《种植基础》土壤水分及土壤空气（举一反三考点练）-讲义

举一反三考点练 《种植基础》土壤水分及土壤空气-讲义 1.掌握土壤水分类型及性质，土壤含水量表示方法。 2.掌握土壤空气的组成及其含量特点。 知识点一 土壤水分类型及性质 一、土壤水分的类型及性质 土壤水分主要来自大气降水与灌溉水。当水分进入土壤时，由于受到各种力的作用，表现出不同的物理状态，可划分为以下几种类型： （一）吸湿水 1. 定义：由干燥土粒的吸附力所吸附的气态水，保持在土粒表面的水分称为吸湿水。 2. 核心性质：- 土粒对吸湿水的吸力很大，最内层吸力可达1.0×109Pa，最外层也可达3.1×106Pa，水分不能移动，具有固态水性质，对溶质无溶解能力。 不能被植物根系吸收利用，属于无效水分。 3. 关键指标：吸湿系数 当空气的相对湿度接近饱和时，土壤吸湿水量达到最大值，此时的土壤吸湿水量就叫作最大吸湿量（吸湿系数）。 （二）膜状水 1. 定义：吸湿水达到最大后，靠土粒剩余的分子引力吸附的液态水膜叫膜状水。 2. 核心性质：- 膜状水所受吸附力比吸湿水小，虽能移动，但速度非常缓慢。 - 由于植物根系的吸水力平均为1.5×106Pa，因此膜状水中只有所受吸力小于1.5×106Pa的部分对植物的有效性高；当土壤水分受到的吸力超过1.5×106Pa时，植物便不能从土壤中吸收水分，从而呈现永久萎蔫。 3. 关键指标：萎蔫系数 将植物出现永久萎蔫时的土壤含水量，称为萎蔫系数。萎蔫系数是土壤有效水的下限，通常是最大吸湿量的1.5倍。因此，膜状水是部分有效的水分类型。 （三）毛管水 1. 定义：靠毛管力保持在土壤毛管孔隙中的水分称为毛管水，它是自由水的一种，能被植物吸收利用，是有效水，同时具有溶解养分的能力，对植物生长发育具有重要意义。 2. 分类（根据毛管水与地下水相连与否）：（1）毛管悬着水 定义：在地下水埋藏较深的情况下，降水或灌溉水靠毛管力保持在土壤上层毛管中未能下渗的水分，像悬在上层土壤中一样，称毛管悬着水。 关键指标：田间持水量 毛管悬着水达到最大量时（即所有毛管孔隙都充满水时）的土壤含水量叫田间持水量。它是土壤所能保持的最大水量，也是土壤有效水的上限，是计算土壤相对含水量、判断是否需要灌水和确定灌水定额的重要依据，也是土壤保水能力大小的重要指标。 不同质地土壤的田间持水量参考：砂土通常为12%~20%，壤土为20%~28%，黏土为28%~32%。 （2）毛管上升水 定义：当地势较低，借助毛管力由地下水上升进入土壤中的水分称为毛管上升水。 特点：土壤的毛管水上升高度最大，能达到2~3 m。在地下水含盐多的地区，毛管上升水可达地表，往往是造成土壤盐碱化的主要原因。 关键指标：毛管持水量 毛管上升水达到最大时的土壤含水量称为毛管持水量。 （四）重力水 1. 定义：当土壤水分超过田间持水量时，多余的水分就受重力的作用沿土壤大孔隙向下移动，这种受重力支配的水称为重力水。 2. 关键指标：饱和持水量（全蓄水量） 当土壤重力水达到饱和时，即土壤全部孔隙都被水分充满时的土壤含水量称为饱和持水量或全蓄水量。 3. 特点与作用：- 土壤经大水漫灌或大雨后，会暂时出现这种水分。 重力水是地下水的重要来源，但在重力水存在的阶段，土壤大孔隙被水分占据，会导致土壤通气不良，影响植物根系的呼吸，因此对旱地植物来说，重力水是多余的水分。 (多项选择题) 下列关于土壤水分类型的说法，正确的有（ ） A. 吸湿水和膜状水都属于受土粒吸附力束缚的水分 B. 毛管水是土壤中最有效的水分类型，能持续供给植物吸收 C. 重力水对所有植物生长都有害，应完全避免 D. 