土壤的基本组成-水和空气

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1、土壤水、空气和热状况第一章土壤组成、形成和分类一土壤水分土壤水分的来源土壤水的类型划分土壤水分含量的表示方法土壤水分含量的测定土壤水分的能量概念影响土壤水分状况的因素土壤水分在土壤肥力中的作用土壤水分主要来源于大气降水和灌溉水，此外，地下水上升和大气中水汽的凝结也是土壤水分的来源。1土壤水分的来源2土壤水的类型划分对水的研究方法有2种：数量法和能量法数量法是按照土壤水受不同力的作用而研究水分的形态、数量、变化和有效性。能量法主要从土壤水受各种力作用后自由能的变化，去研究土壤水的能态和运动、变化规律。土壤水分类型（数量法）（1）吸附水：受土壤吸附力作用保持（包括吸湿水和

2、膜状水）（2）毛管水：受毛管力（毛管内气、水界面上产生的弯月面力）作用保持（3）重力水：受重力支配，容易进一步向土壤剖面深层运动吸附水（束缚水），包括吸湿水和膜状水：吸湿水：干土从空气中吸着水汽所保持的水。又称为紧束缚水，属于无效水分，土壤吸附气态水分子的最大含量称为吸湿系数膜状水：由土壤颗粒表面吸附所保持的水层，其厚度可达几十或几百个以上的水分子。膜状水的含量决定于土壤质地、腐殖质含量等。膜状水的最大值叫最大分子持水量。薄膜水对植物生长发育来说属于弱有效水分（土粒吸力小于15atm的那部分水，属有效水，可被植物利用，而吸力大于15atm的那部分水，作物不能利用，为无

3、效水）又称为松束缚水分。毛管水：超过最大分子持水量的水分，不受吸附力的作用；靠土壤中毛管孔隙所产生的毛管引力所保持的水分，称为毛管水。毛管水又可以分为两种类型。毛管悬着水土体中与地下水位无联系的毛管水称毛管悬着水。土壤毛管悬着水达到最多时的含水量称田间持水量毛管支持水（毛管上升水）土体中与地下水位有联系的毛管水称毛管支持水。不同土壤质地毛管水上升高度毛管上升水的最大量称为毛管持水量，是吸湿水、膜状水和毛管上升水之和。当土壤被重力水所饱和，即土壤大小孔隙全部被水分充满时的土壤含水量称为饱和持水量，或称全蓄水量或最大持水量萎蔫系数当作物呈现永久萎蔫时的土壤含水量，称萎蔫系

4、数。一般把田间持水量视为土壤有效水的上限。所以田间持水量与萎蔫系数之间的差值即土壤有效水最大含量。土壤毛管水从地下水吸取水分的示意图⒈土粒⒉细毛管⒊排除毛管水的大孔隙⒋束缚水占的孔隙⒌充水的大孔隙自地下水面向上供水的毛管水的网充水的粗毛管供水土壤水分、水分常数和有效性的关系3土壤水分含量的表示方法质量含水量容积含水量相对含水量土壤水贮量质量含水量(m)：土壤中水分的质量与干土质量的比值，在同一地区因重力加速度相同，又称为重量含水量，质量含水量可用小数形式，也可用百分数形式。土壤质量含水量（%）=数学公式m=m为土壤质量含水量（%），W1为湿土质量、W2为干土质量

5、，W1-W2为土壤水质量定义中的干土，一般指在105摄氏度条件下烘干的土壤，而另一种意义上的干土是含有吸湿水的土，通常叫“风干土”，风干土的含水量一般不恒定，故一般不以此作为计算m的基础容积含水量v：即单位土壤总容积中水分所占的容积分数，又称容积湿度、土壤水的容积分数，可用小数和分数表示土壤容积含水量（%）=注意v计算的基础是土壤的总容积。由于水的密度可近似等于1g/cm3，可以推知v与m的换算公式v=m•ρ（ρ为土壤容量）一般而言，质量含水量多用于需计算干土重的工作中，因多数情况下，容积含水量被广泛使用相对含水量：指土壤含水量占田间持水量的百分数。土壤

6、相对含水量=土壤水贮量：一定面积和厚度土壤中含水的绝对数量4土壤水分含量的测定烘干法：经典烘干法，先在田间选择代表性取样点，按所需深度分层取土样，将土样放入铝盒并立即盖好盖（防止水分蒸发影响测定效果），称重（即湿土加空铝盒重，记为W1），然后打开盖，置于烘箱，在105~110oC条件下，烘干至恒重（6-8小时），再称重（即干土加盒重，记为W2）。则该土壤质量含水量可以由下式求出，设空铝盒重为W3：m=快速烘干法：包括红外线烘干法，微波炉烘干法等等中子法TDR法（时域反射仪）中子法把一个快速中子源和慢中子探测器置于套管中，埋入土内。其中的中子源（如镭、镅、铍）以很高速

7、度放射出中子，当这些快中子与水中的氢原子碰撞时，就会改变运动的方向，并失去一部分能量而变成慢中子。土壤水越多，氢越多，产生的慢中子也就越多，慢中子被探测器和一个定器量出，经过校正，得土壤水的含量TDR法(时域反射仪)（Time-Domain-Reflectometry)将长度为L的波导棒插入土壤介质中，电磁脉冲信号从波导棒的始端传播到终端，由于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。考察脉冲输入到反射返回的时间以及反射时的脉冲幅度的衰减，计算土壤水盐含量土水势为了可逆地等温地在标准大气压下从在指定的高度的纯水水体中移动无穷小量的水