土 壤 水 分
一、土壤水的形态分类
1、固态水—土壤水冻结时形成的冰晶。
2、气态水—存在于土壤空气中的水蒸气。
3.1 吸湿水—干燥土粒从大气和土壤空气中吸附的气态水分。干土从空气中吸着水汽所保持的水称为吸湿水；吸湿水表现出固态水的性质，不能自由移动，植物无法利用，属于无效水分。又称为紧束缚水。
3.2 膜状水—土壤颗粒表面上吸附的水分形成水膜，这部分水称为土壤膜状水。膜状水具有液态水的性质，可以部分为植物吸收利用。
4、自由水—又分为：
4.1 毛管水—指借助于毛管力(势)，吸持和保存土壤孔隙系统中的液态水,又分为悬着水和支持毛管水。
4.1.1 悬着水—指不受地下水源补给影响的毛管水，即当大气降水或灌溉后土壤中所吸持的液态水；旱地悬着毛管水的最大值称为田间持水量。
4.1.2 支持毛管水—指土壤中受到地下水源支持并上升到一定高度的毛管水，即地下水沿着土壤毛管系统上升并保持在土壤中的那一部分水分。亦称为毛管上升水。
4.3 地下水—土壤或母质中有不透水层存在时，向下渗漏的重力水会在其上的土壤孔隙中聚积起来，形成一定厚度的水分饱和层，其中的水可以流动，称为地下水。
二、土壤含水量的表示方法
1、重量含水量—土壤水的重量占土壤干重的百分数。干土重为105℃ ~110℃的烘干土重。
土壤重量含水量(%)=水的重量/土壤干重
=土壤容积含水量/容重
2、容积含水量—单位土壤总容积中水分所占的容积分数。
土壤容积含水量(%)=水的体积/土体体积
=土壤重量含水量×容重
3、土壤相对含水量—某一时刻土壤含水量占该土壤田间持水量的百分数。
三、土壤水分常数
1、饱和含水量—当土壤所有的孔隙都充满水时的土壤含水量，也称全持水量。是确定水田灌水水量的依据。
2、田间持水量—土壤中悬着毛管水达到最大量时的土壤含水量。是土壤不受地下水影响所能保持水量的最大值。是旱地土壤有效水的上限，确定灌水定额的依据。田间持水量的大
小，主要受质地、有机质含量、结构、松紧状况等的影响 。一般为饱和含水率的50%左右。
3、毛管持水量—土壤所有毛管孔隙中都充满水分时的土壤含水量。
4、毛管断裂含水量－土壤中的悬着毛管水因作物吸收和土表蒸发而发生断裂时的土壤含水量。亦称为作物生长阻滞含水量。此时土壤含水量处于对植物“供不应求”的状态，是确定旱地土壤是否灌水的下限。一般为田间持水量的65%。
5、最大分子持水量—当膜状水达最大量时的土壤含水量。吸湿水的2～4倍。
6、凋萎系数—当土壤含水量减少到土粒对水分子的引力等于或大于15×105Pa（15巴）时，植物会因无力吸水而发生永久性凋萎，此时的土壤含水量称为永久萎焉点或凋萎系数。为土壤有效水的下限。凋萎系数=吸湿系数×1.5（经验公式）
7、吸湿系数—当干土从饱和水蒸气中吸收的水达最大量时的土壤含水量。不同土壤吸湿系数不一样： 一般粘土>壤土>砂土； 另外吸湿系数大小还与测定时温度有关，温度高，吸湿系数小。
8、有效水含量—指田间持水量至凋萎系数间的含水量，即田间持水量减去凋萎系数之差。
四、土壤中的水汽凝结现象
当水汽由暖处向冷处扩散遇冷时便可凝结成液态水，这就是水汽凝结。水汽凝结有两种现象值得注意，一是“夜潮”现象，二是“冻后聚墒”现象。
1、“夜潮”现象：多出现于地下水埋深度较浅的“夜潮地”。白天土壤表层被晒干，夜间降温，底土土温高于表土，水汽由底土向表土移动，遇冷凝结，使表土潮湿。
2、“冻后聚墒”现象：冬季表土冻结，水汽压降低，而冻层以下土层的水汽压较高，下层水汽不断向冻层聚集、冻结，使冻层不断加厚，含水量增加。“冻后聚墒”的多少，主要决定于该土壤的含水量和冻结的强度。含水量高冻结强度大，“冻后聚墒”就比较明显。一般对土壤上层增水作用为2－4％左右 。
五、土壤水分保蓄和调节
1、改良土壤，增强蓄水能力。质地适中，结构好，容重适中。
2、减少地面蒸发。覆盖，及时锄地，蒸发抑制剂。
