第一章土壤组成

第一章土壤基本物质组成（Soilphysicalcomposing）Soilmineralmatter

(38%,v/v)(95%,w/w)Soilorganicmatter

(12%,v/v)(5%,w/w)SoilAtmosphere

(15-35%,v/v)Soilwater(solution)

(15-35%,v/v)Basicphysicalcomposingofsoil土壤固相土壤孔隙§1-1土壤矿物质

§1-1

Soil

mineralMineral–anelementorcombinationofelementsthatformnatural,inorganiccompoundsofspecificformulationand[often]crystallinestructure.矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用下形成的自然产物，是岩石的组成单位。

矿物都具有一定的化学成分和物理性质，并以各种形态（固、液、气）存在于自然界中。矿物可以是单一元素所组成的，也可以是几种元素组成的化合物。自然界的矿物绝大多数是固态，少数为液态或胶体状态。一、土壤矿物质的组成（一）土壤矿物组成土壤矿物：由土壤中所有无机物质的总和，是土壤的主要组成物质，构成“土壤骨骼”，是土壤具有各种物理、化学、生物学性质的物质基础。次生矿物Secondaryminerals原生矿物Primaryminerals土壤矿物磷化物类(phosphides)氧化物类(oxides)硫化物类(sulfides)硅酸盐类(silicates)原生矿物原生矿物：由地壳深处熔融状态的岩浆冷凝固结而形成的矿物。如石英、长石、云母、辉石、角闪石等。Primaryminerals：formedfrommolten(igneous)materials.石英(quartz)，SiO2石英晶簇(quartzdruse

)正长石(orthoclase)KAlSi3O8斜长石(plagioclase)Na(AlSi3O8)·Ca(Al2Si2O8)白云母(muscovite)KH2Al3Si3O12黑云母(biotite)辉石(augite)Ca(Mg,Fe)Si2O6角闪石(hornblende)Ca(Mg,Fe)3Si4O12方解石(calcite)CaCO3磷灰石(apatite)Ca5(PO4)3(F,Cl)赤铁矿(hematite)Fe2O3黄铁矿(hematite)FeS22.次生矿物：原生矿物经物理、化学风化作用，组成和性质发生化学变化，形成的新矿物。如蒙脱石、高岭石、伊利石等。Secondaryminerals：mineralsformedfromweatheringorsoil-formingprocessesfromprimaryminerals.次生硅铝酸盐类氧化物类简单盐类次生矿物粘土矿物蒙脱石（montmorillonite）伊利石（illite）高岭石（kaolinite）方解石（calcite）四大元素：氧(O)、硅(Si)、铝(Al)、铁(Fe)

占总质量的88.7％以上（二）土壤矿物质的化学组成2.三大化合物：二氧化硅(SiO2)三氧化二铝(Al2O3)三氧化二铁(Fe2O3)占总质量的75％以上土壤矿物质的化学组成矿物SiO2A12O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OP2O3石英100－－－－－－－正长石62－6618－20－0－3－9－159－4－斜长石61－7019－26－0－9－0－46－11－白云母44－4634－370－2－0－38－110－2－黑云母33－3613－303－110－22－206－9－－辉石45－553－100－616－266－20－－－二、土壤质地（土壤机械组成）土壤质地：土壤中各粒级土粒的比例组合Soiltexture：

theproportionsofsands,silts,andclaysinasoilSoiltextureisanimportantvariableincontrollingporosity,permeability,waterstoragecapacity,aeration,rootpenetration,andotherfunctionalcharacteristics.1.概念

按照土粒的大小，将其分为若干组称为土壤粒级，一般分为石砾、砂粒、粉砂粒和粘粒Soilparticlefraction：group

partitionofsoilparticleaccordingto

itsdiameter（一）土壤粒级（soilparticlefraction）石砾（gravel）

砂粒（sand）粘粒（clay）粉砂粒（silt）土壤团聚体土壤分散为单粒土壤粒级划分石砾>1mm砂粒1-0.05mm粉砂粒0.05-0.002mm粘粒<0.002mm2.土粒分级标准(1)国际制

