土壤肥料学：第五章第二节土壤水分
（土壤学讲义）第5章土壤水
第五章土壤水第一节土壤水的类型及土壤水分含量的测定第二节土壤水的能态第三节土壤水的运动第一节土壤水的类型及土壤水分含量的测定一、土壤水分类型（一）吸湿水(紧束缚水)1、定义：由于固体土粒表面的分子引力和静电引力对空气中水汽分子的吸附力而被紧密保持的水分。
2、性质：其厚度只有2-3个水分子层，无溶解力、不导电、不能自由移动，也不能为植物利用。
3、大小：决定于土壤质地、腐殖质等影响决定于大气的湿度和温度当空气相对湿度达95%—100%时,土壤吸湿水量可达最大值，这时称为最大吸湿量。
（二）膜状水(松束缚水)1．定义：指当吸湿状态土粒与液态水接触时，还可再吸附一层很薄的水膜，称其为膜状水。
2．性质：其厚度可达到几十个水分子，部分可以被植物吸收利用，移动极为缓慢。
3．大小：决定于土壤的比面以及土壤溶液浓度。
膜状水达最大时的土壤含水量叫最大分子持水量。
（三）毛管水1、定义：由土壤毛管孔隙的毛管引力所保持的水分，称为毛管水。
2、类型：(1)毛管上升水定义：指地下水随毛管上升而被保持在土壤中的水分，称为毛管上升水。
最大水量称为毛管持水量。
毛管上升水与地下水位有水压联系：地下水位适当作物吸收地下水位过深作物不能吸收地下水位过浅作物受湿害（2）毛管悬着水定义：指在地下水位很深的地区，降雨或灌水之后，由于毛管力保存在土壤上层中的水分称为毛管悬着水。
当毛管悬着水达到最大数量时的土壤含水量叫田间持水量。
性质：毛管水是土壤中可以移动的、对植物最有效的水分，而且毛管水中还溶液解有可供植物利用的易溶性养分。
大小：与土壤质地、腐殖质含量及结构状况有关。
（四）重力水定义：指土壤含水量超过田间持水量时，多余水分受重力支配向下渗透，这部分水分叫重力水。
土体全部孔隙都充满水，这时土壤含水量叫饱和持水量（全持水量）。
二、土壤含水量的表示方法（一）质量百分数即土壤中水分的质量与干土质量的比值勤。
（二）容积百分数即单位土壤总容积中水分所占的容操作分数，又称容积湿度、土壤水的容积分数。
土壤肥料学基础知识
目录第一部分土壤学基本知识第一章土壤与土壤学第二章土壤形成、分类第三章土壤有机质第一节土壤生物第二节土壤有机质第三节土壤有机质的作用与调节第四章土壤孔隙性、结构性和耕性第一节土壤孔隙性第二节土壤结构性第三节土壤耕性第五章土壤水分、空气和热量状况第六章土壤养分和供肥性第一节土壤养分第二节土壤的供肥性第七章土壤酸碱性第八章土壤剖面形态第九章盐碱土第十章土壤改良第十一章植物营养与施肥第一节植物营养第二节合理施肥第一部分土壤学基本知识第一章土壤与土壤学一、土壤的概念及组成土壤是一个复杂的自然体,在世界各民族语言中,土壤像"母亲"两字一样均可找到.世界各国不同学科的学者对土壤有不同的认识,从不同的角度给予了不同的解释.持地质学观点的人,认为土壤是地表岩石风化的碎屑；持化学观点的人,认为土壤是植物养分的贮藏库；环境学家认为"土壤是重要的环境要素,环境污染物的缓冲带和过滤器"；生物学家认为"土壤是地球表层系统中,生物多样性最丰富,生物地球化学的能量交换、物质循环〔转化〕最活跃的生命层".而土壤学家与农业学家,那么认为"土壤是固态地球表面具有生命活动,处于生物与环境间进行物质循环和能量交换的疏松表层".土壤具有培育植物的能力,即土壤肥力,这是土壤最根本的特性.它受人类活动的影响.近几十年来,随着环境科学和水产事业的发展,对水体和水下资源的研究与开发进行了大量的工作,国内外许多学者趋向于把浅水域底部的疏松层纳入士壤的X畴.土壤是在母质、气候、生物、地形和时间等5种自然因素综合作用下形成和发展的特殊自然体,是能够生产植物收获物的陆地疏松表层.主要由矿物质、有机物、空气、水分和土壤生物等五部分组成,也可概括为固相、液相和气相.土壤含有植物生长所需的矿物质营养元素,疏松多孔,具有通气透水性、保水保肥性、结构性、可塑性,能提供植物生长发育所需的水、肥、气、热等生活条件；土壤是植物根系生长发育的基地,是植物生长的立足之地；也是植物营养物质转化和不断循环的场所.土壤为什么能够生长绿色植物呢？因为土壤具有一定的肥力.土壤肥力是指土壤具有能同时并不断地供给和调节植物生长发育所需要的水、肥、气、热的能力.肥沃的土壤能够充足、全面、持续地供给植物所需的各种生活因素,而且能调节和抗拒各种不良自然条件的影响,还能调节各肥力因素之间存在的矛盾,以达到适应和满足植物生长的要求.土壤肥力是土壤区别于其它自然物质的本质特性,是土壤物理、化学和生物特性的综合表现.它包括水分、养分、空气、热量四个肥力因素,这些因素在不断变化,又相互联系、相互制约和相互协调.不同的植物和植物不同生育时期,对水分、养分、空气和热量的要求不同,当这些因素能最大限度地满足某种植物的要求时,才是土壤肥力的最高表现.土壤肥力可分为自然肥力和人为肥力.自然肥力是指在母质、生物、气候、地形和时间各种自然因素共同作用下形成和发育的肥力.在自然界##未开垦的原始土壤和原始森林的土地所具有的肥力才纯属自然肥力.人为肥力是指人们对土壤进行耕作、施肥等经营措施影响下所形成的肥力.耕作土壤的肥力是自然肥力和人为肥力的综合表现.肥料是能为植物直接或间接供给养分的物料.施肥能改良土壤性状,提高土壤肥力,改善产品品质,增加植物产量.根据肥料的不同性质与特点,可将常用肥料分为三大类,一是化学肥料,又称无机肥料.如硫酸铵、碳酸氢铵、尿素、硫酸钾、过磷酸钙和磷矿粉等；二是有机肥料,又称农家肥料.如人畜粪尿、绿肥、堆沤肥、饼肥等；三是生物肥料.如根瘤菌剂以及各种生物制剂等,是一种间接性肥料.二、土壤的重要功能土壤有三个重要的综合功能,即土壤肥力、土壤净化力和土壤自动调节能力.l、土壤肥力土壤肥力是土壤本质的属性,是土壤具有的能同时和不断地供应和调节植物生长发育所需的水、肥、气、热生活因素的能力.肥沃的土壤能够充足、全面、持续地供给植物所需的各种生活因素,能调节和抗拒各种不良自然条件的影响,能调节各肥力因素之间存在的矛盾,以达到适应和满足植物生长的要求.肥力变化使不能利用的潜在肥力转变为有效状态,土壤肥力得以迅速提高,从而提高了农业生产的水平.人工肥力是在认识自然规律的基础上充分利用科学技术的成就而获得的.耕作技术愈完美,培肥措施愈合理,在土壤肥力的发展过程中定向改良土壤的作用越大.土壤生产力与土壤肥力是两个相互联系但又不同的概念.