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土壤含水量的定义.doc

来源:未知 作者:佚名 日期:2019-09-21 浏览:58

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第五章 土壤水、空气和热量主要教学目标:学会分析土壤肥力要素水、气、热之间的关系。由于土壤水分的重要作用,因此首先要求学生掌握土壤水的形态学观点和能量学观点。在基本知识掌握的基础上,并能系统地处理土壤水、气、热三者的相互关系和调节措施。主要内容:土壤水的类型第二节 土壤水分含量的表示方法第三节 土壤水分能量的分析第四节 土壤水分的管理与调节第五节 土壤空气和热量第六节 土壤水、气、热的相互关系第一节 土壤水的类型 土壤学中的土壤水是指在一个大气压下,在105℃条件下能从土壤中分离出来的水分。土壤中液态水数量最多,对植物的生长关系最为密切。液态水类型的划分是根据水分受力的不同来划分的,这是水分研究的形态学观点。这一观点在农业、水利、气象等学科和生产中广泛应用。一、吸湿水土壤颗粒从空气中吸收的汽态水分子。从室外取土土壤含水量一般是多少,放在室内风干若干时间后,表面上看似乎干燥了,但把土壤放在烘箱中烘烤,土壤重量会减轻;再放置到常温常压下,土壤重量又会增加,这表明土壤吸收了空气中的水汽分子。 土壤的吸湿性是由土粒表面的分子引力作用所引起的,一般来说,土壤中吸湿水的多少,取决于土壤颗粒表面积大小和空气相对湿度。

由于这种作用的力非常大,最大可达一万个大气压,所以植物不能利用此水,称之为紧束缚水。二、膜状水土粒吸足了吸湿水后,还有剩余的吸引力,可吸引一部分液态水成水膜状附着在土粒表面,这种水分称为膜状水。重力不能使膜状水移动,但其自身可从水膜较厚处向水膜较薄处移动,植物可以利用此水。但由于这种水的移动非常缓慢(0.2—0.4mm/d),不能及时供给植物生长需要,植物可利用的数量很少。当植物发生永久萎蔫时,往往还有相当多的膜状水。三、毛管水当把一个很细的管子(毛细管)插入水中后,水分可以上升的较高于水平面,并保持在毛细管中。毛管水:由于毛管力的作用而保持在土壤中的液态水。毛管水可以有毛管力小的方向移向毛管力大的方向,毛管力的大小可用Laplace公式计算:P = 2T/r式中的P为毛管力,T为水的表面张力,r为毛管半径。根据毛管水是否与地下水相连,可分为2种类型:毛管悬着水:降水或灌溉后,由地表进入土壤被保存在土壤中的毛管水。毛管上升水:或毛管支持水,土壤中受到地下水源支持并上升到一定高度的毛管水。影响毛管上升水的因素:地下水水位和毛管孔隙状况毛管水上升高度用下式计算: H=75/d,d为土粒平均直径(上升高度与颗粒直径间关系见p142的附表)。

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若假设土粒的d为0.001毫米,据公式得出H为75米,但这个数据无法从实验中得到证实。实际上,一般毛管水的上升高度不超过3—4米,这可能是由于毛管直径太小,当达到一定长度后,很容易被堵塞。四、重力水降水或灌溉后,不受土粒和毛管力吸持,而在重力作用下向下移动的水,称为重力水。植物能完全吸收重力水,但由于重力水很快就流失(一般两天就会从土壤中移走),因此利用率很低。五、地下水在土壤中或很深的母质层中,具有不透水层时,重力水就会在此层之上的土壤孔隙中聚积起来,形成水层,这就是地下水。在干旱条件下,土壤水分蒸发快,如地下水位过高,就会使水溶性盐类向上集中,使含盐量增加到有害程度,即所谓的盐渍化;在湿润地区,如地下水位过高,就会是土壤过湿,植物不能生长,有机残体不能分解,这就是沼泽化。第二节 土壤水分含量的表示方法一、土壤绝对含水量1、重量百分数:土壤水分的重量占烘干土的百分率。2、体积百分数:土壤容积含水量%=土壤重量含水量*容重意义:可反映土壤孔隙的充水程度,可计算土壤的固、液、气相的三相比。如土壤含水量(重量)20%,容重为1.2。则土壤容积含水量为20%*1.2=24.0%土壤总孔隙度=1—1.2/2.65=55%空气所占体积为55%—24%=31%固相体积为100—55%=45%3、土壤蓄水量(立方米/亩)=每亩面积(平方米)*土层深度*土壤容重*土壤重量含水量如土壤田间持水量为25%(重量),容重1.1。