土壤有效水的下限是萎蔫系数，上限是田间持水量 【答案】ABD 【解析】A正确：吸湿水和膜状水都受土粒分子引力束缚，属于束缚水。 B正确：毛管水移动性好、能溶解养分，是植物最易利用的有效水。 C错误：重力水是地下水的重要来源，对水稻等水生植物生长有利，并非对所有植物有害。 D正确：有效水范围为萎蔫系数到田间持水量之间。 1.(单项选择题)下列土壤水分类型中，属于对植物完全无效的水分是（ ） A. 吸湿水 B. 膜状水 C. 毛管水 D. 重力水 【答案】A 【解析】吸湿水受土粒吸附力极强，无法移动、无溶解能力，不能被植物根系吸收利用，属于无效水分。 2.(单项选择题) 土壤有效水的下限是（ ） A. 吸湿系数 B. 萎蔫系数 C. 田间持水量 D. 饱和持水量 【答案】B 【解析】萎蔫系数是植物出现永久萎蔫时的土壤含水量，也是土壤有效水的下限。 3.(判断题) 毛管上升水的高度与土壤质地无关，所有土壤的上升高度都相同。（ ） 【答案】× 【解析】毛管上升水的高度与土壤质地密切相关，毛管孔隙越细，上升高度越高，因此不同质地土壤的上升高度不同。 1.(判断题)膜状水可以缓慢移动，所有膜状水都能被植物吸收利用。（ ） 【答案】× 【解析】膜状水只有所受吸力小于1.5×106Pa的部分能被植物利用，超过该吸力的部分植物无法吸收，因此膜状水是部分有效水。 2.(填空题)土壤水分进入土壤后，根据受力和物理状态，可分为吸湿水、______、______和重力水四种类型。。 【答案】膜状水；毛管水 【解析】土壤水分划分为吸湿水、膜状水、毛管水、重力水四类。 3.(填空题)毛管水根据与地下水的连接情况，可分为______和______两种类型。 【答案】毛管悬着水；毛管上升水 【解析】毛管水分为毛管悬着水和毛管上升水两类。3 土壤水分分为吸湿水、膜状水、毛管水、重力水四类，其中毛管水是植物主要有效水分，萎蔫系数为有效水下限、田间持水量为上限。 不同水分类型受吸力不同、有效性各异，还直接影响土壤保水、灌溉管理和土壤盐碱化状况。 知识点二 土壤水分有效性及土壤含水量表示方法 一、土壤水分有效性 土壤水分有效性是指土壤中的水分能够被植物吸收利用的难易程度。能够被植物吸收利用的水称为有效水，不能被植物吸收利用的水称为无效水。 1. 水分有效性的划分 根据土壤持水能力和植物吸收利用水分情况，可将土壤水分分为3种类型： 无效水：当土壤水分含量低于萎蔫系数时，植物无法吸收利用，为无效水。 有效水：当土壤水分含量大于萎蔫系数到田间持水量时，此时的土壤水分为有效水。 多余水：当土壤水分含量超过田间持水量时，多余的水分受重力支配，成为多余水。 2. 不同质地土壤的有效水特点 一般是砂土的最大有效水范围小，壤土的最大有效水范围大。黏土的田间持水量虽高，但萎蔫系数也高，所以其最大有效水的范围并不比壤土高。 二、土壤含水量的表示方法 在农业生产和科研工作中，常需测定土壤含水量，它是表示土壤水分状况的重要指标，常用的表示方法有以下几种： （一）质量含水量 1. 定义：土壤中含有的水分质量占烘干土质量的百分数，是土壤学中最常用的表示方法。 2. 计算公式： 土壤质量含水量（%） = （湿土质量-干土质量\干土质量）×100 3. 示例：某土壤样品重量为150 g，烘干后土样重量为100 g，则其质量含水量为50% （二）相对含水量 1. 定义：土壤质量含水量占田间持水量的百分数，是栽培学中常用的表示方法。 2. 计算公式： 土壤相对含水量（%）=土壤质量含水量/田间持水量×100 3. 