高产的土壤必定是肥沃的,但并不能断定肥沃的土壤一定高产.要提高土壤生产力〔即提高植物产量〕,既要重视土壤肥力的研究,又要研究土壤与其环境间的相互关系.2、土壤自净能力污染物进入土体后,通过稀释和扩散可降低其浓度,减少其毒性；或者被转变为不溶性化合物而沉淀；或被胶体牢固吸附,从而暂退出生物小循环,脱离食物链；或通过生物和化学降解作用,转变成无毒或毒性较小的物质；或经挥发和淋溶,从土体迁移至大气和水体.所有这些现象,都可以理解为土壤的净化过程,但是土壤的净化能力主要是指生物学和化学的降解作用.土壤自净能力的强弱取决于土壤组成及性质的综合作用.其影响因素很多,主要受土壤孔隙状况、土壤胶体体系、化学平衡体系、酸碱物质体系及生物体系的影响.由于土壤具有同化和代谢环境进入土体物质的能力,使许多有毒、有害的污染物变成无毒物质,甚至化害为利.因此从环境科学的角度看,土壤是保护环境的重要净化体.3、土壤自动调节能力〔广义的土壤缓冲性能〕土壤的各组成部分并不是孤立的,它们相互作用并互相连接成一个网络,构成完整的土壤结构系统.这个系统的各种性质是相互影响相互制约的,当环境向土壤输入物质与能量时,土壤系统可以通过本身组织的反馈作用进行调节与控制,保持系统的稳定状态.土壤本身所具有的各种调控能力,总称为土壤自动调节能力.它是土壤综合协调作用的反应.它维护着土壤生态系统的相对平衡,它不仅反应土壤各种性状的相对稳定性〔如土壤的缓冲性、保水性、稳温性以及土壤生物群体的稳定性等〕,而且还表现为土壤生态系统的综合功能性〔土壤肥力、自净能力和自动调节能力〕.三、土壤的地位1、土壤是人类生存的条件人类的生存离不开农业,土壤是植物生长的天然基地.绿色植物的生活要素有日光〔光能〕、热量〔热能〕、空气〔主要是氧气和二氧化碳〕、水分和养分.植物为动物生产〔畜禽、水产养殖业〕提供饲料,所以动物生产也离不开土壤.在科学发达的今天,随着设施农业的发展,虽然能在温室或大棚中进行无土栽培,生产蔬菜或育苗等,但目前人类还不能脱离土壤进行大规模农、林、牧生产.土壤仍然是进行人类生产所不可缺少的重要的生产资料,人类的衣、食、住、行和社会的发展都要依赖土壤.正如马克思所说："土壤是世代相传的人类生存条件和再生产条件".2、土壤是人类生存的环境土壤不仅是生物赖以生存的基地,也是人类生活的环境.是生物圈能量转化和物质循环的重要场所.土壤资源虽可永续使用,但从数量上看却是有限的.因为我们地球上陆地面积是有限的.陆地上被土壤覆盖的面积更是有限的,据20世纪90年代初统计资料："我国总土地面积约8.8×108hm2,占全国总面积的91．3％,其中,草地2．67×108hm2、林地1．87×108hm2、耕地仅有1．29×108hm2,尚未利用的土地2．71×108hm2.但人均占有耕地仅有0.13hm2、林地0．11hm2、草地0.27hm2,远远低于世界平均水平.土地资源的有限已成为制约我国经济和社会发展的重要问题.因此,"十分珍惜每一寸土地,合理利用每一寸土地,应该是我们的国策".总之,土壤是绿色生命的源泉,是人类生存最基本、最广泛、最重要、最珍贵的自然资源.它维系着自然界的生态平衡,使万物充满生机.它关系到人类的生存和社会的发展.四、土壤肥料在农业生产中的地位与作用农业生产是由植物生产、动物生产和土壤管理三个环节组成的.植物生产〔种植业〕主要是通过绿色植物的光合作用制造有机物质,把太阳辐射能转变为化学能贮藏起来,植物产品作为食料和工业原料被人类所利用.动物生产〔养殖业〕是把一部分植物产品和残体作为喂养畜、禽、鱼类的饲料和饵料,以便充分地利用这些有机物质及其包含的化学能,进一步为人类提供动物性食品、工业原料和家畜饲料.土壤管理是土壤的施肥耕作管理,把未曾利用的动植物残体和人畜粪尿,通过耕作,归还给土壤,变为植物可利用的养分,同时增加和更新土壤有机质,提高土壤肥力.肥料是粮食的"粮食",是重要的农业生产物资,在农业生产中起着重要的作用.肥料的科学施用可以提高产量、增加收益、改善农产品品质、提高土壤肥力、保护环境.但是,如果用得不合理,那么不仅浪费资源,还可能引起相反的效果.我国人民有几千年施用有机肥的经验,在传统农业生产中,劳动人民靠施用有机肥维持农业系统内部的物质能量循环,使农业生产得以稳定发展.但是这种封闭的农业物质循环生产水平是不高的,难以满足现代社会日益增长的要求.因此,20世纪50年代以来,化肥的使用逐渐增加,化肥在农业生产中发挥着越来越大的作用.五、我国土壤科学的发展我国具有非常悠久的农业发展历史,我国劳动人民在长期的农业生产实践中,有独特的创造和经验.特别是在土壤科学方面,累积了十分丰富的识土、用土、评土、改土经验,为建立和发展土壤科学做出了宝贵的贡献.控制水土流失的梯田修筑、耕作制中的轮作倒茬、用地养地的粮豆套种、农家肥料的沤制与使用、保墒保肥的耕作措施等,都居于世界农业发展的前列,成为我国农业精耕细作的优良传统.早在2000多年前,从春秋战国到秦、汉、后魏期间,就已总结出了在农业生产中所取得的经验,有的至今仍不失其在农业生产中的重要参考价值.其中著名的农书如《禹贡》、《管子·地圆篇》、《汜胜之书》、《齐民要术》等.另外,在其他古籍书中也有不少关于农业发展,特别是关于土壤知识的记载.在《禹贡》中叙述了当时关于土壤分类问题,描述了九州土壤的特征、地理分布和肥力状况,是世界最早的土壤分类及肥力评定的科学著作.在《管子·地圆篇》中提出了因土种植的土宜概念.《汜胜之书》中还提出要因土耕作,在不同的土壤上采用不同的耕作方法.《齐民要术》叙述了以深耕为中心结合耙、耱、镇压的耕作制,以及种植豆科绿肥的经验.在这些书中还提出了"多粪肥田""弱土而强""粪田宜稀"等土壤培肥的基本理论.在宋、元、明、清时代又出现了不少农书,如：《王祯农书》、《农政全书》等.《王祯农书》中的"粪壤篇"提出土壤虽异,治以得宜,皆可种植,以及"地力常新壮"等用土改土的科学观点.根据以上我国大量农业科学书籍可见,我国劳动人民对于土壤的认识、利用、改良和培肥已经奠定了我国土壤科学的基础.对于土壤科学中主要内容如土壤分类、土壤形成因素和成土过程、土壤肥力的性状、培肥原理、土壤改良、控制水土流失以及种植绿肥、施用有机肥等均提出了科学论证,至今仍为我国进行土壤科学研究和农业生产的重要参考和根据.