原为瑞典土壤学家爱特伯拟定，1930年第二届国际土壤学会提出。粒级分类标准为十进位，简明易记，但人为性强，西欧多采用。粒级粒径（mm）石砾（gravel）砂粒（sand）粗砂粒（coarsesand）细砂粒（finesand）粉砂粒（silt）粘粒（clay）>2.02.0～0.022.0～0.20.2～0.020.02～0.002<0.002(2)卡庆斯基制

前苏联的分类标准。将大于1mm的划为石砾；1mm～0.01mm的称为物理性砂粒，<0.01mm的称为物理性粘粒。两大粒级进一步细分。

粒级粒径（mm）石块（block）石砾（gravel）物理性砂粒（physicalsand）粗砂粒（coarsesand）中砂粒（mediumsand）细砂粒（finesand）粗粉粒（coarsesilt）物理性粘粒（physicalclay）中粉粒（mediumslit）细粉粒（finesilt）粗粘粒（coarseclay）细粘粒（fineclay）胶粒（colloidalparticle）>33～11～0.011～0.50.5～0.250.25～0.050.05～0.01<0.010.01~0.0050.005~0.0010.001~0.00050.0005~0.0001<0.0001(3)中国制中国科学院南京土壤所等单位编制。把粘粒分为粗和细两个粒级。粒级粒径（mm）石块（block）石砾（gravel）砂粒（sand）粗砂粒（coarsesand）细砂粒（finesand）粉粒（silt）粗粉粒（coarsesilt）中粉粒（mediumslit）细粉粒（finesilt）粘粒（clay）粗粘粒（coarseclay）细粘粒（fineclay）>33～11～0.051～0.250.25～0.050.05～0.0020.05～0.010.01～0.0050.005～0.002<0.0020.002~0.001<0.0013.各粒级的组成(1)矿物组成

砂粒和粉粒以原生矿物为主，粘粒以次生硅酸盐矿物为主(2)化学组成

砂粒和粉粒中二氧化硅（SiO2）含量高，粘粒中Al2O3、Fe2O3含量较高1.土壤质地分类

按照各土粒含量的百分组合，一般将土壤分为砂土、壤土、粘土三大类（二）土壤质地（soiltexture）砂土（sandy）粘土（clay）壤土（loam）砂粒1-0.05mm粗粉砂粒0.05-0.01mm细粘粒<0.001mm粒级名称26%52%22%各粒级含量分类标准中国土壤质地分类标准质地名称？？粉砂土(1)国际制

分为砂土、壤土、粘壤土、粘土四大类，以粘粒含量为主要标准：<15％为砂土、壤土组；15％～25％为粘壤组；>25%为粘土组。粉砂粒含量>45%，冠以“粉砂质”；砂粒含量55％～85％，冠以“砂质”；砂粒含量>85%，称“砂土或壤砂土”国际制质地分类三角图重粘土粘土壤质粘土砂质粘土砂质粘壤土粘壤土粉砂质粘壤土粉砂质壤土砂质壤土粉砂质粘土壤土砂土及壤质砂土砂粒0～100％粉砂粒0～100％粘粒0～100％粉砂粒0.02～0.002mm砂粒2～0.02mm粘粒<0.002mm(2)卡庆斯基制（简制）

