第一章土壤組成

第一章土壤基本物質(zhì)組成（Soilphysicalcomposing）Soilmineralmatter

(38%,v/v)(95%,w/w)Soilorganicmatter

(12%,v/v)(5%,w/w)SoilAtmosphere

(15-35%,v/v)Soilwater(solution)

(15-35%,v/v)Basicphysicalcomposingofsoil土壤固相土壤孔隙§1-1土壤礦物質(zhì)

§1-1

Soil

mineralMineral–anelementorcombinationofelementsthatformnatural,inorganiccompoundsofspecificformulationand[often]crystallinestructure.礦物是地殼中的化學(xué)元素在各種地質(zhì)作用下形成的自然產(chǎn)物，是巖石的組成單位。

礦物都具有一定的化學(xué)成分和物理性質(zhì)，并以各種形態(tài)（固、液、氣）存在于自然界中。礦物可以是單一元素所組成的，也可以是幾種元素組成的化合物。自然界的礦物絕大多數(shù)是固態(tài)，少數(shù)為液態(tài)或膠體狀態(tài)。一、土壤礦物質(zhì)的組成（一）土壤礦物組成土壤礦物：由土壤中所有無(wú)機(jī)物質(zhì)的總和，是土壤的主要組成物質(zhì)，構(gòu)成“土壤骨骼”，是土壤具有各種物理、化學(xué)、生物學(xué)性質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。次生礦物Secondaryminerals原生礦物Primaryminerals土壤礦物磷化物類(phosphides)氧化物類(oxides)硫化物類(sulfides)硅酸鹽類(silicates)原生礦物原生礦物：由地殼深處熔融狀態(tài)的巖漿冷凝固結(jié)而形成的礦物。如石英、長(zhǎng)石、云母、輝石、角閃石等。Primaryminerals：formedfrommolten(igneous)materials.石英(quartz)，SiO2石英晶簇(quartzdruse

)正長(zhǎng)石(orthoclase)KAlSi3O8斜長(zhǎng)石(plagioclase)Na(AlSi3O8)·Ca(Al2Si2O8)白云母(muscovite)KH2Al3Si3O12黑云母(biotite)輝石(augite)Ca(Mg,Fe)Si2O6角閃石(hornblende)Ca(Mg,Fe)3Si4O12方解石(calcite)CaCO3磷灰石(apatite)Ca5(PO4)3(F,Cl)赤鐵礦(hematite)Fe2O3黃鐵礦(hematite)FeS22.次生礦物：原生礦物經(jīng)物理、化學(xué)風(fēng)化作用，組成和性質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化，形成的新礦物。如蒙脫石、高嶺石、伊利石等。Secondaryminerals：mineralsformedfromweatheringorsoil-formingprocessesfromprimaryminerals.次生硅鋁酸鹽類氧化物類簡(jiǎn)單鹽類次生礦物粘土礦物蒙脫石（montmorillonite）伊利石（illite）高嶺石（kaolinite）方解石（calcite）四大元素：氧(O)、硅(Si)、鋁(Al)、鐵(Fe)

占總質(zhì)量的88.7％以上（二）土壤礦物質(zhì)的化學(xué)組成2.三大化合物：二氧化硅(SiO2)三氧化二鋁(Al2O3)三氧化二鐵(Fe2O3)占總質(zhì)量的75％以上土壤礦物質(zhì)的化學(xué)組成礦物SiO2A12O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OP2O3石英100－－－－－－－正長(zhǎng)石62－6618－20－0－3－9－159－4－斜長(zhǎng)石61－7019－26－0－9－0－46－11－白云母44－4634－370－2－0－38－110－2－黑云母33－3613－303－110－22－206－9－－輝石45－553－100－616－266－20－－－二、土壤質(zhì)地（土壤機(jī)械組成）土壤質(zhì)地：土壤中各粒級(jí)土粒的比例組合Soiltexture：

theproportionsofsands,silts,andclaysinasoilSoiltextureisanimportantvariableincontrollingporosity,permeability,waterstoragecapacity,aeration,rootpenetration,andotherfunctionalcharacteristics.1.概念

