土壤水分PPT课件

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2-3土壤水分

2-3土壤水分

水分高效利用的途径:
• 合理分配; • 减少损失(径流和输水); • 提高灌溉效率:
灌溉措施 喷灌、滴灌、渗灌。
二、土壤水的调控措施
主要包括土壤水的保蓄和调节。 1、保水:耕作措施 秋耕 中耕 镇压等 地面覆盖 薄膜覆盖 秸秆覆盖
2、节水:土壤水分有效性
生物节水
3、排除多余水(明、暗)
以色列塑料坝
(一)质量含水量(M)
(二)容积含水量( v) V=m· (三)相对含水量(%)
土壤含水量 土壤相对含水量= 田间持水量
(四)土壤贮水量
1、水深(DW)
DW=V· 或 Dw ,100 1 h h
i 1 i
n
2、水方( m3)
mm
V方 / 公顷 10Dw
V方/亩=2/3Dw
土壤水的调控
一、土壤 水的有效性 土壤有效水(available soil water):在田间持水量( 1-2万帕)到永久萎蔫系数(150万帕)之间保留 在土壤中的水分。 土壤水吸力大于150万帕的土壤水对植物来说是 无效水。 植物吸水:主动吸水和被动吸水。被动吸水为主要 方式,其动力是从植物叶面到茎到根到土壤的水势 梯度。主动吸水一般不超过植物只水量的10%。
等状态完全相同的参比系统所做的功。
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。
(四)重力势(g) :又称引力势,指由重力作 用而引起的土水势变化。
任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0。
土壤水势的定量表示
1.单位重量水的势能 单位用焦尔/千克(J/Kg)
以色列花农
思考题

第六章 土壤水分-1

第六章  土壤水分-1

3、地心引力(重力)
土壤水分除了受到吸附力和弯月面力的作用 外,还受到重力的作用。 当水分含量过多时,土壤孔隙中不能保持的 多余水分就会在重力的作用下向下移动而迁 移出土体。
(四)土壤水分的类型和性质
根据对土壤水的研究方法的不同有两种土壤水
分分类,一种是从能量的观点来研究土壤水,
从而形成水的能量分类,它主要研究水的能量
胶体表面因带有电荷而其外围则有反(号)
离子,故在其带电质点周围产生静电场。水 在这些静电场内,因本身的极性而呈定弱得多,至 最外层只有几个大气压。
上述两种吸附力作用的结果,使水分子牢固 地被吸附在土壤颗粒的表面上,这部分水分 叫做“吸附水”,它们在一般情况下不易被 作物吸收利用。



田间持水量直接关系到作物的生长发育,是农业生产上
一个比较重要的水分常数。

由田间持水量可以计算出田间条件下土壤灌水的最大量, 具体的计算公式如下: 灌水定额=田间持水量-灌水前的土壤实际含水量+灌水期 间水分的蒸发量+渠道渗漏损失量 土壤的质地和结构不同,田间持水量的大小也不同。但 对于同一种土壤来说,又是一个相对稳定的常数。
输送到植物根际附近。
因此在农业生产中它
是土壤内最有效的水
分。
毛管水是土壤中最宝贵的水分。这是因为:
第一,它是土壤中既能被土壤保持,又能被作物利用的有
效水分。毛管水所受的毛管引力为0.6×106-0.01×106Pa, 远小于作物根系的平均吸水力(1.5×106Pa)。
第二,毛管水不仅有溶解养分的能力,在土壤中可上下左
便在重力作用下以自由水的形式向下移动,当它与
土粒组成的细小毛管接触时,便靠毛管力的作用保 持在曲折微细的孔隙之中,形成毛管水。

