第三章.土壤流体与土壤化学性质.ppt

第三章 土壤流体组成与土壤化学性质 重点掌握内容： 土壤水分的相关计算 土壤空气和热量特点 土壤吸附交换性 土壤酸碱性 第一节 土壤水分 1 水的生理作用 2 土壤水分的类型及其特性 2.1 土壤水分的类型 2.2 土壤各类水分的特征 2.2.1 固态水：存在于0?C以下，中纬度有季节固态水，高纬度地区有永冻层。固态水不能被植物利用 2.2.2 气态水： 存在于土壤孔隙中，是土壤空气组成之一。不能被根系直接利用，通过分子扩散移动。其重要性表现为：它是干旱下唯一可以自由移动的水分，它影响土壤水分的蒸发速率，它可以生成其它形态的水。 2.2.3束缚水：是指被土壤颗粒束缚着而不能自由移动的水分。 2.2.3.1 化学束缚水：是土壤矿物化学组成的一部分，不能参与土壤中的理化作用，不能被植物利用。 （1）化合水：在矿物的结晶格子中被牢固地保持着，只有在数百度高温下，矿物遭破坏时才能释放。 （2）结晶水：存在矿物晶格中，但结合不太牢固，在稍低温度可以分离出来。 1.2.3.2 物理束缚水：被土壤颗粒表面分子引力所保持的水分。 （1）吸湿水：也叫紧束缚水，因分子引力和静电引力作用，使干燥的土壤颗粒表面从空气吸附的一层气态水膜。 作用距离短，受到引力大(31-10000 atm)，近似固态水性质，密度大于1(平均1.5)，热容量低，无溶质溶解能力，常温下不能移动，导电性弱，冰点下降多(-78?C)，丧失热运动，故吸湿时有吸湿热释放。 质地越粘重，吸湿水含量高；空气湿度越大，吸湿水含量越高。 当空气湿度达到或接近饱和时，土壤吸湿水达到最大量，此时的土壤含水量称为吸湿系数或最大吸湿量。 把去掉吸湿水后的干土称为烘干土，一般要在105-110 ?C下烘6-8小时。 （2）膜状水：也叫松束缚水，它是指土壤颗粒表面在吸附吸湿水后所剩余引力作用下，与液态水接触时，在吸湿水膜外吸附的一层液态水膜。 膜状水所受引力比吸湿水小，在6.25-31 atm，但比地心引力大得多，故不能在重力作用下移动，只能从水膜厚的土粒向水膜薄的土粒运动。 可少量溶解溶质，可部分被植物利用(植物平均水吸力约15 atm)。 膜状水移动缓慢(0.2-0.4 mm/h)，只有根毛与之接触的很小范围内才能被利用。 膜状水尚未用完之前，植物就会因水分供应不上而发生凋萎。植物发生永久凋萎时的土壤含水量称为凋萎系数。要保持植物正常生长，土壤含水量必需大于调萎系数。 膜状水达到最大时的土壤含水量称为最大分子持水量。它包括了吸湿水和膜状水。 2.2.4 自由水：是不被土粒牢固吸附而能够自由移动的液态水。 2..2.4.1 毛管水：因毛管力的作用而保持在土壤毛管孔隙中的水。 能溶解溶质，可被植物利用，受毛管力作用而能长久保存在土壤中，不会因重力作用而渗漏，是土壤中最宝贵水分。 毛管水的运动从毛管力小处向毛管力大处运动，故可以上下左右任何方向运功动。毛管力与张力系数和毛管半径有关(P=2T/R)。 （1）毛管上升水：在地下水埋藏浅的地方，地下水在土壤毛管力作用下，由地下水面沿土壤毛管孔上升而保持在土壤毛管孔隙中的水。 当毛管上升水达到最大时的土壤含水量称为毛管持水量。 （2）毛管悬着水：由地面进入土壤，因毛管力作用而保持在土壤上部毛管孔隙中与地下水不相连通的水分。 在地下水埋藏深的地方，靠毛管悬着水保水供水。当毛管悬着水达到最大时的土壤含水量称为田间持水量，它是下雨或灌溉后，土壤所能保持的最大含水量。 当毛管水被消耗到一定程度时，毛管水之间呈不连续状态，植物吸水就会感到困难，此时的土壤含水量称为毛管联系断裂含水量。 2.2.4.2 重力水：指受重力作用向下移动，能够从土壤中排除的水。 （1）自由重力水：在重力作用下能一直进入地下水而不在土壤中存留的水。 （2）支持重力水：重力水在下移过程中遇到不透水层而被阻止在不透水层之上的重力水。 下移重力水充足时，支持重力水可以形成临时地下水层，称为上层地下水。 当土壤所有孔隙都充满水时，土壤达到了它所能容纳的最大水量，此时的土壤含水量称为饱和含水量或全蓄水量。 重力水可以被植物利用，但重力水很快就会被排走，没有利用的机会，而且还会淋失土壤养分，而支持重力水又会妨碍土壤通气，因此重力水不是供给植物的理想水分，是旱地土壤多余的水分，对水田来说是有效水。 3 土壤水分含量的表示方法 3.1 重量含水量 即质量含水量，单位重量或质量的土壤中水分的重量或质量，用θm表示，单位为g/kg(过去用百分数表示即水分的重量或质量占土壤重量或质量的百分数，也称含水率，用w%表示)。 3.2 容积含水量 是指单位容积的土壤中，水分容积所占的分数或百分数。θv表示，无量纲。 它表明土壤中水分占据孔隙的程度，从而可以推算土壤的三相比。 3.3 水层厚度 是指一定厚度的土层内有多少mm