按照土粒的大小，將其分為若干組稱為土壤粒級(jí)，一般分為石礫、砂粒、粉砂粒和粘粒Soilparticlefraction：group

partitionofsoilparticleaccordingto

itsdiameter（一）土壤粒級(jí)（soilparticlefraction）石礫（gravel）

砂粒（sand）粘粒（clay）粉砂粒（silt）土壤團(tuán)聚體土壤分散為單粒土壤粒級(jí)劃分石礫>1mm砂粒1-0.05mm粉砂粒0.05-0.002mm粘粒<0.002mm2.土粒分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(1)國(guó)際制

原為瑞典土壤學(xué)家愛特伯?dāng)M定，1930年第二屆國(guó)際土壤學(xué)會(huì)提出。粒級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)為十進(jìn)位，簡(jiǎn)明易記，但人為性強(qiáng)，西歐多采用。粒級(jí)粒徑（mm）石礫（gravel）砂粒（sand）粗砂粒（coarsesand）細(xì)砂粒（finesand）粉砂粒（silt）粘粒（clay）>2.02.0～0.022.0～0.20.2～0.020.02～0.002<0.002(2)卡慶斯基制

前蘇聯(lián)的分類標(biāo)準(zhǔn)。將大于1mm的劃為石礫；1mm～0.01mm的稱為物理性砂粒，<0.01mm的稱為物理性粘粒。兩大粒級(jí)進(jìn)一步細(xì)分。

粒級(jí)粒徑（mm）石塊（block）石礫（gravel）物理性砂粒（physicalsand）粗砂粒（coarsesand）中砂粒（mediumsand）細(xì)砂粒（finesand）粗粉粒（coarsesilt）物理性粘粒（physicalclay）中粉粒（mediumslit）細(xì)粉粒（finesilt）粗粘粒（coarseclay）細(xì)粘粒（fineclay）膠粒（colloidalparticle）>33～11～0.011～0.50.5～0.250.25～0.050.05～0.01<0.010.01~0.0050.005~0.0010.001~0.00050.0005~0.0001<0.0001(3)中國(guó)制中國(guó)科學(xué)院南京土壤所等單位編制。把粘粒分為粗和細(xì)兩個(gè)粒級(jí)。粒級(jí)粒徑（mm）石塊（block）石礫（gravel）砂粒（sand）粗砂粒（coarsesand）細(xì)砂粒（finesand）粉粒（silt）粗粉粒（coarsesilt）中粉粒（mediumslit）細(xì)粉粒（finesilt）粘粒（clay）粗粘粒（coarseclay）細(xì)粘粒（fineclay）>33～11～0.051～0.250.25～0.050.05～0.0020.05～0.010.01～0.0050.005～0.002<0.0020.002~0.001<0.0013.各粒級(jí)的組成(1)礦物組成

砂粒和粉粒以原生礦物為主，粘粒以次生硅酸鹽礦物為主(2)化學(xué)組成

砂粒和粉粒中二氧化硅（SiO2）含量高，粘粒中Al2O3、Fe2O3含量較高1.土壤質(zhì)地分類

按照各土粒含量的百分組合，一般將土壤分為砂土、壤土、粘土三大類（二）土壤質(zhì)地（soiltexture）砂土（sandy）粘土（clay）壤土（loam）砂粒1-0.05mm粗粉砂粒0.05-0.01mm細(xì)粘粒<0.001mm粒級(jí)名稱26%52%22%各粒級(jí)含量分類標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)土壤質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)地名稱？？粉砂土(1)國(guó)際制

分為砂土、壤土、粘壤土、粘土四大類，以粘粒含量為主要標(biāo)準(zhǔn)：<15％為砂土、壤土組；15％～25％為粘壤組；>25%為粘土組。粉砂粒含量>45%，冠以“粉砂質(zhì)”；砂粒含量55％～85％，冠以“砂質(zhì)”；砂粒含量>85%，稱“砂土或壤砂土”國(guó)際制質(zhì)地分類三角圖重粘土粘土壤質(zhì)粘土砂質(zhì)粘土砂質(zhì)粘壤土粘壤土粉砂質(zhì)粘壤土粉砂質(zhì)壤土砂質(zhì)壤土粉砂質(zhì)粘土壤土砂土及壤質(zhì)砂土砂粒0～100％粉砂粒0～100％粘粒0～100％粉砂粒0.02～0.002mm砂粒2～0.02mm粘粒<0.002mm(2)卡慶斯基制（簡(jiǎn)制）