土 壤 水 分

土 壤 水 分
● 生产中必须掌握土壤含水量在凋萎系数1.5~3.0倍时进行灌溉,才能避免 旱害。
*
土壤水分
1.1 土壤水分类型
3)毛管水(有效水)
借助毛细管引力吸持和保持在毛细管孔隙中的水,易被植物吸收。 (1)毛管悬着水 指大气降水或灌溉后,吸持在毛管中的水,它和地
下水不相连接,而“悬挂”在土壤上层毛细管中。当毛管悬着水达到 最大值时的土壤含水量称为田间持水量,它是判断旱地土壤是否需要 灌水和确定灌水量的重要依据。不同土壤质地的田间持水量相对比较 稳 定 ( 表 6- 2)。 表6-2 不同质地土壤的田间持水量(%)
1)土壤水分含水量指标
(1)自然含水量(绝对含水量)
● 用土壤水分质量占烘干土壤质量的百分比表示,这是一种最常用的 表示方法。
土壤自然含水量(%)=
湿土质量烘干土质量 烘干土质量
100
● 也可用容积含水量来表示,即土壤水分体积占土壤体积的百分比。
土壤自然含水量的体积百分率(%)=
水的体积 土壤体积
100
土壤吸湿系数、凋萎系数、田间持水量和饱和含水量等土壤水分状况标志 值,称为土壤水分常数,它们不仅反映土壤水分的数量和能量水平,也可 反映土壤水分的吸持和运动状态及被植物利用的难易程度。
*
土壤水分
土壤水分测定仪
*
土壤水分
1.2土壤水分的有效性
●土壤水分对植物是否有效,主要取决于土壤对水分的保 持力与植物根系的吸水力。
宜旱地植物的生长发育。
(3)土壤蓄水量
水层厚度(mm)=土层厚度(mm)×自然含水量(质量%)×土壤 密度
*
土壤水分 1.3 土壤水分含水量的表示方法 2)土壤水分能量指标 ● 土壤能量指标包括土壤水势和土壤水吸力,它们的数值和表示单位 相同,单位为气压,水势为负值,水吸力为正值。能直接表明土壤 水的能量状态和对植物的有效性,可在不同的土壤之间相互比较, 也可以在土壤—植物—大气之间统一使用。

农业气象观测规范-土壤水分分册(ppt 57页)

农业气象观测规范-土壤水分分册(ppt 57页)

土壤水分分册土壤水分分册目录第一章土壤水分测定 (76)1.1 测定土壤水分的意义 (76)1.2 土壤湿度测定一般规定 (76)1.3 烘干称重法测定土壤湿度 (77)1.4 中子仪测定土壤湿度 (78)1.5 土壤相对湿度和土壤水分贮存量的计算 (81)1.6 其它土壤水分状况项目的测定 (81)第二章土壤水文、物理特性测定 (83)2.1 测定项目 (83)2.2 测定的基本要求 (83)2.3 土壤容重的测定 (84)2.4 田间持水量的测定 (86)2.5凋萎湿度的测定 (87)第三章土壤水分测定记录簿、表的填写 (89)3.1 农气簿-2-1的填写 (89)3.2 农气簿-2-2的填写 (90)3.3 农气簿-2-3的填写 (91)3.4 农气表-2-1的填写 (92)3.5 农气表-2-2的填写 (93)附录1土壤常用参考资料与数据 (94)附录2微波炉快速测定土壤湿度操作方法 (96)附录3目测土壤湿度观测方法 (97)附录4土壤水分测定记录簿、表格式 (98)第一章土壤水分测定1.1 测定土壤水分的意义土壤水分状况是指水分在土壤中的移动、各层中数量的变化以及土壤和其它自然体(大气、生物、岩石等)间的水分交换现象的总称。

土壤水分是土壤成分之一,对土壤中气体的含量及运动、固体结构和物理性质有一定的影响;制约着土壤中养分的溶解、转移和吸收及土壤微生物的活动,对土壤生产力有着多方面的重大影响。

