土壤水分形态与作物关系要素.ppt

“水是生命之源” “有收无收在于水，收多收少在于肥” 内容提要 一、土壤水分的存在形态 二、作物中土壤水分形态循环平衡 三、作物对水分的吸收与利用 四、作物的湿害与涝害 一、土壤水分的存在形态 土壤水 固态水 冬季土壤结冰时存在 液态水 气态水 存在于土壤空气中 受土粒分子引力 吸湿水 膜状水 受毛管力作用 毛管悬着水 毛管上升水 受重力作用 重力水 地下水 1.吸湿水 土粒表面靠分子引力从空气中吸附的气态水并保持在土粒表面的水分叫吸湿水，也叫紧结合水或紧束缚水。 吸湿系数（土壤最大吸湿量）：当大气相对湿度达到饱和时，土壤吸湿水达到最大量，这时吸湿水占土壤干重的百分数称为土壤最大吸湿量。 2.膜状水 土壤水分达到最大吸湿量后，土粒表面吸收的吸附在吸湿水层之外的包围土粒的水膜叫膜状水，也叫松结合水或松束缚水。 膜状水的特点：膜状水受到土壤颗粒表面分子引力较小，一般为31～6个大气压。膜状水一部分对作物有效，一部分无效。 凋萎系数：当植物因根无法吸水而发生永久萎蔫时的土壤最高含水量叫萎蔫系数，也叫凋萎系数。 3.毛管水 由土壤毛管力所保持在土壤毛管孔隙中的水分叫毛管水，包括毛管悬着水和毛管上升水。 毛管水特点：所受的毛管吸力为6.25～0.3（0.1）个大气压。 水沿 着毛 管上 升 毛管水在自然界有两种情况： （1）毛管悬着水： 当地下水位很深时，将由地表进入土壤的水分依靠毛管力的作用保留在土壤上层的毛管孔隙中的水分叫毛管悬着水。 毛管悬着水与地下水位没有任何联系。它是普遍存在在自然界中。 田间持水量：毛管悬着水达到最大数量时的土壤含水量叫田间持水量，也有人叫田间稳定湿度。 毛管 悬着 水示 意图 （2）毛管上升水 在地下水位较浅的地区，地下水借助于毛管力上升并保持在上层土壤中的水分。 毛管上升水与地下水位有密切联系。发生在地势低洼的河谷地区及泛滥平原地区。毛管上升水是土壤发生次生盐渍化的前提条件之一。 毛管持水量：毛管上升水达到最大数量时的土壤含水量，也有人叫1/10bar含水量。 4.重力水 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，而在重力的作用下沿着大孔隙向下渗漏成为多余的水叫重力水。 重力水特点：所受的吸力为0.1（0.3）～0bar。主要发生在大孔隙中。重力水对作物的有效性为临时有效水。 饱和含水量：土壤所有孔隙充水时土壤的含水量，也叫全蓄水量，全持水量。 二、作物中土壤水分形态循环平衡 1、作物体内的水分：作物组织含水量为70-90% （1）作物体内水分存在状态 自由水：存在于细胞壁、细胞间隙、液泡、导管和管胞内、以及其他组织间隙和细胞中未被紧密吸附的水分。变化较大，移动性较强，参与植物的生命活动。 束缚水：细胞中受原生质颗粒、细胞壁亲水性物质和一些有机、无机离子吸附的水。移动性差，含量少，不参与植物的生命活动，受外界环境影响小，但与胶体稳定性和作物抗逆性有密切关系。 化合态水：以基团形式参与有机物形成，成为该分子结构的一部分，约占作物一生耗水量的0.2%左右，对作物的生理作用不大。 （2）作物体内水分状况指标 组织含水量（%）=（鲜重 - 干重）/ 鲜重×100 含水量受大气湿度和植株生理年龄的影响，应用时须加以考虑。 组织相对含水量（RWC）=（鲜重- 干重）/（吸胀重-干重）×100 细胞水势：Ψw=Ψs+Ψp+Ψm 单位:1MPa=10bar=9.87atm=106J/L=106N/m2 吸胀重是指组织饱和吸水重。应用水势、相对含水量较理想。 2、土壤水类型及有效性 土壤水分类型与可利用性 土壤水分状况及其可利用性 水势（MPa） 0 -0.006~ -0.0033 -1.5 -3.1 -1000 土壤水分形态与可利用性 重力水：10μm孔隙中的水分； 毛管水：0.2～10μm孔隙中的水分，即被毛细管吸持，而不因重力而下降流失的水分； 吸湿水：0.2μm孔隙中的水分，即被土壤颗粒强烈吸持，不能被作物吸收的水，是土壤处于风干状态所含有的水分。 不同土壤类型的水分状况 作物可利用的土壤水分是萎蔫点与田间持水量间的水分。作物对不同土壤中水分的利用性不同。 不同土类的田间持水量、萎蔫点及可利用水分的百分数（%） 3、农作系统中水分循环平衡 水的来源： 降水（P，包括降雨、降雪、降霜等）、灌溉水（I）、地下水（只存在某些地下水位较高的地区）。 水的去向： 径流（Ro）、渗漏（D）、土壤蒸发（Es）、土层保留（ΔWs，如土壤胶体、毛管吸持）、植物蒸腾（Ep）、植物保留（ΔWp）。 农田生态系统水量平衡方程： （P+I）-（Ro+D+Es+ΔWs+Ep+ΔWp）= 0 水循环平衡的动力