农业气象学04

-.4
-3
-7
-8 Root
-2 Soil Soil
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三、土壤水分特征曲线 1、土壤水分特征曲线 ● 定义 ● 分类 半对数坐标曲线； 普通数值坐标曲线； 双对数特征曲线。
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二、水分平衡 1、自然植被地水分平衡 ] ] ] 输入项：降水R 毛管上升水Sg 植物截留Ir 输出项：植物蒸腾Ep 土壤蒸发Es 径流与排 水q 贮存项：植物体蓄水△Sp、土壤蓄水△Ss
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气体－固体－水三相系统
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作物需水量的组成
l 生理需水：
1）植物同化过程所需水量和植物体内含 水，占0.15-0.2%; 2）蒸腾，占绝大部分比例
l 生态需水：
蒸发，占10-30%，取决于不同作物不同 时间。
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（4）田间持水量 对下面田间状况，计算4英寸（in)降雨入渗 多深？
土 层 深 度 (in) 持 水量 含 水量 1 0.34 0.2 0－12 2 0.4 0.33 12-30 3 0.3 0.24 >30
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二、土壤—植物—大气水分传输 1、水势的计算 （2）液相（如糖液、盐溶液）的水势
Ψw = −
RT Vw
ln
1 Nw
式中，Vw为水的克分子体积（18.07CM 3），R为 气体常数，T为气温，Nw用下式表示： 水的克分子数 Nw = ————————————— 水的克分子数+溶质克分子数
● 影响因子
● 性质
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（2）毛管水 a.薄膜水 ● 定义 ● 影响因子 ● 性质
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五、土壤水分常数
1 、定义 2、常用的土壤水分常数
（1）吸湿系数（最大吸湿量） （2）凋萎系数（凋萎含水量、凋萎湿度）
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3、降水后的分配 （1）截留 ● 定义 ● 影响因子 降水时间 植被类型 降水强度 植被覆盖度
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（3）气相的水势
CPw = −
RT Vw
ln
P0 P 100 RH
= − 10 . 7 T lg(
)
式中，P为试验小室内空气的水汽压，P0为纯水 在该温度下的水汽压，RH为该温度下小室内空气 相对湿度，其余各项的意义同前。
（2）下渗（渗透） ● 定义 ● 渗透系数 下渗量（ƒ） 渗透系数（μ）= ——————— 降水量（R） ● 入渗速率
i = st
1 2
−1 2
+A
式中i为入渗速率；s为吸水率；t为时间；A为常数。
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二、土壤—植物—大气水分传输 1、水势的计算 （1）水势组成
ψt = ψg + ψm + ψo
ψo 为溶质势
ห้องสมุดไป่ตู้
式中， ψg 为重力势， ψm 为基质势，
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表 不同作物的凋萎湿度（南京，%） —————————————————————— 作物名称 冬小麦 棉 花 向日葵 玉 米 大 豆 —————————————————————— 凋萎湿度 6.99 7.36 8.41 9.41 9.32 —————————————————————— （3）最大分子持水量
4.2 作物需水量（CWR）
l 作物需水量的概念 l 水分临界期和关键期 l 影响作物需水量的因素 l 作物需水量的确定方法
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1. 作物需水量的概念
1) 2) 3)
作物需水量 潜在蒸散 蒸腾系数
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作物需水量定义
l l
l
Allen et al.1998：为满足农田蒸散消耗所需的 水量。 ICID，2000：一定地区作物生育期间，当水分 得到充分供应，植物生长和作物产量不受水分 限制时补偿蒸散所需要的水量。 作物为满足其正常生长发育及产量形成所需要 的水量。
§3 土壤—植物—大气系统水分传输
一、土壤水势 1、土壤水势的基本概念与意义 ● 水的化学势 ● 土壤水势
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2、土壤水势的组成 组成土壤水势的分水势有： 基模势、 渗透势、 压力势、 重力势 温度势
