土壤的水气热

土壤的水气热一、学习指导一本章教学要求1、掌握本章涉及的概念.2、了解土壤水分含量的测定方法和表示方式,重点掌握土壤水分的类型及其有效性.3、了解土壤水分运动的特点.4、掌握我国农业水资源状况,重点掌握旱作农业的水分治理特点.5、了解土壤空气的组成特点及对作物生长和土壤肥力的影响.6、了解影响土壤温度变化的因素.二本章重点、难点内容1、土壤水分的类型和性质土壤水分一般分为四种类型：吸湿水、膜状水、毛管水和重力水. 土壤颗粒具有很大外表积, 在其外表可牢固地吸附一层或数层水分子, 这局部水称为吸湿水, 其含量称为土壤吸湿量.当大气相对湿度到达100%时,吸湿量到达最大值,称为最大吸湿量或称为吸湿系数.当土壤颗粒吸附空气中的水分到达饱和即到达最大吸湿量时,土壤颗粒仍然可以吸附水分, 并形成一层水膜, 这种水称为膜状水, 膜状水到达最大数量时的土壤含水量称为最大分子持 水量.土壤中存在着大量的毛管孔隙, 毛管孔隙中的水分就是毛管水. 根据地下水与毛管水是 否连接, 可将毛管水分为毛管悬着水和毛管上升水两种. 毛管悬着水是指没有与地下水连通 时,保持在土壤毛管孔隙中的水分, 其最大值称为田间持水量, 通常作为灌溉水量定额的最 高指标.毛管上升水是指由于地下水借毛管引力的作用,从下向上移动,并保持在毛管中, 其最大值称为毛管持水量.当土壤含水量到达田间持水量时, 如果继续供水, 土壤中所有大小孔隙都将充满水, 此时的 土壤含水量称为土壤饱和含水量,超出田间持水量的水就是重力水.2、土壤水吸力进入土壤的水分是在多种力量的作用下保持在土壤中的, 这种力量包括土壤各种物质与 水分的结合力、 土壤颗粒对水分的吸附固持力、 毛管对水的固持力、 土壤颗粒的机械阻力等 等,所有这些力统称为土壤水吸力.土壤水分特征曲线是指将土壤水分含量与土壤水吸力作图所得到的曲线, 每种土壤都有 其自己的水分特征曲线.3、土壤水分含量的测定和表示方法自然条件下土壤保持的水分称为土壤含水量, 俗称墒. 土壤水分含量的测定方法主要有 酒精燃烧法、烘干法、中子仪法等方法, 其中烘干法是常用方法, 酒精燃烧法可作为田间土 壤含水量快速测定的一种方法. 土壤含水量的表示方法有重量法、 容积法、 相对含水量和贮 量法等.4、土壤水分的运动土壤水的再分布是指停止供水后, 入渗过程结束, 土壤水在重力、 吸力梯度和温度梯度 的作用下,继续向下层较干的土壤移动,但没有与地下水接触. 土壤水的运动包括液态水的运动和气态水的运动. 液态水的运动分为饱和流运动和不饱和流 运动. 当不断向土壤供水,使土壤所有孔隙都充满了水, 水分会由于重力和压力作用, 向土 壤下层移动或横向运动, 这就是土壤水的饱和流运动. 如果供水缺乏, 只有毛管等小孔隙充 满水, 土壤水分运动主要依赖水吸力梯度, 包括膜状水和毛管水的运动, 这就是土壤水的非 饱和流运动. 土壤水分以水气的形态由土壤外表向大气扩散的现象称为土壤蒸发或土面蒸发, 土面蒸发分 为 3 个阶段： 大气限制阶段、 土壤导水率限制阶段和扩散限制阶段. 盐土的水分蒸发与非盐 土相比有其自己的特点.5、土壤水的有效性 土壤有效水是指作物根系能够吸收利用的土壤水分, 其含量为土壤含水量与土壤萎蔫系 数的差值,最大量是田间持水量与土壤萎蔫系数的差值.土壤萎蔫系数是指当土壤供水不能补充作物叶片的蒸腾消耗时, 叶片发生萎蔫, 如果再 供水时, 叶片萎蔫的现象不能消失, 即成为永久萎蔫, 此时土壤的水分含量就是土壤萎蔫系 数或永久萎蔫点.当根系的吸水水平大于土壤水的吸力时的土壤水是有效水. 吸湿水与土壤颗粒之间的吸 附力远远大于作物根的吸水力, 所以是无效水. 水膜外层的膜状水根系能够吸收, 所以局部 膜状水是有效水. 毛管水也是有效水, 但重力水由于不在土壤中存留, 对作物而言是无效水.土壤有效水含量的经验判断方法俗称田间验墒, 将土壤墒情分为 5种类型,即汪水、 黑 墒、黄墒、潮干土和干土.6、我国农业水资源状况我国人均占有水量只是世界平均值的1/4,每亩占有水量为世界的 3/4,约有一半以上的旱地得不到灌溉,是世界 13 个最缺水的国家之一.我国水资源短缺可分为 4 种类型：资源 性缺水；水质不良型缺水； 设施型缺水； 工程性缺水. 我国农业水资源匮缺有以下几个特点： 水资源区域分布与经济开展格局很不匹配； 占国土面积 69%的山区、 丘陵地区, 水源工程建 设难度大,缺水严重；降雨集中,年际之间变化大,可利用水量少,旱涝灾害频繁；我国水 资源开发利用率已经很高, 接近世界水资源开发利用率的三倍, 很难进一步提升利用率； 水 质差、水污染严重；水分利用率低.7、作物需水规律作物需水量是指生长在大面积农田上的无病虫害的作物, 当土壤水分和肥力适宜时, 在 给定的生长环境中, 作物到达高产潜力值的条件下,作物叶面蒸腾、棵间土壤蒸发、组成作 物体和消耗于光合作用等生理过程所需要的水量总和. 