農業氣象學導論/土壤水分

本章的目標

• 理解
  • 土壤水分平衡
  • 在作物生產中的重要性

土壤水分

• 土壤中存在的水分
• 持水量取決於孔隙度
• 水分含量可以透過以下方法確定

a) 重量法（烘乾法） b) 電阻塊 c) 張力計

土壤水分類別

1) 重力水

a) 大孔隙中含有的水受重力影響。 b) 它是在吸溼水和毛細管水之外的水。 c) 對植物不可用。 d) 它是飽和容量和田間持水量之間的水量。 所以，田間持水量是重力水的下限。

2) 毛細管水

a) 重力水排掉後，微孔隙中保留的水。 b) 它透過表面張力保持在毛細管孔隙中。 c) 它是植物生長的主要水源。 d) 它是田間持水量和永久萎蔫點之間的水量。 所以，上限是田間持水量，下限是永久萎蔫點。

3) 吸溼水

乾燥的土壤顆粒從大氣中吸收的水分，由於粘附力，以非常薄的薄膜形式附著在土壤顆粒表面。 上限是永久萎蔫點。 對植物不可用。

土壤水分含量（SMC）

它是指土壤顆粒間孔隙中所含的水分，透過一系列溼重和乾重測定。

土壤水分特徵（SMCs）

它是指土壤在受到不同土壤吸力作用下，描述其儲水能力的曲線。

土壤水分常數（SMCon）

它是指土壤水分含量的概念，根據其對植物的有效性而命名。

a) 飽和容量（SC）

土壤的最大持水量，所有孔隙都被水充滿。 土壤水分張力 = 0 大氣壓。

b) 田間持水量（FC）

它是指土壤抵抗重力所能保持的最大持水量。 它是植物可利用水的上限。 也稱為田間承載能力、正常水分容量和毛細管容量。

Tension of FC = 1/10 to 1/3 atm from coarse textured soil to fine textured soil.

在飽和容量下排水 24 小時至（3-4）天后，根據土壤型別，田間達到田間持水量。

c) 永久萎蔫點（PWP）

它是指植物可利用水的下限，也稱為係數或永久萎蔫百分比，張力為 7 至 32 大氣壓（粗質土至粘質土）。

d) 暫時萎蔫

由於強烈的陽光照射和風，植物萎蔫。 植物無法滿足蒸騰作用。 當氣溫涼爽時，細胞變得膨壓飽滿並恢復其形狀，它與水分無關。 所以，永久萎蔫點是指植物永久萎蔫時的水分含量，即在暴露於飽和大氣（100%）時無法恢復其膨壓飽滿。 粗質土壤的水分利用率為 1/10 至 7 大氣壓，粘質土壤為 1/3 至 32 大氣壓。

e) 最終萎蔫（UW）

當張力大於 60 大氣壓時，植物完全萎蔫並死亡。

f) 萎蔫範圍（WR）

如果少量水分新增到田間持水量（PWP）中，植物可以繼續生長發育。土壤水分進一步枯竭會導致植物死亡，任何供給的水分都無效。因此，在萎蔫係數（WR）時，植物幾乎無法獲取水分，需要更大的張力。

PWP is nearly equal to FC / (2 to 2.4)
When silt is low, PWP= FC / 2
when silt is high, PWP = FC/2.4
Ultimate wilting (UW) = 67% of PWP

即吸溼係數=田間持水量（PWP）的67%。

術語

容水量

當最初飽和的土壤樣本被施加 1000 倍於重力的離心力作用 30 分鐘時，土壤樣本中剩餘的水分以容水量表示，這可以透過重量法測定。

土壤水分特徵曲線 (SMCC)

土壤水分張力與其可用水分含量之間的函式關係稱為土壤水分特徵曲線 (SMCC)。

入滲

它是水從地表進入土壤的過程，水向下移動。入滲速率（mm/hr、mm/min、cm/hr）

滲漏

在飽和或接近飽和的土壤中。水向下移動被稱為滲漏。

滲流

它是垂直或向下移動以及橫向移動到土壤中或從水源（灌溉渠）中滲透。

意義

水分利用理論

A. 在田間持水量（PWP）和最大持水量（FC）之間，等量的水分可用。

B. 當植物從最大持水量（FC）到田間持水量（PWP）消耗水分時，即水分減少，植物生長速率也會降低。

C. 可用水分範圍內存在臨界水分含量，超過此臨界水分含量，水分對植物的利用率會隨著田間持水量（PWP）的接近而降低。低於此臨界水分張力 (CMT)，植物生長明顯下降。如果灌溉時間安排在可用水分消耗 50% 時，則幾種作物的產量不會下降。