植物生长与水分环境课件.ppt
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- 植物 生长 水分 环境 课件
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1、 植物生长与水分环境植物生长与水分环境第一节第一节 植物生长的水分环境植物生长的水分环境 H2O植物吸水土壤水分蒸腾作用大气降水 水分水分循环循环 土壤由矿物质、有机质、水分、气体和土壤微生物 组成,水分作为土壤的重要组成部分,参与土壤中不断进行的各种物质和能量的转化。水分的形态、数量和能量决定着物质和能量的转化强度,进一步影响着植物吸水和土壤对植物的营养和水分供应。土壤的水分状况导致土壤的肥力差 异,土壤水分是土壤肥力因素中 不可分割的组成部分。针对地区 气候和水资源状况调节土壤的水 分含量与状态,增加土壤有效水 含量,是农业增产增收的重要措 施之一。一 土 壤水 分退 出水分运动水分能态有
2、效水分概 述水分调节水分类型退 出土壤水分来源:降水,灌溉,地下水。土壤水分形态:固态,液态,气态。液态水分类型:吸湿水,膜状水,毛管水,重力水。(一)、土壤水的类型(一)、土壤水的类型水分运动水分能态有效水分概 述水分类型水分调节水分关系毛 管 水膜 状 水吸 湿 水重 力 水H2O1.吸湿水吸湿水 吸湿水:土粒依据分子引力和静电引力从土壤空气中吸收的气态水分,是最靠近土粒表面的一层水膜。影 响:土壤质地,有机质,空气湿度。意 义:无效水。退 出水分运动水分能态有效水分概 述水分类型水分调节水分关系毛 管 水膜 状 水吸 湿 水重 力 水2.膜状水膜状水 膜状水:土壤含水量达到吸湿系数后,土
3、粒剩余的分子引力和静电引力吸附的液态水膜。影 响:土粒总表面积,土壤质地,有机质含量,土壤溶液浓度。意 义:艰难吸收的有效水。退 出水分运动水分能态有效水分概 述水分类型水分调节水分关系毛 管 水膜 状 水吸 湿 水重 力 水3.毛管水毛管水 毛管水:土壤含水量超过最大分子持水量时依靠毛管力保持在毛管孔隙中的液态水。影 响:毛管半径,毛管孔隙度,土壤有机质含量。意 义:有效水分。退 出水分运动水分能态有效水分概 述水分类型水分调节水分关系毛 管 水膜 状 水吸 湿 水重 力 水4.重力水重力水 重力水:土壤含水量超过田间持水量后,多余的由于重力作用沿大孔隙向下渗漏的水分。影 响:土壤质地。意
4、义:旱田无效,水田有效。退 出水分运动水分能态有效水分概 述水分类型水分调节水分关系毛 管 水膜 状 水吸 湿 水重 力 水退 出吸湿水 吸湿系数膜状水 最大分子持水量(萎蔫系数)毛管上升水 毛管持水量毛管悬着水 田间持水量 毛管断裂含水量重力水 饱和持水量5.土壤水分之间的关土壤水分之间的关系系水分运动水分能态有效水分概 述水分类型水分调节水分关系毛 管 水膜 状 水吸 湿 水重 力 水退 出(二)、土壤水分的表示方法及有效性(二)、土壤水分的表示方法及有效性水分运动水分能态有效水分概 述水分类型水分调节水分有效水分表示退 出1.土壤水分的表示方土壤水分的表示方法法 重量百分数重量百分数:水
5、重占干土重(105110烘干)的百分数。容积百分数容积百分数:土壤水的溶积占土壤容积的百分数。相对含水量相对含水量:土壤自然含水量占该土壤田间持水量的百分数。土壤水贮量土壤水贮量:一定厚度的土层内土壤水的厚度(mm)。水分运动水分能态有效水分概 述水分类型水分调节水分有效水分表示 土壤最大有效水量田间持水量萎蔫系数 土壤实际有效水量土壤实际含水量萎蔫系数速效水阶段:田间持水量-毛管断裂含水量 70%田间持水量 毛管水连续,移动迅速,供应及时,“水就根”。缓效水阶段:毛管断裂含水量-45%田间持水量粗毛管水断裂,移动缓慢,供应不足,“根就水”。迟效水阶段:45%田间持水量-萎蔫系数 膜状水,移动
