第六章 土壤水分、空气和热量状况1.ppt

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1、第六章土壤水分、空气和热量状况所有的水只有进入土壤转化为土壤水，才有利于植物吸收利用。土壤水是作物吸水的最主要来源。土壤水是土壤的最重要组成部分之一。土壤水是土壤形成发育的催化剂；土壤水并非纯水、而是稀薄的溶液。土壤水实际上是指在105℃温度下从土壤中驱逐出来的水。第一节土壤水分水分进入土壤后，受三种力的作用被保持在土壤中：一是土粒和水界面上的吸附力二是水和空气界面上的弯月面力三是地心引力（重力）土粒和水界面上的吸附力由两种力所组成：一是水分子与土粒间的分子吸力：包括固相表面剩余表面能对邻近水分子的作用、范德华力、氢键。二是胶体表面对

2、极性水分子的静电引力。两种力作用的结果，使水分子牢固地被吸附在土壤颗粒的表面上。一、土壤水分的保持和类型1.土壤水的保持水和空气界面上的弯月面力水进入土壤，土粒对水分子的吸附力超过水分子之间的吸力，因而在土粒构成的毛管孔隙中形成凹形弯月面，弯月面使液面产生压力差，形成弯月面力。弯月面力（T）的大小与曲率半径（R）和水的表面张力（δ）及湿润角（α）的关系是：湿润角rTR2、土壤水的类型和性质水分进入土壤后，受土粒吸附力、弯月面力和重力的作用，或保持在土壤中，或发生渗透流出土体。由于土壤水分受到不同类型和大小力的作用，反映出不同的水分性

3、质，依据水分在土壤中存在的形态，可将土壤分为吸湿水、膜状水、毛管水和重力水。（1）吸湿水干土从空气中吸着水汽所保持的水称为吸湿水。吸湿水达最大量时的土壤含水量百分数，称为最大吸湿量或吸湿系数。为什么土壤有吸收水汽的“力”:分子吸力表面能静电引力电荷土粒HHHHHHHHHHHHHH最大吸湿量HHHHHH土粒HHHHHHHHHHHHHH最大吸湿量HHHHHH109Pa(1万大气压)3106Pa(31大气压)土壤吸湿水所受吸力？影响吸湿水的数量的因素：质地比表面有机质数量沙土0.5~10g·kg-1(0.5-1%)壤土20~50g·

4、kg-1(2-5%)粘土50~65g·kg-1(5-6.6%)腐殖土120~200g·kg-1(12-20%吸湿水的性质：密度大，溶解性差，冰点低，无移动（2）膜状水膜状水的保持力：为土粒吸附最大吸湿量后所剩余的分子引力，它不能吸附吸湿水层外动能较大的水汽分子，但能吸附动能较小的液态水分子。因此，水分子所受吸力比吸湿水小，一般在3106~6105Pa左右。膜状水：土粒与液态水接触时，被吸附在吸湿水膜之外的水分。土粒HHHHHHHHHHHHHH最大吸湿量HHHHHHHHHHHHHHHHHH最大分子持水量3106Pa(31大气压)6

5、.2105Pa(6.2大气压)15105Pa(15大气压)植物可吸收膜状水的性质：同液态水相似，但粘滞性较高，密度在1.25g·cm-3），溶解能力较小，移动慢（一般在0.2~0.4mm·h-1），只能从水膜厚处向水膜薄处移动，作物根毛与它接触时才能被吸收，远不能满足根系大量吸水需求。最大分子持水量：膜状水达到最大量时的土壤含水量百分数称为最大分子持水量。一般为最大吸湿量的2~4倍。膜状水示意图永久萎蔫点：膜状水部分可被作物利用，但由于移动很慢，补充不及时，在可利用水还未消耗完前，作物就会因膜状水补给不及而萎蔫。当作物呈现永久萎蔫

6、时的土壤含水量称为永久萎蔫点（或称萎蔫湿度、临界水分）。粗砂土细砂土砂质壤土壤土粘壤土水稻小麦玉米高粱豌豆番茄9.68.810.79.410.211.127333136333359636559596910110399100124117130145155144166153表61各种作物的土壤萎蔫含水量(g·kg-1)生育期土层(cm)质地萎蔫含水量苗期拔节期抽雄期0~200~500~50轻壤中壤轻壤中壤轻壤中壤40~7050~10050~90表62玉米不同生育期的土壤萎蔫含水量(g·kg-1)毛管水的特点：第一，它是既能被土壤

7、保持又能被作物利用的有效水分。所受引力为7.9102Pa~6105Pa，比作物根的吸水力（1.5106Pa）小。第二，有溶解养分的能力，能在毛管力作用下，向各个方向移动，且速度快（10~30mm·h-1），可迅速将养分输送到作物根部。（3）毛管水毛管水：在毛管力作用下，保存于土壤毛管孔隙中的水分。根据毛管水是否与地下水衔接，可将毛管水分为毛管上升水和毛管悬着水两类。毛管上升水：与地下水相连，由地下水补给的毛管水为毛管上升水。毛管上升水上升高度（H）服从茹林公式：此式表明：孔径愈细，水分上升愈高，孔径愈粗，水分上升愈低。例如：当r

8、=0.1cm时H=0.15/0.1=1.5cm；当r=0.00015cm时，H=0.15/0.00015=1000cm=10m。(式中：r为孔隙半径，单位为cm)毛管水上升高度在农业生产中有重要意义。与地下水能否供给作物