根据物理性粘粒的含量划分为砂土、壤土、粘土三类九种；同时考虑到土壤类型的差别。质地组质地名称物理性粘粒含量（％）灰化土草原土壤、红黄壤碱化土、碱土砂土松砂土紧砂土0～55～100～55～100～55～10壤土砂壤土轻壤土中壤土重壤土10～2020～3030～4040～5010～2020～3030～4545～6010～1515～2020～3030～40粘土轻粘土中粘土重粘土50～6565～80>8060～7575～85>8540～5050～65>65对于石砾（>1mm）含量高的土壤，应将其取出称重后计算比例，在原质地名称前冠以石砾含量分级。石砾含量（%）石质程度<0.5非石质0.5-5轻石质5-10中石质>10重石质(3)中国制结合国际制、卡制及我国土壤情况，粗质土以砂粒（1～0.05mm）含量为依据，粘质土以粘粒（<0.001mm）含量为依据，而壤土则综合考虑砂粒、粉砂粒与粘粒比例，共划分为3类12种。质地组质地名称颗粒组成（％）砂粒(1～0.05mm)粗粉粒(0.05～0.001mm)细粘粒(<0.001mm)砂土粗/重砂土细/中砂土面/轻砂土>7060～7050～60<30壤土砂粉土粉土≥20<20≥40砂壤土壤土≥20<20<40粘土粉/轻粘土壤/中粘土粘土重粘土30～3535～4040～60>60中国土壤质地分类标准（三）土壤质地与肥力的关系1.砂土类（sandy）：轻、薄、暖特点：俗称“白土”、“白塘土”通气透水性强保水保肥性差养分含量低，肥效快，“发小苗不发老苗”升温降温快，热性土耕性好，亦耕期长宜：适种抗旱耐瘠作物，保证水源，及时灌溉，多施有机肥，少施勤施化肥，保证养分、水分供给。2.粘土类（clay）：重、壮、冷特点：俗称“红土”、“红泥土”通气透水性差保水保肥性强养分含量高但释放较慢，肥效时间长，“发老苗不发小苗”升温降温慢，冷性土耕性较差宜：适种小麦、水稻、玉米等禾本科作物，多施有机肥，加强水分管理。3.壤土类（loam）：柔、沃、温特点：俗称“两合土”、“连合土”兼具砂土、粘土类的优点，消除了砂土和粘土的缺点，是农业生产中质地较理想的土壤通气透水性适中，保水保肥性好，土温比较稳定，“发小苗又发老苗”宜：适种作物种类多。（四）不同质地土壤的利用与改良1.不同作物对土壤质地的要求不同作物因其生物学特性及耕作栽培要求的不同，对土壤条件的需求也不一样——土宜生长期短、耐旱耐瘠、块根块茎类作物，如蔬菜、高梁、花生、马铃薯、西瓜等，宜砂质土水稻、小麦等生育期较长的作物宜壤土、粘壤土果树宜土层深厚、排水良好的砂壤－中壤土茶树宜含砾石的壤土、粘壤土2.土壤质地改良措施（1）增施有机肥料（2）客土法（3）翻淤压砂，翻砂压淤（4）引洪放淤、引洪漫沙（5）因地制宜的耕作管理措施（1）增施有机肥料

有机肥料中，含有大量有机质，有机质的粘结力和粘着力都比砂粒强，而比粘粒弱。施用有机肥可以克服砂土过砂，粘土过粘的缺点；有机质还可改善土壤结构状况，使土壤松紧程度、孔隙状况、吸收性能都得到改善，从而提高土壤的肥力。（2）客土法

客土是改良土壤质地较有效的方法。一般要就地取材，因地制宜。在砂地附近有粘土或胶粘土、河沟淤泥，可采用搬粘压砂的办法；粘土地块附近有砂土或河砂可采用搬砂压泥的办法，通过耕作使砂粘掺合。逐年改良达到三成泥七成砂或四成泥六成砂的范围内。（4）引洪放淤、引洪漫砂在有条件的大河中下游地区，可利用河流不同季节所携带泥沙的粗细不同，分别将河水引入过砂或过粘的土壤上，使之沉积下来，对本土进行改良。（3）翻淤压砂，翻砂压淤砂土表层下不深处有淤泥层（夹粘层），或粘土表层下不深处有砂土层（腰砂地或隔砂地），都不利作物生长。可通过将表土“大揭盖”、底土“大翻身”的办法，将上下砂粘土层搅混掺和，调剂土质。原生矿物次生矿物由地壳深处熔融状态的岩浆冷凝固结而形成的矿物原生矿物经物理、化学风化作用，组成和性质发生化学变化，形成的新矿物蒙脱石伊利石正长石高岭石辉石白云母石英土壤矿物四大元素组成：O、Si、Al、Fe原生矿物次生矿物轻、薄、暖重、壮、冷柔、沃、温物理性砂粒:1mm-0.01mm物理性粘粒:<0.01mm土壤四大基本粒级石砾（gravel）

