04第四章土壤水分空气与热量

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1、第四章土壤水分、空气与热量状况第四章土壤水分、空气与热量状况土壤水分、空气和热量是作物正常生长发育所必需的基本条件，和土壤养分一起，共同构成土壤肥力的四个基本要素它们相互联系、相互制约，经常处在动态变化之中，使土壤表现出不同的肥力特征第一节土壤水分第二节土壤空气第三节土壤热量第四节土壤水、气、热的关系及其调节第一节土壤水分我们通常所说的土壤水分是指在105～110℃下能从土壤中驱逐出来的水分，而不包括化合水和结晶水。土壤水分是重要的土壤肥力要素是作物生长发育所需水分的主要来源是作物吸收养分的重要条件参与土壤中许多物理、化学和生物学过程自然界重要“水库”和水循环重要环

2、节，环境的重要组分一、土壤水分含量及表示方法二、土壤水分类型与水分常数三、土壤水分能量状态四、土壤水运动及田间循环五、土壤水分状况及其调节一、土壤水分含量及表示方法(一)土壤含水量的表示方法土壤中所含水分的数量即为土壤含水量(soilwatercontent)，也称土壤湿度(wetness)1.质量含水量(masswatercontent)也称重量含水量，指单位质量土壤中水分所占的比例，无量纲，常用θm表示。也可用单位g•㎏-1，无需再注明质量含水量。需要注意的问题：质量含水量的表示必须以烘干土重为基数，其原因为：1.自然条件下，土壤含水量在时间、空间变化着，湿土是

3、一种瞬时状态，为了使各地或各时期土壤含水量有一个可比性，只有烘干土壤才是一种稳定状态。2.用烘干土作基数表示土壤水分含量变化过程较为直观。例如：某土壤湿时重为120g，烘干后为100g，分别用烘干土和湿土作基数，计算土壤水分丢失1半后含水量变化：以烘干土为基数以湿土为基数水分丢失前水分丢失后已知含水量，湿土、干土折算公式2.容(体)积含水量(volumetricwatercontent)指单位容积土壤中水分所占的比例，无量纲，常用θv表示。也可以用cm3•cm-3的形式，无需再注明容积含水量。三相比的计算通过实验测定土壤容重、比重(也可以取平均值2.65)和土壤质量

4、含水量可以计算土壤孔隙和土壤三相比3.相对含水量(relativewatercontent)指土壤的自然含水量占田间持水量或土壤饱和含水量的百分数。反映土壤水分的有效程度。一般农作物适宜的相对含水量为田持70%～80%例：测得土壤含水量为18%，有效水分？很难确定有效水分的多少，但如果测得田持为24%，则相对含水量为75%，比较适于作物生长。4.水层厚度为了使土壤实际含水量与降雨量、蒸发量进行比较，将一定厚度土层中所含的水分换算成水层厚度来表示，单位多采用㎜。水层厚度公式的应用：（1）与气象资料进行互相加减（2）计算土体中水分的总储量（3）计算土壤水分动态变化情况-

5、-----水分平衡模型的基础5.土壤水分贮量指一定面积一定厚度土层水分的总贮量，可用体积或重量表示，为和灌水量、排水量相一致，多采用m3/亩或m3•hm-2表示土壤含水量的测定技术TDR法(二)土壤水分含量的测定烘干法、电阻法、中子法、γ射线法、TDR法1.经典烘干法将土样放入已知重量w0的铝盒(或最后再称)中，迅速盖上盒盖(防止水分散失)，称重，记为w1，打开盒盖，放在烘箱中，于105～110下烘至恒重（6～8小时以上），再称重，记为w2。2.快速烘干法　如红外线烘干法、微波炉烘干法、酒精燃烧法等，测定时间大大缩短（一）烘干法：ovendryingmethod1.

6、烘箱烘干法(gravimetrywithOvenDrying):缺点：(1)采样干扰田间土壤水分连续性(2)不能在同一地点连续进行观测土壤水分动态变化,多点采样必然会因为土壤时空变异性造成测试误差(3)采样、运输及多次称量会产生不必要的误差(4)费力、费时，不能快速得到结果；烘干过程中一些有机物质在这样温度情况下有可能氧化分解。给测定结果带来误差。烘干法是土壤含水量测定的经典方法，是其他方法矫正的基础和标准方法。2.酒精燃烧法（gravimetrywithDryingbyBurningAlcohol）原理：利用酒精与水相溶解以及酒精易燃的特性，使酒精在样品中燃烧生热

7、，将水分迅速蒸发干燥。酒精燃烧时，火焰距土面2~3cm，样品温度约70~80℃，当火苗熄灭前的几秒钟，火焰下降，土壤温度上升到180~200℃，然后很快下降到85~90℃，并缓慢冷却。应用条件：本方法由于高温阶段时间短，，样品中有机质及盐类损失甚微，但有机质含量高于5%的样品，也不适用。特点：快速，20分钟左右。适用于在田间进行快速测定。允许误差<1%3.TDR法θv＝－5.3×10-2＋2.9×10-2εr－5.5×10-4εr2＋4.3×10-6εr3TDR仪器探头土壤水分测定(TDR)二、土壤水分类型与水分常数水分进入土壤后，或者保持在土壤中，或者发生深层