第六章-土壤水森林土壤-课件.ppt
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1、第一节第一节 土壤水分的类型及有效性土壤水分的类型及有效性一、土壤水的重要性:一、土壤水的重要性: 所有的水只有进入土所有的水只有进入土壤转化为土壤水,才能被壤转化为土壤水,才能被植物吸收利用。土壤水是植物吸收利用。土壤水是作物吸水的最主要来源。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。土壤水是土壤的最重要组成部分之一。 土壤水是土壤形成发育的催化剂;土壤水是土壤形成发育的催化剂; 土壤水并非纯水、而是稀薄的溶液。土壤土壤水并非纯水、而是稀薄的溶液。土壤水实际上是指在水实际上是指在105105温度下从土壤中驱逐出来温度下从土壤中驱逐出来的水。的水。1、吸湿水、吸湿水(hydro
2、scopic water) 干土从空气中吸着水干土从空气中吸着水汽所保持的水,称为吸湿水。又称为紧束缚水,属汽所保持的水,称为吸湿水。又称为紧束缚水,属于无效水分。于无效水分。2、膜状水(薄膜水)膜状水(薄膜水) ( membraneous water) 指由土指由土壤颗粒表面吸附所保持的水层,壤颗粒表面吸附所保持的水层,膜状水的最大值叫膜状水的最大值叫最大分子持水量。薄膜水对植物生长发育来说属于最大分子持水量。薄膜水对植物生长发育来说属于弱有效水分,又称为松束缚水分。弱有效水分,又称为松束缚水分。二、土壤水分的类型和性质二、土壤水分的类型和性质水汽水汽土壤膜状膜状水水膜膜状状水水示示意意图图
3、土粒膜状水3、毛管水、毛管水(capillary water) 毛管水是靠土壤毛管水是靠土壤中毛管孔隙所产生的毛管引力所保持的中毛管孔隙所产生的毛管引力所保持的水分,称为毛管水。水分,称为毛管水。毛管水是土壤中最毛管水是土壤中最宝贵的水分。宝贵的水分。 毛管水又可以分为两种类型。毛管水又可以分为两种类型。 毛管悬着水毛管悬着水(capillary supporting water) 土体中与地土体中与地下水位无联系的毛管水称下水位无联系的毛管水称毛管悬着水。毛管悬着水。 毛管支持水(毛管上毛管支持水(毛管上升水)升水) (capillary suspending water) 土体中与地下水位
4、土体中与地下水位有联系的毛管水称毛管有联系的毛管水称毛管支持水。支持水。地下水位高地下水位高地下水地下水位低位低水水沿沿着着毛毛管管上上升升毛管作用力范围:毛管作用力范围: 0.1-1mm有明显的毛管作用有明显的毛管作用0.05-0.1mm 毛管作用较强毛管作用较强 0.05-0.005mm 毛管作用最强毛管作用最强0.001mm 毛管作用消失毛管作用消失毛管作用毛管作用土土 粒粒地下水位毛管毛管悬着悬着水示水示意图意图土土 粒粒毛毛管管上上升升水水示示意意图图地下水位地下水位土壤毛管水从地下水吸取水分的示意图.自地下水面向上供水的毛管水的网.充水的粗毛管供水土粒细毛管排除毛管水的大孔隙束缚水
5、占的孔隙充水的大孔隙*毛管水上升高度从地下水面到毛管上升谁所能达从地下水面到毛管上升谁所能达到的相对高度,叫毛管水上升高到的相对高度,叫毛管水上升高度。度。 h水柱高度(cm),d孔隙直径(mm)土壤质地土壤质地 毛管水上升高度毛管水上升高度 土壤质地土壤质地 毛管水上升高度毛管水上升高度 砂砂 土土 0.50.51.0 1.0 中壤土,中壤土,重壤土重壤土 1.21.22.0 2.0 砂壤土,砂壤土,轻壤土轻壤土 1.5 1.5 粘粘 土土 0.80.81.01.0 不同土壤质地毛管水上升高度不同土壤质地毛管水上升高度4、重力水、重力水(gravitational water) 又称多余水,
6、是指土壤中充滞于又称多余水,是指土壤中充滞于充气孔隙中的水分。存在于土壤中的时充气孔隙中的水分。存在于土壤中的时间短,很快会因为重力作用而渗入或流间短,很快会因为重力作用而渗入或流出。出。河流河流三、土壤水分含量的表示方法三、土壤水分含量的表示方法(一)质量含水量(一)质量含水量( m)100221WWWn(二)容积含水量(二)容积含水量( v) V= m (三)相对含水量(三)相对含水量(%) 土壤相对含水量土壤含水量田间持水量(三)土壤贮水量(三)土壤贮水量 2、水方(、水方( m3)wDV10/公顷方V方方/亩亩2/3Dw1、水深(、水深(DW) DW= Vh 或或Dhwini,1001