示例：某土壤田间持水量为50%，今测得其土壤质量含水量为40%，则其土壤相对含水量为：80% （三）土壤贮水量 指一定面积和厚度的土壤中含水的绝对数量，主要有两种表示方法： 1. 水层厚度- 定义：一定厚度、一定面积土壤中所含水量相当于相同面积水层的厚度，单位为mm，便于与降水量、耗水量比较。 计算公式： 水层厚度（mm)=土层厚度（mm）×土壤质量含水量（%）×容重 2. 水体积- 定义：一定面积、一定土壤中所含水量的体积，实际灌溉中常用单位为\text{m}^3/\text{hm}^2。 计算公式： 水体积=水层厚度（mm)/1000×10000 （四）土壤墒情 1. 定义：指土壤的含水量状况，河北省地区常用土壤墒情来表示土壤含水量的多少。 2. 田间验墒方法：先量出干土层的厚度，再分层取土，根据土壤颜色、湿润程度、手握成形、落地散碎状况及生产性状等判断墒情。 3. 墒情类型：一般划分为黑墒以上、黑墒、黄墒、潮干土和干土面5种类型。 (多项选择题)下列关于土壤含水量表示方法的说法，正确的有（ ） A. 质量含水量是土壤学中最常用的表示方法 B. 相对含水量以田间持水量为基数，便于判断水分有效性 C. 水层厚度便于与降水量、耗水量进行比较 D. 土壤墒情仅通过土壤颜色即可准确判断 【答案】ABC 【解析】D选项错误，田间验墒需结合土壤颜色、湿润程度、手握成形等多种指标综合判断，并非仅靠颜色。 1.(单项选择题) 土壤有效水的范围是（ ） A. 从吸湿系数到田间持水量 B. 从萎蔫系数到田间持水量 C. 从萎蔫系数到饱和持水量 D. 从吸湿系数到萎蔫系数 【答案】B 【解析】土壤水分含量大于萎蔫系数到田间持水量时为有效水，因此有效水的范围是从萎蔫系数到田间持水量。 2.(单项选择题)土壤学中最常用的土壤含水量表示方法是（ ） A. 质量含水量 B. 相对含水量 C. 水层厚度 D. 水体积 【答案】A 【解析】质量含水量是土壤学中最常用的土壤含水量的表示方法。 3.(判断题)  田间验墒时，只能通过土壤颜色来判断墒情好坏。（ ） 【答案】× 【解析】田间验墒需根据土壤颜色、湿润程度、手握成形、落地散碎状况及生产性状等综合判断，并非仅靠颜色。 1.(判断题) 土壤贮水量仅指一定面积土壤中含水的体积，不包括水层厚度的表示方法。（ ） 【答案】× 【解析】土壤贮水量主要有两种表示方法，分别是水层厚度和水体积。 2.(填空题) 土壤水分按有效性可分为无效水、______和______三种类型。 【答案】有效水；多余水 【解析】土壤持水能力和植物吸收利用情况，将土壤水分分为无效水、有效水和多余水三类。 3.(填空题) 土壤含水量的常用表示方法有质量含水量、________、土壤贮水量和_________。 【答案】相对含水量；土壤墒情 【解析】土壤含水量的常用表示方法有质量含水量、相对含水量、土壤贮水量和土壤墒情。 土壤水分按有效性分为无效水、有效水、多余水，有效水介于萎蔫系数与田间持水量之间。 土壤含水量常用质量含水量、相对含水量、贮水量和墒情四种方式表示，不同质地土壤有效水范围以壤土最大。 知识点三 土壤空气 一、土壤空气的来源和组成 土壤空气存在于未被土壤水分占据的孔隙中，是土壤肥力因素之一，对植物生长发育、土壤微生物活动和养分转化有重要影响。 （一）土壤空气的来源 主要来源于大气，其次是土壤中动植物和微生物生命活动产生的气体。 （二）土壤空气的组成特点 特点 具体表现 主要原因 CO₂含量高于大气 一般是大气的5~10倍，多时可达百倍以上 植物根系和微生物呼吸、有机质分解会释放大量CO₂，且来不及排出土体 O₂含量低于大气 低于近地面大气的20.99% 土壤微生物和植物根系呼吸消耗O₂，又不能及时得到大气补给 水汽含量高于大气 通常处于饱和状态 土壤孔隙中的水分持续蒸发，使空气湿度接近饱和 含少量还原性有毒气体 如CH₄、H₂S、H₂等 土壤通气不良时，微生物厌氧分解有机质的产物，积累到一定浓度会毒害植物 二、土壤通气性对植物生长的影响及其调节 （一）土壤通气性的定义 土壤通气性指土壤空气与近地层大气之间进行气体交换，以及土体内部允许气体扩散和流通的性能。其强弱主要取决于通气孔隙度，一般植物适宜的通气孔隙度为10%~20%。 （二）土壤通气性对植物生长的影响 1. 影响根系生长：通气良好时，根系长、颜色浅、根毛多，吸水吸肥能力强；通气不良时，O₂不足会阻碍根系发育，根系短而粗、颜色暗、根毛减少，甚至腐烂。 2. 影响种子萌发：种子萌发需要水分和氧气，土壤空气中O₂浓度高能促进萌发，CO₂浓度过高则会抑制萌发。 3. 影响土壤微生物活动和养分转化：通气良好时，O₂充足，好气性微生物活动旺盛，有机质分解彻底，硝化作用顺利进行，释放更多速效养分；通气不良时，利于反硝化作用，造成氮素损失，还会产生H₂S、CH₄等有毒气体。 （三）土壤通气性的调节措施 1. 改良土壤质地和结构：这是改善土壤通气状况的根本措施，可通过增施有机肥、合理耕作等方式改善土壤团粒结构，增加通气孔隙。 2. 加强耕作管理：通过深耕、中耕等措施疏松土壤，破除板结，改善土壤通气性。 3. 建立合理的灌排系统：及时排除田间积水，避免土壤孔隙被水分占据，保持土壤通气孔隙的比例。 (多项选择题)下列关于土壤空气与通气性的说法，正确的有（ ） A. 土壤空气中CO₂含量高于大气，O₂含量低于大气 B. 土壤通气性的强弱主要取决于毛管孔隙度 C. 通气良好时，好气性微生物活动旺盛，有机质分解彻底 D. 建立合理的灌排系统可以改善土壤通气性 【答案】ACD 【解析】 B选项错误，土壤通气性的强弱主要取决于通气孔隙度，而非毛管孔隙度 1.(单项选择题)土壤空气的主要来源是（ ） A. 大气 B. 植物呼吸 C. 微生物分解 D. 水分蒸发 【答案】A 【解析】土壤空气主要来源于大气，其次是土壤中生物活动产生的气体。 2.(单项选择题)土壤空气中含量高于大气的成分是（ ） A. O₂ B. N₂ C. CO₂ D. 以上都是 【答案】C 【解析】土壤中植物根系和微生物呼吸、有机质分解会释放大量CO₂，因此CO₂含量高于大气，O₂含量则低于大气。 3.(判断题)土壤空气中的CO₂含量越高，对植物生长越有利。（ ） 【答案】× 【解析】土壤空气中CO₂浓度过高会抑制种子萌发，还会影响根系呼吸，对植物生长不利。 1.(判断题)建立合理的灌排系统，及时排除积水，有利于保持土壤通气性。（ ） 【答案】√ 【解析】建立合理的灌排系统，排除积水，能避免土壤孔隙被水分占据，保持土壤通气性。 2.(判断题)土壤通气不良时，好气性微生物活动旺盛，有机质分解彻底。 【答案】× 【解析】通气良好时O₂充足，好气性微生物活动旺盛；通气不良时，好气性微生物活动受抑制，厌氧微生物活动增强。 3.(填空题)土壤空气存在于未被______占据的孔隙中，是土壤肥力因素之一 【答案】土壤水分 【解析】土壤空气存在于未被土壤水分占据的孔隙中。 土壤空气主要来源于大气，相比大气二氧化碳更高、氧气更低、水汽更足，通气不良还会产生有毒还原性气体。 土壤通气性关乎根系生长、种子萌发和养分转化，可通过改良结构、中耕松土、合理灌排来调节改善。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $