土壤肥料学ppt课件

第四章 土壤水,复习回顾1、2,P82-107,2学时,1,复习回顾,1.土壤容重、孔隙度、孔隙比与团粒结构及宜耕期 2.土壤团粒结构在肥力上的重要作用？ 3.创造团粒结构的措施有哪些？ 4.土壤耕性及衡量标准 5.怎样判断土壤的宜耕期?,2,复习回顾,耕性 土壤的结持性 衡量耕性标准有 、 和 。 中耕作用 确定旱田土壤宜耕期的方有 、 和 。 对土壤耕性的有何要求？,3,填空,比起底层土壤，表层土壤容重 。 团粒结构形成的必备条件（ ）和（ ）。 土坷拉是一种（ ）土壤结构体。 团粒结构粒径范围（ ），微团粒大小为（ ）。 孔隙类型有（ ）、（ ）和（ ） 作物适宜的土壤孔度剖面（ ）。,4,三、选择,1、土壤单个土粒只要形成团聚体，其结构（） A、一般很好 B、一般很坏 C、没有变化 D、视胶结物质而定 2、向土壤加入一定浓度的钙盐，土壤颗粒会（ ）。 A、更分散，B、团聚 ；C、没有任何变化；D、带有更多电荷 3、在土壤质地粘重以缺乏有机质的耕层土壤中易出现的土壤结构类型是。 A.团粒结构 B.块状结构 C.柱状结构 D. 片状结构 4.理想的土壤结构为。 A.核状结构 B.柱状结构 C.团粒结构 D.块状结构,5,教学内容,土壤水的基础知识 土壤水分研究的形态学与能态学 土壤水的运动规律及平衡调节,作业及思考题,参考书,6,4-1土壤水的基础知识,土壤水在农业生态系统中的重要作用 土壤水分的表示方法,7,我国农业水资源状况,我国人均占有水量是世界的1/4,每公顷占有水量为世界的3/4,约有一半以上的旱地得不到灌溉,是世界13个最缺水的国家之一。,资料,返回,8,一.土壤水在农业生态系统中的重要作用,1.土壤水的含义 土壤水=土壤溶液 105条件下能从土壤中分离出来的水。 2.重要性 土壤水、地表水、地下水、大气水、植物水成为五水转换系统的中心环节。,返回,9,二. 土壤水分的表示方法,1、质量含水量(水w %) (mass water content of soil),计算土壤含水量时，以干土重为计算基础，这样才能反映土壤的水分状况。,p83,10,容积百分数(水v%) 土壤所含水分的容积占土壤总容积的百分数,根据水分的容积百分数可算出土壤中空气含量并进而算出土壤固、液、气三相的比例。,2、容积百分数(水v%) (volumetric water content of soil),水v%=水w%土壤容重,p83,11,3.土壤相对含水量 (relative water content of soil),土壤相对含水量 实际含水量占该土壤田间持水量的百分数 一般土壤相对含水量为60%80%最适宜旱作物的生长。,p85,12,4.土壤水贮量,土壤水贮量：一定面积和厚度土壤水的绝对数量.由水深和绝对水体积表示。 水层厚度（mm） = 土壤质量含水率%容重土层厚度（mm） 土壤蓄水量（m3/667）= 2/3水层厚度(mm),返回,13,4-2 土壤水分研究的 形态学与能态学,土壤水分的保持 土壤水分类型及特征 土壤水分的能量概念 土壤水分的有效性,14,一.土壤水分研究的形态学特征与性质,1.土壤水分的保持 吸附力： 重力 毛管力 ： 毛管内水汽界面产生的弯月面力,15,2.土壤水分类型及性质,土壤水的类型,p88,16,土壤水分类型,毛管水,吸湿水,膜状水,17,(1)吸湿水(soil hygroscopic water),通常在105110条件下烘干除去 性质：近似固态水，是无效水 。 吸湿系数:土壤吸湿水的最大量。,p89,18,p90,4-2,4-1,19,(2)膜状水(soil film water),性质:溶解力差，移动缓慢，部分有效。 萎蔫系数 =吸湿系数1.341.5 植物因干旱缺水而发生永久萎蔫时的土壤含水率。反映土壤有效水的下限。,p89,20,膜 状 水 示 意 图,21,(3)*毛管水(soil capillary water),特点：（）可以自由移动；（）溶解养分能力；（）植物有效。 速度快（10-300mm/n）. 是土中最有效的水分,p90,22,根据是否与地下水相连分:,毛管上升水: 毛管悬着水,p91,23,毛管上升水:,地下水沿着毛管上升而保持水. 毛管水上升与质地密切相关。 