我国土壤工作者1958年、1979年分别进行了全国土壤普查,基本查清了我国960万平方公里面积上土壤的类型、分布、属性、土宜、障碍因素等土壤的基本情况.这为各级进行农业区划分、合理利用土壤资源、制定荒地开垦规划、改良低产土壤、培养高产土壤、控制水土流失、经济合理施肥等提供了科学的依据和资料.另外,因我国土壤科学研究工作面向经济建设,在土壤资源开发利用、提高土壤肥力、中低产田改良、肥料合理施用以及防治土壤盐渍化、沙漠化、水土流失方面都做了大量工作,为国家做出了很大贡献.在学科方面也得到很大发展,并与国际土壤科学的发展同步.六、土壤科学发展的主要任务随着社会的不断发展,人类活动对全球生态环境的冲击强度及规模也在不断扩大,使整个世界自20世纪中叶以来一直为人口-粮食-资源等一系列问题所困扰,有土才有粮,土壤科学今后的发展必须为人类享有充足的食物和清洁的环境作贡献.因我国人口众多,耕地极少,在今后相当长的时期内,提高粮食生产仍是主要任务.但无论是扩大种植面积还是提高集约化程度,在资源与环境保护及治理方面,中国绝不能走先开发后治理的道路,必须采用开发和治理并举的方针.我国土壤学今后的主要任务是：1、节源高效持续农业中土壤肥力的保持与提高持续农业的概念包括土地利用的连续性、环境质量的保持与提高、经济价值的增加、生产力的稳定增长、代传土地质量的提高以及抗风险的能力增强等方面.实际上是土壤肥力的永续维持."石油农业"极大地刺激了现代化农业的发展,但在成功的同时,也随之带来了能源危机、环境污染、生态破坏等灾难,致使许多地区水土流失、资源减少、物种灭绝、环境恶化与病虫猖撅等."生态农业"是以生态学基本原理为指导,根据生态系统内部物质能量转化的生物学规律建立起来的一个综合型农业生产结构,该系统中的生产物质多半是再生资源,可以循环地发挥作用,从而创造一个"结构有序、互相依存、彼此促进、动态平衡"的人工与自然相结合的最优复合生态系统,把向自然索取与改善环境、资源开发与保护结合起来,寓养于用,使土壤肥力得以维持与提高.2、保护土壤资源、加强区域治理、改善生态环境条件我国土壤资源的特点,一是绝对数量大,人均占有少；二是山地土壤多,耕地面积小,这些特点决定了我国土壤资源合理利用和保护必须从两方面着手.3、保护水资源及其合理利用全球X围内可利用的淡水资源严重不足,水成为我国农业生产和环境建设中的主要限制因素之一.4、全球土壤变化由于持续集约利用与不合理垦殖,土壤正在不断发生变化,这不仅影响了土地的承载能力,而且对全球气候变化也产生直接或间接的影响.第二章土壤形成、分类一、土壤的形成土壤是由岩石和矿物经风化后残留在原地或经搬运、沉积后而成为母质,母质在各种自然因素和人为因素作用下通过成土作用转变成的.土壤的形成有时也称土壤的发生,是一个物理、化学及生物化学过程.土壤的形成或发生主要包括母质颗粒的变小、矿物颗粒的重排、有机物质的加入、矿物类型的变化、土壤层次的形成及粘粒的产生等过程.成土因素：通常指自然因素,包括母质、气候、生物、地形及时间等五个因素.人为因素：指在土壤的发生发展过程中,由于人类的各种生产和生活活动对其所施加的作用或影响.由于气候的不同,我国各地的土壤也有较大差异.我国中温带地区的土壤自东向西为黑土→黑钙土→栗钙土→棕钙土→灰钙土；我国温带地区,自北而南,从棕色针叶林土→暗棕壤→棕壤→褐土.二、土壤分类土壤分类是指根据土壤性质和特征对土壤进行划分.土壤分类是认识土壤的基础,是进行土壤调查、土壤评价、土壤利用规划和因地制宜进行种植的依据.《齐民要术》中,根据农民生产实践经验,把土壤分为弱土、重土、紧土、缓土、肥土、脊土、燥土、湿土、生土、熟土、寒土、暖土等.《中国土壤分类系统》从上至下采用土纲、亚纲、土类、亚类、土属、土种、变种七级分类单元,其中土纲、亚纲、土类、亚类属高级分类单元,土属为中级分类单元,土种为基层分类的基本单元,以土类、土种最为重要.〔1〕土纲：土纲是最高级土壤分类级别,是土壤重大属性的差异和土类属性的共性的归纳和概括,反映了土壤不同发育阶段中,土壤物质移动累积所引起的重大属性的差异.〔2〕亚纲：亚纲是在同一土纲中,根据土壤形成的水热条件和岩性及盐碱的重大差异来划分.〔3〕土类：土类是高级分类的基本单元.它是在一定的自然或人为条件下产生独特的成土过程及其相适应的土壤属性的一群土壤.同一土类的土壤,成土条件、主导成土过程和主要土壤属性相同.〔4〕亚类：亚类是土类X围内的进一步续分,反映主导成土过程以外,还有其他附加的成土过程.〔5〕土属：土属是土壤分类系统中的中级分类单元,土属主要根据成土母质的成因、岩性及区域水分条件等地方性因素的差异进行划分的.盐土可根据盐分类型可划分为硫酸盐盐土、硫酸盐一氯化物盐土、氯化物一硫酸盐盐土、氯化物盐土等.〔6〕土种：土种是土壤基层分类的基本单元.它处于一定的景观部位,是具有相似土体构型的一群土壤.土种主要反映了士属X围内量上的差异,而不是质的差别.可根据土层厚度、腐殖质厚度、盐分含量多少、淋溶深度、淀积程度等这些量或程度上的差别划分土种.盐化土壤可根据盐分含量及缺苗程度来划分土种〔7〕变种：变种又称亚种,它是土种的辅助分类单元,是根据土种X围内由于耕层或表层性状的差异进行划分.如根据表层耕性、质地、有机质含量和耕作层厚度等进行划分.中国土壤分类系统的高级分类单元主要反映了土壤发生学方面的差异,而低级分类单元那么主要考虑到土壤在其生产利用方面的不同.1998年,中国土壤分类系统把土壤分为铁铝土、淋溶土、半淋溶土、钙层土、干旱土、漠土、初育土、水成土、半水成土、盐碱土、人为土和高山土等12个土纲.盐碱土〔土纲〕,盐土和碱土〔亚纲〕,盐土分为草甸盐土、滨海盐土、酸性硫酸盐盐土、漠境盐土和寒原盐土五个土类,滨海盐土包括滨海盐土、滨海沼泽盐土和滨海潮滩盐土三个亚类；碱土包括一个碱土类,碱土类包括草甸、草原、龟裂、盐化和荒漠碱土五个亚类.中国土壤系统分类为从上至下采用土纲、亚纲、土类、亚类、土族、土系六级,其中土纲、亚纲、土类、亚类属高级分类级别,土族、土系为基层分类级别.中国土壤系统分类把土壤分为有机土、人为土、灰土、火山灰土、铁铝土、变性土、干旱土、盐成土、潜育土、均腐土、富铁土、淋溶土、雏形土和新成土等14个土纲.三、土壤质地土壤中各粒级的土粒所占的比例及其所表现出的物理性质称为土壤质地.