根據(jù)物理性粘粒的含量劃分為砂土、壤土、粘土三類九種；同時(shí)考慮到土壤類型的差別。質(zhì)地組質(zhì)地名稱物理性粘粒含量（％）灰化土草原土壤、紅黃壤堿化土、堿土砂土松砂土緊砂土0～55～100～55～100～55～10壤土砂壤土輕壤土中壤土重壤土10～2020～3030～4040～5010～2020～3030～4545～6010～1515～2020～3030～40粘土輕粘土中粘土重粘土50～6565～80>8060～7575～85>8540～5050～65>65對(duì)于石礫（>1mm）含量高的土壤，應(yīng)將其取出稱重后計(jì)算比例，在原質(zhì)地名稱前冠以石礫含量分級(jí)。石礫含量（%）石質(zhì)程度<0.5非石質(zhì)0.5-5輕石質(zhì)5-10中石質(zhì)>10重石質(zhì)(3)中國(guó)制結(jié)合國(guó)際制、卡制及我國(guó)土壤情況，粗質(zhì)土以砂粒（1～0.05mm）含量為依據(jù)，粘質(zhì)土以粘粒（<0.001mm）含量為依據(jù)，而壤土則綜合考慮砂粒、粉砂粒與粘粒比例，共劃分為3類12種。質(zhì)地組質(zhì)地名稱顆粒組成（％）砂粒(1～0.05mm)粗粉粒(0.05～0.001mm)細(xì)粘粒(<0.001mm)砂土粗/重砂土細(xì)/中砂土面/輕砂土>7060～7050～60<30壤土砂粉土粉土≥20<20≥40砂壤土壤土≥20<20<40粘土粉/輕粘土壤/中粘土粘土重粘土30～3535～4040～60>60中國(guó)土壤質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)（三）土壤質(zhì)地與肥力的關(guān)系1.砂土類（sandy）：輕、薄、暖特點(diǎn)：俗稱“白土”、“白塘土”通氣透水性強(qiáng)保水保肥性差養(yǎng)分含量低，肥效快，“發(fā)小苗不發(fā)老苗”升溫降溫快，熱性土耕性好，亦耕期長(zhǎng)宜：適種抗旱耐瘠作物，保證水源，及時(shí)灌溉，多施有機(jī)肥，少施勤施化肥，保證養(yǎng)分、水分供給。2.粘土類（clay）：重、壯、冷特點(diǎn)：俗稱“紅土”、“紅泥土”通氣透水性差保水保肥性強(qiáng)養(yǎng)分含量高但釋放較慢，肥效時(shí)間長(zhǎng)，“發(fā)老苗不發(fā)小苗”升溫降溫慢，冷性土耕性較差宜：適種小麥、水稻、玉米等禾本科作物，多施有機(jī)肥，加強(qiáng)水分管理。3.壤土類（loam）：柔、沃、溫特點(diǎn)：俗稱“兩合土”、“連合土”兼具砂土、粘土類的優(yōu)點(diǎn)，消除了砂土和粘土的缺點(diǎn)，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中質(zhì)地較理想的土壤通氣透水性適中，保水保肥性好，土溫比較穩(wěn)定，“發(fā)小苗又發(fā)老苗”宜：適種作物種類多。（四）不同質(zhì)地土壤的利用與改良1.不同作物對(duì)土壤質(zhì)地的要求不同作物因其生物學(xué)特性及耕作栽培要求的不同，對(duì)土壤條件的需求也不一樣——土宜生長(zhǎng)期短、耐旱耐瘠、塊根塊莖類作物，如蔬菜、高梁、花生、馬鈴薯、西瓜等，宜砂質(zhì)土水稻、小麥等生育期較長(zhǎng)的作物宜壤土、粘壤土果樹宜土層深厚、排水良好的砂壤－中壤土茶樹宜含礫石的壤土、粘壤土2.土壤質(zhì)地改良措施（1）增施有機(jī)肥料（2）客土法（3）翻淤壓砂，翻砂壓淤（4）引洪放淤、引洪漫沙（5）因地制宜的耕作管理措施（1）增施有機(jī)肥料

有機(jī)肥料中，含有大量有機(jī)質(zhì)，有機(jī)質(zhì)的粘結(jié)力和粘著力都比砂粒強(qiáng)，而比粘粒弱。施用有機(jī)肥可以克服砂土過(guò)砂，粘土過(guò)粘的缺點(diǎn)；有機(jī)質(zhì)還可改善土壤結(jié)構(gòu)狀況，使土壤松緊程度、孔隙狀況、吸收性能都得到改善，從而提高土壤的肥力。（2）客土法