砂粒（sand）粘粒（clay）粉砂粒（silt）砂土（sandy）粘土（clay）壤土（loam）三大土壤质地§1-2土壤有机质与土壤生物

§1-2

soil

organicmatter（SOM）andsoilorganisms（一）土壤有机质的来源与组成一、土壤有机质（SOM）概念：指土壤中形成的和外部加入的所有动、植物残体不同分解阶段的各种产物和合成产物的总称。植物的枯枝落叶、根系等施入的有机肥、工农业废水废渣土壤动物、微生物残体1、来源2、土壤有机质形态、组成新鲜有机物质半分解的有机物质a.形态腐殖质（humus）：有机生物残体经土壤微生物分解和再合成作用重新形成的一类特殊的高分子有机化合物。占土壤有机质总量的85％以上，主要以有机－无机复合体的形式存在。土壤有机质比重液分离(1.8-2.0)微生物生物量未分解或半分解动植物残体腐殖质稀NaOH提取不溶解部分：胡敏素(humin)溶解部分稀HCl酸化至pH1褐色沉淀：胡敏酸(humicacid)浅黄色溶液：富里酸(fulvicacid)土壤有机质的分组糖类：单糖、双糖、多糖（纤维素和半纤维素）b.化合物组成木质素脂肪、蜡脂、树脂和单宁有机酸、醛、醇、酮类及相近物质

C、H、O、N（C/N≈10）c.元素组成

灰分元素：Ca、Si、K、Al、Mg、Na、P、Fe、Mn等(二)土壤有机质的转化过程1、土壤有机质的矿质化过程（mineralizationprocess）即土壤有机质的分解过程。土壤有机质在微生物的作用下，最终分解为简单无机化合物（CO2、H2O等），同时释放出矿质养料的过程。a.碳水化合物的矿质化

多糖→单糖有氧无氧CO2↑＋H2O＋能量CH3CH2OH或CH3COOHCH4↑＋H2O＋能量b.含氮有机化合物的矿质化

(1)水解作用:蛋白质氨基酸(NH2-N)

(2)氨化作用:氨基酸（NH2-N）氨态氮(NH3-N)

(3)硝化作用:

NH3NO2-

NO3-

蛋白质

水解酶水解、氧化还原亚硝化细菌硝化细菌c.含磷化合物的矿质化

磷细菌

水解

K＋＋Na＋＋Ca2＋核蛋白质磷酸磷酸盐H3PO4H3PO3H3PO2PH3d.含硫化合物的矿质化

含硫蛋白质硫氨基酸H2S2H2S＋O22H2O＋2S2S＋3O2＋2H2O2H2SO4硫化细菌2、土壤有机质的腐质化过程（humificationprocess）土壤微生物将生物残体矿化过程中产生的中间产物合成更为复杂的腐殖质的过程。化学聚合说的两个阶段：第一阶段：有机残体在微生物分解作用下分解产生构成腐殖质主要成分的原始材料，如多元酚、氨基酸、多肽、氧化物醌和糖类物质。第二阶段：再合成阶段。微生物将上述原始材料通过某种化合机制（包括缩合等多种酶促反应和可能的纯化学反应），进一步合成为腐殖质的单体分子，进而缩合为分子大小不同的腐殖质。土壤腐殖质形成过程中的转化途径3、影响土壤有机质转化的因素（1）有机残体的化学组成、物理状态及碳氮比a.分解由易到难顺序：糖类、淀粉、简单蛋白质>粗蛋白>半纤维素、纤维素>木质素、脂肪、蜡质b.鲜的比老的易分解，细碎的比整的易分解c.有机残体的碳氮比（C/N）为25:1~30:1时最易分解