土壤质地对土壤的水分、空气、热量、耕性及肥力有影响,对土壤水、气运动及土壤热性质的变化和作物根系的伸长和发育有较重要的作用,它是反映土壤肥力状况的一个重要指标.1975年中国科学院南京土壤研究所等单位将土壤质地分成砂土、壤土和粘士三个基本等级.〔土壤质地国际制分类分为沙土、壤土、粘壤土和黏土四大类〕.土壤质地首先影响土壤的孔隙性质及养分含量,进一步作用于土壤的通透性、保肥性、供肥性、土壤温度状况及耕性等性质.根据土壤质地不同所反映出来的肥力特性也不同.主要表现为：1、砂土类.土粒间为大孔隙,排水通气能力强,保水性差,易旱.养分含量低,有机质分解快,保肥力弱,但施肥易见效.土壤水少气多,昼夜温差大,适合栽培一些收获物为地下部的作物.早春土温上升快,所以有时称"热性土".作物前期生长相对较快,但后期易脱肥,故有"发小苗不发老苗"之说.适合种植薯类、花生、谷子、瓜类等生育期短、要求土壤疏松的作物.2、粘土类.其肥力一般与砂土类正好相反.土粒间多毛管孔隙和非活性孔隙,土壤的通气透水能力差,抗旱性差,但保水性强,毛管作用明显.由于通透性差,有机质消耗小于砂土,其有机质含量一般稍高于砂土,保肥力强,养分含量高.春季由于升温较慢,故也称为"冷性土".保肥力强,肥效长,但苗期供肥有时不能满足作物需要,后期供肥一般较足,又称为"发老苗不发小苗"；适合种植稻、麦、棉花等生育期长、对养分需求量大的作物.3、壤土类.它的肥力特征和农业生产特点介于砂土和粘土之间,是一种比较优良的质地类型,兼有砂土和粘土的优点,却没有二者的不足.因此,它能适合大多数作物.四、不良土壤质地的改良适宜作物种植的土壤条件称为土宜.不同作物要求土壤条件不同,对过砂过粘的土壤要进行逐年改良.在我国现有耕地中,因耕层过砂过粘需要改良的面积有7万～14万hm2,土壤耕层过砂过粘,夹砂夹粘,通体砂,通体粘等土体构型,均不能满足作物对水、肥、气、热协调供应的需要,需加以改良.其改良途径和措施,要因地制宜,就地取材,循序渐进地进行.在园艺生产上,通常要对土壤质地进行改良.改变或改善土壤质地的方法：1、增施有机肥,改良土性.增施有机肥是培肥土壤的重要措施之一.每年大量施用有机肥,不仅能增加土壤中的养分,而且能改善过砂过粘土壤的不良性质,增强土壤保水、保肥性能.因为有机肥施入土壤中形成腐殖质,可增加砂士的粘性和团聚性,降低粘土的融结性,促进土壤中团粒结构的形成.因此,施用有机肥对砂土或粘土都有改良作用,它是一种后效长的改良措施,其改良效果粘土大于砂土,因为腐殖质在粘土中容易累积,而在砂土中容易分解的缘故.2、客土法.客土法是指在粘土中掺砂或在沙土中掺粘粒以达到改良土壤质地的一种方法.此法效果较好,但费工费时,不适宜于在生产上大规模推广,但在育种育苗时可用此法改良苗床的土壤质地.〔1〕掺砂掺粘,客土调剂.一般要就地取材、因地制宜.在砂地附近有黏土、胶泥土、河泥,可采用搬粘掺砂的办法.粘土地附近有砂土、河砂者可采取搬砂压淤的办法,逐年客土改良,使之达到三泥七砂或四泥六砂的壤土X围.〔2〕翻淤压砂或翻砂压淤.砂土层下不深处有淤泥层,粘土层下不深处有砂土层,可以采用深翻,或"大揭盖"将砂、粘土层翻至表层,经耕、耙使上下砂粘掺混,改变其土质.〔3〕引洪漫淤或引洪漫砂.洪水中所携带的淤泥是冲蚀地表的肥土,含养分丰富.把洪水有控制的引入农田,使淤泥沉积于砂土表层,既可增厚土层,改良质地,又能肥沃土壤,农民说"一年洪水三年肥"."引洪漫砂"亦低,漫淤那么将畦口抬高,每次漫砂漫淤不能超过10cm,逐年进行,可使大面积的砂土地或粘土地得到改良.在靠近黄河中下游的河南新乡一带应用很广.第三章土壤有机质第一节土壤生物土壤生物是指生活于土壤中的有机体,包括土壤动物和土壤微生物.一、土壤生物类型的多样性〔一〕土壤微生物类群及作用土壤微生物包括细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物五个类群,它们与土壤肥力的演变,营养元素的转化有密切的关系.如图所示：1、细菌.土壤细菌占土壤微生物总数的。
土壤肥料学：第五章第二节土壤水分
支持毛管水：土壤中受到地下水源支持并上升到一 定高度的毛管水，即地下水沿着土壤毛管系统上升 并保持在土壤中的那一部分水分。 毛管上升水最大值—毛管持水量
田间持水量 <
毛管持水量
（field water capacity） （capillary water capacity）
重力水
土壤中充滞于通气孔隙中的水分。
压力膜仪
水分特征曲线的用途
1、利用其进行土壤S与之间的换算 S=f() 或=f(S)
2、可以间接地反映出土壤孔隙大小的分布
S=4σ/d
d=4σ/S
3、可用来分析不同质地土壤的持水性和土壤水分 的有效性
4、应用数学物理方法对土壤中的水运动进行定量 分析时，水分特征曲线是必不可少的重要参数。
土壤水分有效性
①来源：主要来自大气降水、灌溉水、地下水。此外，水气的凝结也会 增加土壤水分的含量，但很少，不占重要地位。
植被截留30% 地表径流5%
地面蒸发10%
土壤吸收55%
②耗损： ★ 植物根系吸收 ★ 地面蒸发 ★ 渗漏到地下水层 ★ 土壤中侧向流水 ★ 被土壤吸收保蓄
土壤水量的平衡：土壤水分的收入和消耗使土壤水含量相 应变化的情况。表达式为：
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
蒸发过程维持必须具备的三个条件：
➢ 必须有不断的热能补给，以满足水分汽化热的 需要； ➢ 土面的水汽压高于周围大气的水汽压； ➢ 蒸发面必须不断地得到水分补充。
1质量含水量?m土壤中水分的质量干土质量??1002容积含水量?v土壤水容积土壤总容积??1003相对含水量土壤含水量田间持水量土壤水含量的表示方法??v??m??b??w土壤含水量的测定取样测定法通常有烘干法红外线烘干法微波炉烘干法酒精烧失法等
土壤学(第五章) 土壤水
（一）土壤水的类型划分
1. 吸湿水(hydroscopic water) （紧束缚水） 土粒通过吸附力吸附空气中水汽分子所保持的水分。
吸附力很强，可达 31 至 10000atm ，因而水的密度增大， 可达1.5g/cm3，无溶解能力，不移动，通常在 105～110℃ 条件下烘干除去。对植物无效。
解：先将土壤含水量水w%换算为水v%
初始含水量 水v%=10%×1.2=12%
19
田间持水量 水v%=30%×1.2=36%