客土是改良土壤質(zhì)地較有效的方法。一般要就地取材，因地制宜。在砂地附近有粘土或膠粘土、河溝淤泥，可采用搬粘壓砂的辦法；粘土地塊附近有砂土或河砂可采用搬砂壓泥的辦法，通過(guò)耕作使砂粘摻合。逐年改良達(dá)到三成泥七成砂或四成泥六成砂的范圍內(nèi)。（4）引洪放淤、引洪漫砂在有條件的大河中下游地區(qū)，可利用河流不同季節(jié)所攜帶泥沙的粗細(xì)不同，分別將河水引入過(guò)砂或過(guò)粘的土壤上，使之沉積下來(lái)，對(duì)本土進(jìn)行改良。（3）翻淤壓砂，翻砂壓淤砂土表層下不深處有淤泥層（夾粘層），或粘土表層下不深處有砂土層（腰砂地或隔砂地），都不利作物生長(zhǎng)?？赏ㄟ^(guò)將表土“大揭蓋”、底土“大翻身”的辦法，將上下砂粘土層攪混摻和，調(diào)劑土質(zhì)。原生礦物次生礦物由地殼深處熔融狀態(tài)的巖漿冷凝固結(jié)而形成的礦物原生礦物經(jīng)物理、化學(xué)風(fēng)化作用，組成和性質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化，形成的新礦物蒙脫石伊利石正長(zhǎng)石高嶺石輝石白云母石英土壤礦物四大元素組成：O、Si、Al、Fe原生礦物次生礦物輕、薄、暖重、壯、冷柔、沃、溫物理性砂粒:1mm-0.01mm物理性粘粒:<0.01mm土壤四大基本粒級(jí)石礫（gravel）

砂粒（sand）粘粒（clay）粉砂粒（silt）砂土（sandy）粘土（clay）壤土（loam）三大土壤質(zhì)地§1-2土壤有機(jī)質(zhì)與土壤生物

§1-2

soil

organicmatter（SOM）andsoilorganisms（一）土壤有機(jī)質(zhì)的來(lái)源與組成一、土壤有機(jī)質(zhì)（SOM）概念：指土壤中形成的和外部加入的所有動(dòng)、植物殘?bào)w不同分解階段的各種產(chǎn)物和合成產(chǎn)物的總稱。植物的枯枝落葉、根系等施入的有機(jī)肥、工農(nóng)業(yè)廢水廢渣土壤動(dòng)物、微生物殘?bào)w1、來(lái)源2、土壤有機(jī)質(zhì)形態(tài)、組成新鮮有機(jī)物質(zhì)半分解的有機(jī)物質(zhì)a.形態(tài)腐殖質(zhì)（humus）：有機(jī)生物殘?bào)w經(jīng)土壤微生物分解和再合成作用重新形成的一類特殊的高分子有機(jī)化合物。占土壤有機(jī)質(zhì)總量的85％以上，主要以有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合體的形式存在。土壤有機(jī)質(zhì)比重液分離(1.8-2.0)微生物生物量未分解或半分解動(dòng)植物殘?bào)w腐殖質(zhì)稀NaOH提取不溶解部分：胡敏素(humin)溶解部分稀HCl酸化至pH1褐色沉淀：胡敏酸(humicacid)淺黃色溶液：富里酸(fulvicacid)土壤有機(jī)質(zhì)的分組糖類：?jiǎn)翁?、雙糖、多糖（纖維素和半纖維素）b.化合物組成木質(zhì)素脂肪、蠟脂、樹脂和單寧有機(jī)酸、醛、醇、酮類及相近物質(zhì)

C、H、O、N（C/N≈10）c.元素組成

灰分元素：Ca、Si、K、Al、Mg、Na、P、Fe、Mn等(二)土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程1、土壤有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化過(guò)程（mineralizationprocess）即土壤有機(jī)質(zhì)的分解過(guò)程。土壤有機(jī)質(zhì)在微生物的作用下，最終分解為簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)化合物（CO2、H2O等），同時(shí)釋放出礦質(zhì)養(yǎng)料的過(guò)程。a.碳水化合物的礦質(zhì)化

