农业气象学导论/土壤水分

本章的目标

• 理解
  • 土壤水分平衡
  • 在作物生产中的重要性

土壤水分

• 土壤中存在的水分
• 持水量取决于孔隙度
• 水分含量可以通过以下方法确定

a) 重量法（烘干法） b) 电阻块 c) 张力计

土壤水分类别

1) 重力水

a) 大孔隙中含有的水受重力影响。 b) 它是在吸湿水和毛细管水之外的水。 c) 对植物不可用。 d) 它是饱和容量和田间持水量之间的水量。 所以，田间持水量是重力水的下限。

2) 毛细管水

a) 重力水排掉后，微孔隙中保留的水。 b) 它通过表面张力保持在毛细管孔隙中。 c) 它是植物生长的主要水源。 d) 它是田间持水量和永久萎蔫点之间的水量。 所以，上限是田间持水量，下限是永久萎蔫点。

3) 吸湿水

干燥的土壤颗粒从大气中吸收的水分，由于粘附力，以非常薄的薄膜形式附着在土壤颗粒表面。 上限是永久萎蔫点。 对植物不可用。

土壤水分含量（SMC）

它是指土壤颗粒间孔隙中所含的水分，通过一系列湿重和干重测定。

土壤水分特征（SMCs）

它是指土壤在受到不同土壤吸力作用下，描述其储水能力的曲线。

土壤水分常数（SMCon）

它是指土壤水分含量的概念，根据其对植物的有效性而命名。

a) 饱和容量（SC）

土壤的最大持水量，所有孔隙都被水充满。 土壤水分张力 = 0 大气压。

b) 田间持水量（FC）

它是指土壤抵抗重力所能保持的最大持水量。 它是植物可利用水的上限。 也称为田间承载能力、正常水分容量和毛细管容量。

Tension of FC = 1/10 to 1/3 atm from coarse textured soil to fine textured soil.

在饱和容量下排水 24 小时至（3-4）天后，根据土壤类型，田间达到田间持水量。

c) 永久萎蔫点（PWP）

它是指植物可利用水的下限，也称为系数或永久萎蔫百分比，张力为 7 至 32 大气压（粗质土至粘质土）。

d) 暂时萎蔫

由于强烈的阳光照射和风，植物萎蔫。 植物无法满足蒸腾作用。 当气温凉爽时，细胞变得膨压饱满并恢复其形状，它与水分无关。 所以，永久萎蔫点是指植物永久萎蔫时的水分含量，即在暴露于饱和大气（100%）时无法恢复其膨压饱满。 粗质土壤的水分利用率为 1/10 至 7 大气压，粘质土壤为 1/3 至 32 大气压。

e) 最终萎蔫（UW）

当张力大于 60 大气压时，植物完全萎蔫并死亡。

f) 萎蔫范围（WR）

如果少量水分添加到田间持水量（PWP）中，植物可以继续生长发育。土壤水分进一步枯竭会导致植物死亡，任何供给的水分都无效。因此，在萎蔫系数（WR）时，植物几乎无法获取水分，需要更大的张力。

PWP is nearly equal to FC / (2 to 2.4)
When silt is low, PWP= FC / 2
when silt is high, PWP = FC/2.4
Ultimate wilting (UW) = 67% of PWP

即吸湿系数=田间持水量（PWP）的67%。

术语

容水量

当最初饱和的土壤样本被施加 1000 倍于重力的离心力作用 30 分钟时，土壤样本中剩余的水分以容水量表示，这可以通过重量法测定。

土壤水分特征曲线 (SMCC)

土壤水分张力与其可用水分含量之间的函数关系称为土壤水分特征曲线 (SMCC)。

入渗

它是水从地表进入土壤的过程，水向下移动。入渗速率（mm/hr、mm/min、cm/hr）

渗漏

在饱和或接近饱和的土壤中。水向下移动被称为渗漏。

渗流

它是垂直或向下移动以及横向移动到土壤中或从水源（灌溉渠）中渗透。

意义

水分利用理论

A. 在田间持水量（PWP）和最大持水量（FC）之间，等量的水分可用。

B. 当植物从最大持水量（FC）到田间持水量（PWP）消耗水分时，即水分减少，植物生长速率也会降低。

C. 可用水分范围内存在临界水分含量，超过此临界水分含量，水分对植物的利用率会随着田间持水量（PWP）的接近而降低。低于此临界水分张力 (CMT)，植物生长明显下降。如果灌溉时间安排在可用水分消耗 50% 时，则几种作物的产量不会下降。