因水mm= 水v% ×土层厚度 土层厚度=水mm/水v%=10/(0.36-0.12) =41.7（mm） 4. 水贮量(方/亩) 1亩地土壤水贮量(方/亩)的计算公式为： 方/亩 =2/3水mm 方/亩=水mm×1/1000×10000/15=2/3水mm
1. 用于土壤水吸力与含水量之间的换算
不同土壤的水吸力相同，水分有效性相同，但含水 量不同，因而有效水的数量不同。 2.用于各级孔径、孔隙及其容积（V，%）的计算 D=3/T
土壤水吸力（S）与含水量 的经验公式： S= aθb 或 S=a(θ/θs)b S=A（θs-θ）n/θm 式中： S——水吸力（Pa）；θ——含水量（%）； θs——饱和含水量（%）； a、b、A、n、m为相应的经验常数。
（一）土壤水分特征曲线的影响因素 1. 土壤质地
假定土壤水吸力为
300cm（水柱高），各种质
与地下水有联系，随 水示 意图
(2) 毛管悬着水(capillary suspending water)
与地下水无联系，由毛管力保持在土壤毛管孔隙中 的水分，好象悬在土壤中一样。
土粒
毛管 悬着 水示 意图
4. 重力水 (gravitational water) 受重力作用可以从土壤中排出的水分，主 要存在于土壤通气孔隙中。
土 壤 水 分
*
土壤水分
1.1 土壤水分类型
3）毛管水（有效水）
借助毛细管引力吸持和保持在毛细管孔隙中的水，易被植物吸收。 （1）毛管悬着水 指大气降水或灌溉后，吸持在毛管中的水，它和地
下水不相连接，而“悬挂”在土壤上层毛细管中。当毛管悬着水达到 最大值时的土壤含水量称为田间持水量，它是判断旱地土壤是否需要 灌水和确定灌水量的重要依据。不同土壤质地的田间持水量相对比较 稳 定 （ 表 6- 2）。 表6-2 不同质地土壤的田间持水量（%）
1）土壤水分含水量指标
（1）自然含水量（绝对含水量）
● 用土壤水分质量占烘干土壤质量的百分比表示，这是一种最常用的 表示方法。
土壤自然含水量（％）＝
湿土质量烘干土质量 烘干土质量
100
● 也可用容积含水量来表示，即土壤水分体积占土壤体积的百分比。
土壤自然含水量的体积百分率（％）＝
水的体积 土壤体积
100
土壤吸湿系数、凋萎系数、田间持水量和饱和含水量等土壤水分状况标志 值，称为土壤水分常数，它们不仅反映土壤水分的数量和能量水平，也可 反映土壤水分的吸持和运动状态及被植物利用的难易程度。
*
土壤水分
土壤水分测定仪
*
土壤水分
1.2土壤水分的有效性
●土壤水分对植物是否有效，主要取决于土壤对水分的保 持力与植物根系的吸水力。
宜旱地植物的生长发育。
（3）土壤蓄水量
水层厚度(mm)＝土层厚度(mm)×自然含水量(质量%)×土壤 密度
*
土壤水分 1.3 土壤水分含水量的表示方法 2）土壤水分能量指标 ● 土壤能量指标包括土壤水势和土壤水吸力，它们的数值和表示单位 相同，单位为气压，水势为负值，水吸力为正值。能直接表明土壤 水的能量状态和对植物的有效性，可在不同的土壤之间相互比较， 也可以在土壤—植物—大气之间统一使用。
10.第2节土壤水分解析
决定，可近似为水面蒸发强度E0。此阶段含水率的 下限，一般认为该值相当于毛管水断裂时的含水率
或田间持水量的50%—70% 。
2、表土蒸发强度随含水率变化的阶段（土壤导 水率控制阶段）
蒸发速率急剧降低，有利于土壤墒情的保持
3、水汽扩散阶段
土壤输水能力极弱，不能补充表土蒸发损失的 水分，土壤表面形成干土层。在此阶段，蒸发 面不是在地表，而是在土壤内部，蒸发强度的 大小主要由干土层内水汽扩散的能力控制，并 取决于干土层厚度，一般来说，其变化速率十 分缓慢而且稳定。
推动力： 水汽压梯度
①湿度梯度:在温度相同的情况下,水汽从湿土向干土扩散。 ②温度梯度:在湿度相同的情况下,水汽总是由温度高处向温 度低处扩散。
其中温度梯度的作用远大于湿度梯度，因此，在一 般情况下，土壤中的水汽总是由暖处向冷处运动。
(三)土壤水分入渗、再分布和土面蒸发
1、土壤水分入渗（soil water infiltration)**
2、溶质势（S）*** 负值。土壤溶质浓度越高，溶质势越低。 溶质势只有对半透膜的水分运动起作用。
S = - MRT
3、压力势（p）*** 正值。只有当土壤水分饱和时才有压力势， 在不饱和土壤中压力势为0。饱和土层越 深，压力势越高。
p=wghV
4、重力势（g）*** 重力势（g）是指由重力作用而引起的土 水势变化。 任何时候重力势都存在。高于 参比面时为正，低于参比面时为负，参比 面处重力势为0。
、结构、松紧状况等的影响。
田间持水量的变化范围：砂土为：160~220g/kg 壤土为：220~300 g/kg；粘土为：280~350 g/kg
毛管上升 水示意图
土粒
地下水位
水
毛管作用力范围：
土壤肥料学土壤水
三 土壤水能态的定量表示方法 ✓ 标准单位为Pa，也可以用KPa及MPa表示 ✓ 1MPa =1atm (大气压)=1bar(巴)
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四 土水势的测定：张力记法 五 土壤水分特征曲线：土壤水的能量指标
与容量指标的相关曲线，表力状态时的土壤含水量。P96
定；高纬度地区则为冻结期。 ✓春夏之间：失水期，湿度最低 ✓夏季：聚水期，湿度最高 ✓秋冬季：失水期。
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感谢您的观看。
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✓饱和水流的方向：垂直向上(河南上浸土、京郊
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二 非饱和水流 （Φt = φm + φg） 公式：q = -K(φm )dφ/dx 说明： φm值随不饱和水含量而发生变 化 ，其导水率也发生变化；若为水平流， 不考虑φg ，若为垂直流，则要考虑φg。
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三 入渗、土壤水的再分布及土面蒸发
