土壤肥料学第三章.ppt

（一）土壤水分的存在形态 1.吸湿水（hygroscopic water ） 概念：土壤固体土粒的表面能吸附空气中的水分子，形成薄薄的水膜。 最大吸湿量（maximum hygroscopicity ） ：在水汽饱和的空气中，吸湿水达到最大量时土壤含水量。 吸湿水受到束缚力，10000-31个大气压，植物吸水15-16大气压，不能被植物利用。 密度1.2-2.4，冰点是-78 ℃ ，105℃可烘出来。 影响因素：质地、气温、相对湿度。 对植物无效！ 2.膜状水（film water） 概念：土粒在吸附空气中的水汽达到饱和后，还有剩余的分子引力，能吸附液态的水。 最大分子持水量：膜状水达到最大量时土壤含水量。 膜状水受到束缚力31-6.25个大气压，部分可被植物吸收利用，但移动缓慢吸收困难。 凋萎含水量（萎蔫系数）（wilting point ） ：植物由于干旱发生永久萎蔫时土壤含水量。 此时土壤含水量受到吸力15-16个大气压，已为土壤有效水的下限。 *吸湿水和膜状水，又被称为吸附水或束缚水。 对植物有效性低，仅部分有效。 3.毛管水（capillary water） 概念：靠毛管力作用而保持和运动的土壤液态水。 毛管水受到吸力6.25-0.1个大气压，可被植物吸收利用。 拉普拉斯(Laplace)公式： P=2T/R P—毛管力；T—表面张力；R—毛管半径 有效水下限为：凋萎含水量 有效水上限为：田间持水量（毛管持水量） 土壤最大有效贮水量%=田%-凋萎% 土壤有效持水量%=土壤含水量%-凋萎% 速效水——毛管断裂含水量至田间持水量之间水。 迟效水——凋萎含水量到毛管断裂含水量之间水。 3、土壤相对含水量:土壤实际含水量占该土壤田间持水量的百分数。 4、土壤水贮量 （1）水层厚度（水深）： 指一定面积，深度土层内所含实际含水量换算成水层厚度来表示，单位常用mm。 Dw =质%×土层厚度×容重/10 =容%×土层厚度/10 * 水层厚度可与降雨量和蒸发量之间进行比较。 （2）绝对水体积（容量）：指一定面积一定厚度土壤中所含水的体积。 Dv( 水方/公顷)=2/3Dw 5、土壤墒情 土壤含水量的测试技术 1.经典烘干法（标准方法） 2.快速烘干法 3.中子法 4.电阻法 5.TDR法（Time Domain Reflectometry） 土壤含水量的测定方法及原理 1、烘箱烘干法 1）原理：105~110℃烘干6~8小时 2）质%=(W1-W2)/(W2-W3) W1-——湿土+盒 W2——干土+盒 W3——盒 3）国标方法，准确 4）缺点：时间长，需取样，不能定点观测。 2、快速烘干法 1）红外线烘干法 2）微波炉烘干法 3）酒精燃烘法：取土样放入铝盒，加入98%酒精点燃，重复3-5次，燃烧时土壤70-80℃，将燃尽时180- 200℃，灭后80-90℃，快速但不准确，适用于田间操作。 3、中子仪法 1）快中子源 镭-铍 2）慢中子探测器。 3）快中子遇H变慢 4）不能测土表土壤，有机质多影响结果。 5）可定点长期观测。 4、TDR法： 1）时域反射仪，可测定土壤水，盐状况 2）原理： A、电磁脉冲传播速度与介质介电常数有关。 土壤介电常数εa ：土粒介电常数为5，空气为1，水为80.36。 B、将长度L的波导棒插入土壤中，电磁脉冲信号从波导棒始端传到终端，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。根据返回时间和返回时脉冲衰减可计算土壤水、盐含量。 C、介电常数与容积含水率间的关系， θv =-5.3×10-2+2.92×10-2εa-5.5×10-4εa2+4.3×10-6εa3 D、根据时间计算εa，根据εa计算θv。 三、土壤水分的能量概念 土水势（soil water potential） （一）土水势 土水势（soil water potential） ：土壤在各种力（吸附力、毛管力、重力和静水压力等）的作用下，势（或自由能）的变化（主要是降低），称为土水势。