04土壤水分空气与热量解析.pptxVIP

第四章 土壤水分、空气与热量状况 ;第四章 土壤水分、空气与热量状况 ;第一节 土壤水分 ;一、土壤水分含量及表示方法;需要注意的问题：;;三相比的计算;;;;;(二) 土壤水分含量的测定;（一）烘干法：oven drying method 1.烘箱烘干法(gravimetry with Oven Drying): 缺点： (1)采样干扰田间土壤水分连续性 (2)不能在同一地点连续进行观测土壤水分动态变化,多点采样必然会因为土壤时空变异性造成测试误差 (3)采样、运输及多次称量会产生不必要的误差 (4)费力、费时，不能快速得到??果；烘干过程中一些有机物质在这样温度情况下有可能氧化分解。给测定结果带来误差。 烘干法是土壤含水量测定的经典方法，是其他方法矫正的基础和标准方法。 2.酒精燃烧法（gravimetry with Drying by Burning Alcohol） 原理：利用酒精与水相溶解以及酒精易燃的特性，使酒精在样品中燃烧生热，将水分迅速蒸发干燥。酒精燃烧时，火焰距土面2~3cm，样品温度约70~80 ℃，当火苗熄灭前的几秒钟，火焰下降，土壤温度上升到180~200 ℃，然后很快下降到85~90 ℃，并缓慢冷却。 应用条件：本方法由于高温阶段时间短，，样品中有机质及盐类损失甚微，但有机质含量高于5%的样品，也不适用。 特点：快速，20分钟左右。适用于在田间进行快速测定。允许误差1%;;TDR仪器;土壤水分测定(TDR);二、土壤水分类型与水分常数 ;(一)　土壤水分的类型与性质;土壤水的形态示意图;1.吸湿水 ;2.膜状水 ;凋萎系数(permanent wilting percentage, permanent wilting coefficient) 测定方法: (1) 幼苗发：农业上常用向日葵作为直接测定凋萎系数的植物。 （2）测定15bar含水量：农业上就大多数农作物来讲，土壤含水量等于凋萎系数时，其水吸力大约为1.5Mpa（15bar)，这是因为大多数农作物叶片的渗透压在1.5-2.0Mpa，以土壤水的形态而言，大致相当于全部吸湿水以及部分膜状水。需要特别指出的是在林业上，大多数树木在此水吸力下正常生长，一些树种的渗透压多为2.5-3左右，有的甚至更高，此外针叶树的针叶在土壤供水不足时没有明显的凋萎症状，当有外观症状（如针叶干黄而枯萎时）可能早已死亡，有些阔叶树如刺槐当遇到干旱胁迫时，叶子凋萎脱落后，在水分条件好时重新出芽生长。 影响萎蔫系数因子：土壤因子和植物因子 ;不同质地土壤的萎蔫系数（%）;3.毛管水 ;1）毛管悬着水 ;田间持水量（field capacity): 给土壤充分灌水后，及时覆盖地表，防止蒸发，让其平衡2~3天，到土壤湿度基本稳定后测得的土壤含水量。 特点： 降雨或灌溉后，大孔隙中的重力水已经排除，渗透水流已降至很低或基本停止时土壤所吸持的水量。所吸持的水相当于吸湿水、膜状水和悬着水的全部。此时的土壤含水量约为吸湿系数的2.5倍，水吸力在0.3大气压之间。也有人叫1/3bar含水量 影响因素：田间持水量的大小与土壤孔隙状况及有机质含量有关，粘质土壤、结构良好或富含有机质的土壤，田间持水量大。大多数土壤只在降水后达到田间持水量。 以相当于重力1,000倍的离心力排去饱和土壤中多余的水后，土壤所吸持的水量称为持水当量。其数值近似于田间持水量，水吸力约为1/3大气压。 意义：制定灌溉定额的上限 表示土壤水分有效性的上限值 问题：田间持水量的容积含水量与毛管孔度关系如何？;2）毛管上升水 ;4.重力水 ;(二) 土壤水分常数与有效性 ;;; 土壤水分形态学 优点：比较直观，对土壤水分的保蓄机制阐述的比较明白。 存在的问题有：很难界定他们之间的明显得界限，人为性比较强，难于准确地表示土壤水分流动方向和水分的有效性。 如何解决这些问题？----能量学的观点诞生;;三、土壤水分能量状态 ;(一) 土水势（Soil water potential）概念 ;(二) 土水势的分势 ;;;;1.(总）土水势: ψt= ψg + ψo+ ψp + ψm 2.水势（water potential） ψw = ψo + ψp + ψm 描述植物从土壤中吸水能力时或者土壤水分有效性时用。 (1) 饱和情况下 ψw = ψo + ψp (2) 非饱和情况下 ψw = ψo + ψm 3. 水力势(hydraulic potential)（仅涉及液态水流） Ψh= ψg + ψp + ψm 表示土壤中水分的移动能力时使用，即水