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  躲遠(yuǎn)遠(yuǎn)520 2018-04-17 00:00:00

  以固、液、氣三態(tài)存在于土壤顆粒表面和顆粒間孔隙中的水分，來源于大氣降水、灌溉水以及隨毛細(xì)管上升的地下水和凝結(jié)水。氣態(tài)水存在于土壤顆粒之間尚未被液態(tài)水所占據(jù)的孔隙之中；液態(tài)水被吸著在土壤顆粒的表面，或受水分表面張力的影響被保持在土粒之間或團(tuán)聚體內(nèi)部未被空氣占據(jù)的孔隙中；固態(tài)水只在氣候寒冷地區(qū)及冬季出現(xiàn)，是液態(tài)水在攝氏零度(0℃）以下時(shí)結(jié)成的冰。土壤含水量一般用烘干法、張力計(jì)法、電阻塊法或中子法等方法測(cè)定。 土壤水分是成土過程的重要因素，對(duì)礦物的風(fēng)化，有機(jī)物質(zhì)的合成和分解，元素的富集、遷移和淋失等產(chǎn)生影響，并是植物生長(zhǎng)所需水分的主要給源。 進(jìn)入土壤中的水分在各種力的作用下，有一部分被保存在土壤中。土壤保持水分能力的強(qiáng)弱，受土壤孔隙的大小、形狀以及連通性等的影響，也與土壤顆粒表面積的大小有關(guān)。土壤的含水量是不斷變化的，從只能保持一層相當(dāng)于幾個(gè)水分子直徑厚的水膜，到土壤完全為水分所飽和，甚至地表出現(xiàn)積水。土壤的特征性含水量通常稱為水分常數(shù)，包括：①飽和含水量。這時(shí)全部土壤孔隙都充滿水分，水分吸力為零。②田間持水量。是土壤被降水或灌溉水所飽和，經(jīng)2～3天或更長(zhǎng)一些時(shí)間后，水分向下運(yùn)動(dòng)的速度逐漸減小，直至可以忽略不計(jì)時(shí)所保持的水量。通常用 1/3大氣壓時(shí)的含水量代表；但由于土壤的差異，往往不能用同一吸力值來表征這一含水量。③萎蔫系數(shù)。指根系不能迅速吸取到能滿足蒸騰需要的水分，植物開始出現(xiàn)萎蔫時(shí)的土壤含水量。一般以15個(gè)大氣壓時(shí)的含水量代表。④吸濕系數(shù)，大約相當(dāng)于吸力為31個(gè)大氣壓時(shí)所保持的水量。各水分常數(shù)之間的水分對(duì)植物的有效性是不同的。 土壤含水量的多少，雖然關(guān)系到水分在土壤中的運(yùn)動(dòng)狀況和植物生長(zhǎng)狀況;但土壤水分的能量狀態(tài)，即水分被土壤保持的牢固程度，往往比水分含量更為重要。水分的能量可以水分吸力、張力或水勢(shì)表示。一個(gè)平衡的土－水體系所具有的能夠作功的能力稱為該體系的土壤水勢(shì)能，簡(jiǎn)稱土水勢(shì)。并可借助張力計(jì)或壓力膜，在原地或?qū)嶒?yàn)室中測(cè)定。 土壤總水勢(shì)由以下幾個(gè)分勢(shì)組成：①基質(zhì)勢(shì)，由與土壤固體特性有關(guān)的各種力（包括表面吸附力、土粒間孔隙的毛管力等）引起，是水－氣界面的曲率半徑的函數(shù)；②壓力勢(shì)，由土－水體系中的壓力超過參比態(tài)下的壓力引起；③溶質(zhì)勢(shì)，由土－水體系中各種溶質(zhì)共同引起；④重力勢(shì)，主要由重力場(chǎng)引起。 基質(zhì)勢(shì)和含水量的關(guān)系曲線稱為土壤水分特征曲線（圖8）。它受土壤性質(zhì)的影響，據(jù)此可算出植物有效含水量，還可根據(jù)曲線上的斜率，估算出不同水勢(shì)時(shí)的吸水和釋水性。 　土壤水的運(yùn)動(dòng) 　土壤水處在不斷的運(yùn)動(dòng)之中。降水或灌溉水到達(dá)地表后，在重力勢(shì)和基質(zhì)勢(shì)等梯度作用下漸次進(jìn)入土表以下各土層。土壤水分達(dá)到飽和狀態(tài)后，多余的水分就在重力勢(shì)作用下向下滲漏，補(bǔ)給地下水;如土壤水分處于不飽和狀態(tài)，水分就在重力勢(shì)和基質(zhì)勢(shì)等梯度作用下向下或向其他方向滲吸，補(bǔ)充土壤水儲(chǔ)量。滲漏或滲吸不良時(shí)，水分就形成地表徑流流失。