土壤含水量及农田作物需水量 一、土壤含水量的计算
1．土壤重量含水量（重量百分数）
指一定重量的土壤中水分重量占干土重的百分数。干土指在105℃下烘干的土壤（干土≠风干土），通常要求烘干时间达8小时以上，准确则要求烘至衡重。它是普遍应用的一种表示方法，也是经典方法。一般情况下，如果文献中未做任何说明，则均表示“重量含水量”。如烘干法测定的结果，其含水量的重量百分数（水重%）可由下式求得： 水重%?湿土重W（?干土重W（水重（克）1g）2g)?100%??100%干土重（克）干土重W（g)2 例1：测得湿土重为95克，烘干后重79克，求重量含水量。
95?79水重%??100%?20.3%
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2．土壤容积含水量（水容积百分数）
指一定土壤水的容积占土壤容积的百分数。它可以表明土壤水充满土壤孔隙的程度及土壤中水、气的比率。常温下如土壤的密度为1克/厘米3，因此土壤容积含水量或水容积百分数（水容积%）可由下式求得：
W1?W2水容积%??水重%?容重?W2/? 土壤容重
自然状态下，单位体积内干土重，单：g/cm3。容重是土壤的一个十分重要的基本参数，在土壤工作中用途较广，以下举例说明。 （1）判断土壤的松紧程度 容重可用来表示土壤的松紧程度，疏蓊或有团粒结构的土壤容重小，紧实板结的土壤则容重大，如下表。
容重松紧程孔隙度（g/cm3） 度 （%） < 1.00 > 60 最松 1.00~1.14 60~56 松 1.14~1.26 56~52 适合 1.26~1.30 52~50 稍紧 > 1.30 < 50 紧
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（2）计算土壤重量 每公顷或每亩耕层土壤有多重，可用土壤的平均容重来计算，同样一定面积土壤（地）上的挖土或盆裁填土量，也要利用容重来计算。
例1：一个直径为40cm，高为50cm的盆，如果按1.15g/cm3容重计算，问需装多少（干）土？
解：(40/2)2 ? 3.14 ? 50 ? 1.15 = 72220克 = 72公斤
如一亩地面积（6.67?106cm2）的耕层厚度为20cm，容重为1.15g/cm3，其总重量为：
6.67 ? 106 ? 20 ? 1.15 = 1.5 ? 108(g) = 150(t) = 150000kg = 30 万斤土
（3）计算土壤各组分的数量 根据土壤容重，可以计算单位面积土壤的水分、有机质含量、养分和盐分含量等，作为灌溉排水、养分和盐分平衡计算和施肥的依据。
如上例中的土壤耕层，现有土壤含水量为5%，要求灌水后达到25%，则每亩的灌水定额为：
6.67 ? 106 ? 20 ? 1.15 ? (25% - 15%) = 30(m3)
又如上例，土壤耕层的全N含量为0.1%，则土壤耕层（0~20cm）含N素总量为:
6.67 ? 106 ? 20 ? 1.15 ? 0.1% = 150t ? 0.1% = 150kg
例2：如某土壤水含量（水重%）为20.3%，土壤容重为1.20(克/厘米3)，求土壤容积百分数（水容％）
水容% = 20.3% ? 1.2 = 24.4% （4）由容重计算土壤的饱和含水量 土壤总孔度％ = 土壤容积饱和含水量% = 壤比重为：2.65） 1.20?又如某土壤容重为1.20，该土的总孔隙度为??1???100% = 55%，
?2.65??容重???1?比重??? ??100% （土则其土壤容积饱和含水量为55%，饱和重量含水量为37.7%，空气所
占的容积为55% - 24.4% = 30.6%
3．土壤水贮量（农田贮水深）
以水层厚度（水毫米）表示。指一定厚度土层内土壤水的总贮量相当多少水层厚度（毫米）。它便于与气象资料－降水量、蒸发量及作物耗水量等进行比较。土壤水贮深（水毫米）可同下式求得：
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（水毫米）?H土M水重%??M?10?（水重%）?H土（mm)?? H土为土层厚度，单位：mm。M为1亩地的面积。 例3：如某土层厚度为100厘米，土壤含水量（水重%）为20%，容重为1.20（克／厘米3），得：
（水毫米）＝ 1000 ? 20% ? 1.20 = 240毫米
4．农田（土壤）水贮量（亩／方）
以水的体积（方/亩）表示：指一定深度内每亩土壤水的总贮量（以立方米计），即：水方/亩这是农田灌溉时计算水量常用的方法。其求法如下式：
（水方/亩）= 666.6(米2) ? 深度(米) ? 水重% ? 容重 例4：设土层深度为1米，水重％为20%，容重为1.2，其贮水量（水方/亩）为：
（水方/亩）= 666.6米2 ? 1米 ? 20% ? 1.2 ? 160方/亩
例5：可应用土壤水贮量（水方/亩）计算灌水量。如某土壤田间持水量为20%（水重%），容重为1.20 (克/厘米3)，今测得土壤含水量为10%，现要把每亩一米深的土层的含水量提高到田间持水量的水平，问每亩应灌多少水（方/亩）？其求法如下：