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2) 膜状水：当对只含有吸湿水的风干土用 液态水进行浸润时，吸湿水层外可吸附液 态水分子形成水膜，这层水膜就叫膜状水。
• 吸力范围为：31~6.25atm，移动缓慢。 根毛吸力为15atm。
• 萎蔫系数：当土壤水吸力大于15atm时， 作物吸收不到水而萎蔫，这时的土壤含水 量称为萎蔫系数。(吸湿水+部分膜状水)
✓在不饱和水体中由于不存在静水压力，故压力 势为零。
✓一般土壤水处于不饱和状态，故压力势不计。 ✓连续水体表面仅承受大气压，压力势也为零。 ✓Φp= ρwghv(h为水面以下深度)
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3) 溶质势(渗透势) φs：由土壤水中的溶质所 引起的水势变化。
4) 重力势(φg)：由水的重力作用所引起的水 势变化。所有土壤水都受重力作用。
土壤肥料学教学大纲
《土壤肥料学》教学大纲一、课程性质和基本内容土壤肥料学时研究土壤、肥料和植物营养及其相互关系的一门学科。
通过了解土壤的组成和性质，土壤的形成、分类和分布，土壤管理，植物营养的基本原理，无机肥料的成分、性质和施用，以及有机肥料的成分、性质和积制。
二、教学目标及任务以提高土壤肥力为中心，研究土壤肥力发生发展的规律，了解各种养分对植物的作用，和植物对各种养分的需求，明确土壤、植株和肥料的关系。
掌握主要化肥和有机肥的性质、作用及其在土壤中的转化的关系和施用原则。
结合农业生产实际，学会经济用肥和科学施肥的原理和方法。
本课程教学应力求做到深度适当，结合我国生产实际，突出应用理论、应用技术的传授。
三、基本教学要求要求学生全面、系统掌握土壤肥料学基本理论和基本方法，并能应用于分析和解决生产中的有关问题。
并使学生在科学的态度、严谨的研究方法方面得到训练。
教学中要求学生对肥料使用的方法、技术等进行实际操作训练。
四、教材及主要参考书目教材：《土壤肥料学》（全国高等农林专科统编教材），王荫槐主编，中国农业大学出版社。
五、教学进度安排方案1、教学进度安排汇总表2、各章节教学目的要求及内容要点绪论教学内容：一、土壤肥料学的研究任务二、土壤与肥料科学的发展简史三、土壤肥料在农业可持续发展中的地位与作用教学要求：了解土壤肥料的发展历史，了解土壤肥料在农业生产中得作用第一章土壤水分、空气、热量和养分状况教学内容：第一节土壤水分一、土壤水分的类型和性质二、土壤水分含量及其有效性三、土壤水分的能量状态四、土壤水分状况与植物生长的关系第二节土壤空气一、土壤空气的组成和特点二、土壤通气机制，土壤通气性的原理及有关指标三、土壤通气性与作物生产的关系第三节土壤热量状况一、土壤热量的三个来源二、土壤的热特性：热容量、导热性、保湿性三、土壤温度的变化规律及影响因素四、土壤温度与植物生长的关系第四节土壤养分状况一、土壤养分的形态及有效性二、土壤养分的供应性能三、土壤养分的移动教学要求：重点掌握土壤水分、空气、热量、养分与植物生长的关系。
5 土壤水分
“水是生命之命脉”。 土壤水分是土壤最为重要的组成部分，它在土壤形成、 土壤的演化过程中起到极为重要作用；水是土壤中一系列 过程进行得媒介。土壤水是土壤微生物、植物的最主要的 水源。土壤水分状况是土壤肥力的最重要的因素之一。 农谚说：有收无收在于水，收多收少在于肥。 我国是水资源贫乏的国家，北方属于缺水的旱地农业， 占52%左右。北方主要主要是发展节水农业（土壤保水）； 南方季节性缺水和洪涝灾害频繁发生，主要问题需要进行 排水除涝。
由此可见：用烘干土作基数表示水分变化过程更为直观
100 w干 应用时注意：已知土壤样品含水量，由湿土折算成干土计算公式 100 m 今后凡表示土壤组成的百分数都应以烘干土中为基数！
第一节 土壤水分概念及其含量的表示方法
（二） 容积含水量 （volumetric water content） 容积含水量即单位土壤总容积中水分所占的容积分数，以称为容积湿度，容积含 水量多用百分比表示，也用容积分数表示： 百分比形式可用下式表示： 水分容积 土壤容积含水量（ %） 100 土壤容积 V 其数学表达式为： w 100
1与气象资料进行互相加减2计算土体中水分的总储量举例3计算土壤水分动态变化情况水分平衡模型的基础说明几种使用情况绝对水体积方亩绝对水体积是指一定面积和一定厚度土壤中所含水量的体积量纲为l它主要用于水利方面确定灌水量和排水量一般需要表明所涉及土壤面积和土层厚度在不标明土壤厚度时通常指1米土深
第五章 土壤水分 soil water
应用：主要应用在作物栽培学上，可以看出土壤水分的丰缺程度。一般土壤含 水量达到田间持水量的60%左右以下，作物就可能受到水分胁迫。即将准备灌 溉，灌到相对含水量为100%。因此，相对含水量隐含着水分有效性的元素在内。 切记：注意区分相对含水量和实际含水量。 （五）液体比(liquid ratio)
土壤肥料学(土壤学部分)教案
土壤肥料学(土壤学部分)教案第一章：土壤概述一、教学目标1. 了解土壤的定义、组成和特性。
2. 掌握土壤的主要功能和作用。
3. 了解土壤的分类和分布。
二、教学内容1. 土壤的定义和组成：土壤的概念、土壤的组成要素（矿物质、有机质、水分、空气和生物）。
2. 土壤的特性：土壤的吸附性、保水性、通气性、渗透性和稳定性。
3. 土壤的功能和作用：土壤的支持植物生长、土壤的过滤和净化功能、土壤的微生物作用。
4. 土壤的分类和分布：土壤的分类体系、不同类型的土壤及其分布。
三、教学方法1. 讲授法：讲解土壤的定义、组成、特性和功能。
2. 案例分析法：分析具体土壤实例，加深学生对土壤特性和功能的理解。
3. 小组讨论法：讨论土壤分类和分布的问题，培养学生的思考和合作能力。
四、教学评估1. 课堂问答：检查学生对土壤定义、组成和特性的理解。
2. 小组报告：评估学生在小组讨论中对土壤分类和分布的理解和分析能力。
第二章：土壤形成与发育一、教学目标1. 了解土壤形成的基本原理和过程。
2. 掌握土壤发育的主要因素和影响。
3. 了解土壤发育的不同阶段和特点。
二、教学内容1. 土壤形成的基本原理：物理风化、化学风化、生物风化。
2. 土壤发育的因素：母质、气候、生物、时间和地形。
3. 土壤发育的阶段：原生土壤、次生土壤和成熟土壤。