當(dāng)降水或灌溉停止、滲吸結(jié)束后，水分仍繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行再分配。土壤水也可在水勢(shì)梯度作用下向上運(yùn)動(dòng)，通過地表蒸發(fā)或植物葉面的蒸騰返回大氣中。在地下水鹽分濃度高時(shí)，水分的向上運(yùn)動(dòng)往往導(dǎo)致土壤鹽漬化。 水分在由勢(shì)能高的地方向勢(shì)能低的地方運(yùn)動(dòng)時(shí)，不管土壤水飽和程度如何，單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的水的容積總是與水流方向上的水力勢(shì)梯度成正比。這可用達(dá)西方程表示： 式中V 為單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于水流方向的單位面積的水的容積；K 為水力傳導(dǎo)度或毛管傳導(dǎo)度，是單位水力勢(shì)梯度下水流的容積；為水力勢(shì)梯度，包括重力勢(shì)梯度和基質(zhì)勢(shì)梯度，是水分運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。重力的大小一定，方向向下，基質(zhì)勢(shì)的大小和方向是可變的。 土壤中的氣態(tài)水由于水汽壓力梯度的不同而進(jìn)行擴(kuò)散，它們通過充氣孔隙從水汽壓大的地方向水汽壓小的地方運(yùn)動(dòng)；從濕土層向干土層、從比較熱的土層向比較冷的土層運(yùn)動(dòng)。 適宜的土壤水分為植物蒸騰和維持正常生長(zhǎng)所必需。土壤水分過多往往使植物生長(zhǎng)受阻、造成濕害;過少則導(dǎo)致植物凋萎。一般認(rèn)為，土壤吸力小于1～2大氣壓時(shí)的水分，是植物Z易吸收的水分。 20世紀(jì)60年代以來，在評(píng)價(jià)土壤水分與植物的關(guān)系問題上的根本性變化，在于認(rèn)為土壤、植物和大氣之間是一個(gè)物理學(xué)上統(tǒng)一的、動(dòng)態(tài)的連續(xù)體系。在此體系中，各種不同的水流過程象鏈條中的各個(gè)環(huán)節(jié)一樣相互關(guān)聯(lián)。植物吸收水分的速率和數(shù)量不單是土壤含水量或土水勢(shì)的單值函數(shù)，而是與根系從土壤吸收水分的能力，以及土壤按蒸騰要求的速率向根系輸送水分的能力有關(guān)；能力的大小取決于植物和土壤的性質(zhì)，并在相當(dāng)程度上取決于小氣候條件。水分從體系中勢(shì)能高處流向勢(shì)能低處；兩點(diǎn)間的勢(shì)能差，是促使水分流動(dòng)的原因。流經(jīng)植物體的水流量(y)可用下式表示： y=墹ψ1/R1=－墹ψ2/R2=－墹ψ3/R3 式中墹ψ1是土壤到根部的水勢(shì)降減，墹ψ2是植物體內(nèi)根到葉部的水勢(shì)降減；墹ψ3是葉部與大氣間的水勢(shì)降減。墹ψ1、墹ψ2約等于 10×10 帕；1墹ψ3約等于 500×10帕。R1、R2和R3分別為相應(yīng)分段中水流的阻力。 只要根系吸水的速率與蒸騰速率平衡，水流就繼續(xù)進(jìn)行，植物保持充分的水脹狀態(tài)；一旦吸水速率低于蒸騰速率時(shí)，植物就開始失水，失去膨壓而凋萎。在大氣蒸發(fā)力高時(shí)，即使土水勢(shì)較高，植物也可能無法維持較高的相對(duì)蒸騰率而開始凋萎；在大氣蒸發(fā)力低時(shí)，即使土水勢(shì)較低，相對(duì)蒸騰率仍可能較高，而使植物不致凋萎。所以土壤中水分能否滿足植物生長(zhǎng)的需要，取決于土壤、植物和大氣諸因子的綜合影響。 水分不僅直接影響植物的蒸騰和土壤中養(yǎng)分對(duì)植物的有效性，而且也影響根系生長(zhǎng)與耕作的難易。通過合理的耕作管理，增加和保持土壤有效水，減少地表徑流和滲漏，減少無效蒸騰，以及在水分過多時(shí)進(jìn)行農(nóng)田排水等措施都是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)（見植物水分關(guān)系）。

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