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土壤水勢
鎖定
土壤水勢指土壤水所具有的勢能,即可逆地和等温地,在大氣壓下從特定高度的純水池移極少量的水到土壤水中,單位數量純水所須做的功。
土壤水勢定義
作用於土壤水的力主要有重力、土壤顆粒的吸力和土壤水所含溶質的滲透力,因此土壤的總水勢通常表示為以上各種力構成的分勢的總和。土壤水勢一般表示為負的壓力,因此也稱為土壤水分張力。土壤飽和時土壤水勢的絕對值小,土壤含水量低時土壤水勢的絕對值大。因此土壤水勢絕對值的大小反映了土壤水分運動和植物吸水的難易。
土壤水勢中的重力勢由與某一參照面的相對高度而定。習慣上把參照面設在土壤剖面之下的某一適當高度,以使重力勢為正或零值,在非飽和土壤中,重力勢在土壤水勢中所佔比重很小,常略而不計。基模勢由土壤基模對水的吸附力和土粒間形成的毛管作用共同決定。在不飽和土壤中,除毛管作用外,土粒上吸附着水膜,對砂質土壤,吸附作用較小。滲透勢亦稱溶質勢,即土壤水由於溶質的存在而養活的化學勢能,這些溶質可以影響土壤水的熱力學性質,特別是影響其水汽壓。滲透勢通常不顯著影響水的液態流動,但當存在滲透膜而形成擴散障礙時,滲透勢即起作用。因此滲透勢在植物根與土壤的相互作用中以及土壤水的氣態擴散過程中是重要的。
土壤水勢意義
以純自由水為參照狀態時,單位數量土壤水所具有的能量相對水平。若以純自由水的能量為零,則飽和土壤的水勢多為正值,而非飽和土壤的水勢則多為負值。
土壤水總是由水勢高處向低處流動。當已知土體內的土壤水勢時,便可由土壤水勢分佈情況判斷水流方向,而由水勢隨距離的變化率確定驅使土壤水分運動的動力。因此,土壤水勢對研究土壤水分狀態及其運動規律十分重要。
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土壤水勢單位
土壤水勢的定量單位取決於土壤水單位數量的表示方法。當選用單位質量的土壤水時,土壤水勢單位為J/g或erg/g;選用單位容積的土壤水時,土壤水勢單位和壓強單位相同,如Pa、bar、atm等;選用單位重量的土壤水時,土壤水勢則相當於一定壓力的水柱高度,常用cm表示。上述各種單位之間均可互相換算。
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土壤水勢分勢
根據影響土壤水勢的因素不同,一般可將土壤水勢分為下列幾個分勢:
(1)壓力勢。土壤承受的壓力超過參照狀態下的標準壓力而產生的勢。土壤中的靜水壓力、氣體壓力以及荷載壓力均可形成壓力勢。
(2)基質勢。由土壤基質的吸附力和毛管力而產生的勢。
(3)重力勢。土壤水受重力作用而產生的勢。
(4)溶質勢。土壤水含有可溶性鹽類時,會使土壤水分失去一部分自由活動的能力,由此而產生的勢(負值)。
在恆温條件下,以上4個分勢的代數和稱為土壤總水勢。
在實際應用中,為方便起見,常將某幾個分勢合併起來,並另起一個名稱,例如,基質勢與溶質勢經常合併使用,將它們的絕對值之和稱為土壤水吸力。又如,當土壤中沒有半透膜時,溶質勢對土壤水流不起驅動作用。這樣,便將其餘3個分勢合併在一起,稱為水力勢。
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土壤水勢測定
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