土壤水的物理形态和能态（一）

1、土壤水的物理形态和能态（一） 土壤水是土壤的重要组成部分之一。因为形成土壤剖面的土层内各种物质的运移，主要是以溶液形式举行的，这些物质伴同液态土壤水一起运动，因此，土壤水在土壤形成过程中起着极其重要的作用。同时，土壤水在很大程度上参加了土壤内举行的许多物质转化过程，如矿物质风化、有机化合物的合成和分解等。不仅如此，土壤水是作物吸水的最主要来源，它也是自然界水循环的一个重要环节，处于不断地变幻和运动中，势必影响到作物的生长和土壤中许多化学、物理和生物学过程。 (一)土壤水的物理形态 水在土壤中受到各种力(如重力、土粒表面分子引力和毛管力等)的作用，因而表现出不同的物理状态，这打算了土壤水分的保持

2、、运动及对植物的有效性。在土壤学中，、普通根据存在状态将土壤水划分为：气态水(存在于土壤空气中的水汽)；固态水(化学结合水、土壤水冻结形成的冰)；液态水分为吸附水和自由水，吸附水又称束缚水，包括吸湿水(紧束缚水)和膜状水(松束缚水)，自由水包括毛管水(毛管悬着水和毛管升高水)、重力水和地下水。 (1)吸湿水 由干燥土粒的吸附力所吸附的气态水而保持在土粒表面的水分称为吸湿水。吸附力主要指上粒分子引力(土粒表面分子和水分子之间的吸引力)以及胶体表面电荷对水的极性引力。土粒分子引力产生的主要缘由是土粒表面的表面能，其吸附力可达上万个大气压。极性引力是由于水分子是极性分子，土粒吸引水分子的一个极，另一

3、个被排斥的极本身又可作为固定其他水分子的点位。 上粒对吸湿水的吸持力很大，最内层可达1.013 23109 pa，最外层约为3.140 8106 pa，因此不能移动。它的密度在1.22.4之间，平均达1.5，具固态水性质，对溶质无溶解力。因为植物根细胞的渗透压普通为1.013 251062.026 50106 pa(平均为1.519 88106 pa)，所以，吸湿水不能被作物根系汲取。 (2)膜状水 把达到吸湿系数的土壤，再用液态水来继续潮湿，土壤吸湿水层外可吸附液态水分子而形成水膜，这种由吸附力吸附在吸湿水层外面的液态水膜叫膜状水。膜状水的形成是因为土粒表面吸附水分子形成吸湿水层以后，尚有剩

4、余的吸附力，它不能再吸附动能较大的气态水分子，只能吸附动能较小的液态水分子，在吸湿水层外面形成水膜。膜状水所受吸力比吸湿水小，其吸力范围为6.332 811053.141 08106 pa。 膜状水的性质和液态水相像，但黏滞性较高而溶解能力较小。它能移动，是以潮湿的方式从一个土粒水膜较厚处向另一个土粒水膜较薄处移动，但速度十分缓慢，普通为0.20.4 mm/h。 (3)毛管水 土壤中粗细不同的毛管孔隙连通一起形成复杂的毛管体系。毛管水是土壤自由水的一种，其产生主要是土壤中毛管力吸持的结果。毛管力的实质是毛管内气水界面上产生的弯月面力。按照土层中地下水与毛管水相连与否，可分为毛管悬着水和毛管升高

5、水两类。 在地下水较深的状况下，降水或浇灌水等地面水进入土壤，借助于毛管力保持在上层上壤的毛管孔隙中的水分，它与来自地下水升高的毛管水并不相连，好似悬挂在上层土壤中一样，称为毛管悬着水。毛管悬着水是山区、丘陵等地势较高处植物汲取水分的主要来源。 借助于毛管力由地下水升高进入土壤中的水称为毛管升高水，从地下水面到毛管升高水所能到达的相对高度叫毛管水升高高度。毛管水升高的高度和速度与土壤孔隙的粗细有关，在一定的孔径范围内，孔径愈粗，升高的速度愈快，但升高高度低；反之，孔径愈细，升高速度愈慢，升高高度则愈高。不过孔径过细的土壤，则不但升高速度极慢，升高的高度也有限。砂土的孔径粗，毛管升高水升高快，高

6、度低；无结构的豁土，孔径细，非活性孔多，升高速度慢，高度也有限；而壤土的升高速度较快，高度最高。 (4)重力水 当土壤水分超过田间持水量时，多余的水分就受重力的作用沿土壤中的大孔隙向下移动，这种受重力安排的水叫重力水，其不受土壤吸附力和毛管力的作用。当土壤被重力水所饱和，即土壤大小孔隙所有被水分弥漫时的土壤含水量称为饱和持水量，或称全蓄水量或最大持水量。 (5)地下水 土壤上层的重力水流至下层碰到不透水层，积聚起来形成地下水。它是重要的水利资源。当土壤中重力水向下移动，碰到第一个不透水层并在其上较长久聚积起来的水分称为潜水。它具有自由表面，在重力作用下能从高处向低处流淌。潜水面离地表面的深度称为地下水位。潜水位过高能引起土壤沼泽化及盐渍化，过深则引起土壤干旱。 上述各种水分类型，彼此疏远交叉联结，很难严格划分。在不同土壤中，其存在的形态也不尽相同。如粗砂上中毛管水只存在于砂粒与砂粒之间的触点上，称为触点水，彼此呈孤立状态，不能形成延续的毛管运动，含水量较少。