有机质的转化是微生物参与的过程，而微生物每同化1份的氮，需要消耗25份左右的碳来提供物质和能量。作物秸杆C/N一般为60～80:1，故难分解，且分解时与植物争夺土壤速效氮，同时过高的C（能量）会引起较强的反硝化作用，造成植物缺氮现象发生。故秸秆直接还田应补施适量氮肥，或堆沤降低C/N后施用。一些有机物质的碳、氮含量及其C/N（2）土壤水、热状况温度在25～35℃、水分在田间持水量的60%～80%、通气良好生物残体分解速度最迅速。（4）土壤酸碱度

pH4～10范围内易分解（3）土壤通气状况土壤通气良好时，好气微生物活跃，有机质分解迅速彻底土壤缺氧或无氧时，嫌气微生物活跃，有机质分解慢且生成还原性物质（CH4、H2、H2S）(三)土壤有机质对土壤肥力的作用1、植物养分的重要来源土壤有机质含有大量而全面的植物养分，特别是氮素（N），土壤中的氮素95％以上为有机态，经微生物分解后，转化为植物可直接吸收利用的速效氮。2、改善士壤的物理性质腐殖质的胶结作用促进土壤稳定性团粒结构的形成，降低粘土的粘结力，增强砂土的粘结力腐殖质颜色深，吸收太阳辐射，有机质分解时放热——提高地温腐殖质疏松多孔可改善土壤渗水性和蓄水能力3、提高土壤保肥性腐殖质巨大的比表面、表面能以及带有的负电荷，可吸附保持分子态合离子态营养物质腐殖质的两性胶体性质可增强土壤的缓冲性能4、促进植物、微生物的生命活动

低浓度胡敏酸对植物生长具有刺激作用土壤有机质能为微生物生活提供能量和养分5、有助于消除土壤污染腐殖质的络合、吸附等作用有助于消除土壤中农药残毒及重金属离子的污染二、土壤生物（Soilorganisms）土壤生物土壤动物细菌放线菌真菌微生物原生动物藻类其它动物蚯蚓线虫§1-3土壤水分§1-3

soil

water（moisture）土壤中的水（waterinsoil）自由水（freewater）束缚水（bondingwater）

气态水:水汽，易凝结为液态水（vaporouswater）

固态水：冰，冬季寒冷的中高纬度地区（solidwater）化学束缚水物理束缚水化合水：H2Al2Si2O

∙

8H2O(waterofhydration)结晶水：CaSO4

∙

2H2O(crystallinewater)吸湿水(hydroscopicwater)膜状水(membrane/filmwater)毛管水(capillarywater)重力水(gravitationalwater)毛管悬着水(hangingcapillarywater)毛管上升水(ascendingcapillarywater)物理束缚水吸湿水(hydroscopicwater)毛管水(capillarywater)重力水(gravitationalwater)毛管悬着水(hangingcapillarywater)毛管上升水(ascendingcapillarywater)膜状水(membrane/filmwater)土壤水：存在在土粒表面和土粒间空隙（土壤孔隙）中的水，即在105~110℃下从土壤中驱逐出来的水分，不包括化合水和结晶水

吸湿水：干燥土粒从大气和土壤空气中吸附的气态水分Waterwhichisabsorbedfromatmosphericvaporandheldtightlytothesoilgranule.Moistureheldinthesoilinthezoneofaerationinequilibriumwiththeatmosphericwatervapor.Waterheldwithin0.0002millimetersofthesurfaceofasoilparticle.Thiswaterisessentiallynon-mobileandcanonlyberemovedfromthesoilthroughheating.Waterwhichisheldsotightlytothesoil,bystaticelectricity,thatitcannotbetakenupbytheplant.一、土壤水分类型与性质(一)吸湿水(紧束缚水)

(hygroscopic/hydroscopicwater)AAAA范德华力watervaporHHHH氢键EEEE库仑力HREHREhygroscopicwaterlayer1.1作用力：土粒表面分子引力（范德华力、氢键）和静电引力1.3水吸力：>3.1MPa（3.1×106Pa）1.2特点：密度大；冰点低；厚度小；不能自由移动；无效水1.5影响因素：土壤空气湿度越大，土壤质地越粘，土壤有机质含量越高，吸湿系数越大1.4

吸湿系数（hygroscopiccoefficient）：干燥土壤从湿度接近饱和（>95%）的空气中吸收水汽而达到的最大含水量，即土壤吸湿水的最大值；水吸力3.1MPa

