农田水利学：章农田水分运动

农田水分状况所有的水只有进入土壤转化为土壤水，才能被植物吸收利用。土壤水是作物吸水的最主要来源。土壤水是土壤的最重要组成部分之一。土壤水是土壤形成发育的催化剂；

盐碱土中，盐分浓度还相当高。土壤水实际上是指在105℃温度下从土壤中驱逐出来的水。土壤水的重要性：吸湿水膜状水毛管水重力水（形态观点）一、土壤水分类型及性质依土壤水分所受的力的作用划分类型吸附水：土壤颗粒表面的分子引力作用而被吸附在土粒周围的水分（1）土壤吸湿水最大吸湿量：干土在近于水汽饱和的大气中吸附水汽，并在土粒表面凝结成液态水的数量。定义：干燥土粒从空气（土壤、大气）中吸附的气态水机制：表面能（表面分子引力:>31×105

Pa）水分常数1、土壤吸附水（2）土壤膜状水定义：土壤颗粒借助吸附力吸附在吸湿水外围的连续液态水膜称为土壤膜状水膜状水示意图膜状水比吸湿水所受的吸附力小得多，它具有液态水的性质，可以移动，但因粘滞度较大，其移动速率非常慢。一般是由水膜厚处向水膜薄处移动，如图所示。特点膜状水移动示意图

部分有效膜状水的内层水，植物根无法吸收利用，为无效水，而它的外层水，植物可以吸收利用，但数量极为有限。水分常数土壤最大分子持水量：土壤膜状水达到最大值时的土壤含水量（最大吸湿量的2～4倍）。

凋萎蔫系数：当植物因根无法吸水而发生永久萎蔫时的土壤含水量

（萎蔫点，最大吸湿量的1.5～2.0倍、15-16×105Pa

）。影响因素：土壤质地、植物种类、气候等萎蔫系数是植物可以利用的土壤有效水含量的下限。凋萎蔫系数无效孔度=凋萎系数×容重2、土壤毛管水定义：依靠毛管力保持在土壤毛管孔隙中的水就称为毛管水h水柱高度（cm)d孔隙直径（mm）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(0.02)-0.005(0.002)毛管作用最强〈0.001mm毛管作用消失它不受重力支配而流失，所受力比植物根的吸水力小得多,是植物所需水分的主要给源毛管水移动性大，能较迅速地运动，一般向消耗点移动，如向根系吸水点和表土蒸发面移动（10-300mm/h）它也是土壤养分的溶剂和输送者特点是土壤中最宝贵的水毛管悬着水（（与地下水无无关）在地下水较深深的情况下，，降水或灌溉水水等地面水进入入土壤，借助毛管力保保持在上层土土壤毛管孔隙隙中的水分。它与来自地下水水上升的毛管管水并不相连连，好像悬挂在在半空中一样样，故称之为为毛管悬着水。毛管悬着水是是地势较高处植物吸收水分分的主要给源源。类型土粒毛管悬着水示意图不同质地和耕作条件下的田间持水量m（q%）紧实耕后212528-3224-2822-2620-2413-2010-14田间持水量二合土粘土重壤土中壤土轻壤土砂壤土砂土土壤质地在形态上它包包括吸湿水、膜状状水和毛管悬悬着水。当含水量达到到田持时，若若继续供水，，并不能使该该土体的持水水量再增大，，而只能进一一步湿润下层层土壤。田间间持水量是确确定灌水量的重要依据。影响因素：质地、有机质质含量、结构构、松紧状况况等水分常常数田间持持水量量(田持)：是指毛毛管悬悬着水水达到到最大大数量量时的的土壤壤含水水量毛管持持水量量：毛管上上升水水的最大含含量毛管上上升水水（与地下下水有有关））借助于于毛管管力由地下下水上上升进进入上上层土土体的的水毛管水水上升升高度度：从地下下水面面到毛毛管上上升水水所能能到达达的绝绝对高高度水分常常数土粒粒毛管上升水示意图地下水水位3、重力力水特点：：临时存存在于于土壤壤大孔孔隙（（通气气孔隙隙）中中的水水分，，与土土壤养养分的的淋失失有关关；往往因因水分分过多多，土土壤空空气不不足，，造成成内涝涝，反反而有有害于于作物物生长长（多余水水）定义：土壤中中不被土土壤保保持而而受重重力支支配向向下流流动的的水，，称为为重力水水机制：重力（（<0.08×105Pa）水分常常数全持水水量或或饱和和持水水量：：土壤全全部孔孔隙都都充满满水时时的土土壤含含水量量上述各各种水水分类类型，，彼此此密切切交错错联结结，相相互转转化，，很难难严格格划分分对于不不同质质地的的土壤壤上述述各种种不同同形态态水的的数值值是不不等的的。请请认真真比较较它们们的大大小注意意二、土土壤水水分的的数量量概念念土壤含含水量量（一）重量含水量（m或mw

