土壤水勢(shì)

土壤水勢(shì)表征土壤孔隙水相對(duì)于參考點(diǎn)（通常是純水）的“能量狀態(tài)”。具體來說，可定義為在溫度恒定狀態(tài)下，使單位體積或質(zhì)量的土壤孔隙水?dāng)[脫土壤顆粒以及土壤鹽溶液的束縛，達(dá)到自由水（純水）狀態(tài)，所需要做的功。從這個(gè)定義出發(fā)，土壤水勢(shì)的單位可用J/m3或J/kg來表示。

土壤水勢(shì)常用單位
常用的土壤水勢(shì)單位有：J/kg，kPa，MPa，Bar。它們之間的換算關(guān)系是
1J/kg=1kPa=0.001Mpa=0.01Bar。

另外，還可以用水柱高度來表示土壤水勢(shì)，單位是cm，1cm=0.981hPa。將土壤水勢(shì)換算成水柱高度后，乘以-1后取以10為底的對(duì)數(shù)，這個(gè)計(jì)算值用符號(hào)pF表示。

土壤孔隙水會(huì)沿水勢(shì)梯度從高往低運(yùn)動(dòng)。植物根系吸水就可以用水勢(shì)梯度來解釋：土壤水勢(shì)高，植物根系水勢(shì)低，在這種水勢(shì)梯度下，根系能從土壤孔隙中獲得水分；干旱發(fā)生時(shí)，由于土壤和植物根系水勢(shì)逐漸持平，水勢(shì)梯度消失，水分運(yùn)動(dòng)就不再發(fā)生；當(dāng)干旱加劇，土壤水勢(shì)進(jìn)一步下降，當(dāng)其比植物根系水勢(shì)還低時(shí)，水勢(shì)梯度逆轉(zhuǎn)，植物根系失水，植物就面臨失水死亡的風(fēng)險(xiǎn)。因此，土壤水勢(shì)在理解水分在”土壤-植物-大氣連續(xù)體”中的運(yùn)動(dòng)具有重要意義。

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土壤水分特征曲線

土壤水的基質(zhì)勢(shì)（或土壤水吸力）隨土壤含水量的變化而變化，其關(guān)系曲線稱為土壤水分特征曲線，英文名稱為soil water characteristic curve1。

一般，該曲線以土壤含水量Q（以體積百分?jǐn)?shù)表示）為橫坐標(biāo)，以土壤水吸力S（以大氣壓表示）為縱坐標(biāo)。

土壤水分對(duì)植物的有效程度最終決定于土水勢(shì)的高低，而不是自身的含水量。如果測(cè)得土壤的含水量，可根據(jù)土壤水分土特征曲線查得基質(zhì)勢(shì)值，從而可判斷該土壤含水量對(duì)植物的有效程度。

土壤水分特征曲線可反映不同土壤的持水和釋水特性，也可從中了解給定土類的一些土壤水分常數(shù)和特征指標(biāo)。曲線的斜率倒數(shù)稱為比水容量，是用擴(kuò)散理論求解水分運(yùn)動(dòng)時(shí)的重要參數(shù)。曲線的拐點(diǎn)可反映相應(yīng)含水量下的土壤水分狀態(tài)，如當(dāng)吸力趨于0時(shí)，土壤接近飽和，水分狀態(tài)以毛管重力水為主；吸力稍有增加，含水量急劇減少時(shí)，用負(fù)壓水頭表示的吸力值約相當(dāng)于支持毛管水的上升高度；吸力增加而含水量減少微弱時(shí)，以土壤中的毛管懸著水為主，含水量接近于田間持水量；飽和含水量和田間持水量間的差值，可反映土壤給水度等。故土壤水分特征曲線是研究土壤水分運(yùn)動(dòng)、調(diào)節(jié)利用土壤水、進(jìn)行土壤改良等方面的最重要和最基本的工具。

土壤水分特征曲線主要有以下幾方面的應(yīng)用：

①進(jìn)行基質(zhì)勢(shì)和含水量的相互換算。

根據(jù)土壤水分特征曲線可將土壤濕度換算成土壤基質(zhì)勢(shì)，依據(jù)基質(zhì)勢(shì)可判斷土壤水分對(duì)作物的有效度。也可將基質(zhì)勢(shì)換算成含水量，根據(jù)土壤水分特征曲線可查得田間持水量、凋萎濕度和相應(yīng)的有效水范圍。土壤水分特征曲線斜率的倒數(shù)，即單位基質(zhì)勢(shì)變化所引起含水量的變化，稱之為比水容重，是衡量土壤水分對(duì)植物的有效性和反映土壤持水性能的一個(gè)重要重要指標(biāo)。

②表示比水容重。

土壤水分特征曲線斜率的倒數(shù)，即單位基質(zhì)勢(shì)變化所引起含水量的變化，稱之為比水容重，是衡量土壤水分對(duì)植物的有效性和反映土壤持水性能的一個(gè)重要重要指標(biāo)。

③可以間接反映土壤孔隙的分布。

若將土壤中的孔隙設(shè)想為各種孔徑的圓形毛細(xì)管，那么S和毛細(xì)管直徑d的關(guān)系可簡單的表示為S=4σd。式中σ為水的表面張力系數(shù)，室溫條件下一般為75×105N/cm。應(yīng)用數(shù)學(xué)物理方法對(duì)土壤中的水運(yùn)動(dòng)進(jìn)行定量分析時(shí)，水分特征曲線是不可缺少的重要參數(shù)。

④可以判斷土壤質(zhì)地狀況和土壤水分在吸力段的分布狀況。

曲線的拐點(diǎn)可反映相應(yīng)含水量下的土壤水分狀態(tài)，如當(dāng)吸力趨于0 時(shí)，土壤接近飽和，水分狀態(tài)以毛管重力水為主；吸力稍有增加，含水量急劇減少時(shí)，用負(fù)壓水頭表示的吸力值約相當(dāng)于支持毛管水的上升高度；吸力增加而含水量減少微弱時(shí)，以土壤中的毛管懸著水為主，含水量接近于田間持水量；飽和含水量和田間持水量間的差值，可反映土壤給水度等。故土壤水分特征曲線是研究土壤水分運(yùn)動(dòng)、調(diào)節(jié)利用土壤水、進(jìn)行土壤改良等方面的最重要和最基本的工具。