土壤水分常數

依據土壤水所受的力及其與作物生長的關係， 在規定條件下測得的土壤含水量。它們是土壤水分的特徵值和土壤水性質的轉折點， 嚴格說來， 這些特徵值應是一個含水量的範圍。

基本介紹

• 中文名：土壤水分常數
• 外文名：soil water constant
• 內容：吸濕係數、凋萎係數等
• 別稱：土壤水文常數

簡介

一定結構與性質的土壤，其保持水分的不同性質諸力達到各種平衡階段時的一系列最大土壤濕度百分率。如吸濕係數、凋萎係數、田間最大持水量、全蓄水量等。

世界上對水分常數的定義和測定方法，並未取得一致意見，這是因為：①沒有把土壤——植物——大氣作為一個連續系統來考慮，如蒸發大，植物表現萎蔫時的土壤含水量就大，另外不同植物和品種對水分反應的敏感程度也不同。②沒有從土壤水運動規律考慮：實際上土壤在自由排水2～3天后，土壤水仍在運動，除孔徑粗的土壤外，很難達到一個穩定值。③土壤水承受的各種保持力難以截然分開，而且所有土壤水都受重力作用。因此，土壤水分類就失去意義。某一定條件下測得的土壤含水量不能推論為那一種或幾種類型的土壤水。但田間持水量、萎蔫點等在農學、水利、水文地質學界仍被認為它們有一定的實際意義。隨著科學的發展，有可能逐漸代之以能態(見土水勢)的觀點來衡量土壤水與植物的關係和土壤水的運動與狀態。

基本理論

因此土壤水分運動研究是降雨一產流計算、農田灌溉與排水設計、地下水補給計算、土壤植物水分定量關係預測的基礎。土壤水分如同其他物質一樣具有不同形式和數量的能量。在經典物理學中，把物質所具有的能量分為動能和勢能，而土壤水分運動速度較慢，一般不考慮土壤水分的動能，因此土壤水分能量通常是指它的勢能。根據土壤水分存在狀況，及其與土壤固液相互作用特徵，將土壤水所具有的勢能分為重力勢、基質勢、壓力勢和溶質勢。在不同條件下，各分勢表現的程度也不相同。無論土壤水分存在能量狀態如何，土壤水分運動同樣服從於熱力學第二定理，即從能量高的地方向能量低的地方移動，同時也服從於質量守恆定理。

常用的土壤水分常數

最大吸濕量(吸濕係數)

室溫(25℃)和大氣相對濕度接近飽和(相對濕度96—98%)值時， 土壤吸濕水氣達到最高值時相應的土壤含水量。它是吸濕水和膜狀水的分界點。這時的土壤水吸力約為27.8～31個大氣壓。

最大吸濕量取決於土壤的質地、粘粒礦物類型、泥炭、腐植質和吸濕性鹽類的含量以及代換性陽離子的組成。質地粘、濛脫石類粘粒礦物、泥炭、腐植質、吸濕性鹽類和代換性鈉含量高的土壤，其值大。測定方法為：在室溫25℃和一個大氣壓下將風乾土樣置於盛有10%H₂SO₄或K₂SO₄飽和溶液的密閉乾燥器中，使之吸附水汽，達到平衡後所測得的土壤含水量即為最大吸濕量。

萎蔫點(萎蔫係數、凋萎係數、凋萎點)

凋萎係數是指土壤吸水力與植物根系吸水力達到平衡時的最大土壤濕度百分率。

在植物開始萎蔫的條件下，把它置於黑暗濕潤的空氣中過夜後，仍然出現萎蔫現象時相應的土壤含水量。此時，相應的土壤水吸力為10～20個大氣壓，平均為15個大氣壓。它包括全部吸濕水和部分膜狀水，是為有效水的下限。不同植物的萎蔫點差別很小。萎蔫係數難以實際測定，通常將測定的吸濕係數來折算萎蔫點的近似值，即萎蔫係數等於吸濕係數除以0.68。

最大分子持水量

將濕潤的土壤置於18000～20000倍重力的離心力作用下，殘留在土壤中的含水量即為最大分子持水量，它是土壤借分子吸附力所能保持的最大土壤含水量。它包括吸附水汽和液態水所形成的全部吸濕水和膜狀水。

田間持水量

在排水良好、沒有表土蒸發情況下，自由排水停止后土壤能穩定保持的最高含水量。此時的土壤水吸力約為0.1～0.3個大氣壓。其測定方法是灌溉或降雨後的土壤，使其在一定深度範圍內達到飽和，在表土蒸發的條件下，經2～3天自由排水，所測得的穩定的土壤含水量值。

田間最大持水量是指保持水的毛管懸著力與反保持的重力處於平衡時的最大土壤溫度。當土壤結構與性質不同時，常數也有變動。

毛管持水量

包氣帶土壤中所能保持的毛管上升水的最大可能值。

野外條件下，毛管持水量和土壤本身的孔徑分布和地下水埋深有關。在室內把土樣放在水面上任其吸水，待平衡後測得的土壤含水量，可代表緊靠地下水面處的毛管持水量。

飽和含水量(全持水量)

土壤孔隙充滿水時的土壤含水量。此時的土壤水吸力等於零，其容積含水量理論上應等於土的孔隙率。測定時，把土樣置於密閉的容器中，加水至與土樣表面齊平，用真空泵抽氣，使容器內減壓至-1個大氣壓，平衡後測定其含水量。