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第五章：土壤水、空气和热量状况 第一节：土壤水 一、土壤水的形态类型及其特性： 下面分别说明各种类型的水分及特性 （一）固态水 是以固态存在的水分，只有当土壤温度降低到0℃以下，土壤水发生冻结时才形成。因此，固态水不能被植物吸收利用。 （二）气态水 是以气体状态存在于土壤空隙中的水分，即水气。它也是土壤空气成分的一种。 1、气态水的数量： 随土壤的温度和湿度的不同而不同，在湿热地区，气态水较多， 而干旱地区则较少，气态水占土壤的重量很小，不超过0.001%。 2、气态水的运动： 靠分子扩散作用来进行，扩散作用的推动力是水汽压梯度（与浓度梯度相似）， 影响土壤水汽压的因素主要有二个： （1）温度 例：高温土体比低温土体水汽压高。（温度高，分子热运动加快，水压高） （2）水势的梯度 土水势越大，水气压越高，因此水汽从土水势高的地方向水势低的地方扩散。 3、气态水在土壤中存在的作用 气态水的量虽很少，不能被植物吸收利用，但它在土壤中作用却不可忽视。 （1）在干旱条件下，它是土壤中唯一的， 可以自由移动的水分状态。 （2）气态水的多少，影响土壤水分的蒸发速率。水汽越多，土壤水分蒸发越大。 （3）气态水的凝结，可以使气态水转化为液态水。 （三）液态水 束缚水 1、化学束缚水 它不能直接参加土壤中各种物理作用， 也不能被植物吸收利用，根据它与矿物结合的程度，又分为化合水和结晶水两种。 2、物理束缚水 按其来源的引力大小，又可分为吸湿水和膜状水两种。 其中只有部分的膜状水对作物是有效的。 （1）吸湿水 ①影响吸湿水数量的因素 A：土壤空气湿度和温度 B：土壤颗粒大小 C：土壤含盐量 ②吸湿水的性质 A：受到的吸力大 B：无溶解能力，只是纯水 C：不能被植物吸收利用 D：水层非常薄 最大吸湿水量 ：吸湿水达到最大量时的土壤含水量的百分数。 （2）膜状水 膜状水： 当吸湿水达到最大量后，土壤颗粒与液态水相接触时，被吸附在吸湿水 膜之外的水分，这些水分就称为膜状水。 最大分子持水量： 膜状水达到最大量时的土壤含水量的百分数。 ①膜状水的性质 A：膜状水被吸附时，几乎无吸湿热放出。 B：膜状水同一般的液态水性质相似，只是粘滞性较高，而无溶解能力，其密度为1.25，冰点较低，温度在-15℃时仍不冻冰。 ②膜状水的运动 它是从水膜厚处向水膜薄处运动，直至两水膜厚度相等为止，膜状水的运动速率很低，一般为0.2～0.4mm/小时。 ③膜状水的有效性 膜状水的吸力为6.25—31个大气压。因此土壤吸力在15个大气压处，称为凋萎点，膜状水在未被消耗完之前植物就呈现了凋萎状态。 自由水 可分为：毛管水和重力水。 1、毛管水 被毛管力吸附，保持于土壤毛管孔隙中的水，叫毛管水。 （1）毛管水的性质 ①毛管水有溶解能力，它能溶解各种营养物质。 ②毛管水是靠毛管力所保持的水分，较长时间保存在毛管中，可被植物充分利用，是土壤中最宝贵的水分。 ③毛管水的吸力在0.08～6.25个大气压，在土壤中能自由运动，所以它是有效水。 （2）毛管水的运动 其移动方向是：从毛管力小的地方向毛管力大的地方移动；从毛管粗的地方向毛管细的地方移动。 （3）毛管水的运动速度 A：与土壤湿度有关 B: 与土壤温度有关 C: 与土壤溶液浓度有关 D: 与土壤质地有关 （4）毛管水的种类 根据来源和运动方向不同可分为：毛管支持水和毛管悬着水。 ①毛管支持水（毛管上升水） 是自地下水面由下向上，沿管毛管上升，而存在于土壤毛管中的水分，若地下水位上升，毛管支持水上升 最大毛管持水量 ②毛管悬着水 田间持水量：毛管悬着水达到最大量时的土壤含水量百分数，称为田间持水量。它是植物需水的上限，也是植物生长最宝贵的水分类型。 2、重力水 （1）自由重力水 当重力水向下移动时，如果中途不遇到任何阻碍，它可以一直进入地下水，成为地下水的补给来源，一般称为自由重力水；它只经过土壤层，而不在其中存留。 （2 ）支持重力水 重力水在下渗途中，遇到不透水层，即可被阻拦在此层之上，因而称之为支持重力水。 最大持水量：土壤中的水量达到土壤所能容纳的最大水量 二、土壤水的能量概念 （一）土水势 土壤水与自然界中的物体一样具有能量，能量有两种形式：动能和势能，能量用势表示。 1、土水势：是指单位数量土壤水的势或势能。（单位质量：J/kg，单位压力：达因/平方厘米，单位重量：cm水柱） 2、水势：单位数量的水在恒压下由力场的一个已知点移到一个相应点所做的功，叫水势。 相应点：指在一个大气压下具有相同温度的自由水面而言的。一般地下水的水表面、空旷地的水表面，相应点的水势为0。 3、总土水势=基质势+渗透势+重力势+压力势；一般土壤中，总土水势=基质势。 （二）土水势定量