事实上整个蒸发过程的蒸发强度都是随外界蒸发力和土壤输水能力而变化。只是当土壤水分充足,输水能力能够满足外界蒸发力消耗的水分,这时蒸发强度的大小随外界蒸发力而变。当土壤含水率降低到一定程度时,向上供水的能力减小,蒸发强度不仅受到外界蒸发力的影响,而且受到土壤向上供水能力的制约。
稳定蒸发阶段---土壤含水率减少到某一个临界值---地表形成一干土层后
【SPAC系统 】水分经由土壤被植物根系吸收,经根、茎移动到叶部,在叶部细胞间的空隙中蒸发,水汽穿过气孔腔进入与叶面相接触的空气层,再穿过这一空气层进入湍流边界层,最后再转移到大气层中去,形成一个连续的系统----土壤-作物-大气系统(soil-plant-atmosphere
continum)作物根系吸取土壤水 —— 水分在作物体内依靠根压及叶水势的作用向叶面输送 —— 叶面水分向大气蒸腾
(水势)在土壤中、植物体内和大气中水分与其它物质一样,具有能量,能量有动能和势能两种形式。水在土壤和作物体内运行的速度较慢,因此动能可忽略不计。水的势能简称为水势。
水分总是从水势高的地方向水势低的地方运动。土壤中的水分运动、以及水分从土壤到作物,再从作物到大气的运行都是水势作用的结果。重力起的作用相对很小,产生水势主要原因是毛管力和分子力。
【含水率相同的粘土和砂土靠在一起时,水会向哪一侧运动?为什么?】 见下题答案~ 【为什么盐碱地上,或施肥过多,会使作物枯死】 田间水分运动是在水势梯度的作用下产生的,各环节之间是相互作用和相互制约的,为了完整地解决农田水分运动问题,必须将土壤——植物——大气作为一个连续体统一考虑,.SPAC系统是一个物质和能量连续的系统,在这个系统中,水分运动受势能支配,水流总是从水势高的地方,向水势低的地方运动,所以水会向粘土运动,由于盐碱地或施肥过多都将使势能降低,砂土吸水性差,势能比粘土势能高,水分会向势能低的运动。
【为什么盛夏午午间时分,作物叶片会出现暂性凋萎】 在SPAC中,从土壤到作物,再到大气,水势由高低,从而保证作物的水分吸收,以及叶面蒸腾会带走一部分水分.
补充:固相土粒依其表面的分子引力和静电引力从大气和土壤空气中吸附汽态水,附着在土粒表面成单分子或多分子层,称土壤吸湿水。被紧束于土粒表面,不能在重力和毛管力的作用下自由移动。
特点:受土粒的吸力大(最里层1万-2万atm,最外层31atm),排列紧密,不能自由移动,(当空气相对湿度94~98%时,土壤吸湿水量达最大值,相应土壤含水量称最大吸湿量或吸湿系数)。 影响因素:土粒的比表面积和大气相对湿度、吸湿水量、粘粒、有机质等。
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,称为薄膜水(膜状水)。薄膜水达到最大时土壤含水率称最大分子持水率。(最外层水分约6.25atm)。
土壤含水率超过最大分子持水量后,水分可以自由移动,靠毛管力保持在土壤孔隙中的水分称为毛管水。特点:(1)可以自由移动;(2)溶解养分能力;(3)植物容易吸收。 影响因素:质地,有机质,结构等
毛管悬着水:当地下水位较深,不受地下水影响,靠毛管力将降雨或流水保持在土壤土层 田间持水率:毛管悬着水达到最大时的土壤含水量。(0.1-0.3atm)。
从薄膜水到田间持水率的土壤含水率是作物容易利用的有效水。是农田土壤保持的最大水率,是旱地土壤灌溉的上限(质地,腐殖质)。
毛管上升水: 地下水借毛管力上升进入并保持在土壤中的水分
影响因素:地下水位,质地粘砂壤,地下水位过深,毛管支持水达不到根系,地下水位过浅,发生渍害,盐多,盐害。
毛管持水率:毛管上升水达到最大,包括吸湿水,膜状水,毛管上升水。
土壤重力水:土壤水分含量超过田间持水率,过量水分不能被毛管吸持,而在重力作用下沿大孔隙向下渗漏成为多余的水。当重力水达到饱和,即土壤所有孔隙都充满水分时的含水量称为土壤全蓄水率或饱和含水率
土壤水有效性指土壤水分是否可被作物利用及其被利用的难易程度。土壤水是否被作物吸收利用,取决于作物根系与土壤对水分吸力的对比
根据水分对作物的有效性,土壤水分可分为无效水、有效水和过剩水(重力水)
当土壤水分受到的吸引力超过1.5Mpa(15atm),作物便无法从土壤中吸收水分而呈现永久凋萎,此时的土壤含水率称凋萎系数。
受土壤吸力小于15atm的那部分土壤水分,可被作物吸收利用,称为有效水。
受土壤吸力大于和等于15atm的那部分土壤水分,不能被作物吸收利用,称为无效水。
凋萎系数是无效水与有效水分界限;田间持水率是毛管水与重力水分界限;也是有效水和过剩水的分界线
毛管断裂含水量:土壤中的毛管悬着水减少到其连续状态受到破坏而断裂时的含水量。 饱和含水量(Saturation):土壤中所有土壤孔隙都充满水时含水量。
土壤含水率:一定量的土壤中所含水分的数量称为土壤含水量又称土壤含水率,是衡量一定量的土壤中所含水分的多少。土壤含水量是研究土壤水分变化的基本指标和依据,广泛应用于灌溉排水工程或作物需水量以及灌溉制度的研究之中。
直接法:通过测量从土中移去的水分来确定含水量。其特点是需要采取土样并移去其中的水量,例如烘干法;间接法:通过对土壤的某些物理与化学性质的测定来确定土壤含水量的方法;
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