响土壤肥力状况。④水分能

3、够改善农田小气候通过合理的灌排措施，不仅可以调节土壤温度而且也可以调节农田内部一定空气层的气温，空气湿度等因素。当农田水分多时，蒸发蒸腾强烈，空气湿度就高，气温就低；反之亦然。⑤水分可提高耕作质量和效率旱田土壤含水量适宜，土壤的物理机械性介于粘结性与可塑性之间时，耕作质量和效率最佳；水稻田泡田以及边耕边放水的方法，也是通过调节水分来满足耕作要求的措施。3、衡量作物蒸腾的强弱有三个指标:①蒸腾速率是指作物在一定时间内单位叶面面积蒸腾的水量，一般用每小时每平方分米叶面蒸腾水量的克数表示。②蒸腾系数作物制造每克干物质所需要的水的克数，通常在100~500之间。③蒸腾效率作物每消耗一千克水所

4、形成的干物质的克数，通常在2~10之间。二、土壤水分运动的基本理论.1、土壤水分状况土壤中水分分为气态和液态两种，气态水分难以被作物吸收，能够被作物吸收的主要是液态水，根据作用力的类型和被作物利用的难易程度，通常把土壤水中的液态水划分为以下几种类型：⑴吸湿水与膜状水①吸湿水：又称紧束缚水，是在分子引力作用下，干燥土粒从土壤空气中吸附的气态水分。②膜状水：又称松束缚水，当吸湿水达到最大量之后，在吸湿水层的外面形成膜态的液态水叫膜状水。⑵毛管水：受毛管力作用,被吸附于土壤细小孔隙中的水称为毛管水.它又可以分为以下两种：①毛管悬着水：若地形部位较高，地下水埋藏较深，降雨和灌溉后借助毛管力而

5、保持在上层土壤中的水分。②毛管上升水：如果地下水埋藏较浅，在毛管力作用下上升至根区的水称为毛管上升水。⑶重力水：当土壤含水量达到毛管悬着水的最大含量时，多余水分由于不能为毛管力所保持，在重力作用下，沿着土壤中大孔隙向下渗透至根区以下，这部分水叫做重力水。2、几个重要的土壤水分常数和土壤含水量的表示方法⑴常用的土壤水分常数有以下几种：①最大分子持水量：当膜状水达到最大数量时的土壤含水量称为最大分子持水量。②田间持水量：当毛管悬着水达到最大数量时的土壤含水量称为田间持水量。③毛管持水量：当毛管上升水达到最大数量时的土壤含水量称为毛管持水量。④饱和含水量：当土壤全部孔隙被水分所充满时，土壤

6、便处于水分饱和状态，这时土壤的含水量称为饱和含水量或全持水量。⑤凋萎系数：当土壤含水量降至一定程度时，由于植物的吸水力小于土壤的持水力，植物便因水分亏缺而发生永久性凋萎，此时的土壤含水量称做凋萎系数，也叫永久凋萎含水量。⑵土壤含水量表示方法土壤含水量表示方法有以下几种：①以重量百分数表示土壤含水量土壤含水量以土壤中所含水分重量占烘干土重的百分数表示;②以容积百分数表示土壤含水量土壤含水量以土壤水分容积占单位土壤容积的百分数表示;③以水层厚度表示土壤含水量将一定深度土层中的含水量换算成水层深度的mm表示;④相对含水量将土壤含水量换算成占田间持水量或全蓄水量的百分数,以表示土壤水的相对含

7、量.3、土壤水分运动的基本方程:在质量守恒定律基础上运用运动方程和连续方程建立了描述土壤水分运动的基本方程：式中，称为扩散度，表示单位含水率梯度下通过单位面积的土壤水流量，其值为土壤含水率的函数；K(θ)称为水力传导度，其物理意义与渗透系数相近。由于土壤含水率与土壤压力水头之间存在着函数关系，渗透系数K也可以写成压力水头（非饱和土壤中的为负值）的函数，因此，土壤水运动基本方程也可以写成另一种以为变量的形式。式中，表示压力水头减小一个单位时，自单位体积土壤中