壤土粘土沙土,24,土 粒,毛管 上升 水示 意图,地下水位,25,水沿 着毛 管上 升,毛管作用力范围： 0.1-1mm 有明显的毛管作用 0.05-0.1mm 毛管作用较强 0.05-0.005mm 毛管作用最强 0.001mm 毛管作用消失,26,毛管悬着水,毛管悬着水: 降水或灌水进入土壤借助毛管力保持的水.,土 粒,27,毛管悬着水,田间持水量: (field water holding capacity) （=吸湿系数2.5 毛管悬着水的最大量。是农田土壤保持的最大水量，是旱地土壤灌溉的上限（质地，腐殖质）。 即粘土壤土砂土,28,不同质地，土壤田间持水量有很大不同,p91,29,(4)重力水 (soil gravitational water),饱和持水量 土壤孔隙全部充满水时的含水量. 吸湿水、膜状水、毛管水、重力水都存于土孔隙中，彼此相互联系，相互转化。,p92,30,对于不同质地的土壤上述各种不同形态水的数值是不等的。请认真比较它们的大小。,注意：,31,二.土壤水分的能量概念,土壤 A 砂土 10%,土壤 B 粘土 15%,水流向何方？,32,1.土水势(soil water potential)-负值, （1）概念 一定温度、压力和高度下，土壤水与纯自由水的势能值之差. 常用（）来表示。 规定纯自由水的势能为零. 随含水量增加，土水势增加。 移动方向：土水势高处 低处运动.,33,（2）土水势的各分势（了解）,基质势（m 0 ）：毛管引力+吸附力引起 溶质势（s）0: 溶质对水的吸附所产生. 重力势（g）: 重力作用产生的水势. 压力势（p）0：土中水层产生的静水压,土水势=m+s+g+p,P93-94,34,2. 土壤水吸力(soil water suction),土壤水吸力：是指土壤水承受一定吸力的情况所处的能态。 数量上与土水势相等，符号相反。 水吸力=基膜势+溶质势,如何用水吸力和水势判断水分运动的方向？请回答,35,3.能量单位及表示方法,土水势的标准单位：帕（Pa），常用百帕(hPa)，兆帕(MPa=106Pa)=10bar 土水势或水吸力的表示方法，以使用水柱高度的厘米 数来表示最简便，最易理解 。 pF：水柱高度厘米数的对数 1大气压（ atm ） =1033cm pF3.01bar=1000mbar 1atm 1 bar105 Pa =760Hg=1000水柱,36,土水势的测定方法（自学）,张力计法，压力膜法，冰点下降法，水气压法,2.压力膜法：根据土壤在不同压力下排水的原理测定，可测水吸力120bar。,1、张力计法（负压计或湿度计），测定水不饱和土壤的基质势。,p95,37,适用范围800/850 hPa以下的土壤水吸力。,1、张力计法（负压计或湿度计），测定水不饱和土壤的基质势。,p95,38, 4.土壤水分特征曲线 (soil water characteristic curve),(1) 概念 指土壤水吸力与土壤含水量的关系曲线。 (2)滞后现象：从干到湿与从湿到干土壤水分特征曲线不重合的现象.,p96,39,0 10 20 30 40 50 60 70,土 壤 水 吸 力,粘土,壤土,砂土,土壤含水量%,影响因素 质地 结构 温度 滞后现象,40,机理：墨水瓶效应,41,（1）进行土壤水吸力和含水率之间的换算； （2）可间接地反映出土壤孔隙大小的分布； （3）可用来分析不同质地土壤的持水性和土壤水分的有效性； （4）定量分析土壤中水运动时必不可少的重要参数。,(3)实际应用,土壤水分特征曲线有何实用价值？,p96,返回,42,三.土壤水分的有效性,1.水分的有效性：指水分被植物利用的程度 决定于土壤水吸力和根吸力的对比。 萎蔫系数是土壤有效水的下限； 田间持水量是土壤有效水的上限。 超过田间持水量的水分为多余水 。 速效水：田间持水量至毛管断裂含水量 迟效水：毛管断裂含水量至凋萎系数。,43,土壤含水量,p96,44,图：土壤持水量不同阶段的形态、能量指标和有效状况,45,2.土壤中有效水含量的计算,土壤有效水的最大含量（%）= 田间持水量（%） 凋萎系数（%） 土壤有效水的实际含量（%）= 土壤含水量（%） 凋萎系数（%）,46,图5-3 不同质地土壤的有效水分含量图,4,47,土壤质地与有效水最大含量的关系,p97,壤土粘土沙土,返回,48,*水分高效利用的途径： 合理开采、分配和管理； 减少输水损失； 提高灌溉效率。,49,小结,土壤含水量的表示方法 土壤水分类型及有效性 土水势与土壤水吸力 概念 1.相对含水量 2.田间持水量 3.萎焉系数 4.土水势、土壤水吸力,50,4-3土壤水的运动规律及平衡调节,液态水的运动 气态水的运动 土壤植物大气连续体,p98,51,一.