土壤水分类型及有效性
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2020/7/7
二、土壤水分的类型和性质 水汽
土壤
1、吸湿水(hydroscopic water) 干土从空气中吸着水
汽所保持的水，称为吸湿水。又称为紧束缚水，属 于无效水分。
2、膜状水（薄膜水） ( membraneous water) 指由土
壤颗粒表面吸附所保持的水层，膜状水的最大值叫
最大分子持水量。薄膜水对植物生长发育来说属于
i1
i
2、水方（ m3） mm
V方 /公顷 10 Dw
V方/亩＝2/3Dw
2020/7/7
四、土壤水分常数及土壤水分有效性
（一）土壤水分常数(soil moisture constant) 在一定条件下的土壤特征性含水量称土壤水
分常数。 ●吸湿系数(hygroscopic coefficient) 最大吸湿水量 ●凋萎系数(wilting coefficient) 萎蔫含水量又称稳 定凋萎含水量。植物因缺水凋萎并不能复原时的 土壤含水量，又称萎蔫含水量。
河流
2020/7/7
三、土壤水分含量的表示方法
（一）质量含水量（m）
n
W1 W2 W2
100
（二）容积含水量（ v）
V=m·
（三）相对含水量（%）
土 壤 相 对 含 水 量 ＝ 土 壤 含 水 量 田 间 持 水 量
2020/7/7
（三）土壤贮水量
1、水深（DW）
n
DW=V·h 或 Dw,100 1 •h
弱有效水分，又称为松束缚水分。
2020/7/7
膜状 水
膜
土粒
状
水
示
意
图
膜状水
2020/7/7
3、毛管水(capillary water) 毛管水是靠土壤 中毛管孔隙所产生的毛管引力所保持的 水分，称为毛管水。毛管水是土壤中最 宝贵的水分。
毛管水又可以分为两种类型。
● 毛管悬着水(capillary supporting water) 土体中与地
2020/7/7
●田间持水量(field capacity) ***：
毛管悬着水达到最大值时的土壤含水 量称为田间持水量，通常作为灌溉水量定
额的最高指标。
在数量上它包括吸湿水、膜状水和毛 管悬着水。
● 饱和含水量(saturated water content) 饱和含 水量是指土壤中孔隙都充满水时的含水量。以 干土质量或容积的百分量表示。
如何用水吸力和水势判断水 分运动的方向？请回答。
2020/7/7
四、土壤水势的定量测定
第六章
土壤水
2020/7/7
第一节 土壤水分的类型及有效性
一、土壤水的重要性：
所有的水只有进入土 壤转化为土壤水，才能被 植物吸收利用。土壤水是 作物吸水的最主要来源。
土壤水是土壤的最重要组成部分之一。 土壤水是土壤形成发育的催化剂； 土壤水并非纯水、而是稀薄的溶液。土壤水 实际上是指在105℃温度下从土壤中驱逐出来的 水。
⒌充水的大孔 隙
土壤毛管水从地下水吸取水分的示意图
•***毛管水上升高度 •从地下水面到毛管上升谁所能达 到的相对高度，叫毛管水上升高 度。
• h水柱高度（cm)，d孔隙直径（mm）
2020/7/7
2020/7/7
4、重力水(gravitational water)
又称多余水，是指土壤中充滞于 充气孔隙中的水分。存在于土壤中的时 间短，很快会因为重力作用而渗入或流 出。
2020/7/7
（二）土壤水的有效性(availability) 土壤水的有效性是指土壤水能否被
植物吸收利用及其难易程度。 不能被植物吸收利用的水称为无效
水,能被植物吸收利用的水称为有效水。 最大有效水含量是凋萎系数至田间
持水量的水分。
2020/7/7
土壤水分有效性的三种假设
★土壤水分在上限（田间持水量）和下 限（凋萎系数）之间同等有效。
上
0.05-0.005mm
毛管作用最强
升
〈0.001mm
毛管作用消失
2020/7/7
毛管作用
土粒
毛管 悬着 水示 意图
2020/7/7
•地下水位
土粒
毛管 上升 水示 意图
地下水位
2020/7/7
Ⅰ.自地下水 面向上供水的 毛wk.baidu.com水的网
Ⅱ.充水的粗 毛管供水
⒈土粒
⒉细毛管
⒊排除毛管水 的大孔隙
⒋束缚水占的 孔隙
下水位无联系的毛管水称 毛管悬着水。
● 毛管支持水（毛管上 升水） (capillary suspending
地 下 水
water) 土体中与地下水位
位
有联系的毛管水称毛管
高
支持水。
地下水 位低
2020/7/7
水
毛管作用力范围：
沿
0.1-1mm
着
有明显的毛管作用
毛
0.05-0.1mm
管
毛管作用较强
● 基质势ψm 负值，当土壤饱和时最大＝0.
