③ 有一定的稳定性;
④有抵抗微生物分解破碎的能力。 2、团粒结构对土壤肥力的作用 ① 能协调水分和空气的矛盾;
② 能协调土壤有机质中养分的消耗和积累 的矛盾;
③ 能稳定土壤温度,调节水热状况; ④ 改良耕性和有利于作物根系伸展。
(四) 土壤团粒结构的形成
1、土粒的粘聚: ①胶体的凝聚作用; ②水膜的粘结作用;
③胶结作用(简单的无机胶体、粘粒、有机物质) 2、成型动力: ①生物作用;
②干湿交替作用; ③冻融交替作用; ④土壤耕作的作用等。
(五) 形成土壤团粒结构的措施
1、农业措施: ①深耕与施肥、
②正确的土壤耕作、 ③合理的轮作制度、 ④调节土壤阳离子组成、 ⑤合理灌溉、晒垡和冻垡。 2、土壤结构改良剂的应用
四、土壤耕性P112
(一) 土壤耕性的概念
土壤耕性:是指土壤在耕作时所表现的特性,包括:
(1)耕作的难易程度:耕作阻力的大小;
(2)耕作质量的好坏:耕后土垡松散、容易耙碎、不成坷垃,土壤松紧孔隙状况适中; (3)适耕期的长短:适宜耕作时间的长短。
(二) 土壤物理机械性P110-111
1. 粘结性和粘着性
1.1 土壤粘结性: 指土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结在一起的性质。 1.2 土壤粘着性: 是土壤在一定含水量的情况下,土粒粘着外物表面的性能。 1.3 影响土壤粘结性和粘的因素有: ①土壤质地: ②土壤含水量: ③土壤结构:
④土壤腐殖质含量:
⑤土壤代换性阳离子的组成: 2.可塑性
26
2.1 可塑性:土壤在一定含水量范围内,可被外力任意改变成各种形状,当在外力解除和土壤干燥后,仍能保持其变形的性能称为可塑性。 2.2 影响土壤可塑性的因素: ①水分含量: ②土壤质地:
③代换性阳离子: ④土壤有机质: 3.胀缩性
土壤吸水后体积膨胀,干燥后体积收缩的特性称为土壤胀缩性。 土壤胀缩性强会对植物根系产生机械损伤,易拉断植物根系。 影响土壤胀缩性的主要因素是而使晶层间距拉开,其胀缩性远较晶层结合紧密的高岭石大。(三) 注意土壤耕作、改良土壤耕性(1)防止压板土壤:的过程称为土壤压板过程(2)注意土壤的宜耕状态和宜耕期:(3)改良土壤耕性:复习思考题:一、名词解释:1、土壤密度;性、耕性、可塑性二、土壤孔隙的类型有哪些?三、影响土壤孔隙状况的因素有哪些?一、土壤水分的作用1)是植物生长所必需的2)影响养分的溶解和移动3)影响土壤的氧化还原电位4)影响有机质的分解与积累5)影响土壤热量状况6)影响土壤的耕性二、土壤水形态和性质(一)固态水(二)汽态水(三)束缚水1、土壤吸湿水固相土粒靠其表面的分子引力和静电引力从大气和土壤空气中吸附气态水,表面成单分子或多分子层,称为吸湿水吸湿水的特点:水分子呈定向紧密排列、密度态水自由移动,也不能被植物吸收。吸湿水达到最大值,此时的土壤吸湿水量就叫做最大吸湿量 耕作土壤在降雨、灌溉、人、畜践踏与农机具等作用下由松变紧。
可通过增施有机肥料、合理排灌、适时耕作等方法改良土壤耕性。
2、土壤相对密度;
第三节
:
:土壤水冻结时形成的冰晶:存在于土壤空气中:
(hygroscopic 土壤胶体,蒙脱石由于晶层间结合不紧,水分容易进入
3、土壤容重;
土壤水分 moisture)
,(也称紧束缚水
27
4、土壤结构性;5、土壤粘结性、粘着
附着于土粒)。
3、无溶解能力、不能以液maximum hygroscopicity。
1.2~2.4g/cm
2、膜状水film water
吸湿水达到最大后,土粒还有剩余的引力吸附液态水,在吸湿水的外围形成一层水膜,这种水分称为膜状水。(松束缚水)
(四) 自由水:
1、土壤毛管水capillary humidity(water)
1.1概念:靠毛管力(弯月面引力)保持在土壤孔隙中的水分称为土壤毛管水。 1.2 根据土壤毛管水与地下水有无联系,又可把毛管水分为:
①悬着毛管水(capillary supporting water) 土体中与地下水位无联系的毛管水称毛管悬着水。
②支持毛管水(毛管上升水) (capillary suspending water) 土体中与地下水位有联系的毛管水称毛管支持水。
1.3 影响毛管水数量的因素:
土壤质地、有机质含量和土壤结构状况。 2、重力水:gravitational water
土壤重力水是指土壤水分含量超过田间持水量之后,过量的水分不能被毛管吸持,重力的作用下沿着大孔隙向下渗漏成为多余的水。
有时因为土壤粘紧,重力水一时不易全部排出,暂时滞留在土壤的大孔隙中上层滞水。
土壤所有孔隙都充满水分时的含水量称为土壤全蓄水量或饱和持水量content。
3、地下水:
三、土壤水分含量的表示方法
1. 土壤质量含水量
土壤质量quantity含水量是指土壤中保持的水分质量占土壤质量的分数有用%表示)。
θm=[(m1-m2)/m2]31000
式中θm为土壤质量含水量(g/kg)、 m1为湿土质量(g)、m22. 土壤容积volume含水量
土壤容积含水量是指土壤水分容积与土壤容积之比,常用θv表示单位为θv(%)=(土壤水分容积/土壤容积)3100 θv(%)= θm 3土壤容积
3. 土壤相对含水量relative moisture