土壤水分又是水分平衡组成项目,是植物耗水的主要直接来源,对植物的生理活动有重大影响。

经常进行土壤水分状况的测定,掌握土壤水分变化规律,对农业生产实时服务和理论研究都具有重要意义。

1.2 土壤湿度测定一般规定1.2.1观测地段种类土壤湿度测定设有三种观测地段,除为实时服务外,各有其不同的目的:1.固定观测地段:为研究土壤水分平衡及其时空变化规律,所设置的长期固定的周年土壤湿度测定地段。

地段对所在地区的土壤水分状况应具有代表性。

《土壤的成分》PPT课件

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土壤形成过程
母质风化
岩石经过物理和化学作 用破碎成细小颗粒,形
成母质。
生物作用
微生物和植物根系对母 质进行改造,增加有机
质和团聚体。
气候影响
气候通过影响母质风化 和生物作用,进而影响
土壤形成。
地形因素
地形通过影响水分和热 量分布,影响土壤形成
和发育。
土壤类型及其特点
黏土
黏土颗粒细,保水保肥能力强 但通气性差,适宜种植水稻等 水生作物。
推广秸秆还田
将作物秸秆直接还田,补充土壤 有机质,同时提高土壤微生物活 性。
种植绿肥作物
种植紫云英、苕子等绿肥作物, 翻压入土后增加土壤有机质和养 分含量。
实行轮作休耕
通过合理的轮作和休耕制度,促 进土壤有机质的积累和更新。
04
水分含量与特性
水分在土壤中存在形式
气态水
存在于土壤空气中, 对植物生长影响较小。
《土壤的成分》 PPT课件
目录
• 土壤基本概念与分类 • 矿物质组成与性质 • 有机质组成与性质 • 水分含量与特性 • 空气组成与通气性 • 微生物种类及其作用
01
土壤基本概念与分类
土壤定义及功能
土壤定义
土壤是地球表面能够生长植物的疏 松表层,由矿物质、有机质、水分 和空气组成。
土壤功能
土壤具有提供植物生长所需养分和 水分、支撑植物体、调节气候、净 化环境等多种功能。
通过深耕、松土等措施改善土壤通气性和透水性,为微生物提供良好的生长环境。此外,保持土壤适宜的湿 度和温度也有利于微生物的生长繁殖。
生物防治
利用有益微生物或其代谢产物来防治病虫害,减少化学农药的使用量,保护土壤生态环境和微生物多样性。 例如,使用生物农药和生物肥料等。

第四章 土壤水分的能态

第四章 土壤水分的能态

第四节 土壤水能态测定方法
有多种方法, 有多种方法,如:张力计法、压力膜法、 张力计法、压力膜法、 冰点下降法、水气压法等。 冰点下降法、水气压法等。它们的适宜 范围不同。 范围不同。 最常测定的是基质势,仪器为张力计。 最常测定的是基质势,仪器为张力计。
基质势的测定 (1)张力计法。 张力计法。 主要原理是将充满水的带有陶土滤杯 孔径在1.0 1.5um的细孔 1.0— 的细孔) (孔径在1.0—1.5um的细孔)的金属 管埋入土中, 管埋入土中,水可通过细孔与土壤水 接触,水分由细孔进入土壤。 接触,水分由细孔进入土壤。 金属管上端连接金属表, 金属管上端连接金属表,水分由瓷杯细 孔进入土壤后,管内形成负压, 孔进入土壤后,管内形成负压,真空 压力计上的负压读数即代表管外土壤 水吸力。 水吸力。来自(六)土壤水能态的定量表示
单位容积土壤水的势能值用压力表示, 单位容积土壤水的势能值用压力表示, 标准单位帕(Pa),或千帕(KPa),兆 ),兆 标准单位帕 ,或千帕( ), ),习惯上也曾用巴 帕(MPa),习惯上也曾用巴(bar) ),习惯上也曾用巴( ) 和大气压( 和大气压(atm)表示。 )表示。 单位重量的土壤水的势能值用相当于一 定压力的水柱高厘米数表示。 定压力的水柱高厘米数表示。
土壤-植物 大气系统 土壤 植物-大气系统 植物 土壤水分有效性是一个与大气条件紧密 相连的问题,应该从土壤-植物 植物-大气这 相连的问题,应该从土壤 植物 大气这 个动态系统来阐明土壤水分的有效性。 个动态系统来阐明土壤水分的有效性。 只要根系吸收水分的速率能平衡蒸腾损 耗水分的速率,植物就能正常生长, 耗水分的速率,植物就能正常生长,土 壤水分就是有效的。 壤水分就是有效的。 一旦根系吸水速率低于蒸腾速率,植物 一旦根系吸水速率低于蒸腾速率, 就失水,并且迅速凋萎。 就失水,并且迅速凋萎。此时土壤水分 就是无效的。 就是无效的。