土壤含水量越高，基质势也越高。
● 渗透势ψs 渗透势又称溶质势，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。
2020/7/7
●压力势ψp 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
●重力势ψg
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，反之为负，参比面处重力势为
0.
总水势： t=m+p+s+g
请注意：在不同的情 况下，土壤总水势的 各分势组成是不同的 。切记。
2020/7/7
三、土壤水吸力*** 绝对正值
土壤水吸力是指土壤水在承受一定吸力的 情况下所处的能态，简称吸力，但并不是 指土壤对水的吸力。T＝-m 一般谈及的吸力是指基质吸力，其值与 m相等，但符号相反。
2020/7/7
2020/7/7
2020/7/7
第二节 土壤水的能态
土壤
A 砂土
10%
水
流
土壤
向
B 粘土
何 方 ？
15%
2020/7/7
一、土水势概念
土水势是在标准大气压下，极小单位水量 从一个平衡的土一水系统可逆地移到和它温度相 同，处于参比状态水池时所做的功。
土 水
作功
二、土水势的组成
★在上述范围内随土壤水分减少而降低 。
★传统的土壤水分有效范围
2020/7/7
(三)影响土壤水分有效性的因素
● 土壤质地 土壤质地的影响主要是由土壤的 表面积和孔隙系统的性质引起的。
● 土壤结构 团聚体土壤孔隙度大，含水量高， 持水孔隙发达，故有效水分含量高。如团聚体发 育好的东北黑土。
● 有机质含量 有机质本身的持水量很大，更 能促进良好土壤结构的形成，所以多施有机质， 可以扩大有效水范围。
二、土壤水分的类型和性质 水汽
土壤
1、吸湿水(hydroscopic water) 干土从空气中吸着水
汽所保持的水，称为吸湿水。又称为紧束缚水，属 于无效水分。
2、膜状水（薄膜水） ( membraneous water) 指由土
壤颗粒表面吸附所保持的水层，膜状水的最大值叫
最大分子持水量。薄膜水对植物生长发育来说属于
i1
i
2、水方（ m3） mm
V方 /公顷 10 Dw
V方/亩＝2/3Dw
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四、土壤水分常数及土壤水分有效性
（一）土壤水分常数(soil moisture constant) 在一定条件下的土壤特征性含水量称土壤水
分常数。 ●吸湿系数(hygroscopic coefficient) 最大吸湿水量 ●凋萎系数(wilting coefficient) 萎蔫含水量又称稳 定凋萎含水量。植物因缺水凋萎并不能复原时的 土壤含水量，又称萎蔫含水量。
河流
2020/7/7
三、土壤水分含量的表示方法
（一）质量含水量（m）
n
W1 W2 W2
100
（二）容积含水量（ v）
V=m·
（三）相对含水量（%）
土 壤 相 对 含 水 量 ＝ 土 壤 含 水 量 田 间 持 水 量
2020/7/7
（三）土壤贮水量
1、水深（DW）
n
DW=V·h 或 Dw,100 1 •h
弱有效水分，又称为松束缚水分。
2020/7/7
膜状 水
膜
土粒
状
水
示
意
图
膜状水
2020/7/7
3、毛管水(capillary water) 毛管水是靠土壤 中毛管孔隙所产生的毛管引力所保持的 水分，称为毛管水。毛管水是土壤中最 宝贵的水分。
毛管水又可以分为两种类型。
● 毛管悬着水(capillary supporting water) 土体中与地
2020/7/7
●田间持水量(field capacity) ***：
毛管悬着水达到最大值时的土壤含水 量称为田间持水量，通常作为灌溉水量定
额的最高指标。
在数量上它包括吸湿水、膜状水和毛 管悬着水。
● 饱和含水量(saturated water content) 饱和含 水量是指土壤中孔隙都充满水时的含水量。以 干土质量或容积的百分量表示。