在生产实际中常以某一时刻土壤含水量占该土壤田间持水量的百分数作为相对含水量来表示。
土壤相对含水量(relative moisture)= (土壤含水量/土壤田间持水量)4.吸湿系数:又称是大吸湿水量,是指干土从相对湿度接近饱和的空气中吸收水汽的最
大量,即吸湿水的最大量与烘干土重量的百分率。
5.凋萎系数(wilting coefficient)
作物无法从土壤中吸收水分而呈现永久凋萎,此时的土壤含水量就称为凋萎系数(wilting coefficient)。
6.田间持水量field capacity:当降雨或灌溉后,多余的重力水已经排除降至很低或基本停止时土壤所吸持的水量,以重量百分比表示,称为田间持水量。也就是毛管悬着水达到最大值
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而在,这种水称为saturated water ,单位g/kg (也g)。
cm3/cm3。 3100%
,渗透水流已
为干土质量(田间持水量的变化范围: 砂土为:160~220g/kg; 壤土为:220~300 g/kg; 粘土为:280~350 g/kg。
四、土壤含水量的测定方法
1、烘干法(经典烘干法、快速烘干法) 2、中子仪法
3、时域反射仪(Time Domain Reflectometry TDR) 4、张力计、电阻法、石膏法 5、压力膜
五、土壤水分能态
1907年布金哈门(Buckingham)
1. 土水势Potential 土水势(水势、势):相同的温度,相同的大气压,从一定规定高度纯自由水的自由能值)规定为零,土壤水的自由能势值与其相比而得到的差值,用势能值表示,就是土水势常用(Ψ)来表示。
土水势主要由以下几个分势组成:
(1)基质势(基模势)Matric Potential(Ψm):负值,当土壤饱和时最大=土壤含水量越高,基质势也越高。 (2)渗透势(溶质势)(Osmotic Potential)(Ψs):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 ; (3)压力势Pressure Potential(Ψp):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0,饱和土层越深,压力势越高
?p=?wghV ;
(4)重力势Gravitational Potential(Ψg):是指由重力作用而引起的土水势变化。何时候重力势都存在。高于参比面时为正,反之为负,参比面处重力势为2.土壤水吸力soil moisture suction(有时简称吸力):这是(用来表示土壤水的结合强度,表示水的能态,它不是指土壤对水的吸力,而是指土壤水承受一定吸力的情况下所处的能态。
2.1土壤水吸力与土水势区别:
(1)土壤水吸力只包括基质势和渗透势,相当于基模势和渗透势,不包括导致土壤水自由能降低的其它分势,但它通常是指基模吸力。
(2)土壤水吸力在概念上虽不指土壤对水的吸力,但仍可以用土壤对水的吸力来表示。吸力是使用压力为单位。
1935,Schofield.R.K 提出pF值=log cm水柱
2.2 pF值:土水势的厘米水柱高度的对数值称为pF值这是Schofield.R.K 于1935年提出的。
2.3 pF-曲线:是指土壤水吸力和土壤水分含量之间的相关曲线。3. 土壤水分特征曲线soil water characteristic curve:土壤水的能量指标与土壤含水量(土壤水的数量指标)作成的相关曲线,称土壤水分特征曲线或土壤持水曲线。 29
0. 0。
E.W.Russel,1950
(势.
任 ) 4.土壤水文状况:是指土壤剖面中土壤水分在周年内的动态变化,它反映土壤的水分平衡和水分循环的特征。
六、土壤水的有效性
1、土壤水的有效性:可被植物利用的水分称为有效水,不能被植物利用的称为无效水。 2、土壤有效水的范围:土壤有效水的含量=田间持水量-凋萎系数 3、影响土壤有效含水量范围的因素
(1)土壤质地 (2)土壤结构 (3)土壤有机质 (4)土壤层位
七、土壤水分运动(一)液态水运动1、水分饱和状态下的流动:饱和流的推动力主要是重力势梯度和压力势梯度,服从达西定
律( Darcy’s law )式中:
q表示单位时间单位面积的土壤水通量(Ks 表示土壤饱和导水率或渗透系数;ΔH表示总水势差(常用厘米水柱表示,L为水流经过的土层厚度(负号表示土壤水通量指向水势梯度下降的方向。1、影响饱和导水率的因素:①质地 ②结构 ③有机质含量 ④粘土矿物种类 ⑤土壤孔隙
2、水分非饱和流动 土壤非饱和流的推动力主要是基质势梯度和重力势梯度。它也可用达西定律来描述,对
一维垂向非饱和流,其表达式为:
非饱和条件下土壤水流的数学表达式与饱和条件下的类似,二者的区别在于:a、饱和条件下的总水势梯度可用差分形式,而非包和条件下则用微分形式;b、饱和条件下的土壤导水率质势(?m)的函数。(二)汽态水运动(扩散运动)(三)地下水上升运动:八、 土壤水分平衡(一)、土壤水分的来源1、大气降水
(液体在多孔介质中流动的定律cm)。
Ks
若地下水矿化度高,导致土壤盐渍化。
cm3/h)
cm);q??Ks?HL
30
):
;
对特定土壤为一常数,而非饱和导水率是土壤含水量或基