第六章-土壤水气热状况分析课件.ppt
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- 第六 土壤 水气 状况 分析 课件
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1、 一一、土壤水的类型土壤水的类型1 1、吸湿水吸湿水 干土从空气中吸着水汽所保持的水,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。称为吸湿水。又称为紧束缚水,属于无效水分。2 2、膜状水(薄膜水)膜状水(薄膜水) 指由土壤颗粒表面吸附所指由土壤颗粒表面吸附所保持的水层,保持的水层,膜状水的最大值叫最大分子持水量。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弱有效水分,又称薄膜水对植物生长发育来说属于弱有效水分,又称为松束缚水分。为松束缚水分。第一节第一节 土土 壤壤 水水水汽水汽土壤膜状膜状水水3、毛管水、毛管水 毛管水是靠土壤中毛管孔隙所产生的毛
2、管引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。力所保持的水分,称为毛管水。毛管水是土壤中最宝贵毛管水是土壤中最宝贵的水分。的水分。 毛管水又可以分为两种类型毛管水又可以分为两种类型: 毛管悬着水毛管悬着水 土体中与土体中与地下水位无联系的毛管水地下水位无联系的毛管水称毛管悬着水。称毛管悬着水。 毛管支持水毛管支持水(毛管上升水)(毛管上升水) 土体中与地下水位有联系的土体中与地下水位有联系的毛管水称毛管支持水。毛管毛管水称毛管支持水。毛管水是土壤中最宝贵的水分。水是土壤中最宝贵的水分。土壤毛管水从地下水吸取水分的示意图.自地下水面向上供水的毛管水的网.充水的粗毛管供水土
3、粒细毛管排除毛管水的大孔隙束缚水占的孔隙充水的大孔隙4 4、重力水、重力水又称多余水,是指土壤中充滞于充气孔隙又称多余水,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。为重力作用而渗入或流出。1 1 土水势的概念土水势的概念 土水势是极小单位水量从一个平衡的土一土水势是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。水池时所做的功。 二、土壤水分能量二、土壤水分能量土作功水 渗透势渗透势s 渗透势又称溶质势,指极小单位渗透势又称溶质势
4、,指极小单位水量从一个平衡的土一水系统可逆地移到没有溶水量从一个平衡的土一水系统可逆地移到没有溶质的,而其他条件都相同的参比状态水池时所做质的,而其他条件都相同的参比状态水池时所做的功。的功。土水势包括以下几个分势:土水势包括以下几个分势: 基质势基质势m 基质势是极小单位水量从一个基质势是极小单位水量从一个平衡的土一水系统可逆地移到没有基质的,而其平衡的土一水系统可逆地移到没有基质的,而其他条件都相同的参比状态水池所做的功。他条件都相同的参比状态水池所做的功。 气压势气压势 封闭在土壤水分内的空气所产生封闭在土壤水分内的空气所产生的势值。的势值。 静水压势静水压势 土壤中的水分承受水体的压力
5、,土壤中的水分承受水体的压力,土层深处的水分,受到的压力更大,静水压势土层深处的水分,受到的压力更大,静水压势是压力势的主体。压力势的势值为正值。是压力势的主体。压力势的势值为正值。 压力势压力势p 压力势是极小单位的水量从一压力势是极小单位的水量从一个平衡的土一水系统可逆地移到除压力不等于个平衡的土一水系统可逆地移到除压力不等于参比压力,而其他条件都相同的参比状态水池参比压力,而其他条件都相同的参比状态水池时所做的功。时所做的功。压力势主要包括:压力势主要包括: 归纳起来,总土水势指上述归纳起来,总土水势指上述4 4个分势的代个分势的代数和,即数和,即=m ms sp pg g在不同情况在不
6、同情况下,起支配作用的水势不同,在水分不饱和下,起支配作用的水势不同,在水分不饱和的土壤中,决定土水势的是基质势。见下图。的土壤中,决定土水势的是基质势。见下图。重力势重力势g g 重力势是极小单位水量从一个平重力势是极小单位水量从一个平衡的土一水系统可逆地移到任何位置,而其他条件衡的土一水系统可逆地移到任何位置,而其他条件都相同的参比状态水池时所做的功。都相同的参比状态水池时所做的功。渗透势和总水势之间的关系示意图2 2 土水势的表示方法土水势的表示方法 土水势多用帕(土水势多用帕(PaPa)表示,但常用水柱高的对表示,但常用水柱高的对数值表示,称为数值表示,称为pFpF值。值。pFpF值即