气态水的运动,1.饱和流 饱和流动形式 饱和流的推动力 重力势和压力势 K饱（Ks） ：主要取决于土壤中粗孔，孔径愈大、越多，导水率就愈高。 q=kr4 砂土 壤土 粘土 K饱过大过小怎么样?,p98,52,p100,53,2.不饱和流,不饱和流主要 不饱和流的推动力： 主要是基质势和重力势 不饱导水率取决于细孔 即粘土 壤土 砂土 不饱和流中，导水率随土壤吸力的增加而降低，砂土较为急剧，在粘土中较为缓和，壤土居中。,p99,54,二.气态水的运动,1.气态水的运动特点 推动力：土壤水气压梯度温度 运动形式：水汽扩散和凝结. “夜潮”现象和“冻后聚墒”现象是土壤水汽凝结的结果。 水汽凝结：48/24h ，60100/年 顶凌耙地,p101,55,2.土面蒸发规律（三个阶段）,保墒措施 雨后或灌水后及时中耕或地面覆盖是减少土壤水损失的重要措施,土壤水分蒸发分哪三个阶段?如何保墒?,p101,56,3.土壤植物大气连续体,概念(soil-plant-air contiunm) （SPAC） 植物从土中吸水直到最后蒸腾到大气中去，看作是一个统一的物理过程和连续体系。 在SPAC中水流总是由水势高处流向水势低处。,SPAC循环体系,57,图5-4 SPAC系统中水分运移过程模式图,4,58,4.土壤水分平衡及调节,田间水分平衡 土壤水分状况 土壤水分状况调节,59,田间水分平衡(field moisture balance),水=水收-水支 水=水降+水灌-水径-水漏-水蒸-水腾 应用水平衡原理，可以了解作物 日耗水量，在灌区还可作为确定灌溉时间的依据。,p103-104,60,水平衡原理应用,例：某年4月18日灌拔节水前根层土壤含水量为89.6mm，当即灌水45mm。到4月26日再测同一根系土壤含水量为100mm，这一时期若无降水，灌溉后又无深层渗漏，则这一时期作物的日耗水量为 （89.6+45-100）/（26-18）=4.3mm/d,61,土壤水分状况调节 （增强入渗、控制蒸发）,1. 科学合理地灌水 2. 搞好农田基本建设和流域综合治理 3. 采用合理的农艺措施，进行耕作保墒 4. 地面覆盖技术 5. 化学保墒增温剂的应用 6. 排水,62,1.土壤含水量有哪些表示方法？ 2.简述土壤水分的类型及性质。 3.什么是土水势、水吸力？二者有何区别？ 4土壤水分特征曲线的含义和特点。 5饱和流与不饱和流的运动特点是什么？ 6.如何合理地调节土壤的水分状况？ 7.土壤水分蒸发规律及对农业生产的指导意义。 8.土壤水分平衡的调节措施及其原理是什么？,作业与思考题,63,作业思考题,计算题 1.如土壤田间持水量为25%（重量），容重1.1g/cm3。测得土壤自然含水量为10%，现将每亩1米深的土层内含水量提高到田间持水量水平，问应灌多少水（/亩） 2. 土壤含水量20%，容重为1.2g/cm3。 计算；孔隙度 亩耕层20的土壤重量 土壤三相比,64,3.土壤储水量如何计算?如果土壤容重为1.20g/cm3,含水量为35%,那么每公顷20cm的表层土壤的储水量为多少? 4.对一棵2的苹果树灌水,若湿润深度60,田间持水量为18%, 萎焉系数为8%,容重为1.2g/3, 问应灌多少水?,65,参考书及网站：,基础土壤学.熊顺贵主编. 中国农业大学出版 土壤学.北京林业大学主编 中国土壤.席承藩主编， 农业化学研究法.西北农业大学等主编 中国农业信息网 四川农业大学土壤学精品课程0/trx/index.asp 华中农业大学土壤学精品课程,66,练习题,一.名词解释 土壤萎焉系数 田间持水量 墒 土壤有效水 相对含水量 水分能量曲线 滞后现象,67,二.填空,土壤水分类型有 、 和 。 土壤水分含量的表示方法有 、 、 和 。 土壤水分运动包括 和 两种。 根据土壤水分含量与其吸力作图,所得到的曲线称为 。 停止供水后土壤水分的蒸发一般分为 、 和 。,68,二.填空,我国水资源短缺可分为 、 、 和 4种类型。 一般土壤含水量越高,空气含量就越 。 吸湿水达到最大量时的土壤含水量称为 或 。 重力水的含最取决于土壤 孔隙的数量。 土壤毛管水分为 和 ,前者的最大值称为 ，后者达到最大值时称为 。 作物对水需求存在 和 两个关键时期.,69,三.判断题 错误 ( F ) ,正确 ( T ),毛管水是存在于毛管及大于毛管的孔隙中的水。( ) 土壤水吸力越大,对作物的有效性就越大。( ) 同样的土壤水吸力,粘质土壤的含水量高于砂质土壤。(