多糖→單糖有氧無(wú)氧CO2↑＋H2O＋能量CH3CH2OH或CH3COOHCH4↑＋H2O＋能量b.含氮有機(jī)化合物的礦質(zhì)化

(1)水解作用:蛋白質(zhì)氨基酸(NH2-N)

(2)氨化作用:氨基酸（NH2-N）氨態(tài)氮(NH3-N)

(3)硝化作用:

NH3NO2-

NO3-

蛋白質(zhì)

水解酶水解、氧化還原亞硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌c.含磷化合物的礦質(zhì)化

磷細(xì)菌

水解

K＋＋Na＋＋Ca2＋核蛋白質(zhì)磷酸磷酸鹽H3PO4H3PO3H3PO2PH3d.含硫化合物的礦質(zhì)化

含硫蛋白質(zhì)硫氨基酸H2S2H2S＋O22H2O＋2S2S＋3O2＋2H2O2H2SO4硫化細(xì)菌2、土壤有機(jī)質(zhì)的腐質(zhì)化過(guò)程（humificationprocess）土壤微生物將生物殘?bào)w礦化過(guò)程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物合成更為復(fù)雜的腐殖質(zhì)的過(guò)程。化學(xué)聚合說(shuō)的兩個(gè)階段：第一階段：有機(jī)殘?bào)w在微生物分解作用下分解產(chǎn)生構(gòu)成腐殖質(zhì)主要成分的原始材料，如多元酚、氨基酸、多肽、氧化物醌和糖類物質(zhì)。第二階段：再合成階段。微生物將上述原始材料通過(guò)某種化合機(jī)制（包括縮合等多種酶促反應(yīng)和可能的純化學(xué)反應(yīng)），進(jìn)一步合成為腐殖質(zhì)的單體分子，進(jìn)而縮合為分子大小不同的腐殖質(zhì)。土壤腐殖質(zhì)形成過(guò)程中的轉(zhuǎn)化途徑3、影響土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的因素（1）有機(jī)殘?bào)w的化學(xué)組成、物理狀態(tài)及碳氮比a.分解由易到難順序：糖類、淀粉、簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)>粗蛋白>半纖維素、纖維素>木質(zhì)素、脂肪、蠟質(zhì)b.鮮的比老的易分解，細(xì)碎的比整的易分解c.有機(jī)殘?bào)w的碳氮比（C/N）為25:1~30:1時(shí)最易分解

有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化是微生物參與的過(guò)程，而微生物每同化1份的氮，需要消耗25份左右的碳來(lái)提供物質(zhì)和能量。作物秸桿C/N一般為60～80:1，故難分解，且分解時(shí)與植物爭(zhēng)奪土壤速效氮，同時(shí)過(guò)高的C（能量）會(huì)引起較強(qiáng)的反硝化作用，造成植物缺氮現(xiàn)象發(fā)生。故秸稈直接還田應(yīng)補(bǔ)施適量氮肥，或堆漚降低C/N后施用。一些有機(jī)物質(zhì)的碳、氮含量及其C/N（2）土壤水、熱狀況溫度在25～35℃、水分在田間持水量的60%～80%、通氣良好生物殘?bào)w分解速度最迅速。（4）土壤酸堿度

pH4～10范圍內(nèi)易分解（3）土壤通氣狀況土壤通氣良好時(shí)，好氣微生物活躍，有機(jī)質(zhì)分解迅速?gòu)氐淄寥廊毖趸驘o(wú)氧時(shí)，嫌氣微生物活躍，有機(jī)質(zhì)分解慢且生成還原性物質(zhì)（CH4、H2、H2S）(三)土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤肥力的作用1、植物養(yǎng)分的重要來(lái)源土壤有機(jī)質(zhì)含有大量而全面的植物養(yǎng)分，特別是氮素（N），土壤中的氮素95％以上為有機(jī)態(tài)，經(jīng)微生物分解后，轉(zhuǎn)化為植物可直接吸收利用的速效氮。2、改善士壤的物理性質(zhì)腐殖質(zhì)的膠結(jié)作用促進(jìn)土壤穩(wěn)定性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，降低粘土的粘結(jié)力，增強(qiáng)砂土的粘結(jié)力腐殖質(zhì)顏色深，吸收太陽(yáng)輻射，有機(jī)質(zhì)分解時(shí)放熱——提高地溫腐殖質(zhì)疏松多孔可改善土壤滲水性和蓄水能力3、提高土壤保肥性腐殖質(zhì)巨大的比表面、表面能以及帶有的負(fù)電荷，可吸附保持分子態(tài)合離子態(tài)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)腐殖質(zhì)的兩性膠體性質(zhì)可增強(qiáng)土壤的緩沖性能4、促進(jìn)植物、微生物的生命活動(dòng)