第七章土壤水分 第八章土壤化学性质

第七章土壤水分     第八章土壤化学性质


式中d为土壤容重。
3.水层厚度:可以将一定土层中含水
量的体积百分率换算成水层厚Tw = TS × R

式中Tw为水层厚度(毫米), TS为土层厚度(毫米), R为土壤实际
含水量的体积百分率
第三节 土壤水的运动
液态运动和汽态运动 一、液态水的运动 (一)饱和状态下土壤水的流动 在降雨或灌溉过程中,当土壤 达到水分饱和后,即水势大于零时, 多余的水就呈重力水状态,在互相 通连的大孔隙系统中,因重力作用 而向下流动,称为渗透或渗漏作用、 这时土壤水的流动服从于达西 (Darcy)定律:


土壤水势用公式表示如下(ψ=水 势,m=质量,a=加速度,h=距相应水 位处的高度):
ψ=m· a· h

土水势等于各分势的总和
Ψ=
ψm + ψs + ψp + ψg Ψ –总土水势 Ψm –基质势 Ψs –渗透势 Ψp –压力势 ψg –重力势

重力势(以ψg表示)相当于使一 定数量的水,由一个相应的水位 抬高到一定高度所做的功。若以 重量作为单位,则重力势就表现 为位置的高度。重力势的符号规 定为正。
式中 V为渗透速度,指每秒通过1平方厘米土壤断面 的水流量(立方厘米); K是水力传导度,即水流速度与推动力的比率。 J为水压梯度,即指水在土层中流动单位距离 时压力水头的减失; h是渗透途径的起点与终点的水位差即压力水 头(厘米); l为水流经过的土层厚度(厘米);
当h/l=1时,V=K,这时的K值就称

(三)田间持水量
降雨或灌溉后,多余的重力水 已经排除,渗透水流已降至很低或 基本停止时土壤所吸持的水量,也 是以重量百分率表示。 所吸持的水相当于吸湿水、膜状水 和悬着水的全部。达到田间持水量时的土

