土壤水分和水勢
土壤水概念
土壤水是植物吸收水分的主要來源,另外植物也可以直接吸收少量落在葉片上的水分。土壤水的主要來源是降水和灌溉水,并且參與到巖石圈-生物圈-大氣圈-水圈的水分大循環(huán)中。
表層的土壤水受到重力會向下滲漏,在地表有足夠水量補充的情況下,土壤水可以一直入滲到地下水位,繼而可能進入江、河、湖、海等地表水。
土壤中水分的多少有兩種表示方法:一種是以土壤含水量表示,分重量含水量和容積含水量兩種,兩者之間的關(guān)系由土壤容重來換算。另一種是以土壤水勢表示,土壤水勢的負值是土壤水吸力
土壤水指標(biāo)
土壤含水量有三個重要指標(biāo):一個是土壤飽和含水量,表明該土壤最多可以含多少水,此時土壤水勢為0;
第二是田間持水量,是土壤飽和含水量減去重力水后土壤所能保持的水分(重力水基本上不能被植物吸收利用,此時土壤水勢為-0.33巴);第三是萎蔫系數(shù),是植物萎蔫時土壤仍能保持的水分(這部分水分也不能被植物吸收利用,此時土壤水勢為-15巴)。
田間持水量與萎蔫系數(shù)之間的水稱為土壤有效水是植物可以吸收利用的部分,當(dāng)然,一般在田間持水量的60%時,即土壤水勢-1巴左右就采取措施進行灌溉。
土壤有效含水范圍
土壤有效含水范圍是指土壤所含植物可以利用水的范圍,可用下式表示:
A=F-W
A:土壤有效含水范圍 F:田間持水量 W:凋萎系數(shù)
注意:
1、不同土壤的有效含水范圍是不一樣的。
2、在有效含水范圍內(nèi),植物利用水分的難易程度也不一樣,越接近田間持水量時,水分越容易被有效利用,接近凋萎系數(shù)時,水分也越難被有效利用。
土壤含水量的多少,直接影響土壤的固、液、氣三相比,以及土壤的適耕性和作物的生長發(fā)育。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,需要經(jīng)常了解田間土壤含水量,以便適時灌溉或排水,保證作物生長對水分需要,并利用耕作予以調(diào)控,達到高產(chǎn)豐收的目的。
土壤水勢
近幾十年來的研究表明,要了解土壤水運動及土壤對植物的供水能力,只有土壤水?dāng)?shù)量的觀念是遠遠不夠的。舉一個直觀的例子,如果粘土的土壤含水量為20%,砂土的土壤含水量是15%,兩個土樣相接觸,土壤水是怎么移動?如果單從土壤水?dāng)?shù)量的觀念,似乎土壤水應(yīng)從粘土土樣流向砂土土樣,但事實恰恰相反。這說明,光有土壤水?dāng)?shù)量的觀念,尚不能很好研究土壤水運動及對植物的供水,必須建立土壤水的能量的觀念,即土壤水勢的概念。
土壤水勢研究的意義
土壤孔隙水會沿著水勢梯度從高往低運動。植物根系吸水就可以用水勢梯度來解釋:土壤水勢高,植物根系水勢低,在這種水勢梯度下,根系能從土壤孔隙中獲得水分;干旱發(fā)生時,由于土壤和植物根系水勢逐漸持平,水勢梯度消失,水分運動就不再發(fā)生;當(dāng)干旱加劇,土壤水勢進一步下降,當(dāng)其比植物根系水勢還低時,水勢梯度逆轉(zhuǎn),植物根系失水,植物就面臨失水死亡的風(fēng)險。因此,土壤水勢在理解水分在“土壤-植物-大氣連續(xù)體”中的運動具有重要意義。
土壤特征曲線定義及用途
測定你土壤水特征曲線(基質(zhì)勢與土壤含水量之間的關(guān)系曲線)需要特別的儀器設(shè)備,隨著土壤科學(xué)的發(fā)展,越來越多的基層土壤工作者需要土壤水特征曲線這一基礎(chǔ)資料,了解土壤水特征曲線的測定,對今后土壤水特征曲線的應(yīng)用都是有益的。
水分特征曲線的用途:
首先,可以利用它進行土壤水吸力和含水率之間的換算。
其次,土壤水分特征曲線可以間接地反映出土壤孔隙大小的分布。
再者,水分特征曲線可以用來分析不同質(zhì)地土壤的持水性和土壤水分的有效性。
最后,應(yīng)用數(shù)學(xué)物理方法對土壤中的水運動進行定量分析時,水分特征曲線是必不可少的重要參數(shù)。