4. 土壤发育的特点：土壤层次性、土壤质地变异和土壤剖面结构。
三、教学方法1. 讲授法：讲解土壤形成的基本原理和土壤发育的因素。
2. 实地考察法：组织学生进行土壤剖面观察，加深对土壤发育阶段和特点的理解。
3. 小组讨论法：讨论土壤发育的不同阶段和特点，培养学生的思考和合作能力。
四、教学评估1. 课堂问答：检查学生对土壤形成原理和土壤发育因素的理解。
2. 土壤剖面观察报告：评估学生在实地考察中对土壤发育阶段和特点的观察和分析能力。
第三章：土壤物理性质一、教学目标1. 了解土壤的物理性质和其对土壤功能的影响。
2. 掌握土壤质地、土壤结构、土壤孔隙度和土壤湿度等概念。
土壤肥料学(各章节测试题)
第一章绪论一、名词解释1．土壤2．土壤肥力3．肥料二、判断题1、土壤肥力是指土壤供应养分的能力。
（）2、土壤是指在陆地表面由矿物质、有机物质、水、空气组成，具有肥力且能生长植物的疏松表层。
（）三、选择题1、未在生产中反映出来的土壤肥力为（）A、人为肥力B、潜在肥力C、自然肥力D、有效肥力四、简答题1、如何客观认识和评价土壤、肥料学发展过程中一些主要学派的观点？2、思考土壤、肥料在农业可持续发展中的地位和作用？第二章土壤的基本组成一、单项选择题1、下列土壤水分的类型中对植物最有效的是（）A. 吸湿水B. 膜状水C. 毛管悬着水D. 重力水2、下列胶体类型中保存阳离子能力最强的是( )A. 蒙脱石B. 高岭石C. 腐殖质D. 伊利石3、毛管悬着水达到最大量时的土壤含水量称为( )A. 田间持水量B. 最大分子持水量C. 饱和持水量D. 最大吸湿量4、岩石遭受物理风化，其结果是( )A. 岩石由大块变成小块再变成细粒B.释放出盐基物质C.岩石的组成和性质发生根本改变D.母质中累积了有机质5、岩石遭受生物风化，其结果是( )A. 岩石由大块变成小块再变成细粒B. 释放出盐基物质C. 岩石的组成和性质发生根本改变D. 母质中累积了有机质6、物理性砂粒和物理性粘粒的界线是( )A. 0.01mmB. 0.02mmC. 0.001mmD. 0.002mm7、一般,土壤热量最主要的来源是( )A. 生物热B. 太阳辐射能C. 地热D. A和B8、化学风化中最主要的作用和基本环节是( ) 。
A. 氧化作用B. 水化作用C. 水解作用D. 溶解作用9、在重力和雨水冲刷作用下，将山坡上的风化物搬运到坡脚或谷地堆积而成的风化产物称为( )A. 残积物B. 坡积物C. 洪积物D. 冲积物10、下列成土因素中( )与土壤之间没有物质和能量的交换。
A. 母质B. 气候C. 地形D. 生物11、狭义的土壤有机质指的是( )A. 土壤中所有含碳的有机物B. 腐殖质C. 半分解动植物残体D. 微生物体12、土壤有效水分的下限一般是( )A. 田间持水量B. 最大分子持水量C. 萎蔫系数D. 最大吸湿量13、土壤基质的吸附力和毛管力所产生的土壤水分自由能变化称为（）A. 基质势B. 溶质势C. 重力势D. 压力势14、土壤的热容量主要取决于( )A. 矿物质B. 有机质C. 土壤水分D. 固、液、气三项组成15、旱地土壤有效水分的上限一般指的是( )A.田间持水量B. 最大分子持水量C. 萎蔫系数D. 最大吸湿量二、多项选择题1、腐殖质在土壤中的主要存在形态是（）A．游离态 B. 与Fe、Al等含水三氧化物结合形成复杂的凝胶体C. 与粘土矿物合成胶质复合体D. 腐殖酸的盐类2、岩石遭受化学风化，其结果是( )A. 岩石由大块变成小块再变成细粒B. 释放出盐基物质C. 岩石的组成和性质发生根本改变D. 母质中累积了有机质3、地壳的元素组成主要是( )A. OB. SiC. FeD. Al4、腐殖质的组分包括( )A. 胡敏酸B. 富里酸C. 胡敏素D. 腐殖酸5、国际制的质地分类是按照哪些粒级的含量来确定土壤质地的名称的( )A. 石砾B. 砂粒C. 粉粒D. 粘粒6、下列属于砂质土肥力特征的是( )A. 蓄水力弱B. 养分含量少，保肥能力差C. 土温变化快D. 通气性、透水性好，易耕作7、下列属于粘质土肥力特征的是( )A. 保水、保肥性好，养分含量丰富B.土温比较稳定C. 通气性、透水性差D. 耕作比较困难8、有机质的矿质化过程是( )A. 分解过程B. 合成过程C. 生物化学过程D. 养分释放过程9、在有适当的湿度而又有良好通气条件的土壤中，有机质分解的特征是( )A. 有机质分解速度快，而且比较完全，矿化率高B. 释放出矿质养分多，而且呈氧化态C. 是中间产物累积少，不利于土壤OM的累积和保存D. 释放出矿质养分少，而且呈还原态10、下列哪些过程受土壤水分的影响( )A. 矿质养分的溶解和沉淀B. 有机质的分解、合成C. 土壤的氧化还原状况D. 土壤的热性质三、判断题1、自然界已经发现的矿物中，绝大多数是化合物、结晶质、固态的。
二土壤水分的类型及性质
学习内容
（2）毛管水类型
毛管悬着水： 当降水或灌水后，依靠毛管 力保持在土壤上层毛管中的 水，像悬在上层土壤中一样， 因此称毛管悬着水。 地下水位较深的地方，土壤 上层毛管中保持的水，多属 毛管悬着水。
学习内容
田间持水量 土壤有效水的上限
毛管悬着水达最大量时（即所有 毛管孔隙都充满水时）的土壤含 水量叫田间持水量。它是土壤所 能保持的最大水量。是计算土壤 相对含水量、判断是否需要灌水 和确定灌水定额的重要依据，也 是土壤保水性能的重要指标。
学习内容
1.吸湿水 由干燥土粒的吸附力所吸附的气态水而保持
在土粒表面的水分称为吸湿水。 （1）特点：
吸湿水受土粒的吸持力很大， 因此，这种水分不能移动， 无溶解能力，具有固态水的 性质，植物不能吸收利用， 是一种无效的水分类型。
学习内容
土壤水分主要来自降水和灌溉水。
根据土壤水分所受力的不同，可分为吸湿水、膜状水、 毛管水和重力水。不同的水分类型具有不同的性质。图11.土壤水分类型
学习内容
萎蔫系数
植物发生永久萎蔫时的土壤含水量 叫做萎蔫系数。 它是土壤有效水的下限。萎蔫系数 通常是最大吸湿量的1.5倍。
学习内容
3.毛管水
是依靠毛管力保持在土壤毛管孔隙中的水分。 毛管水是土壤中最宝贵的水分类型。
（1）特点： 它所受的毛管吸持力很小，因此， 很容易被作物吸收利用，是有效 水。另外，毛管水还溶解有各种 养分，利于植物的养分供应。
学习内容
最大吸湿量（吸湿系数）
