土壤水在土壤生态系统中的重要作用

土壤水在土壤生态系统中的重要作用(综述)

土壤水是土壤内部化学、生物和物理过程不可缺少的介质；是土壤、植物与其环境间进行各种物质交换的媒介。

土壤水分是植物吸收水分的主要来源，通过影响土壤肥力、土壤温度和通气状况，对植物的产量和品质有重要作用。

土壤水分移动过程影响生态平衡。

一土壤水的定义及其类型划分

土壤水的概念

土壤水的类型和性质

按照土壤水的受力作用分为：

土壤水的类型和性质（续）

吸附水：受土壤吸附作用保持的水分。

土壤水的类型和性质（续）

几个相关概念

凋萎系数：当土壤水分受到的吸引力超过1.5Mpa，作物便无法从土壤中吸收水分而呈现永久凋萎，此时的土壤含水量称凋萎系数。

田间持水量：毛管悬着水达到最大时的土壤含水量。是农田土壤保持的最大水量，是旱地土壤灌溉的上限。

饱和持水量: 当重力水达到饱和，即土壤所有孔隙都充满水分时的含水量。

二土壤水分的状态和运动

土水关系

土壤孔隙中－－－全部充水－－饱和态

土壤孔隙中－－－水排走－－非饱和

土壤水的能量状态

能量梯度：自由水>土壤水>植物细胞水

低能态 水分子：高能态

－－研究确定土壤水能量关系对土壤水运动和它对植物的可给性十分必要

土水势：土壤在各种力（吸附力、毛管力、重力和静水压力等）的作用下，势（或自由能）的变化（主要是降低）。

土水势包括基质势、压力势、溶质势、重力势等分势。

水势的数值可以在土壤—植物—大气(SPAC)之间统一使用

液态水运动

饱和水运动

不饱和水运动(多数田间条件下)

汽态水运动

水汽运动:靠扩散作用进行

三土壤水对土壤基本物理性质的影响

土壤是由固、液、气三相体系，固相颗粒之间的相互作用在水分参与下，产生许多独特性能：土壤膨胀性、收缩性、粘结性和适耕性等；

造成土壤膨胀和收缩

影响土壤粘结性

土壤粘结性：由颗粒之间的引力产生，除了空气－水分界面上弯月面的表面张力外，还有由

物理化学的机能产生的粘结作用。

是土壤具有稳定性的主要原因，土壤由此产生强度。

粘结作用力：水膜粘结力、颗粒间的范德华力、静电引力、OM、铁铝氧化物等。

土壤粘结性与含水量的关系

分析粘结作用的主导作用力

如粘闭的粘土，水膜粘结作用和分子粘结作用同时存在，分别在含水量较高和较低的时候占主导，因而中部重叠，达到峰值。

影响土壤可塑性

土壤在一定的含水量范围内可被塑成型，并且干后可保持已塑成的形状的性能。

没有或结构已经破坏的土壤，土粒是片状的，其间的水膜既起粘结作用，也使土粒滑动。主要由土壤含水量决定

塑性下限：土壤具有可塑性的最低含水量；

塑性下限：随着含水量增加，土壤变成液态，塑性消失的最高含水量；

塑性指数=塑性下限－塑性下限

影响土壤适耕性

土壤适耕性：土壤在不同含水量时粘结性、粘着性、剪阻力和可塑性等土壤物理性质的综合表现。

适耕性随土壤质地、有机质和胶体物质含量、结构而变，但影响最大和改变最快的是由含水量的改变所产生。

只有耕性良好的土壤才能获得较好的耕作效果和较高的效率；

土壤在过湿或过干时都会给耕作带来困难：

过干：耕作牵引力低，土壤不易压板；

过湿：抗破坏力差，机械打滑下陷等。

四田间水分循环

入渗和径流

土壤水分调节

控制裸露土壤蒸发

夏天的休闲旱地，蒸发量可达降雨量的60％；

控制土面蒸发，调节土壤水分，减少非生产性损失。◊土壤盐渍化◊降水量少，地下水位高，蒸发量大，补给不足

措施：增加地表覆盖；

改善土壤结构，增强导水力。

农田排水

水分过多同样给土壤和农田生态系统不利：

引发土壤结构破坏，软烂，通气受阻，缺氧，作物吸收能力下降；

同样引起盐渍化！◊灌而不排

好处：有利于降低地下水位，改善土壤物理性质（通透性），结构状况；

提供土壤肥力。◊有利于OM分解和微生物活动

五土壤水对植物生长的影响

水分是植物生长的决定性因子