第一章 土壤组成与性质3.ppt

1.土壤水分类型 2.土壤水的有效性 3.土壤水含量的表示 1、质量含水量 θm（%）= 土壤水质量/烘干土质量 *100 2、容积含水量 θv（%）= 土壤水容积/土壤总容积 *100 θv = θm*ρs 3、相对含水量 土壤实际含水量与土壤田间持水量的比值（%） 4、土壤水贮量（mm） 也叫水层厚度 = θv * h 或 = θm*ρs*h 1）基质势/间质势、基模势（matric potential）：土壤固体颗粒作为吸水基质，水分被土壤基质吸附，自由活动能降低，即基质吸力使水势降低； 随含水量增加而增大，土壤水饱和时，基质势为零。 3）压力势（pressure potential）：土壤水在饱和时，使土壤水所承受的压力不同于参照水面； 压力势包括气压势、静水压势和荷载势； 压力势均为正值。 （一）土壤空气组成的特点： 1.CO2含量高于大气(高于土壤几倍-几十倍); 2.氧气含量低于大气; 3.一般水气饱和(湿度高,99%); 4.含较多还原性气体(CH4，H2等); 5.数量和组成常发生变化 (二)土壤通气性(soil aeration) 指土壤空气与近地面大气层大气进行交换以及土体内部允许气体扩散和流动的性能。 ★ 土壤通气状况与作物生长 种子萌发：O2浓度10%， 根部呼吸：生长及吸收水肥的功能。 O2浓度9~10%，根系受损，若降低5%下，绝大多数停止生长； 缺氧，吸收水分、养分功能受损。 2 土壤的热特性 (1) 土壤热容量： 单位容积或单位质量的土壤在温度升高或降低1K时吸收或放出的热量。 容积热容量（J·cm-1· K-1) 质量热容量(J·g-1·K-1) Cv=c*d（d：容重） (2) 土壤导热率 在面积为1cm2、相距1cm的两截面上温度相差1K时，每秒钟所通过该单元土体的热量焦耳数。 单位：J/(m·K·s)，是评价传导热量快慢的指标。 主要影响因素：空气，矿物质 与土壤容重呈？相关 与土壤孔隙呈？相关 孔隙度是关键的影响因素 (3)导温率 土壤导热系数或热扩散系数，指在标准状况下，在土层垂直方向上每厘米距离内有1K的温度梯度，每秒流入1cm2土壤断面面积的热量，使单位体积（1cm3）土壤所发生的温度变化。 K=λ/Cv, λ:导热率， Cv：热容量（容积）。 3 土壤温度与作物生长 土温变化影响因素：太阳辐射平衡、土壤质地、有机质、含水量、土壤矿物质等。 日变化：最高值在13~14时左右，日出时最低，太阳最强辐射后一小时和最高气温前一小时。 层次变化：表土日变化辐度大，愈深变化愈小，60~100cm后基本稳定。 土温与植物生长： 种子萌发（小麦、大麦1~2℃，谷子10~12℃，水稻12~14℃）; 根系（10℃以上，30~35℃受阻）; 植物生长; 养分转化（微生物生长）。 土壤高低温度对植物根系的影响： 低温: 原生质粘性增大，对水的阻力增大，水不易透过生活组织，植物吸水减弱； 水分子运动减慢，渗透作用降低；根系生长受抑，吸收面积减少； 根系呼吸速率降低，离子吸收减弱，影响根压。 高温: 加速根系老化过程，使根的木质化部位几乎到达根尖端，根吸收面积减少，吸水速率也下降。 耕作措施： 质地粘重：中耕；砂土：镇压 施用有机肥（马粪、羊粪等热性肥料）、秸秆还田等 覆盖与遮荫 水分调节：秋灌，提高热容量，维持土温。 2）溶质势（solute potential）： 土壤溶液中的溶质离子吸水，使土壤水分失去部分自由活动能力； 随溶液浓度增大而减少； 溶质势为负值。 1 土水势：衡量土壤水分能量的指标，是土壤水自由能与标准的参照状态的水相对比的差值，在土壤水不饱和时为负值，饱和后为正值。 标准大气压下，与土壤水同一温度的纯自由水作为标准的参照状态，其水势为零。 4）重力势（grovitational potential）： 土壤水分因所处的位置不同，其受重力影响而获得的位能； 以地下水位的高度作为标准，其重力势为零。 在地下水位以上为正值，在地下水位以下为负值。 1 SPAC系统中水分运移过程模式图 运动平衡 1 土壤水分状况(soil moisture regimes)不仅影响土壤中物质能量的迁移转化过程，还影响土壤形成发育的方向和性质。根据成土环境及土壤特征，可以将土壤水分状况划分为以下类型： ①淋溶型与周期淋溶型； ②非淋溶型； ③渗出型； ④停滞型； ⑤冻结型。 另外，全球土壤水分状况还具有明显的季节性变化。 5.土壤水分与土壤类型 1 全球土壤水分状况季节性变化图 土壤空气是土壤的重要组成成分，它和土壤水分共同存在于土壤孔隙之中，是