土壤水分作物之間的關系
2019-08-02 00:00:00 來源： 點擊：4546 喜歡：0
1.土壤土壤特征影響到作物種類及品種的選擇，以及灌溉和水肥一體化方案的制定和實施。
2.土壤組成
一般來說，土壤由三部分構成：砂粒、粉粒和粘粒。這些成分的相對含量會影響到土壤質地和土壤的持水量。
在大多數的土壤類型中，小顆粒形成較大的顆粒，稱為復粒。復粒相互粘結，形成土塊。土壤顆粒、復粒和土塊間有許多孔隙。
3.土壤質地
土壤中孔隙的分布非常重要。孔隙被定義為兩種類型：小孔隙和大孔隙。小孔隙一般被稱為“毛管孔隙”。在砂質土壤中，孔隙度持久并穩定，在粘性土壤中，孔隙度隨土壤濕度的變化而變化。
土壤持水力受土壤質地和土壤類型的影響。比如：在偏砂性土壤中，15%的土壤含水量可以滿足作物正常生長的需要，而中性土壤中同樣的含水量只處于作物需水臨界點，粘性土壤中則不能滿足作物生存的需要。
水被固定在土壤孔隙中，與周圍的土壤顆粒表面形成水膜。當土壤由于滲透、蒸發和根系吸收而變干時，大孔隙中的水首先被吸收，同時小孔隙中的水也被吸收。當作物需水時，首先從大孔隙中吸收水分。
土壤顆粒的保水機制主要基于顆粒表面的保水性。砂粒、粉粒和粘粒相互粘結和聚集，形成土壤結構。良好的土壤結構比緊實的結構具有更多的土壤空隙和更好的保水性。
壤土具有更好的持水性（它由很多的小顆粒組成，具有更大的表面積）。偏砂性土壤持水性較弱（其主要由大顆粒組成，表面積較小）。
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土壤結構在兩個方面影響灌溉方案:
? 它決定了土壤吸水的快慢。因為其影響了滴頭流量的選擇和滴頭間距的確定，因此在滴灌系統設計前就要了解。
? 它決定了根區蓄水量的多少，以及可供給作物吸收的有效水數量。
1.土壤含水量
了解水、土壤、作物之間的關系非常重要。以下三種狀態對作物的影響很大。
2.飽和持水量
土壤中所有的孔隙都充滿了水。
3.田間持水量
田間持水達到最大值。土壤達到不再隨田間滲漏損失水分的平衡點。這種條件最適宜作物的生長，因為，根系很容易從土壤中吸收水分，同時，土壤通風透氣性好，利于根系的呼吸。
4.萎蔫點
這種情況是指根系無法從土壤吸收水分的下限。超過萎蔫點，作物不能存活，作物萎蔫不可逆轉。
5.有效水
有效水是介于田間持水量和萎蔫點之間的土壤含水量。田間持水量是指田間持水量達到最大值。萎蔫點是指田間持水量達到維持作物生存所需水量的最小值。
6.土壤鹽堿度
在土壤溶液中的鹽濃度越高，可以通過它的電流就越大。因此，飽和提取液的電導率（EC）被用作測量土壤鹽分的指標。
依據土壤鹽分及濃度對土壤進行分級，以評估作物對過量鹽分的忍耐性，主要是基于土壤提取液在25℃時的電導率（ECe）。
7.土壤pH值
土壤pH值被用于測定土壤酸堿度。pH值是指溶液中氫離子（H+ 或更準確的說 H3O+）濃度的負對數（以10為基數）。
在水中，pH值一般在1-14之間，7為中性。
PH值低于7顯酸性，高于7顯堿性。
土壤酸堿度被認為是土壤中的一個主變量，因為它控制著許多化學反應。它通過控制營養物質的化學形態，影響作物養分的有效性。大多數作物pH值的最佳范圍在5.5到7之間，但許多植物在這個范圍之外，也能適應并旺盛生長。
理想的土壤條件
排水良好、土層深厚、壤土層含有充足的空氣（10-12%），地下水位離地表1.5-2米，土壤容重在1.4克/立方厘米，有效水含量在15%（每米的土層深度含有15厘米的水層）或更多，被認為是最佳的土壤條件。
? 土壤的化學性質，如酸堿度和低肥力，可以容易地利用滴灌系統精準施肥或注酸的方式，進行調整或控制。
? 盡管土壤質地較差的土壤很難改善，并通常被視為作物生長的限制要素，但是，滴灌系統可以通過精準灌溉、控制灌溉頻率和灌溉方案來克服這種困難。
土壤分析
土壤分析對制定一個合適的灌溉和水肥一體化方案是非常必要的。通過土壤分析，可以確定滴灌管的類型（滴頭間距和流量）和滴灌管的間距。
所需工具:
? 2個10升（2.5加侖）容量的桶
? 一把鋤頭或鏟子
? 一把土鉆
采集土樣：
? 沿地塊對角線，每50-100米取一個土樣點，取樣點的數量取決于地塊的大小；
? 每個取樣點取2個土樣：一個取0-30厘米（0-1英尺）深度的土層，另一個取30-60厘米深度的土層（1-2英尺）；