叶面蒸腾和棵间土壤蒸发两局部统称 为作物蒸散量.一般根据彭曼公式或农田水分平衡方程来计算作物需水量. 作物在不同的生长发育时期 对水的需求差异很大,存在需水临界时期,此时假设缺水,作物产量将大幅度下降.8、水分的高效利用 1开源、节流：增强农田根本建设,减少输水损失,采用节水灌溉技术；充分利用自然 降雨；合理开采利用地下水；劣质水和工农业污水的资源化和有效利用.2增强治理：加强法制宣传；建立水源保护区,狠抓“三废治理；统一规划,合理分配和利用水资源；实 行水资源商品化,鼓励建立农业供水公司、用水者协会. 3农业耕种举措：提升土壤蓄水保墒的水平；培育抗旱新品种,调整种植结构,合理安排作物布局；合理灌溉.9、旱作农业 我国的干旱和半干旱地区的分布从东北通辽开始, 经河北张北、 山西雁北, 经宁夏固原 和甘肃陇中的定西, 直到西藏拉萨,总面积达220万平方公里,占国土面积约47%s52.5%, 降雨60%以上集中在6s 9月份,而且年际之间变化很大.旱作农业的根本思想是尽量保蓄和充分利用有限的降雨,提升水分的利用效率, 其举措包括选育抗旱品种,耕作上的耕、耙、耱、中耕,种植制度上的间作和套作,以及地膜覆盖、土 壤保水剂的应用等等,具有以下几个特点：搞好农田根本建设；推广抗旱保墒的耕作技术； 培肥地力；培育优良品种.10、土壤空气的组成及其特点 土壤的空气组成主要取决于土壤中生物活动和与大气的交换性能,总体上与大气相似,但C02含量高于大气几十倍,而 02的含量比大气要低,水汽含量一般要高于大气,并且含 有一定量的复原性气体,如 CH4、H2S H2等.尤其是淹水的土壤,C02含量更高,02含量更低,复原性气体含量也很高.土壤通气性是指土壤空气与大气进行交换的水平, 以及土壤内部气体扩散的特性. 土壤通气 性主要反映土壤向大气排出 C02和大气中的02进入土壤的水平,一定时间内,一定面积土 壤上,产生的 C02 与消耗的 02 之间的比值,称为土壤呼吸系数.11、土壤空气对作物生长和土壤肥力的影响不同的作物,不同器官, 同一种作物不同的生育时期,对氧气的需求都有差异.水稻等水生 作物要求生活在淹水的环境, 而旱地作物必须生活在通气性良好的土壤上. 种子萌发和苗期 最易遭受土壤缺氧的危害. 地上部顶端生长点对缺氧最敏感, 但大多数情况下根系首先遭受 危害.作物根系必须在一定的氧气浓度条件下才能正常地生长发育,种子的萌发要求有一定量的水分和 02.土壤空气对土壤肥力的影响主要通过对土壤微生物和氧化复原电位的作用来实现.12、土壤空气状况的调节 排水降低土壤的含水量；改进土壤质地；增施有机肥料,改善土壤结构和孔性.13、土壤的热性质 土壤温度的变化主要决定于土壤的热性质,如土壤热容量、导热性和导温性. 土壤的热容量是指单位重量或单位容积的土壤, 温度每变化一度所吸收或释放的热量, 单位 是卡/ 克度或卡/ 厘米3 度.土壤导热率是指单位土层厚度,温差为1OC时,每秒流入单位面积土壤断面1平方厘米的热量,单位是指卡/ 厘米秒度.土壤导温率是指在常温和常压状态下,单位土层厚度,温差为1OC时,单位时间流入单位面积土壤断面 1 平方厘米的热量使单位体积 1 立方厘米土壤温度所发生的变化,单 位是厘米 2/秒.14、土壤温度对作物生长发育和土壤肥力的因素 任何生命活动都需要一定的温度. 作物种子和根系只有在一定的温度下才能萌发, 土壤温度 过高过低,会影响根系对水分和养分的吸收,对作物的生殖生长也有很大的影响. 土壤温度与土壤肥力的关系主要表现在： 影响土壤中各种化学反响, 影响微生物的活性, 影 响土壤养别离子的扩散、水分和空气的运动.15、土壤温度的调节 农业上常通过调节土壤固、气、 液三相的比例, 特别是土壤水分和空气的比例,到达调节土 壤温度的目的.常用的方法有：设置风障和防风林,修造阳畦及大棚,用地膜、作物秸秆、 草席等覆盖地面,土面增温剂、耕作、排灌、改土等.二、练习题1 、?土壤肥料学自学指导及实验?第五章练习题： 1 名词解释； 2填空； 5选择题；6简做题 1, 2, 6, 7, 8, 9, 10；7论述题 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 11, 12.