膜状水：吸湿水达到最大量后，靠土粒剩余的分子引力吸附在吸湿水外面的一层水膜。

Waterwhichisabsorbedbytheremanantmolecularattractionwhenthehygroscopicwaterreachthemaximumlimit.2.1作用力：土粒表面较弱的分子引力(范德华力)、水分子内聚力、交换性阳离子的水化作用2.3水吸力：3.1~0.63MPa2.2特点：密度较大；冰点较低；移动缓慢；部分有效(二)膜状水(松束缚水)

(soilfilmwater(looselybondingwater)2.4

最大分子持水量（maximummolecularmoistureholdingcapacity）：土壤膜状水达到最大值的土壤含水量。

吸湿水＋全部膜状水；水吸力0.63MPa；吸湿水的2～4倍2.5

凋萎系数（wiltingcoefficient）：植物产生永久凋萎（permanentwilting）时土壤的含水量。植物可利用的土壤水量（有效水）的下限。

吸湿水＋部分膜状水；水吸力1.5MPa；吸湿系数的1.5～2.0倍

毛管水：受毛管力的作用在土壤毛管孔隙中保持和运动的水分。

Waterisheldin,ormovesthroughcapillaryintersticesinsoil。3.1作用力：土壤毛管孔隙（0.06～0.002mm）的毛管力

(capillarity)

(三)毛管水

（soilcapillary

water）3.2特点：自由水（保存、运动、溶解养分）；有效水（availablewater）3.3水吸力：0.63～0.008MPah1

hθBAO2r

表面张力：T=OA管壁对水的引力：

F＝OB=2πr·

T·cosθ∴

2πr·

T＝h·πr2·ρ·g水柱重力：G＝h·πr2·ρ·g∵

F＝G；cosθ→1

r·

ρ·gh＝

2T0.15h＝（cm）

常温下（20℃）：r悬着毛管水上升毛管水束缚水地下水3.5悬着毛管水（suspendingcapillarywater）：地下水位较深时，降雨或灌溉后靠毛管力保持在土壤上层中的水分。旱地悬着毛管水的最大值称为田间持水量，是旱地灌溉水量的上限，水吸力0.05MPa3.4上升毛管水(ascendingcapillarywater)：地下水藉毛管力支持上升并保持在上层土壤毛管中的水分。地势低洼区；地下水位高；“回潮”上升毛管水的最大值称为毛管持水量

重力水：当土壤含水量超过田间持水量后，过量的水分不能被毛管力所吸持，而在重力作用下沿土壤大孔隙向下移动的水分。

Soilwaterinexcessofcapillaryandhygroscopicwaterandmovesfreelyundertheeffectofgravity.Itisfoundbeyond0.06millimetersfromthesurfaceofsoilparticles.4.1作用力：重力4.2特点：自由水；多余水，水田为有效水（availablewater）4.3水吸力：0.008～0MPa(四)重力水

（soilgravitational

water）4.4饱和含水量/全持水量：土壤所有孔隙中全部充满水分时的土壤含水量。水田灌水水量的依据吸湿水：干燥土粒从大气和土壤空气中吸附的气态水分膜状水：吸湿水达到最大量后，靠土粒剩余的分子引力吸附在吸湿水外面的一层水膜。毛管水：受毛管力的作用在土壤毛管孔隙中保持和运动的水分。重力水：当土壤含水量超过田间持水量后，过量的水分不能被毛管力所吸持，而在重力作用下沿土壤大孔隙向下移动的水分。吸湿系数：干燥土壤从湿度接近饱和空气中吸收水汽而达到的最大含水量(土壤吸湿水的最大值),水吸力3.1MPa凋萎系数：植物产生永久凋萎时土壤的含水量。植物可利用的土壤水量（有效水）的下限,水吸力1.5MPa田间持水量:旱地悬着毛管水的最大值，是旱地灌溉水量的上限，水吸力0.05MPa毛管持水量:上升毛管水的最大值最大分子持水量：土壤膜状水达到最大值饱和含水量/全持水量：土壤所有孔隙中全部充满水分时的土壤含水量（重力水的最大值）。土壤含水量：soilwater

content土壤湿度：soilhumidity土壤含水率：percentageofsoilwater一定量土壤中所含水分数量的多少。二、土壤含水量的表示方法1.土壤重量/质量含水量：θm（masswatercontentofsoil）

