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土壤水分,土壤张力和田间持水量

2019-12-25 22:18:39      点击:

土壤水分,土壤张力和田间持水量

土壤中所持的水量称为“体积水含量”(“ VWC”),用百分比或比率(每英寸土壤中的水英寸)表示。例如,体积水含量为30%的一立方英尺土壤包含0.3立方英尺或2.25加仑的水。因为小颗粒的土壤比沙质的土壤更牢固地保持水分,所以相同的体积含水量意味着取决于土壤类型的不同张力水平。

 

图2.
体积水含量

计划灌溉时,三个重要的水含量(或张力)水平是:“饱和度”,“田间持水量”和“永久枯萎点”。通过检查浇水事件后水如何流过土壤,可以了解这些情况。

饱和

当水进入土壤的速度快于因重力作用向下移动的速度时,土壤变得饱和。饱和度被正式定义为所有土壤孔隙/空隙都充满水的条件。饱和土壤很重,几乎没有空气,可以认为是泥土。饱和土壤中的条件是厌氧的,不利于健康的植物生长。饱和土壤中的张力非常低,通常小于-10厘泊。取决于土壤类型,饱和时的VWC范围在15%到60%之间。

现场容量

随着时间的流逝(时间的长短取决于土壤的类型),由于重力的作用,几乎所有的水都会被排干。现在,土壤溶液处于平衡状态,其中包含可以通过表面张力保持的所有水分。此条件称为“现场容量”。在“田间持水量”下,植物很容易获得水,土壤溶液中含有充足的氧气。大多数植物的最佳生长条件发生在田间持水量或比田间持水量稍少的情况下。现场容量的张力在-10至-20厘泊之间。VWC的范围从10%到50%,具体取决于土壤类型。

管理允许消耗

“管理允许消耗”(MAD)是植物能够维持的最低水分含量,而没有不利的胁迫影响。这是应该开始灌溉的湿度点,以避免压力影响植物的生长。MAD的张力通常为-50至-70厘泊。此时的VWC范围从5%到40%。低于此水平的任何水分含量都在“压力”区域。

永久枯萎点

由于土壤易于蒸发并从植物中抽出,水分含量降低,张力增加到植物无法提取水的程度。将土壤保持在此水平任何时间长度都可能对植物造成永久性损害。PWP的张力可能高达-15 bar(-1,500 centibar)。VWC的范围从沙质土壤的2%到高粘土含量土壤的30%。



图3. 
土壤水分术语

根区水分

在实践中,农作物根部区域的水土关系很复杂,并且不断变化。根系可以通过几个土壤层延伸到土壤表层以下。每个层位可以具有不同的土壤类型或结构,因此保水能力以及VWC与张力之间的关系在整个根部区域可能会有所不同。此外,由于根系在整个季节都在生长,因此土壤条件的设置会不断变化。在使用根区土壤水分信息进行决策时,这提出了挑战。为了得出有意义的结论,需要可靠的测量设备以及能够进行远程读数和处理大量数据的能力。


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