第五章土壤水PPT讲稿.ppt
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1、第五章土壤水第1页,共67页,编辑于2022年,星期三主要内容(重点):教学目标与要求:教学方式与手段:课时安排与进度:1.1.土壤水的类型划分及土壤水分含量的测定土壤水的类型划分及土壤水分含量的测定 2.2.土壤水的能态土壤水的能态 (重点)(重点)3.3.土壤水的运动土壤水的运动 (重点)(重点)4.4.土壤中的溶质运移土壤中的溶质运移 掌握土壤水的各种概念;弄清土水势的定义及其各分势的计算;重点掌握土壤水分运动的定量描述,弄清饱和流和非饱和流的区别,掌握土壤水平衡模型及其应用。幻灯,动画演示;计算分析;土壤水分实验;课时数:4课时第2页,共67页,编辑于2022年,星期三第一节第一节 土
2、壤水的类型划分及土壤水的类型划分及土壤水分含量的测定土壤水分含量的测定第3页,共67页,编辑于2022年,星期三二、土壤水的重要性:二、土壤水的重要性: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;土土壤壤水水并并非非纯纯水水、而而是是稀稀薄薄的的溶溶液液。土土壤壤水水实实际上是指在际上是指在105温度下从土壤中驱逐出来的水。温度下从土壤中驱逐出来的水。第4页,共67页,编辑于2022年,星期三一、土壤水分类型及有效性一、土壤水分
3、类型及有效性 1、土壤水分类型*吸湿水 膜状水 毛管水 重力水数量法第5页,共67页,编辑于2022年,星期三(1 1)土壤吸湿水)土壤吸湿水*:干土从空气中吸着水汽所保持的水称为吸湿水。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。第6页,共67页,编辑于2022年,星期三(2 2)土壤膜状水)土壤膜状水*:土壤颗粒表面上吸附的水分形成水膜,土壤颗粒表面上吸附的水分形成水膜,这部分水称为这部分水称为土壤膜状水土壤膜状水。土壤膜状水达到最大值时的土壤含水量称土壤膜状水达到最大值时的土壤含水量称为为土壤最大分子持水量土壤最大分子持水量。第7页,共67页,编辑于2
4、022年,星期三膜膜状状水水示示意意图图第8页,共67页,编辑于2022年,星期三(3 3)土壤毛管水)土壤毛管水*:存在于土壤毛管孔隙中的水分,称为毛管水。包括毛管悬着水和毛管上升水。第9页,共67页,编辑于2022年,星期三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第10页,共67页,编辑于2022年,星期三 借助于毛管力保持在上层土壤的毛管孔借助于毛管力保持在上层土壤的毛管孔隙中的水分,它
5、与来自地下水上升的毛管隙中的水分,它与来自地下水上升的毛管水并不相连,好像悬挂在上层土壤中一样,水并不相连,好像悬挂在上层土壤中一样,故称之为毛管悬着水。故称之为毛管悬着水。毛管悬着水毛管悬着水*第11页,共67页,编辑于2022年,星期三 当土壤含水量降低到一定程度时,当土壤含水量降低到一定程度时,较粗毛管中悬着水的连续状态出现较粗毛管中悬着水的连续状态出现断裂,蒸发速率明显降低,此时土断裂,蒸发速率明显降低,此时土壤含水量称为毛管水断裂量。壤含水量称为毛管水断裂量。大约相当于该土壤田间持水量的大约相当于该土壤田间持水量的7575左右。左右。毛管水断裂量毛管水断裂量*第12页,共67页,编辑
6、于2022年,星期三土土 粒粒毛管毛管悬着悬着水示水示意图意图第13页,共67页,编辑于2022年,星期三田间持水量*: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。田间持水量的大小,主要受质地、有机质含量、结构、松紧状况等的影响。第14页,共67页,编辑于2022年,星期三土土 粒粒毛管毛管上升上升水示水示意图意图地下水位地下水位第15页,共67页,编辑于2022年,星期三 毛管上升水达到最大量的土壤含水量。毛管持水量*第16页,共67页,编辑于2022年,星期三*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
7、面到毛管上升谁所能达到的相对高度,叫毛管水上升高度。到的相对高度,叫毛管水上升高度。h水柱高度(cm),d孔隙直径(mm)第17页,共67页,编辑于2022年,星期三土壤所有孔隙都充满水时的含水量,也称为土壤全持水量。土壤饱和含水量土壤饱和含水量*:第18页,共67页,编辑于2022年,星期三(4 4)重力水)重力水*临时存在于土壤大孔隙(通气孔隙)中的水分,与土壤养分的淋失有关。第19页,共67页,编辑于2022年,星期三对于不同质地的土壤上述对于不同质地的土壤上述各种不同形态水的数值是各种不同形态水的数值是不等的。请认真比较它们不等的。请认真比较它们的大小。的大小。注意:注意:第20页,共
8、67页,编辑于2022年,星期三二、土壤水分含量的表示方法二、土壤水分含量的表示方法(一)质量含水量(一)质量含水量(m)(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(%)第21页,共67页,编辑于2022年,星期三(三)土壤贮水量(三)土壤贮水量 2、水方(、水方(m3)V方方/亩亩2/3Dw1、水深(、水深(DW)DW=Vh 或或mm第22页,共67页,编辑于2022年,星期三第二节第二节 土壤水能态土壤水能态一、土水势及其分势一、土水势及其分势土壤土壤A砂土砂土10%土壤土壤B粘土粘土15%水水流流向向何何方方?标注土水势的优点标注土水势的优点第23页,