【2024版】农田土壤管理ppt课件

【2024版】农田土壤管理ppt课件
水田<5厘米,旱地<20厘米,坡度<3度。 灌溉全田上水,排涝全天无积水。
2、土层深厚、土肥泥活
15-20厘米以上,养分齐全,有机质丰富,团粒结构好
3、坡地梯田,等高耕作
25度以下,5度以上
4、抗御灾害,旱涝保收
5、环境保护,生态平衡
不流失,无病源物、有害因子
6、园田绿化,高产稳产
防风林,吨粮田,多作高产稳产
人类活动的双重性:
提高地力,良性循环; 破坏地力,恶性循环。
养地的途径
养地手段主要包括两条途径:一是增加肥力 因素,主要靠农田培肥、农田灌溉来实现; 二是改善肥力条件,主要由土壤耕作来完成。 两者关系紧密相连不可偏废。
三、 农田土壤培肥
(一)土壤肥力
土壤肥力是土壤的属性,也是区别于自然界其 他任何物质的本质特征。
1.潜力评价
潜力评价是通过建立气候一土壤一作物间相互作用的数学模 型,来研究一定条件下的土地生产潜力,大体上包括3个方面:
(1)以气候因素为主的评价:
(2)以土壤为主的评价:主要通过诸肥力因素的相关分析, 利用土壤生产力指数模型、土壤潜力率、土壤养分生产潜力 等方法研究在一定气候背景下的土壤生产潜力。
2.氮循环
氮循环主要是在大气、水体、生物和土壤之间进行, 大气中的氮进入土壤和植物有以下几种方法:①人工固 氮。人类通过工业手段,将大气中的氮合成氨或铵盐, 即合成氮肥,供植物利用;②非生物固氮。如雷雨天气 的闪电现象而产生的电离作用,能将大气中的氮氧化成 硝酸盐,随降雨过程进入土壤,以及火山喷发出的岩浆 所固定的氮,植物吸收这些进入土壤的氮;③植物固氮 。寄生的豆科植物和其他少数高等植物根部的根瘤固氮 菌具有固定大气中的氮的能力。
温室效应的影响 直接结果是温度增加,全球温室效应使得 南北极冰山融解、海平面上升。极端气候 将增加(干旱、暴雨等)。 但是,温室效应也并非全是坏事。因为最 寒冷的高纬度地区增温最大,因而农业区 将向极地大幅度推进。CO2增加也有利于 植物光合作用而直接提高有机物产量。
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饱和含水量 % = (280-230 )/ (230-100)×100 = 38.46
毛管含水量% = (265-230 )/ (230-100)×100 = 26.92
吸湿系数 Hygroscopic Coefficient 当干土从饱和水蒸气中吸收的水达最大量时 的土壤含水量
(四)土壤水分含量的测定
烘干法(经典的方法) 中子法 TDR法
土壤水分、容重、孔隙计算题
野外利用体积为100cm3的环刀采回一土壤样品, 称ห้องสมุดไป่ตู้湿重为255g,让其浸入水中充分吸水后 称重为280g,让其排出重力水后称重为265g, 在1500kPa时重250g,烘干后重230g,环刀重 100g,求该土壤的饱和含水量、毛管含水量、 自然含水量、凋萎系数;总孔隙度、通气孔 隙度、毛管孔隙度,非活性孔度;容重。
毛管持水量
毛管上升水达到最 大时的土壤含水量
3)受重力作用的水—重力水
重力水:存在于土壤大孔隙(通气孔隙) 中的水分,与土壤养分的淋失有关
特点: 移动速率快,难以保持在土壤中 可被根系吸收 占据大孔隙,影响通气性 对旱作属多余水
土壤饱和含水量
土壤所有孔隙都充满 水时的含水量,也称为土 壤全持水量
2)受毛管力吸持的水—毛管水
毛管水:存在于土壤毛管孔隙中的水分, 称为毛管水。包括毛管悬着水和毛管上 升水。
特点: 移动速率快 能溶解溶质 可被根系吸收,属易效态 是植物利用土壤水分的主要形态
毛管悬着水
借助于毛管力保持在上层土壤的毛 管孔隙中的水分,它与来自地下水上升 的毛管水并不相连,好像悬挂在上层土 壤中一样,故称之为毛管悬着水
最大吸湿量(吸湿系数): 干土在近于水汽饱和的大气 (96~100%)中吸附水汽,并在 土粒表面凝结成液态水的数量
② 膜状水
在吸湿水分子层外,受吸附力作用 存在的水膜称为土壤膜状水
特点:
吸力 6.25~31 大气压 呈液态,移动慢
能溶解溶质
部分可被根系吸收,属难效态
最大分子持水量:土壤膜状水达到最大 值时的土壤含水量称为土壤最大分子持 水量
(二)土壤水分有效性(availability)
土壤水有效性:土壤水能否被植物吸收利 用及其难易程度
1、土壤有效水的最大含量 是毛管水达最大贮量时的土壤含水量 是旱地灌水上限 即田间持水量
2、凋萎系数(萎焉系数):植物根系因无 法吸收水分而发生萎焉时的土壤含水量
是土壤有效水下限 吸力约 15 bar 即1500kPa
毛管持水量 Capillary Water Holding Capacity 当毛管上升水达最大量时的土壤含水量
最大分子持水量 Maximum Molecular Water-holding Capacity 当膜状水达最大量时的土壤含水量
凋萎系数 Wilting Coefficient 当作物出现永久凋萎时的最大土壤含水量
土壤水分
一、土壤含水量的表示方法
重量含水量 (Gravimetric Moisture Content)
? 土壤水的重量占土壤干重的百分数。
土壤水重量
土壤重量含水量(%) =
×100
土壤烘干重量
湿土重量-干土重量
(%) =
m
土样烘干重量
×100
例题1:有一湿土重140 g ,烘干重为100 g, 求该土壤的重量含水量?(试算)
土粒
毛管 悬着 水示 意图
田间持水量(Field Capacity)
毛管悬着水达到最大值时的土壤含水 量称为田间持水量,通常作为灌溉水量定 额的最高指标
在数量上它包括吸湿水、膜状水和毛 管悬着水
田间持水量的大小,主要受质地、有 机质含量、结构、松紧状况等的影响
土粒 地下水位
毛管 上升 水示 意图
θm = (140-100) / 100 ×100 = 40 %
例题2 进行幼苗实验时,在一个塑料盆钵 中需要按照容重1.20g·cm-3装填土样300ml, 问需要称取多少质量含水量为0.0125g·g-1的 风干土?
解:Mws=Ms(1+ θm)=300×1.20×(1+0.0125) =365g
土壤相对含水量:土壤含水量占某参照持 水量的百分数
土壤相对含水量 =
土壤含水量 田间持水量 ×100
土壤水储量 一定面积和厚度土壤中含水的绝对数量 水深(Dw)
Dwθvh
h——土层厚度
二、土壤水的类型划分及有效性
(一)土壤水分类型划分
1、水在土壤中受到的作用力
重力 表面张力——毛管力 土粒和土粒间的粘结力和粘着力——
3、土壤有效水
有效水储量=当前含水量-凋萎系数
最大范围:田间持水量- 凋萎系数 砂土、粘土有效水少,壤土有效水 多
无效水
有效水 过剩水
吸湿水
毛管水
重力水
(三)土壤水分常数
饱和含水量 Saturated soil water content 当土壤所有的孔隙都充满水时的土壤含水量
田间持水量 Field Capacity 当毛管悬着水达最大量时的土壤含水量
分子引力
2、土壤水分类型
吸附水、毛管水、重力水
1)受土粒分子引力吸持的水—吸湿水和膜状水 ① 吸湿水 受吸附力作用最强、最靠近土壤颗粒表面的 水分子层
特点: 吸力:31—1~2万大气压 被固定,不能移动 不能溶解溶质 大于根系吸水力,属于无效水
吸湿水含量多少与质地、相对湿度、 O.M.含量有关
单位土壤总容积中水分所占的容积分 数
土壤水容积含水量 % =
土壤水容积 土壤总容积
×100
土壤容积含水量(%)=水的体积/土体体积 =水的体积/(土重/容重) =土壤重量含水量×容重
例题:已知一土壤的重量含水量为20 % ,容重为 1.25 g cm-3 , 求该土壤的容积含水量? (试算)
θv = 20 ×1.25 / 1 = 25 %
例题3 进行土壤中某成分含量分析时,称 取的风干土质量为0.5000g,已知分干土的 质量含水量为0.0125g·g-1,问该风干土的质 量相当于烘干土的质量多少?
解: Ms=Mws / (1+ θm) =0.5000/(1+0.0125) =0.4838 g
容积含水量 Volumetric Moisture Content
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