低濃度胡敏酸對(duì)植物生長(zhǎng)具有刺激作用土壤有機(jī)質(zhì)能為微生物生活提供能量和養(yǎng)分5、有助于消除土壤污染腐殖質(zhì)的絡(luò)合、吸附等作用有助于消除土壤中農(nóng)藥殘毒及重金屬離子的污染二、土壤生物（Soilorganisms）土壤生物土壤動(dòng)物細(xì)菌放線菌真菌微生物原生動(dòng)物藻類其它動(dòng)物蚯蚓線蟲§1-3土壤水分§1-3

soil

water（moisture）土壤中的水（waterinsoil）自由水（freewater）束縛水（bondingwater）

氣態(tài)水:水汽，易凝結(jié)為液態(tài)水（vaporouswater）

固態(tài)水：冰，冬季寒冷的中高緯度地區(qū)（solidwater）化學(xué)束縛水物理束縛水化合水：H2Al2Si2O

?

8H2O(waterofhydration)結(jié)晶水：CaSO4

?

2H2O(crystallinewater)吸濕水(hydroscopicwater)膜狀水(membrane/filmwater)毛管水(capillarywater)重力水(gravitationalwater)毛管懸著水(hangingcapillarywater)毛管上升水(ascendingcapillarywater)物理束縛水吸濕水(hydroscopicwater)毛管水(capillarywater)重力水(gravitationalwater)毛管懸著水(hangingcapillarywater)毛管上升水(ascendingcapillarywater)膜狀水(membrane/filmwater)土壤水：存在在土粒表面和土粒間空隙（土壤孔隙）中的水，即在105~110℃下從土壤中驅(qū)逐出來(lái)的水分，不包括化合水和結(jié)晶水

吸濕水：干燥土粒從大氣和土壤空氣中吸附的氣態(tài)水分Waterwhichisabsorbedfromatmosphericvaporandheldtightlytothesoilgranule.Moistureheldinthesoilinthezoneofaerationinequilibriumwiththeatmosphericwatervapor.Waterheldwithin0.0002millimetersofthesurfaceofasoilparticle.Thiswaterisessentiallynon-mobileandcanonlyberemovedfromthesoilthroughheating.Waterwhichisheldsotightlytothesoil,bystaticelectricity,thatitcannotbetakenupbytheplant.一、土壤水分類型與性質(zhì)(一)吸濕水(緊束縛水)

(hygroscopic/hydroscopicwater)AAAA范德華力watervaporHHHH氫鍵EEEE庫(kù)侖力HREHREhygroscopicwaterlayer1.1作用力：土粒表面分子引力（范德華力、氫鍵）和靜電引力1.3水吸力：>3.1MPa（3.1×106Pa）1.2特點(diǎn)：密度大；冰點(diǎn)低；厚度??；不能自由移動(dòng)；無(wú)效水1.5影響因素：土壤空氣濕度越大，土壤質(zhì)地越粘，土壤有機(jī)質(zhì)含量越高，吸濕系數(shù)越大1.4

吸濕系數(shù)（hygroscopiccoefficient）：干燥土壤從濕度接近飽和（>95%）的空氣中吸收水汽而達(dá)到的最大含水量，即土壤吸濕水的最大值；水吸力3.1MPa

膜狀水：吸濕水達(dá)到最大量后，靠土粒剩余的分子引力吸附在吸濕水外面的一層水膜。

Waterwhichisabsorbedbytheremanantmolecularattractionwhenthehygroscopicwaterreachthemaximumlimit.2.1作用力：土粒表面較弱的分子引力(范德華力)、水分子內(nèi)聚力、交換性陽(yáng)離子的水化作用2.3水吸力：3.1~0.63MPa2.2特點(diǎn)：密度較大；冰點(diǎn)較低；移動(dòng)緩慢；部分有效(二)膜狀水(松束縛水)

(soilfilmwater(looselybondingwater)2.4

最大分子持水量（maximummolecularmoistureholdingcapacity）：土壤膜狀水達(dá)到最大值的土壤含水量。

吸濕水＋全部膜狀水；水吸力0.63MPa；吸濕水的2～4倍2.5

凋萎系數(shù)（wiltingcoefficient）：植物產(chǎn)生永久凋萎（permanentwilting）時(shí)土壤的含水量。植物可利用的土壤水量（有效水）的下限。

