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⑶ 重力水：当土壤含水量达到毛管悬着水的 最大含量时，多余水分由于不能为毛管力所保持， 在重力作用下，沿着土壤中大孔隙向下渗透至根 区以下，这部分水叫做重力水。
2、几个重要的土壤水分常数和土壤含水量的表示 方法
⑴常用的土壤水分常数有以下几种：
① 最大分子持水量：当膜状水达到最大数量 时的土壤含水量称为最大分子持水量。
节农田土壤温度或稻田水温，常常通过调控土壤水的 含量来解决。
③水分可以调节土壤肥力
养分的吸收和转化，都是以一定的水分条件为基 础的，土壤水分的多少直接影响土壤肥力状况。
④水分能够改善农田小气候
通过合理的灌排措施，不仅可以调节土壤温 度而且也可以调节农田内部一定空气层的气温， 空气湿度等因素。当农田水分多时，蒸发蒸腾强 烈，空气湿度就高，气温就低；反之亦然。
⑸ 水可使作物保持一定的形态
作物体内水分充足时，细胞常保持数个大气 压的膨压，以维持细胞及作物的形态，使正常的 生长，生理活动得以进行。
2、水对作物的生态作用
• 水对作物的生态作用，主要表现在以下五个方面： ①水分可以调节土壤空气 在一定土壤中，土壤水分与土壤空气共同占有土
壤孔隙，水多则气少，水少则气多，二者互为消长。 ②水分能够调节土壤温度 水的热容量和水的导热率比空气大得多。为了调
二、土壤水分运动的基本理论.
1、土壤水分状况 土壤中水分分为气态和液态两种，气态水分 难以被作物吸收，能够被作物吸收的主要是液态 水，根据作用力的类型和被作物利用的难易程度， 通常把土壤水中的液态水划分为以下几种类型： ⑴ 吸湿水与膜状水 ① 吸湿水：又称紧束缚水，是在分子引力作 用下，干燥土粒从土壤空气中吸附的气态水分。 ② 膜状水：又称松束缚水，当吸湿水达到最
⑵土壤含水量表示方法 土壤含水量表示方法有以下几种： ①以重量百分数表示土壤含水量 土壤含水量以土壤中所含水分重量占烘干土 重的百分数表示; ②以容积百分数表示土壤含水量 土壤含水量以土壤水分容积占单位土壤容积 的百分数表示; ③以水层厚度表示土壤含水量 将一定深度土层中的含水量换算成水层深度 的mm表示; ④相对含水量 将土壤含水量换算成占田间持水量或全蓄水 量的百分数,以表示土壤水的相对含量.
灌溉排水新技术
第一讲
闫玉民
第一章 水分与作物
一、作物对水分状况的要求
1、水对作物的生理作用 • 水对作物的生理作用主要表现在以下几个方 面：
⑴ 水是作物细胞原生质的重要组成部分
原生质是细胞的主体，很多生理过程都在原 生质中进行。在正常情况下，原生质内含水量为 80%以上。如果水分不足，原生质内的生理活动 便会减弱，甚至停止。
3、土壤水分运动的基本方程:
• 在质量守恒定律基础上运用运动方程和连续 方程建立了描述土壤水分运动的基本方程：
式中，称为扩散度，表示单位含水率梯度下 通过单位面积的土壤水流量，其值为土壤含水率 的函数；K(θ)称为水力传导度，其物理意义与渗 透系数相近。
• 由于土壤含水率与土壤压力水头之间存在着 函数关系，渗透系数K也可以写成压力水头（非 饱和土壤中的为负值）的函数，因此，土壤水运 动基本方程也可以写成另一种以为变量的形式。
② 田间持水量：当毛管悬着水达到最大数量 时的土壤含水量称为田间持水量。
③ 毛管持水量：当毛管上升水达到最大数量 时的土壤含水量称为毛管持水量。
④ 饱和含水量：当土壤全部孔隙被水分所充 满时，土壤便处于水分饱和状态，这时土壤的含 水量称为饱和含水量或全持水量。
⑤ 凋萎系数：当土壤含水量降至一定程度 时，由于植物的吸水力小于土壤的持水力，植物 便因水分亏缺而发生永久性凋萎，此时的土壤含 水量称做凋萎系数，也叫永久凋萎含水量。
• 作物产量与水分因子之间的数学关系称为作 物水分生产函数。 • 水分作为生产函数的自变量一般用三种指标 表示：
大量之后，在吸湿水层的外面形成膜态的液态水 叫膜状水。
⑵ 毛管水：受毛管力作用,被吸附于土壤细 小孔隙中的水称为毛管水.它又可以分为以下两 种：
①毛管悬着水：若地形部位较高，地下水埋 藏较深，降雨和灌溉后借助毛管力而保持在上层 土壤中的水分。
②毛管上升水：如果地下水埋藏较浅，在毛 管力作用下上升至根区的水称为毛管上升水。
⑵水是光合作用的重要原料 在光合作用中,水是不可缺少的原料,水分不足, 就会使光合作用受到抑制。
⑶ 水是一切生化反应的介质 各种有机质的合成与分解也必须以水为介质, 在水的参与下才能进行。
⑷ 水是养分溶解和输送的载体
作物所需的矿质养分必须溶解于水中才能被 利用;各种有机质也只有溶于水才能输送至植物 的各个部位。
⑤水分可提高耕作质量和效率 旱田土壤含水量适宜，土壤的物理机械性介 于粘结性与可塑性之间时，耕作质量和效率最佳； 水稻田泡田以及边耕边放水的方法，也是通过调 节水分来满足耕作要求的措施。
3、衡量作物蒸腾的强弱有三个指标:
①蒸腾速率 是指作物在一定时间内单位叶面面积蒸腾的 水量，一般用每小时每平方分米叶面蒸腾水量 的克数表示。 ② 蒸腾系数 作物制造每克干物质所需要的水的克数，通 常在100~500之间。 ③ 蒸腾效率 作物每消耗一千克水所形成的干物质的克数， 通常在2~10之间。
式中，表示压力水头减小一个单位时，自单 位体积土壤中所能释放出来的水的体积，被称为 土壤的容水度。 上述基本方程配以一定的定解条件，可解决灌溉 排水中的实际问题。例如入渗条件下土壤水分运 动和蒸发条件下土壤水分运动。
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第二讲
闫玉民
第二章 作物水分生产函数
பைடு நூலகம்
一、作物水分生产函数概念
• 农业生产的本质就是如何充分利用自然资源, 物质资源和劳动资源，获得尽可能多的产出,以 满足人类需要。一般情况下，生产资源投入数量 不同,所能获得的产出数量也就不同。反映这种 投入与产出之间技术经济数量关系的函数称为生 产函数。 • 影响作物产量的因素分为可控因素(如水量, 种子,肥料等)和不可控因素(如气候)。在研究作 物与水分生产关系时，主要探求可控制且数量有 限的水分施加量与产量之间的函数关系，对于不 能控制的和供应数量变化的另外一些因素，一般 视为固定因素,构成单因子的水分生产函数。