定义： 土壤吸湿水达最大量时的土壤含水 量称为最大吸湿量或吸湿系数。
其大小与空气的相对湿度、土 壤质地、有机质含量等因素有关。
学习内容
2.膜状水 在吸湿水的外面，依靠土粒剩余的分子引力吸附
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汽态水 存在于土壤空气中的水蒸汽
束缚水 化学束缚水 ：化合水&结晶水 物理束缚水：吸湿水(紧束缚水)&膜状水(松束缚水)
自由水 毛管水(悬着水&支持毛管水)、重力水和地下水
吸湿水
又称为紧束缚水，是指干土从空气中吸着 水汽所保持的水称为吸湿水。
把最烘大干吸土湿放量在：常温、常 压干的土大在气近之于中水，汽土饱壤和的的 重大量气逐中渐吸增附加水，汽直，到并与在 当土时粒空表气面湿凝度结达成到液平态衡水 为的止数，量并。且随着空气湿 度的高低变化而相应地 作增减变动。
支持毛管水地下水沿着土壤毛管系统上升 并保持在土壤中的那一部分水分。 毛管上升水最大值—毛管持水量
田间持水量 <
毛管持水量
（field water capacity） （capillary water capacity）
重力水
土壤中充滞于通气孔隙中的水分。
溶质势只有对半透膜的水分运动起作用； 负值，且随溶液浓度增大而减小 。
压力势ψp （pressure potential）
在土壤水饱和时，使土壤水所承受的压力不同 于参照水面；包括气压势、静水压势和荷载势；
正值，只有当土壤水分饱和时才有压力势，在 不饱和土壤中压力势为0；
饱和土层越深，压力势越高。
3）相对含水量（%） =土壤含水量/田间持水量
土壤含水量的测定
取样测定法 通常有烘干法、红外线烘干法、微波炉 烘干法、酒精烧失法等。
定位测定法 包括非放射法(如电测法、热电偶法、 遥感法、TDR-时域反射仪等)和放射法 (射线法和中子法) 。
时域反射仪
（TDR/Time Domain Reflectometry)
毛管水
借助于毛管力吸 持和保存于土壤 孔隙中的液态水， 又分为悬着水和 支持毛管水。
毛管作用力范围： 0.1-1mm 有明显的毛管作用 0.05-0.1mm 毛管作用较强 0.05-0.005mm 毛管作用最强 < 0.001mm 毛管作用消失
毛管悬着水：不受地下水源补给影响的毛管水， 即当大气降水或灌溉后土壤中所吸持的液态水； 毛管悬着水最大值—田间持水量
A 砂土
15%
土壤水的能态
土壤 B
粘土 15%
土水势
概念（国际土壤学会土壤物理名词委员会，1963) 可逆地、等温地从特定高度和标准大气压下的
纯水池中输送无限小量的水到土壤中某一研究点， 输送单位数量纯水外力所需做功。
单位及换算
1 Pa = 0.102 mm水柱 1 atm = 10330 mm水柱 = 1.0133 bar 1 bar = 105 Pa = 0.9896 atm = 10200 mm水柱
➢ 由分子引力，静电引力吸附； ➢ 植物不能利用（水分吸持力﹥植物根系的吸水力）； ➢ 不能溶解溶质，不能呈液态移动； ➢ 在105-110℃下汽化逸失； ➢ 吸湿水量与质地、O.M.有关。
膜状水
又称为松束缚水分，受分子引力和静电引力 吸引包围在吸湿水外层的水分。
➢ 主要是分子引力的作用。 ➢ 呈液态，能溶解溶质，可移 动，但速度慢。 ➢ 部分可被植物利用（根系与 之接触时），对植物生长发育 来说属于弱有效水分。 ➢ 最大值——最大分子持水量
原理：根据探测器发出的电磁 波在不同介电常数物质中的传 输时间的不同，计算被测物含 水量。
组成：主机，表层式波导探头 ，波导连接器。
中子仪
原理：利用中子热化原理，快中子源发出的中子在 遇到氢原子后，失去部分动能转化成慢中子，仪器 根据测出的慢中子数量计算出被测物含水量。 组成：探头、计数器。
土壤
➢ 在土壤中的存在时间短，因受重力作用易进一 步向土壤剖面深层运动； ➢ 水生作物的有效水分，对旱地作物是多余水； ➢ 与土壤养分的淋失有关。
土壤水含量的表示方法
1）质量含水量（m/%） =（土壤中水分的质量/干土质量） 100%
2）容积含水量（v/%） = （土壤水容积/土壤总容积） 100%
V=m b/w
土水势的组成
基质势ψm （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； 负值，随含水量增加而增大，土壤水饱和 时，基质势为零。
渗透势ψs （solute potential）
又称溶质势 即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；
土壤水吸力***
土壤水吸力指土壤水在承受一定吸力的情况下所 处的能态，简称吸力。
一般谈及的吸力是指基质吸力，其值与m 相等，但符号相反。
p=wghV
单位质量： p = gh 单位容积： p = wgh 单位重量： p = h
重力势ψg（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； 任何时候重力势都存在，高于参比面时为正， 反之为负，参比面处重力势为0。
g=±mgz 单位质量： g=±gz
第二节 土 壤 水 分
土壤水平衡
土壤水分来源及其耗损
①来源：主要来自大气降水、灌溉水、地下水。此外，水气的凝结也会 增加土壤水分的含量，但很少，不占重要地位。
植被截留30% 地表径流5%
地面蒸发10%
土壤吸收55%
②耗损： ★ 植物根系吸收 ★ 地面蒸发 ★ 渗漏到地下水层 ★ 土壤中侧向流水 ★ 被土壤吸收保蓄
单位重量： g=±z 单位容积： g=±ρwgz
总水势：t=m+p+s+g
在不同情况下，土壤总水势的分势组成不同:
➢ 不考虑溶质，土壤水饱和状态下 t = p+g ➢ 不饱和情况下 t = m+g ➢ 土根界面 t = m+g +s ➢ 同一平面上的饱和水运动 t = p ➢ 同一平面上的不饱和水运动 t = m ➢ ... ...
土壤水量的平衡：土壤水分的收入和消耗使土壤水含量相 应变化的情况。表达式为：
△水＝水收入-水支出
土体水分的收入包括：大气降水输入量；毛管上升水 输入量；汽态水输入量；若有灌溉还应包括灌溉水量。 土体水分的支出包括：土壤蒸发量；植物蒸腾量；地 表径流输出量；土内径流流出量；土壤渗漏量等。
土壤水的形态