3、减少地面径流。水土保持农业、工程、林草措施。
4、减少水分渗漏。合理规划农田基本建设，合理灌排。
5、创造良好的土层构造。长期合理耕作。
六、土壤水分、容重、孔隙计算题
野外利用体积为100cm3的环刀采回一土壤样品，称其湿重为255g，让其浸入水中充分吸水后称重为280g，让其排出重力水后称重为265g，在1500kPa时重250g，烘干后重230g，环刀重100g，求该土壤的饱和含水量、毛管含水量、自然含水量、凋萎系数；总孔隙度、通气孔隙度、毛管孔隙度，非活性孔度；容重。
饱和含水量%=（280－230 ）/ (230－100)×100 = 38.46
毛管含水量% =（265－230 ）/ (230－100)×100 = 26.92
凋萎系数 % =（250－230 ）/ (230－100)×100 = 15.38
自然含水量 % =（255－230 ）/ (230－100)×100 = 19.23
容重 Db =（230－100）/ 100 = 1.3 g cm-3
总孔隙度 % = (1－1.3/2.6) = 50
非活性孔度 % =（（250－230）/1）/100 ×100 = 20
通气孔隙度% =（280－265）/100 ×100 = 15
毛管孔隙度 % = 50% －15% = 35
七、干旱
当根系吸水层的土壤含水率下降到凋萎系数以下时，土壤水分不能为作物利用。因此，由于根系吸水不足以致破坏了植物体水分平衡和协调的现象，即谓之干旱。由于产生干旱的原因不同，可分大气干旱和土壤干旱两种情况。
1、大气干旱－在农田水分尚不妨碍植物根系的吸收，但由于大气的温度过高和相对湿度过
低，阳光过强，或遇到干热风造成植物蒸腾耗水过大，都会使根系吸水速度不能满足蒸发需要，这种情况谓之大气干旱。
2、土壤干旱－土壤含水率过低，植物根系从土壤中所能吸取的水量很少，无法补偿叶面蒸发的消耗，则形成所谓土壤干旱的情况。防止土壤干旱，最低的要求就是使土壤水的渗透压力不小于根毛细胞液的渗透压力，凋萎系数便是这样的土壤含水率临界值。
注意：
kpa千帕（1500Kpa=150吨/平方米）
mpa兆帕
土壤质地与有效水最大含量的关系
土壤质地 | 砂土 | 砂壤土 | 轻壤土 | 中壤土 | 重壤土 | 粘土 |
田间持水量(%) | 12 | 18 | 22 | 24 | 26 | 30 |
凋萎系数(%) | 3 | 5 | 6 | 9 | 11 | 15 |
有效水含量(%) | 9 | 13 | 16 | 15 | 15 | 15 |
不同质地土壤的几种水分常数
质地名称 | 水 分 常 数 | |||||||
重 量(%) | 体 积（%） | |||||||
吸湿 系数 | 凋萎 系数 | 田间 持水量 | 全持 水量 | 吸湿 系数 | 凋萎 系数 | 田间 持水量 | 全持 水量 | |
紧沙土 沙壤土 轻壤土 中壤土 重壤土 轻粘土 中粘土 重粘土 | — 1~2 1~2 2~3 2~3 — — — | — 4~6 4~9 6~10 6~13 15.0 12~17 — | 16~22 22~30 22~28 22~28 22~28 28~32 25~35 30~35 | — 30~40 28~40 30~38 28~38 32~40 35~40 38~42 | — 2~3 2~3 3~5 3~4 — — — | — 5~9 6~12 8~15 9~18 20.0 17~24 — | 26~32 32~42 30~36 30~35 32~42 40~45 35~45 40~50 | — 45~52 40~52 44~54 40~50 45~54 48~53 48~55 |
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