吸濕水＋部分膜狀水；水吸力1.5MPa；吸濕系數(shù)的1.5～2.0倍

毛管水：受毛管力的作用在土壤毛管孔隙中保持和運(yùn)動(dòng)的水分。

Waterisheldin,ormovesthroughcapillaryintersticesinsoil。3.1作用力：土壤毛管孔隙（0.06～0.002mm）的毛管力

(capillarity)

(三)毛管水

（soilcapillary

water）3.2特點(diǎn)：自由水（保存、運(yùn)動(dòng)、溶解養(yǎng)分）；有效水（availablewater）3.3水吸力：0.63～0.008MPah1

hθBAO2r

表面張力：T=OA管壁對(duì)水的引力：

F＝OB=2πr·

T·cosθ∴

2πr·

T＝h·πr2·ρ·g水柱重力：G＝h·πr2·ρ·g∵

F＝G；cosθ→1

r·

ρ·gh＝

2T0.15h＝（cm）

常溫下（20℃）：r懸著毛管水上升毛管水束縛水地下水3.5懸著毛管水（suspendingcapillarywater）：地下水位較深時(shí)，降雨或灌溉后靠毛管力保持在土壤上層中的水分。旱地懸著毛管水的最大值稱為田間持水量，是旱地灌溉水量的上限，水吸力0.05MPa3.4上升毛管水(ascendingcapillarywater)：地下水藉毛管力支持上升并保持在上層土壤毛管中的水分。地勢(shì)低洼區(qū)；地下水位高；“回潮”上升毛管水的最大值稱為毛管持水量

重力水：當(dāng)土壤含水量超過(guò)田間持水量后，過(guò)量的水分不能被毛管力所吸持，而在重力作用下沿土壤大孔隙向下移動(dòng)的水分。

Soilwaterinexcessofcapillaryandhygroscopicwaterandmovesfreelyundertheeffectofgravity.Itisfoundbeyond0.06millimetersfromthesurfaceofsoilparticles.4.1作用力：重力4.2特點(diǎn)：自由水；多余水，水田為有效水（availablewater）4.3水吸力：0.008～0MPa(四)重力水

（soilgravitational

water）4.4飽和含水量/全持水量：土壤所有孔隙中全部充滿水分時(shí)的土壤含水量。水田灌水水量的依據(jù)吸濕水：干燥土粒從大氣和土壤空氣中吸附的氣態(tài)水分膜狀水：吸濕水達(dá)到最大量后，靠土粒剩余的分子引力吸附在吸濕水外面的一層水膜。毛管水：受毛管力的作用在土壤毛管孔隙中保持和運(yùn)動(dòng)的水分。重力水：當(dāng)土壤含水量超過(guò)田間持水量后，過(guò)量的水分不能被毛管力所吸持，而在重力作用下沿土壤大孔隙向下移動(dòng)的水分。吸濕系數(shù)：干燥土壤從濕度接近飽和空氣中吸收水汽而達(dá)到的最大含水量(土壤吸濕水的最大值),水吸力3.1MPa凋萎系數(shù)：植物產(chǎn)生永久凋萎時(shí)土壤的含水量。植物可利用的土壤水量（有效水）的下限,水吸力1.5MPa田間持水量:旱地懸著毛管水的最大值，是旱地灌溉水量的上限，水吸力0.05MPa毛管持水量:上升毛管水的最大值最大分子持水量：土壤膜狀水達(dá)到最大值飽和含水量/全持水量：土壤所有孔隙中全部充滿水分時(shí)的土壤含水量（重力水的最大值）。土壤含水量：soilwater

content土壤濕度：soilhumidity土壤含水率：percentageofsoilwater一定量土壤中所含水分?jǐn)?shù)量的多少。二、土壤含水量的表示方法1.土壤重量/質(zhì)量含水量：θm（masswatercontentofsoil）

土壤所含水分的重量(質(zhì)量)占烘干土（在105～110℃條件下，烘至恒重）重的百分?jǐn)?shù)。2.土壤容積/體積含水量：θv（volumetricwatercontent）