7、能反应土壤水吸力能量值即能反应土壤水吸力能量大小,又能表示出各种水分常数以及土壤水吸力与含大小,又能表示出各种水分常数以及土壤水吸力与含水量的关系。水量的关系。 kPakPa与与pFpF值的换算关系见表下。值的换算关系见表下。kPa kPa 水柱高水柱高度(度(cmcm) pFpF值值 kPa kPa 水柱高度水柱高度(cmcm) pFpF值值 0.10.11 10 01520152015849158494.24.21 110101 13141314121623216234.54.510101001002 210133101331000001000005 551515015012.72.710
8、1325101325100000010000006 6101101100010003 310132501013250 10000000100000007 71013101310000100004 4pFpF值值=4.5=4.5最大吸湿量最大吸湿量pFpF值值=4.2=4.2萎蔫含水量萎蔫含水量 pFpF值值=3.8=3.8最大分子持水量最大分子持水量pFpF值值=3.0=3.0作物生长阻滞含水量作物生长阻滞含水量pFpF值值=2.7=2.7田间持水量田间持水量 pFpF值值=1.6=1.6最大毛管持水量最大毛管持水量 3 土壤土水势的测定 土壤水势测定方法很多,目前常用张力计法。用张土壤水势测
9、定方法很多,目前常用张力计法。用张力计测定水势可以确定土壤是否需要灌溉。在实验室则多力计测定水势可以确定土壤是否需要灌溉。在实验室则多用压力膜法。另外,还有更先进的方法用压力膜法。另外,还有更先进的方法露点法。露点法。张力计测定土壤土水势 土壤水分压力膜装置露点水势仪露点法测定土壤土水势 系列张力计土壤土水分TDR监测系统 质量含水量(重量百分数)质量含水量(重量百分数) 指土壤中水分重占烘干指土壤中水分重占烘干土重的百分数。土重的百分数。 容积百分数容积百分数 指土壤水分的容积占土壤容积的百分数。指土壤水分的容积占土壤容积的百分数。 土壤贮水量(水层厚度)土壤贮水量(水层厚度) 指一定厚度土
10、层内土壤水指一定厚度土层内土壤水的总贮量。的总贮量。 相对含水量相对含水量 指土壤含水量占田间持水量的百分数指土壤含水量占田间持水量的百分数。土壤水势与土壤水吸力土壤水势与土壤水吸力 即能量表示法。即能量表示法。 含量指标和能量指标优缺点的比较?含量指标和能量指标优缺点的比较?三、土壤水分状况的表示方法三、土壤水分状况的表示方法 四、土壤水分有效性四、土壤水分有效性 1 土壤水分常数 在一定条件下的土壤特征性含水量称土壤水分常数。在一定条件下的土壤特征性含水量称土壤水分常数。 吸湿系数吸湿系数 空气湿度近饱和时土壤的最大吸湿水量。空气湿度近饱和时土壤的最大吸湿水量。 萎蔫系数萎蔫系数 萎蔫系数
11、又称稳定凋萎含水量。植物因缺水凋萎蔫系数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,称萎蔫含水量,或凋萎系数。萎并不能复原时的土壤含水量,称萎蔫含水量,或凋萎系数。 田间持水量田间持水量 田间持水量指田间水饱和后,在防止蒸发条件田间持水量指田间水饱和后,在防止蒸发条件下下23天内自由水排除至可忽略不计时的含水量。或土层中以天内自由水排除至可忽略不计时的含水量。或土层中以悬着状态保持水分的最大数量称为这层的田间持水量。悬着状态保持水分的最大数量称为这层的田间持水量。 饱和含水量饱和含水量 饱和含水量是指土壤中孔隙都充满水时的含水饱和含水量是指土壤中孔隙都充满水时的含水量。量。2
12、土壤有效水分的范围 一般说来,凋萎系数与田间持水量之间的水分,一般说来,凋萎系数与田间持水量之间的水分,属于有效含水量的范围。属于有效含水量的范围。 A = F W 土壤有效含水范围受下列土壤因素影响:土壤有效含水范围受下列土壤因素影响: 土壤质地土壤质地 土壤质地的影响主要是由土壤的表面积和孔隙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。系统的性质引起的。 见表见表 土壤结构土壤结构 团聚体土壤孔隙度大,含水量高,持水孔隙发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。达,故有效水分含量高。如团聚体发育好的东北黑土。 有机质含量有机质含
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