9、共67页,编辑于2022年,星期三(一)基质势(一)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。(二)压力势(二)压力势(p)*正值。只有当土壤水分饱和时才有压力正值。只有当土壤水分饱和时才有压力势在不饱和土壤中压力势为势在不饱和土壤中压力势为0.饱和土层饱和土层越深,压力势越高。越深,压力势越高。p=wghV 第24页,共67页,编辑于2022年,星期三(三)溶质势(S)*负值。土壤溶质浓度越高,溶质势越低。负值。土壤溶质浓度越高,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。
10、(四)(四)重力势(重力势(g)*重力势(重力势(g)是指由重力作用而引起的土水)是指由重力作用而引起的土水势变化。势变化。任何时后重力势都存在。高于参比面任何时后重力势都存在。高于参比面时为正,反之为负,参比面处重力势为时为正,反之为负,参比面处重力势为0.第25页,共67页,编辑于2022年,星期三总水势:总水势:t=m+p+s+g 请注意:在不同的情况下,请注意:在不同的情况下,土壤总水势的各分势组成土壤总水势的各分势组成是不同的。见是不同的。见P106下端。下端。切记。切记。第26页,共67页,编辑于2022年,星期三土壤水吸力是指土壤水在承受一定吸力的情土壤水吸力是指土壤水在承受一定
11、吸力的情况下所处的能态,简称吸力,况下所处的能态,简称吸力,但并不是指土但并不是指土壤对水的吸力。壤对水的吸力。T T-m m 如何用水吸力和水势判断如何用水吸力和水势判断水分运动的方向?请回答。水分运动的方向?请回答。绝对正值绝对正值二、土壤水吸力二、土壤水吸力*一般谈及的吸力是指基质吸力,其值与一般谈及的吸力是指基质吸力,其值与 m相等,但符号相反。相等,但符号相反。第27页,共67页,编辑于2022年,星期三三、土壤水势的定量测定三、土壤水势的定量测定土水势的标准单位:帕土水势的标准单位:帕(Pa)1 Pa=0.0102厘米水柱厘米水柱 1 atm=1033厘米水柱厘米水柱=1.0133
12、bar 1 bar=0.9896atm=1020厘米水柱厘米水柱 1 bar=100000 Pa第28页,共67页,编辑于2022年,星期三一般只能测定一般只能测定8 8万帕以万帕以下的土壤水吸力。下的土壤水吸力。第29页,共67页,编辑于2022年,星期三四、土壤水分特征曲线四、土壤水分特征曲线*:指土壤水分含量与土壤水吸力的关系曲线。目前尚无法从理论上推导出土壤含水率与土壤水吸力或基质势之间小关系,只能用实验方法获得水分特征曲线。S=ab S=a(/s)b S=A(s-)n/m第30页,共67页,编辑于2022年,星期三0 10 20 30 40 50 60 70土土壤壤水水吸吸力力黏土黏
13、土壤土壤土砂土砂土土壤含水量土壤含水量%影响因素影响因素质地质地结构结构温度温度滞后现象滞后现象第31页,共67页,编辑于2022年,星期三机理:墨水瓶效应沙土比粘土明显第32页,共67页,编辑于2022年,星期三水分特征曲线的用途:水分特征曲线的用途:第第四四,应应用用数数学学物物理理方方法法对对土土壤壤中中的的水水运运动动进进行行定定量分析时,水分特征曲线是必不可少的重要参数。量分析时,水分特征曲线是必不可少的重要参数。首首先先,可可利利用用它它进进行行土土壤壤水水吸吸力力S和和含含水水率率 之之间间的换算的换算(图图3.7)。其次,土壤水分特征曲线可以间接地反映出土壤孔其次,土壤水分特征
14、曲线可以间接地反映出土壤孔隙大小的分布。隙大小的分布。第第三三,水水分分特特征征曲曲线线可可用用来来分分析析不不同同质质地地土土壤壤的持水性和土壤水分的有效性。的持水性和土壤水分的有效性。第33页,共67页,编辑于2022年,星期三课堂速测课堂速测1.1.只要多施有机肥,土壤有机质就会相应的不断提高只要多施有机肥,土壤有机质就会相应的不断提高()()2.2.腐殖质是一种高分子的有机化合物腐殖质是一种高分子的有机化合物()()3.3.增加有机肥的投入是提高土壤肥力的重要途径。增加有机肥的投入是提高土壤肥力的重要途径。()()4.4.秸秆还田时,配施适量的秸秆还田时,配施适量的N N肥可促进有机物
15、质的转化过程肥可促进有机物质的转化过程()5.5.腐殖质常与矿物质结合成有机无机复合体腐殖质常与矿物质结合成有机无机复合体()()6.6.容重和孔隙度只表明土壤的松紧状况,而不表明孔隙分布容重和孔隙度只表明土壤的松紧状况,而不表明孔隙分布()()7.7.砂土松散容重小,粘土紧实容重大砂土松散容重小,粘土紧实容重大()()8.8.毛管水上升高度一般是粘土壤土砂土毛管水上升高度一般是粘土壤土砂土()()9.9.土壤水分特征曲线是一条单值曲线土壤水分特征曲线是一条单值曲线()()10.10.土壤水分运动方向是从吸水力小处向吸水力大处流动土壤水分运动方向是从吸水力小处向吸水力大处流动()()第34页,
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