土壤水分體積占土壤體積的百分?jǐn)?shù)。3.水層厚度（waterthickness）

：Dw

一定深度(hs)一定面積土壤中所含水量相當(dāng)于相同面積水層的厚度。與降雨量及騰發(fā)量相對(duì)應(yīng)＝hs（mm）×θm×rd4.土壤貯水量（soilwater-storagecapacity）

：Vw

一定厚度單位面積土壤中水的體積。與灌、排水定額相對(duì)應(yīng)5.相對(duì)含水量（relativesoilwatercontent）

：Rw

土壤實(shí)際含水量與田間持水量（或全持水量）的百分比值。無(wú)量綱值。旱地土壤（dryland/uplandfieldsoil）：水田土壤（paddy/lowlandfieldsoil）：某一旱地土壤容重為1.2g/cm3，田間持水量θm為30%。為保證作物正常生長(zhǎng)，需使30cm土層的相對(duì)含水量達(dá)到80％。灌水前取濕土27.60g，105℃下充分烘干后稱重，土樣質(zhì)量為24.00g。灌水前適逢降雨10.0mm，問(wèn)還需灌水多少（m3/ha）才能達(dá)到要求？需灌溉補(bǔ)充的水層厚度：

hwi＝32.4-10.0＝22.4（mm）

30cm土層中需增加的水層厚度：

hw（mm）=9%×1.2×300=32.4(mm)

需增加的土壤質(zhì)量含水量:

θm＝24%-15%＝9%

保證植物正常生長(zhǎng)，即相對(duì)含水量為80％時(shí)的土壤質(zhì)量含水量：

θm2＝30%×80%=24%

解:降雨前土壤質(zhì)量含水量：

θm1＝（27.60-24.00）/24.0×100％＝15%

相當(dāng)?shù)耐寥蕾A水量：

Vwi＝22.4×10=224(m3/ha)

將單位數(shù)量土壤水從一個(gè)平衡系統(tǒng)中移到與其溫度相同的處于參照狀態(tài)下的純自由水池時(shí)所做的功。

Theworkthatsoilwatercandoasitmovesfromitpresentstatetothereferencestate.Referencestate:purefreewater,definedtobe0.Awatermoleculeadsorbedinsoilislessfreetomovethanonewithoutadhesiontoasurfacewhichispurefreewater.Sothesoilwaterpotentialisequaltoorlessthan0.三、土壤水分的能態(tài)(一)土水勢(shì)（soilwaterpotential

）:ψw

soilwatersub-potential土水勢(shì)（ψw

）SoilWaterPotential壓力勢(shì)（ψp）PressurePotential基質(zhì)勢(shì)（ψm）MatricPotential溶質(zhì)勢(shì)/滲透勢(shì)（ψo(hù)）Solute/OsmoticPotential重力勢(shì)（ψg）GravitationalPotential1.基質(zhì)勢(shì)（MatricPotential）:ψm土水系統(tǒng)中由于土壤固體特性所引起的一種勢(shì)值。

Resultsfrom：cohesion，adhesion(adsorption)ofsoilparticlecapillaryforceofsoilcapillaryintersticesResultsin：anegativeenergypotentialAffectedby：differencesinadhesionandsoilporosity

非飽和水土壤：ψm<0飽和水土壤：ψm＝02.重力勢(shì)（GravitationalPotential）:ψg

土壤水受重力作用所引起的一種勢(shì)值。與土壤本身的性質(zhì)無(wú)關(guān)。g

isaccelerationduetogravityhistheheightofthesoilwateraccordingtoreferenceelevation.ψg＝ρgh高于參照面：ψg>0低于參照面：ψg<03.壓力勢(shì)（PressurePotential）:ψp

土水系統(tǒng)中的壓力超過(guò)參照狀態(tài)下的壓力而引起的勢(shì)值。

Resultsfrom：Hydrostaticpressure（靜水壓）

飽和水土壤：ψp>0不飽和水土壤：ψp＝0

ψp＝ρghhisthethicknessofthehydrostaticlayer4.溶質(zhì)勢(shì)/滲透勢(shì)（Solute/OsmoticPotential）:ψs/ψo(hù)由土壤水中溶解的溶質(zhì)而引起的勢(shì)值。

Ψo<0Resultsfrom：solutes（inorganicsaltsandorganiccompounds）insoilsolutionThegreatertheconcentrationofsolutes，thegreatertheosmoticpotential(themorenegativethepotential）一般情況下，