1,保水.不溶于水,但能吸收相当自身重量成百倍的水.保水剂可有效抑制水分蒸发.土壤中渗入保水剂后,在很大程度上抑制了水分蒸发,提高了土壤饱和含水量,降低了土壤的饱和导水率,从而减缓了土壤释放水的速度,减少了土壤水分的渗透和流失,达到保水的目的.还可以刺激作物根系生长和发育,使根的长度增加、条数增多,在干旱条件下保持较好长势。11. 将稻米机械物理特性与水分传递特性试验研究结果相结合,探讨常温下稻米籽粒湿应力裂纹产生的机理,分别作了稻米籽粒内湿度场的理论分析及三角形单元的有限元分析,采用试验所获得的弹性模量、泊松比、湿线膨胀系数、水分扩散系数等稻米籽粒材料湿应力场的物理参数为实常数、并建立椭球形稻米籽粒有限元实体模型、以环境湿度及稻米初始含水率为边界条件、初始条件,采用ansys大型通用有限元分析软件,进行了稻米籽粒湿度场的有限元数值模拟分析土壤含水量一般是多少,并将湿度场的有限元模拟结果作为湿度载荷施加到有限元椭球模型上,进行稻米籽粒的湿应力场的有限元模拟,获得了与稻米应力裂纹动态产生观察位置相近的结果,给出了稻米籽粒在吸湿时籽粒内部的湿应力—应变场的分布情况。称取混合均匀的试样5. 0 g(精确至0. 01 g)于50 ml具塞磨口玻璃试管中,加水10 ml(视试样水分含量,可适当调整加水量),加入nacl至水相饱和,加入10. 0 ml乙腈,涡旋1min,超声提取20 min,以4 000 r /min离心2 min,取上层清液。

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为生产中水氮高效利用提供依据,在3年定位水氮处理的基础上,于2008-2009年在大田条件下研究水氮组合对小麦叶片硝酸还原酶活性(nra)、叶片可溶性蛋白含量及产量的影响.结果表明,在同一施氮水平上,开花期灌水显著提高nra、可溶性蛋白含量和产量.灌1水条件下,随施氮量的增加叶片nra、可溶性蛋白含量呈线性增长,在水分较适宜的2水灌溉条件下,叶片nr活性、可溶性蛋白含量均呈抛物线趋势,nra在全年施氮240 kg/hm2时最高、可溶性蛋白含量在施氮480 kg/hm2最高,增加施氮量呈下降趋势.在灌2水全年施氮480 kg/hm2时产量最高,说明增加灌水有利于氮素增产效应的发挥.。如果我们经常地使用塑料袋,不但影响到我们的土壤,还影响到我们的身体健康,因为塑料袋本身不是土壤和水体的基本物质之一,强行进入到土壤之中,会有它自身的不透气,影响到土壤内部的传递和微生物的生长,会改变土壤的特质,而且这些塑料袋经过长时间的积累还会影响到农作物吸收养分和水分,导致农作物减产,所以为了环境的污染,为了身体的健康,我们尽量减少使用塑料袋。经过多次实验,水钢公司技术中心煤焦质量管理站将所取试样放到105℃-110℃左右的干燥箱中干燥后,计算出其水分含量,再对试样进行混匀、缩分和破碎,按照国家标准规定,检测其水分含量,两次检验结果相加,这样便可以得出进厂煤全部水分的含量。

如果要把水从土壤中抽出,必然要施以相应的力作相应的功,以克服土壤中对水作用的各种力量。土水势就是土壤水在各种力的作用下势能的变化。由于作用力不同,土水势可以分为几个分势:基质势:由土粒分子吸水和毛管力作用下所降低的势能,是最主要的土水势组成部分。渗透势:土壤水中溶质所降低的势能,在一般土壤中忽略不计。重力势:在淹水条件下,由于重力作用水向下渗漏时产生。土水势是上述各分势的代数和。二、土壤水吸力1、概念:土壤水承受一定吸力的情况下所处的能态。在概念上并不是土壤对水的吸力,但在实际应用中仍用土壤对水的吸力来表示。在数值上相当于土水势的基质分势和渗透分势。2、表示单位:用压力作单位,即大气压或厘米水柱高;由于厘米水柱高数据太大,用起来不方便,这里采用了pF值,即用厘米水柱高的对数值来表示。3、测定方法主要应用张力计法。主要原理是将充满水的带有素烧瓷杯(陶土滤杯)的金属管埋入土中,素烧瓷杯有孔径在1.0—1.5um之间的细孔,瓷杯和管内充满水,水可通过细孔与土壤水接触,当土壤水势小于瓷杯内水势时,水分由细孔进入土壤。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,当内外水势相等时,真空压力计上的负压读数即代表管外土壤水吸力。