6、更慢,难于利用,暂时萎蔫。退 出2.土壤水分的有效土壤水分的有效性性水分运动水分能态有效水分概 述水分类型水分调节水分有效水分表示退 出 土壤水分能态土壤水分能态:土壤水分的能量状态,由于土壤水移动缓慢,主要考虑其势能。(三)、土壤水的能态(三)、土壤水的能态 土壤水分能态土壤水分能态:土壤水分的能量状态,由于土壤水移动缓慢,主要考虑其势能。水分能态表示水分能态表示:土水势 土壤水吸力 土壤水分特征曲线。水分运动水分能态有效水分概 述水分类型水分调节水分特征水 吸 力土 水 势土水势:同温、同压、同一高度下,土壤水与纯水 的自由能差。意 义:土壤内水分由水势高向水势低的区域移动。影 响:土壤吸
7、力。1.土水势土水势退 出水分运动水分能态有效水分概 述水分类型水分调节水分特征水 吸 力土 水 势土壤水吸力:土壤水在承受一定的土壤吸力的情况下 所处的能量。土壤水吸力:土壤水在承受一定的土壤吸力的情况下 所处的能量。意 义:土壤含水量愈低,土壤水吸力愈大。土壤水 分由吸力低处向水力高处移动。2.土壤水吸土壤水吸力力退 出水分运动水分能态有效水分概 述水分类型水分调节水分特征水 吸 力土 水 势水分特征曲线:用土壤水的能量指标(巴)和土壤水 的数量指标(水重%)制定的相关曲 线。水分特征曲线:用土壤水的能量指标(巴)和土壤水 的数量指标(水重%)制定的相关曲 线。意 义:同时反应土壤 含水量
8、、土壤 水吸力和土壤 水分有效性之 间的关系。退 出3.水分特征曲水分特征曲线线水分运动水分能态有效水分概 述水分类型水分调节水分特征水 吸 力土 水 势退 出土壤水汽的扩散与凝聚:水气压高处-水气压低处 水多处-水少处 暖处-冷处(夏季土壤回潮,春季土壤返浆)土壤水分的蒸发:大气蒸发力阶段-土壤含水量田间持水量,自由蒸发,决定大气。土壤导水率控制阶段-土壤含水量田间持水量 控制蒸发,灌后适时松土。扩散控制阶段-土壤含水量毛管断裂含水量 气态扩散,干土层,镇压。四、土壤水分的运动四、土壤水分的运动水分运动水分能态有效水分概 述水分类型水分调节五、土壤水分的调节五、土壤水分的调节(1)发展节水灌
9、溉 根据土壤的持水量确定灌水定额:灌水量=田间持水量-土壤自然含水量;实行节水灌溉技术管道灌、喷灌、滴灌等。(2)控制地表径流,增加土壤水分入渗。实行坡地等高耕作,沟、垄间套种植。(3)加强栽培措施,减少土壤水分蒸发。雨后或灌水后及时中耕或地面覆盖,都能减少土壤水的损失。采取地面覆盖,如地膜覆盖、秸秆覆盖等可降低土壤蒸发强度。在疏松、漏风跑墒的土壤上,镇压也是保墒的有效措施。实行免耕栽培;应用土壤增温保墒剂。(4)合理耕作、施用有机肥,提高土壤水分有效性:提高田间持水量,降低凋萎系数。改良土壤质地、结构,增加孔隙度,减少无效孔隙,提高土温。植物通过蒸腾作用向空气中散失水分,江、河、湖、海和土壤
10、中的水分经过蒸发分散到空气中,两者共同组成大气中的水分。大气中的水分有气态、液态和固态三种形态,大多数情况下以气态形式存在,三种形态在一定条件下可相互转化。表示空气潮湿程度(水分含量)的物理量,称为空气湿度。通常用水气压、相对湿度、饱和差和露点温度来表示。由液态或固态水转变为气态水的过程叫蒸发,水面蒸发是一个复杂的物理过程,它受温度、空气湿度、风速、气压等众多气象因子影响。大气中的水分不断增多达到饱和,遇到合适的条件要发生凝聚作用。由气态水转变为液态水或固态水的过程称为凝结,最终以雨、雪、雹、露、霜、雾等形式降落地面。二 大 气 中的 水 分退 出概 述植物需水水气凝结水分蒸发空气湿度退 出大