如何用水吸力和水势判断水 分运动的方向？请回答。
2020/7/7
四、土壤水势的定量测定
第六章
土壤水
2020/7/7
第一节 土壤水分的类型及有效性
一、土壤水的重要性：
所有的水只有进入土 壤转化为土壤水，才能被 植物吸收利用。土壤水是 作物吸水的最主要来源。
土壤水是土壤的最重要组成部分之一。 土壤水是土壤形成发育的催化剂； 土壤水并非纯水、而是稀薄的溶液。土壤水 实际上是指在105℃温度下从土壤中驱逐出来的 水。
⒌充水的大孔 隙
土壤毛管水从地下水吸取水分的示意图
•***毛管水上升高度 •从地下水面到毛管上升谁所能达 到的相对高度，叫毛管水上升高 度。
• h水柱高度（cm)，d孔隙直径（mm）
2020/7/7
2020/7/7
4、重力水(gravitational water)
又称多余水，是指土壤中充滞于 充气孔隙中的水分。存在于土壤中的时 间短，很快会因为重力作用而渗入或流 出。
2020/7/7
（二）土壤水的有效性(availability) 土壤水的有效性是指土壤水能否被
植物吸收利用及其难易程度。 不能被植物吸收利用的水称为无效
水,能被植物吸收利用的水称为有效水。 最大有效水含量是凋萎系数至田间
持水量的水分。
2020/7/7
土壤水分有效性的三种假设
★土壤水分在上限（田间持水量）和下 限（凋萎系数）之间同等有效。
上
0.05-0.005mm
毛管作用最强
升
〈0.001mm
毛管作用消失
2020/7/7
毛管作用
土粒
毛管 悬着 水示 意图
2020/7/7
•地下水位
土粒
毛管 上升 水示 意图
地下水位
2020/7/7
Ⅰ.自地下水 面向上供水的 毛wk.baidu.com水的网
Ⅱ.充水的粗 毛管供水
⒈土粒
⒉细毛管
⒊排除毛管水 的大孔隙
⒋束缚水占的 孔隙
下水位无联系的毛管水称 毛管悬着水。
● 毛管支持水（毛管上 升水） (capillary suspending
地 下 水
water) 土体中与地下水位
位
有联系的毛管水称毛管
高
支持水。
地下水 位低
2020/7/7
水
毛管作用力范围：
沿
0.1-1mm
着
有明显的毛管作用
毛
0.05-0.1mm
管
毛管作用较强
● 基质势ψm 负值，当土壤饱和时最大＝0.
土壤含水量越高，基质势也越高。
● 渗透势ψs 渗透势又称溶质势，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。
2020/7/7
●压力势ψp 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
●重力势ψg
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，反之为负，参比面处重力势为
0.
总水势： t=m+p+s+g
请注意：在不同的情 况下，土壤总水势的 各分势组成是不同的 。切记。
2020/7/7
三、土壤水吸力*** 绝对正值
土壤水吸力是指土壤水在承受一定吸力的 情况下所处的能态，简称吸力，但并不是 指土壤对水的吸力。T＝-m 一般谈及的吸力是指基质吸力，其值与 m相等，但符号相反。
2020/7/7
2020/7/7
2020/7/7
第二节 土壤水的能态
土壤
A 砂土
10%
水
流
土壤
向
B 粘土
何 方 ？
15%
2020/7/7
一、土水势概念
土水势是在标准大气压下，极小单位水量 从一个平衡的土一水系统可逆地移到和它温度相 同，处于参比状态水池时所做的功。
土 水
作功
二、土水势的组成
★在上述范围内随土壤水分减少而降低 。
★传统的土壤水分有效范围
2020/7/7
(三)影响土壤水分有效性的因素
● 土壤质地 土壤质地的影响主要是由土壤的 表面积和孔隙系统的性质引起的。
● 土壤结构 团聚体土壤孔隙度大，含水量高， 持水孔隙发达，故有效水分含量高。如团聚体发 育好的东北黑土。
● 有机质含量 有机质本身的持水量很大，更 能促进良好土壤结构的形成，所以多施有机质， 可以扩大有效水范围。