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三、土壤水分特征曲线概念:土壤水分含量和土壤水吸力是一个连续函数,土壤水分特征曲线就是以土壤含水量为横坐标,以土壤水吸力为纵坐标绘制的相关曲线。 土壤的水吸力或pF值越大,土壤水所受的吸力也越大,对植物的有效性就越小,当土壤对水的吸力超过了植物根系对土壤水的吸力说,即pF值大于4.5时,土壤水分就处于无效状态。土壤水分含量高,土壤水的吸力越低,土壤水本身的势能就高,土壤水的可移动性和对植物的有效性就强。2、土壤水分特征曲线可说明两个问题:第一,不同质地土壤达到萎蔫系数和田间持水量时,实际的含水量相差很大,但土壤水吸力相似。达到萎蔫系数时,土壤水吸力为15atm或15bar,pF为4.2;达到田间持水量时,土壤水吸力为0.3atm或0.3bar;pF为2.8。第二,不同质地土壤含水量相同时,其吸水力相差很大。第四节 土壤水分的管理与调节一、土壤水分的测定方法定量测定方法1、洪干法(标准法)2、中子仪法3、时域反射仪(Time Domain Reflectometry TDR)4、张力计、电阻法、石膏法5、压力膜 二、影响土壤水分状况的因素气候:降雨量和蒸发量是两个相互矛盾的重要因素,在一定条件下,难以人为控制。

另外,秸秆覆盖地表,水分不易蒸发,提高了土壤的保墒抗旱能力,减少浇地1~2次。三维植被网的护坡机理:植被的抗侵蚀作用是通过它的三个主要构成部分来实现的:一是植物的生长层(包括花被、叶鞘、叶片、茎),通过自身致密的覆盖防止边坡表层土壤直接遭受雨水的冲蚀,降低暴雨径流的冲刷能量和地表径流速度,从而减少土壤的流失。所谓"间干浇灌"就是一次浇透,使水分深入根部,土壤得到充分湿润,但又不至于积水,直至水分被吸收蒸发,表层土壤已干。

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土壤空气组成:氧气10.35——20.03% 二氧化碳0.15——0.65% 氮气78.8——80.2% 相对湿度100%土壤孔隙和土壤含水量影响土壤空气数量二、土壤的通气性的生态意义对植物的直接影响为植物的呼吸作用,提供必需的氧气。在通气良好的条件下,土壤中的根系长、颜色浅、根毛多,根的生理活动旺盛。缺氧时,根系短而粗、色暗、根毛大量减少,生理代谢受阻。当土壤空气中,氧的浓度低于9%~10%时,根系发育就受到影响。低于5%时,大部分的植物根系就会停止发育。对土壤微生物生命活动和养分转化的影响通气良好时,好气微生物活动旺盛,有机质分解迅速、彻底,植物可吸收利用较多的速效养分。通气不良时,有机质分解和养分释放慢,还会产生有毒的还原物质(如硫化氢、磷化氢等)。三、紧实土壤的改良人为践踏、机械压实以及有机质缺乏、结构不良等引起的土壤紧实现象在城市绿地中异常突出。改良措施:松土 可采用人工、机械、爆破以及生物方式。施用抗紧实的物料:粗有机物料、膨化岩类。采用通气透水的铺装方式强化地下通气的措施本章重点:掌握土壤液态水的类型及其土壤水分含量的表示方法;掌握土壤水吸力的测定方法和土壤水分特征曲线的含义。

本章难点:是各种液态水分类型划分的依据,以及对土壤水分能量观点的理解。有些内容比较抽象。复习思考题:1、土壤水;2、土壤吸湿水;3、毛管水;4、吸湿系数;5、凋萎系数;6、田间持水量;7、土壤有效含水量8、土水势;9、土壤水吸力;10、土壤水分特征曲线;11、土壤通气性二、简答题1、土壤液态水包括哪几种类型?2、土壤水分有哪几种表示方法?3、如何计算土壤有效水的含量?4、如何从吸湿系数计算土壤凋萎系数和田间持水量?5、土水势包括哪些分势?6、土壤水分特征曲线可说明哪些问题?7、土壤空气与大气在组成上有什么不同?8、土壤空气与大气是如何交换的?9、如何调节土壤的通气性?



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