应灌水量（方/亩）= 面积(米2) ? 深度(米) ? 容重 ? 应灌水重% = 666.6 ? 1 ? 1.2 ? (20% - 10% ) = 80方/亩 (水毫米)与(水方/亩)可作如下换算：3mm水 = 2方/亩 所以，降水1.5mm即相当于农田贮水量为1方/亩。 即： 农田贮水量（亩/方） = 2 ? 农田贮水深（mm） 3
例6：根据例3求例4： 农田贮水量（亩/方）=
23 ? 240(mm)
= 160 (方/亩)
水（mm/亩）与水（方/公顷）可作如下换算：
水(mm/亩) ?1.5 水（方/亩） 水（方/公顷）
?15亩
即：水（mm/亩） ＝ 水（方/公顷） ?10 5．相对含水量
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指土壤含水量占田间持水量的百分数。它可以说明土壤毛管悬着水的饱和程度，有效性和水、气的比例等。是农业生产上常用的土壤含水量的表示方法。其求法如下：
土壤含水量(%)土壤相对含水量(%)??100% 田间持水量(%)例7：如某土壤田间持水量为24%，今测得土壤含水量为12%，则：
12%土壤相对含水量(%)??100%?50$%
说明当时土壤含水量只占该土田间持水量的50%，即一半，一般认为旱作土壤比较适耕、适播的土壤含水量大约为田间持水量的70%左右为好。上述土壤含水量只占田间持水量的一半，这对一般作物生长，已感土壤水分不足了。
例8：实测资料如下，求土壤蒸发量。 土层 容重 3月31 4月20 蒸发量 蒸发量 蒸发量日蒸发(cm) (g/cm3) 水重水重水重容积水量
(%) (%) (%) (%) (mm) (mm)
0~5 1.58 7.7 4.1 3.6 5.7 2.8 0.14 5~10 1.48 9.9 6.9 3.0 4.4 2.2 0.11 10~20 1.44 10.9 8.6 2.3 3.3 3.3 0.16 20~40 1.44 13.3 11.3 2.0 2.9 5.8 0.27 40~60 1.44 15.1 12.6 2.5 3.6 7.2 0.34 60`80 1.44 21.5 18.8 2.7 3.9 7.8 0.37 80~101.44 31.6 31.4 0.2 0.3 0.6 0.03 0
0~10cm 日蒸发量：（0.14 + 0.11）?10 = 0.25 ?10 = 0.025mm 0~80cm 日蒸发量：
0.14?5?0.11?5?0.16?10?0.27?20?0.34?20?0.37?205?5?10?20?20?200.7?0.55?1.6?5.4?6.8?7.4? 80?0.28mm/d问：根据以上数据还可以得到什么结论？ 例9：测得田持为32.5%（容积%），2米土层平均重量含水量为16%；平均容量为1.5，求100mm降水（或灌溉水）可湿润多深土层？
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解：H土?水mm100mm100mm100mm????1000mm?1m 容积2.5%?(16%?1.5)32.5%?22.5%
二、土壤水的有效性
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。不能被植物吸收利用的水称为无效水；能被植物吸收利用的水称为有效水。其中因其吸收难易程度不同又可分为速效水（或易效水）和迟效水（或难效水）。
通常把土壤萎蔫系数看作土壤有效水的下限。低于萎蔫系数的水分，作物无法吸收利用，所以属于无效水。所谓萎蔫系数是指植物发生永久萎蔫时的土壤含水量。这时的土水势（或土壤水吸力）约相当于根的吸水力（平均为15巴）或根水势(平均为-15巴)。 一般把田间持水量视为土壤有效水的上限。所以田间持水量与萎蔫系数之间的差值即土壤有效水最大含量。 土壤有效水最大含量（%）= 田间持水量(%) - 萎蔫系数(%) 土壤有效水最大含量，因不同土壤和不同作物等而异（表5-7）。
表5-7 土壤质地与有效水最大含量的关系 土壤质地 砂 土 砂壤土 轻壤土 中壤土 重壤土 粘 土 12 18 22 24 26 28 田间持水量(%) 3 5 6 6 13 18 萎蔫系数(%) 9 13 16 15 13 10 有效水最大含量(%) 随土壤质地由砂变粘，田间持水量和萎蔫系数也随之增高，但增高的比例不同。粘土的田间持水量虽高，但萎蔫系数也高。所以其有效水最大含量并不一定比壤土高。因而在相同条件下，壤土的抗旱能力反比粘土为强。
一般情况下，土壤含水量往往低于田间持水量。所以有效水含量就不是最大值，而只是当时土壤含水量与该土萎蔫系数之差。即： 土壤有效水含量(%) = 土壤含水量(%) - 萎蔫系数(%)
作物需水量的有关概念：
（1）作物（田间）需水量ET――在一定条件下，作物在生育期内良好生长发育，达该品种最高产量时单位面积所需水量（方/亩、mm）。即理想条件下的耗水量。
（2）作物（田间）耗水量ET――在具体农田条件下，作物生育期内，达某一产量时，单位面积上实际消耗水量（方/亩、mm）。
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