11、气中水分存在状态:气态,液态,固态。大气中水分存在状态:气态,液态,固态。空气湿度:表示空气潮 湿程度的物 理量,用水 气压、相对 湿度、饱和 差和露点温 度表示。(一)、空气湿度(一)、空气湿度概 述植物需水水气凝结水分蒸发空气湿度饱 和 差相对湿度水 汽 压露点湿度水气压:空气中水气产生的压力,也称绝对湿度,以 百帕(hpa)为单位。水气压:空气中水气产生的压力,也称绝对湿度,以 百帕(hpa)为单位。影 响:水气含量(正相关),温度(正相关)。水气压:空气中水气产生的压力,也称绝对湿度,以 百帕(hpa)为单位。影 响:水气含量(正相关),温度(正相关)。E水面=6.1110 E水面:0
12、以上饱和水气压。t:气温。7.5t235+t1.水气压(水气压(e)退 出概 述植物需水水气凝结水分蒸发空气湿度饱 和 差相对湿度水 汽 压露点湿度相对湿度:空气中的实际水气压与相同温度下的饱和 水气压的百分比。相对湿度:空气中的实际水气压与相同温度下的饱和 水气压的百分比。e U=100%E相对湿度:空气中的实际水气压与相同温度下的饱和 水气压的百分比。e U=100%E影 响:温度 同一水气压下,温度愈高,空气的相对湿度愈小,空气愈干燥;反之相反。2.相对湿度(相对湿度(U)退 出概 述植物需水水气凝结水分蒸发空气湿度饱 和 差相对湿度水 汽 压露点湿度饱和差:一定温度条件下,饱和水气压与
13、空气中实际 水气压的差值。d=E e饱和差:一定温度条件下,饱和水气压与空气中实际 水气压的差值。d=E e影 响:温度 空气水气含量不变的情况下,温度下降,饱和差减小;温度升高,饱和差增大;空气饱和,饱和差为零。3.饱和差(饱和差(d)退 出概 述植物需水水气凝结水分蒸发空气湿度饱 和 差相对湿度水 汽 压露点湿度露点温度:空气中水气含量和水气压不变时,通过降 低气温使空气达到饱和时的温度。露点温度:空气中水气含量和水气压不变时,通过降 低气温使空气达到饱和时的温度。影 响:水气压(正相关)空气中水气压较大,温度降低很少即达饱和,因而露点温度较高;空气中水气压较小,温度降低很大幅度才能达饱和
14、,因而露点温度较低。退 出4.露点温度(露点温度(td)概 述植物需水水气凝结水分蒸发空气湿度饱 和 差相对湿度水 汽 压露点湿度退 出水分蒸发:由液态或固态水转变为气态水的过程,包括水面蒸发,植物蒸腾和土壤蒸发 三种。(二)、水分蒸发(二)、水分蒸发水分蒸发:由液态或固态水转变为气态水的过程,包括水面蒸发,植物蒸腾和土壤蒸发 三种。影响因素-水温(正相关)饱和差(正相关)风速(正相关)水气压(负相关)水面形状(凸面凹面)概 述植物需水水气凝结水分蒸发空气湿度退 出水分凝结:由气态水转变为液态或固态水的过程。水分凝结:由气态水转变为液态或固态水的过程。水分凝结的条件:水分凝结:由气态水转变为液
15、态或固态水的过程。水分凝结的条件:水气达到饱和-增加水气含量 降温(露点温度)水分凝结:由气态水转变为液态或固态水的过程。水分凝结的条件:水气达到饱和-增加水气含量 降温(露点温度)凝结核-对水分子有亲和力和吸附力的微粒。水分凝结:由气态水转变为液态或固态水的过程。水分凝结的条件:水气达到饱和-增加水气含量 降温(露点温度)凝结核-对水分子有亲和力和吸附力的微粒。灰尘,烟粒,盐粒,花粉,SO2,SO3水分凝结:由气态水转变为液态或固态水的过程。水分凝结的条件:水气达到饱和-增加水气含量 降温(露点温度)凝结核-对水分子有亲和力和吸附力的微粒。灰尘,烟粒,盐粒,花粉,SO2,SO3。水气凝结物:
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