土壤所含水分的重量(质量)占烘干土（在105～110℃条件下，烘至恒重）重的百分数。2.土壤容积/体积含水量：θv（volumetricwatercontent）

土壤水分体积占土壤体积的百分数。3.水层厚度（waterthickness）

：Dw

一定深度(hs)一定面积土壤中所含水量相当于相同面积水层的厚度。与降雨量及腾发量相对应＝hs（mm）×θm×rd4.土壤贮水量（soilwater-storagecapacity）

：Vw

一定厚度单位面积土壤中水的体积。与灌、排水定额相对应5.相对含水量（relativesoilwatercontent）

：Rw

土壤实际含水量与田间持水量（或全持水量）的百分比值。无量纲值。旱地土壤（dryland/uplandfieldsoil）：水田土壤（paddy/lowlandfieldsoil）：某一旱地土壤容重为1.2g/cm3，田间持水量θm为30%。为保证作物正常生长，需使30cm土层的相对含水量达到80％。灌水前取湿土27.60g，105℃下充分烘干后称重，土样质量为24.00g。灌水前适逢降雨10.0mm，问还需灌水多少（m3/ha）才能达到要求？需灌溉补充的水层厚度：

hwi＝32.4-10.0＝22.4（mm）

30cm土层中需增加的水层厚度：

hw（mm）=9%×1.2×300=32.4(mm)

需增加的土壤质量含水量:

θm＝24%-15%＝9%

保证植物正常生长，即相对含水量为80％时的土壤质量含水量：

θm2＝30%×80%=24%

解:降雨前土壤质量含水量：

θm1＝（27.60-24.00）/24.0×100％＝15%

相当的土壤贮水量：

Vwi＝22.4×10=224(m3/ha)

将单位数量土壤水从一个平衡系统中移到与其温度相同的处于参照状态下的纯自由水池时所做的功。

Theworkthatsoilwatercandoasitmovesfromitpresentstatetothereferencestate.Referencestate:purefreewater,definedtobe0.Awatermoleculeadsorbedinsoilislessfreetomovethanonewithoutadhesiontoasurfacewhichispurefreewater.Sothesoilwaterpotentialisequaltoorlessthan0.三、土壤水分的能态(一)土水势（soilwaterpotential

）:ψw

soilwatersub-potential土水势（ψw

）SoilWaterPotential压力势（ψp）PressurePotential基质势（ψm）MatricPotential溶质势/渗透势（ψo）Solute/OsmoticPotential重力势（ψg）GravitationalPotential1.基质势（MatricPotential）:ψm土水系统中由于土壤固体特性所引起的一种势值。

Resultsfrom：cohesion，adhesion(adsorption)ofsoilparticlecapillaryforceofsoilcapillaryintersticesResultsin：anegativeenergypotentialAffectedby：differencesinadhesionandsoilporosity

非饱和水土壤：ψm<0饱和水土壤：ψm＝02.重力势（GravitationalPotential）:ψg

土壤水受重力作用所引起的一种势值。与土壤本身的性质无关。g

isaccelerationduetogravityhistheheightofthesoilwateraccordingtoreferenceelevation.ψg＝ρgh高于参照面：ψg>0低于参照面：ψg<03.压力势（PressurePotential）:ψp

土水系统中的压力超过参照状态下的压力而引起的势值。

Resultsfrom：Hydrostaticpressure（静水压）

饱和水土壤：ψp>0不饱和水土壤：ψp＝0

ψp＝ρghhisthethicknessofthehydrostaticlayer4.溶质势/渗透势（Solute/OsmoticPotential）:ψs/ψo由土壤水中溶解的溶质而引起的势值。

Ψo<0Resultsfrom：solutes（inorganicsaltsandorganiccompounds）insoilsolutionThegreatertheconcentrationofsolutes，thegreatertheosmoticpotential(themorenegativethepotential）一般情况下，