）

质量含水量：是指土壤中水分的质量与干土质量的比值。又称为重量含水量，无量纲，常用符号θm表示（百分率）100221-=WWWmqθm＝（水重/干土重）×100％干土，一般是指在105℃条件下烘干的土壤。例1：土壤壤烘干干前湿湿重为为95g，烘干后后重79g，求质量量含水水量。。将测测定数数据代代入上式，即即求该该土壤壤质量量含水水量为为：θm＝[（95-79）/79]××100％＝＝20.3％容积含含水量量是指单单位土土壤总总容积积中水水所占占的容容积百百分数数，又又称容积湿湿度、土壤水水的容容积百百分数数，常用用符号号θv表示：：θv=(水容积/土壤总总容积积)cm3/cm3θv=θm·ρρbρb=d2（二））容积积含水水量（（v或Vw）例2：设上例土壤容重为1.2g/cm3，求其θv。θv=（20.3％×1.2）=24.4％土壤总孔度=（1-1.2/2.65）×100=54.7%土壤空气（容积%）=54.7-24.4=30.3%通气状况？土壤水水贮量量是指一一定面面积和和厚度度土壤壤中含含水的的绝对对数量量。在在土壤物物理，，农田田水利利学、水文学学中经常常要用用到，，它主主要有有两种种表达达方式式：（三））土壤壤贮水水量指在一定厚度(h)一定面积土壤中所含的水量相当于相同面积水层的厚度。可以推知hw与θv的关系如下：hw＝θv·h=θmρbh（mm）hw的方便之处在于与大气降水量、土壤蒸发量直接比较1）水深(hw)例4如某土层厚厚度为10cm，容积含含水量量为25％，求求水深深。Dw=（10××25％）＝＝2.5(cm)＝25(mm)即一定定面积积一定定厚度度土壤壤中所所含水水量的的体积数数在数量量上，，它可可简单单由hw与所指指定面面积(如1亩、1公顷)相乘求求出，，但要要注意意二者者单位位一致致性。。在灌排排计算算中常常用到到这一一参数数，以以确定定灌水量量和排排水量量例：若都以1m土深计，每亩含水容量(以V方/亩表示)与水深之间的换算关系可推知，如式所示:V方/亩＝（2/3）hw100hw100单位：mmV方/公顷＝（10）hw1002）容积水（四）相对含水量（%）它可以说明土壤水的饱和程度、有效性和水、气的比例等。是农林业生产上常用的土壤含水量的表示方法。其求法如下：土壤相对含水量＝θm/θf×100相对含水量：指土壤含水量(θm)占田间持水量(θf)的百分数。绝对含含水量量：土壤中中所含含水分分的绝绝对数数量质量含含水量量、容容积含含水量量、、土壤壤贮水水量三、土土壤含含水量量的测测定方方法1、烘箱箱烘干干法1）原理理：105~110℃烘干6~8小时2）质%=(W1-W2)/(W2-W3)W1­———湿土+盒W2———干土+盒W3———盒3）国标标方法法，准准确4）缺点点：时时间长长，需需取样样，不不能定定点观观测。。2、快速速烘干干法1）红外外线烘烘干法法2）微波波炉烘烘干法法3）酒精精燃烘烘法：：取土土样放放入铝铝盒，，加入入98%酒精点点燃，，重复复3-5次，燃燃烧时时土壤壤70-80℃，将燃燃尽时时180-200℃℃，灭后后80-90℃，快速速但不不准确确，适适用于于田间间操作作。三、土土壤含含水量量的测测定方方法3、中子子法用用中中子仪仪1）快中中子源源镭镭-铍2）慢中中子探探测器器。3）快中中子遇遇H变慢4）不能能测土土表土土壤，，有机机质多多影响响结果果。5）可定定点长长期观观测。。土壤萎萎蔫系系数：：作物叶叶片发发生永永久萎萎蔫时时的土土壤含含水量量，也也叫永永久萎萎蔫点点。二.土壤通通气性性的调调节土壤通通气性性好坏坏主要要取决决于土土壤通通气孔孔隙的的多少少，调调节土土壤通通气性性就要要通过过各种种措施施改善善土壤壤孔隙隙状况况。（1）改良良土壤壤质地地和结结构（2）耕作作管理理（3）排水水和灌灌溉不同灌灌水方方法时时的土土壤入入渗问问题畦灌、、淹灌灌、漫漫灌时时的入入渗有水层层的一一维运运动不同灌灌水方方法时时的土土壤入入渗问问题喷灌时时的入入渗自由入入渗不同灌灌水方方法时时的土土壤入入渗问问题沟灌时时的入入渗二维运运动不同灌灌水方方法时时的土土壤入入渗问问题滴灌时时的入入渗三维运运动根系吸吸水植物体体输水水植物体体蒸