7、1mm(一)土壤水分常数(一)土壤水分常数(soil moisture constant) 在一定条件下的土壤特征性含水量称土壤水在一定条件下的土壤特征性含水量称土壤水分常数。分常数。吸湿系数吸湿系数(hygroscopic coefficient) 最大吸湿水量最大吸湿水量凋萎系数凋萎系数(wilting coefficient) 萎蔫含水量又称稳萎蔫含水量又称稳定凋萎含水量。植物因缺水凋萎并不能复原时的定凋萎含水量。植物因缺水凋萎并不能复原时的土壤含水量,又称萎蔫含水量。土壤含水量,又称萎蔫含水量。四、土壤水分常数及土壤水分有效性四、土壤水分常数及土壤水分有效性 田间持水量(field c
8、apacity) *: 毛管悬着水达到最大值时的土壤含水量称为田间持水量,通常作为灌溉水量定额的最高指标。 在数量上它包括吸湿水、膜状水和毛管悬着水。 饱和含水量饱和含水量(saturated water content) 饱和含饱和含水量是指土壤中孔隙都充满水时的含水量。以水量是指土壤中孔隙都充满水时的含水量。以干土质量或容积的百分量表示。干土质量或容积的百分量表示。(二)(二)土壤水的有效性土壤水的有效性(availability) 土壤水的有效性是指土壤水能否被土壤水的有效性是指土壤水能否被植物吸收利用及其难易程度。植物吸收利用及其难易程度。 不能被植物吸收利用的水称为无效不能被植物吸收
9、利用的水称为无效水水,能被植物吸收利用的水称为有效水能被植物吸收利用的水称为有效水。 最大有效水含量是凋萎系数至田间最大有效水含量是凋萎系数至田间持水量的水分。持水量的水分。土壤水分在上限(田间持水量)和下土壤水分在上限(田间持水量)和下限(凋萎系数)之间同等有效。限(凋萎系数)之间同等有效。在上述范围内随土壤水分减少而降低。在上述范围内随土壤水分减少而降低。传统的土壤水分有效范围传统的土壤水分有效范围 土壤质地土壤质地 土壤质地的影响主要是由土壤的土壤质地的影响主要是由土壤的表面积和孔隙系统的性质引起的。表面积和孔隙系统的性质引起的。 土壤结构土壤结构 团聚体土壤孔隙度大,含水量高,团聚体土
10、壤孔隙度大,含水量高,持水孔隙发达,故有效水分含量高。如团聚体发持水孔隙发达,故有效水分含量高。如团聚体发育好的东北黑土。育好的东北黑土。 有机质含量有机质含量 有机质本身的持水量很大,更有机质本身的持水量很大,更能促进良好土壤结构的形成,所以多施有机质,能促进良好土壤结构的形成,所以多施有机质,可以扩大有效水范围。可以扩大有效水范围。( (三三) )影响土壤水分有效性的因素影响土壤水分有效性的因素土壤质地土壤质地 田间持水量 萎蔫系数有效含水范围松砂土松砂土 4.5 1.8 2.7 砂壤土砂壤土 12.0 6.6 5.4 中壤土中壤土 20.7 7.8 12.9轻粘土轻粘土 23.8 17.
11、4 6.4类类 型型 持水当量持水当量 萎蔫含水量萎蔫含水量 有效含水范围有效含水范围 壤壤 土土 20.0 20.0 7.1 7.1 13.13.ll 泥泥 炭炭 166 166 82.3 82.3 83.7 83.71/21/2壤土壤土1/21/2泥炭泥炭 31 31 14.5 14.5 16.5 16.54/54/5壤土十壤土十1/51/5泥炭泥炭 21.6 21.6 8.5 8.5 13. 13.l l 返回第二节第二节 土壤水的能态土壤水的能态土壤土壤A砂土砂土10%土壤土壤B粘土粘土15%水流向何方?水流向何方? 土水势是在标准大气压下,极小单位水量土水势是在标准大气压下,极小单位
12、水量从一个平衡的土一水系统可逆地移到和它温度相从一个平衡的土一水系统可逆地移到和它温度相同,处于参比状态水池时所做的功。同,处于参比状态水池时所做的功。 一、土水势概念一、土水势概念土作功水 渗透势渗透势s 渗透势又称溶质势,负值。土渗透势又称溶质势,负值。土壤溶质浓度越高,溶质势越低。壤溶质浓度越高,溶质势越低。 溶质势只有对半透膜的水分运动起作用。溶质势只有对半透膜的水分运动起作用。二、土水势的组成二、土水势的组成 基质势基质势m负值,当土壤饱和时最大负值,当土壤饱和时最大0.土壤含水量越高,基质势也越高。土壤含水量越高,基质势也越高。压力势压力势p正值。只有当土壤水分饱和时正值。只有当土
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