土壤学第五章土壤水61页
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(非活性孔度=凋萎系数×容重)
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3. 田间持水量(field capacity) 毛管悬着水达最大量时的土壤含水量。它是反映土壤
保水能力大小的一个指标。 计算土壤灌溉水量时以田间持水量为指标,既节约用
水,又避免超过田间持水量的水分作为重力水下渗后抬高 地下水位。
4. 毛管持水量(capillary capacity) 毛管上升水达最大量时的土壤含水量。
砂土 砂壤土 轻壤土 中壤土 重壤土 粘土
田间持水量(%) 12 18
22
24
26 30
凋萎系数(%)
3
5
6
9
11 15
有效水最大含量(%) 9 13
16
15
15
116 5
(hygroscopic coefficient)
(wilting coefficient)
(field capacity)
(saturated water content)
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(三)土壤水的有效性(availability) 土壤水的有效性(availability)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。
表5-1 土壤质地与有效水最大含量的关系
土壤质地
第五章 土壤水
主要内容
1.土壤水的类型划分及土壤水分含量的测定 2.土壤水的能态 3.土壤水的运动 4.土壤中的溶质运移
教学目标 与要求
1.掌握土壤水的各种概念、各种水分常数; 2.弄清土水势的定义及其各分势; 3.重点掌握土壤水分运动规律; 4.弄清饱和流和非饱和流的区别。
第一节 土壤水的类型划分
要存在于土壤通气孔隙中。
(二)土壤水分常数(soil moisture constant)
土壤中某种水分类型的最大含量,随土壤性质而定, 是一个比较固定的数值,故称水分常数。
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1. 吸湿系数 (hygroscopic coefficient) 吸湿水的最大含量,也称最大吸湿量。
吸湿水的含量受空气相对湿度影响,测定吸湿系数是 在空气相对湿度98%(或99%)条件下,让土壤充分吸湿(通 常为一周时间),达到稳定后在105℃~110℃条件下烘干 测定得到吸湿系数。
土壤质地愈粘重,吸湿系数愈大。
土壤
紫色土 黄 壤 潮 土 砂 土
质地
粘 土 重 壤 中 壤 砂壤
吸湿系数(%) 7.53
4.11 2.52 0.8
2. 凋萎系数 (wilting coefficient) 植物永久凋萎时的土壤最大含水量。
土壤凋萎系数的大小,通常用吸湿系数的1.5~2.0倍 来衡量。质地愈粘重,凋萎系数愈大。
土粒
毛管 上升 水示 意图
地下水位
(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
4
2. 膜状水 (membraneous water)
土粒吸附力所保持的液态水,在土粒周围形成连续水膜。
膜 状 水 示 意 图
保持的力较吸湿水低,6.25~31atm,密度较 吸湿水小,无溶解性;移动缓慢,由水膜厚的地 方往水膜薄的地方移动,速度仅0.2~0.4mm/hr。 膜状水对植物有效性低,仅部分有效。 3. 毛管水 (capillary water)
土壤14 学
毛管上升水与地下水有联系,受地下水压的影响, 因此毛管持水量通常大于田间持水量。毛管持水量是 计算土壤毛管孔隙度的依据。
(毛管孔度=毛管持水量 ×容重) (通气孔度=总孔度-非活性孔度-毛管孔度)
5. 饱和持水量(saturated water content) 土壤孔隙全部充满水时的含水量称为饱和持水量。
土壤含水量(soil water content)
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二、土壤水含量的表示方法 1. 重量百分数(weight percent)(水w %)
Mw 水w %= ———×100
Ms 计算土壤含水量时,是以干土重为计算基础,这样 才能反映土壤的水分状况。
2. 容积百分数(bulk volume percent)(水v%)
及土壤水分含量的测定
一、土壤水的类型划分及有效性
(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。
存在于毛管孔隙(capillary pore)中为弯月面力 所保持的水分。
6
毛管作用力范围:
水
沿
0.1—1mm 有明显的毛管作用
着
0.05—0.1mm
毛ห้องสมุดไป่ตู้
毛管作用较强
管
0.05—0.005mm
上
毛管作用最强
升
<0.001mm
毛管作用消失
(1) 毛管上升水(capillary supporting water) 与地下水有联系,随毛管上升保持在土壤中的水分。
初始含水量 水v%=10%×1.2=12%
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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 作用:与灌溉水量的表示方法一致,便于计算库容
只含有吸湿水的土壤称为风干土;
除去吸湿水的绝对干土称为烘干土。 风干土重
烘干土重= ——————— 1+吸湿水%
风干土重=烘干土重× (1+吸湿水%) 土壤吸湿水含量受土壤质地的影响,粘质土吸附力强, 保持的吸湿水多,砂质土则吸湿水含量低 。 吸湿水含量还受空气湿度的影响,空气相对湿度高, 吸湿水含量高,反之则吸湿水含量低。
水v%=水w%×土壤容重
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3. 水层厚度(水mm) 即在一定厚度的土层中,水分的厚度毫米数。 水 mm=水v% × 土层厚度 优点:与气象资料和作物耗水量所用的水分表示方法
一致,便于互相比较和互相换算。 例: 容重为1.2g/cm3的土壤,初始含水量为10%,
田间持水量为30%,降雨10mm,若全部入渗,可使多 深土层达田间持水量? 解:先将土壤含水量水w%换算为水v%