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（5）毛管断裂含水量 （6）毛管蓄水量（最大毛管水量） （7）全蓄水量 3、土壤水分常数及其有效性
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b.毛管悬着水 ● 定义 ● 性质
毛管作用示意图
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（3）重力水 ● 定义 因重力大于土壤持水力而不能保持在土壤中 的水分称之为重力水。 ● 影响因子 土壤性质 ● 性质 具有一般液态水的性质，但绝大多数没有机 会被植物吸收利用。对旱作物来讲，多则不利。
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作物需水量的概念
潜在蒸散
• 在水分供应不受限制时，通过蒸发和蒸腾过程
将水分从某一植被表面扩散到大气中的能力。
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2、土壤—植物—大气系统水分传输过程 （1）系统水流的各个过程和途径 （2）水分流动的基本规律 3、土壤吸力及其与土壤水势的关系
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§4 水分与作物生长发育及产量形成
4.1 土壤水分与植物的生长发育 1、土壤水分对植物的有效性 （1）经典概念 (2）新概念 2、植物根部的吸水过程 3、土壤水分对作物产量的影响
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第四章 水分条件与农业生产
§1 水的农业意义 §2 土壤—植物—大气水分循环系统 §3 土壤—植物—大气系统水分传输 §4 水分与作物生长发育及产量形成 §5 土壤水分调控技术
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本章重点与难点
本章重点： 土壤水分常数、土壤水势、作物需水量、 蒸散、作物水分临界期与关键期、土壤水分 滞后现象等基本概念，“土壤―植物―大气” 系统水分传输、作物需水规律、土壤水分特 征曲线、土壤水分有效性等分析，土壤水分 调控技术。 本章难点： 土壤水分常数、土壤水势、蒸散、作物 水分临界期与关键期。
作物需水量与潜在蒸散关系
• 差别：
作物需水量是作物对水分的需求，而潜在蒸 散是一种可能的水分消耗； • 共性： 1）对同一种作物或植被，作物需水量在数量 上等于潜在蒸散； 2）都是在土壤水分充分供应条件下； 3）影响作物需水量的因素也同样影响潜在蒸 散的大小。
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四、土壤—植物—大气系统中的汽态水 1、汽态水存在的位置 2、土壤中汽态水的来源 3、土壤中汽态水的去处 4、运动方向
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]
毛管力
]
渗透压力
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2、土壤水分类型 （1）吸湿水 ● 定义
2、农田土壤水分平衡 农田土壤水分平衡方程： （R+Sg+ K）-（Es+Ep+ q1+q2）+ Wh- Wk=0 式中，R为某时期内的降水量，Sg为毛管水上升量， K为该时期内的灌溉量，Es为土壤蒸发量，Ep为植 物蒸腾量，q1为地表径流量，q2为地下径流量，Wh、 Wk分别为该时期开始和终止时的土壤水分贮存量。 Es+Ep称为植物的蒸腾量。
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土壤水分特征曲线
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2、滞后现象
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（4）渗透、径流和降水的关系 ● 渗透、径流和降水的关系
● 农业意义
● 减少径流量、增加下渗量的措施
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三、土壤水分的再分布 四、土壤水分类型 1、土壤中水分的受力情况 ● 重力。方向指向地心。 ● 吸附力。方向指向土壤颗粒内部。 ● 水分子之间的相互吸引力。
● 影响入渗速率的因子 ● 水分进入土壤的过程描述
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（3）地表径流 z 定义 z 影响因子 z 径流系数
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§1 水的农业意义
一、水分从各个方面对农作物生命活动产 生影响 二、水分通过不同方式和形态对农作物的生命 活动产生影响 三、水分通过水量的时间分配对农作物的生命 活动产生影响
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§2 土壤—植物—大气水分循环系统 一、定义
土壤—植物—大气水分循环系统水分循环的 动力，是植物的蒸腾作用。