? 將所有淺土層的土樣放置一個桶內，深土層的土樣放入另一個桶；
? 把每一桶內的土樣充分混勻；
? 每桶取1.5公斤（3英鎊）的混合土樣，分別放入密封塑料袋中；
? 對兩個密封袋分別標記必要的標示信息和取樣深度；
? 在隨寄的文檔中，標記需要檢測的參數；
? 把土樣寄送至經當地相關部門認證的實驗室進行檢測。
8.土壤調查
在新的項目地中，土壤調查是必不可少的。這對評估土壤的持水能力和土壤水分下滲的情況非常重要。
土壤調查的內容包括：
? 根據地塊大小及不同的土壤特征，使用反向鏟在田間選定點挖掘多個點；
? 這些挖掘點需挖掘足夠的深度，以便展示土壤的橫截面，展現土層的變化，深度一般達到2米（7英尺），這取決于種植作物的類型；
? 每個挖掘點需取3個土樣——表層、中層、深層。每個土樣分別裝袋和鑒定；
?土樣寄往經權威部門認定的實驗室，進行分析鑒定。
9.水量平衡
通過追蹤每日水分的增加和損失，并保持水分平衡，來計算每天作物的水分供給量。水分損失是由作物吸收利用和土壤蒸發和滲漏（滲流）造成的。水分增加是由灌溉和降雨造成的。
維持水量平衡的目的是為了通過灌溉，補充作物消耗的水，保持土壤濕度達到最佳狀態。了解作物需水量是進行水量平衡的基本要求。
作物耗水量也叫蒸散量（EVT）。蒸散量是指土壤蒸發和作物吸收用于蒸騰的水量損失之和。作物耗水量取決于作物生長時期和天氣情況。通常，作物在炎熱和干旱的條件下，需水量更多。風速和云量也對蒸發速率有影響。
通過水量平衡的方法灌溉相對簡單，但是必須考慮作物的生長時期和環境條件，如雨水。
為更有效的灌溉，種植者需要測定蒸散量（EVTc）來統計作物用水量。作物日常需水量（EVTc）的計算是通過每個時期，參照作物的日蒸散量（EVTo），乘以作物系數（Kc）獲得。參照作物的蒸散量（EVTo）可以通過氣象數據或統計標有刻度蒸發盤的水分蒸發量來獲得。這兩種方法都是從一個特定區域的環境蒸發量給出一個近似值。實際的蒸發盤依然在很多地方被應用。然而，近年來對基于氣象數據的EVTo估測越來越多，這些氣象數據包括：氣溫、相對濕度、風速和太陽輻射，利用Penman-Montieth公式計算蒸發量時，涉及到這些變量。
實際作物的耗水量通常與參照作物的蒸散量（EVTo）并不完全一致。首先，作物通過氣孔的開合（葉面的小氣孔，用于維持植株體內水分在適當水平）調節作物需水量。作物的實際耗水量與蒸發盤的蒸發量的差異被稱為作物系數（Kc）。作物的蒸散量，用EVTc表示，可以通過EVTo利用以下公式計算獲得。
10.蒸發盤
蒸發盤盛上水，以用于觀察特定區域的蒸發量。這種蒸發盤有多種形狀和大小，通常為圓形。最著名的蒸發盤為A級蒸發盤。通常蒸發盤配有自動水位傳感器，并且附近有一個小型氣象站。
圓形蒸發盤的直徑為47.5英寸（120.7厘米），深度為10英寸（25厘米）。蒸發盤被小心安置在水平地面上，下部鋪設木底板，通常附上鐵絲網圍欄，以防止有動物從中取水。
蒸發量的測定是指每日同一時間測定蒸發盤中水的深度。測量開始當天，蒸發盤盛滿水，水面離蒸發盤頂部間距為2英寸（5厘米）。24小時后，統計蒸發量后再次把水補至離頂部5厘米（2英寸）。
如果在24小時內產生降雨，則在計算每日蒸發量時需考慮這部分水量。如果降雨量超過了蒸發盤容積，應倒掉容器中多余的水，重新設置蒸發盤內的水平面，以保證未來24小時的蒸發量測量。
A級蒸發盤不能應用在降雨量超過容器容積的日子里。
當蒸發盤內水結冰時，不能用A級蒸發盤測定蒸發量。
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11.土壤張力計
當張力計埋在土中，水可以通過張力計的陶瓷頭進入或移除管內。當土壤干燥時，水通過張力計的陶瓷頭被吸出，張力計內部形成部分真空，可以通過真空表讀數讀出。當土壤由于降雨或灌溉導致比較濕潤時，水回流進張力計，張力計真空度下降，真空表讀數也會降低。
土壤張力計的組成
土壤張力計由多孔陶土頭、集氣管、真空表和其它附件組成。
土壤張力計的安裝
a. 在需要測量土壤水勢（墑情）的地方，用一直徑20毫米的鉆孔器打孔至所需深度，然后往孔中加少許泥漿，垂直插入張力計，使陶土頭與土壤緊密接觸，在周圍填土搗實，并注入少許水，使松散土沉實，不能有間隙，保證雨水或灌溉水不會沿管壁下滲而失去代表性。
b. 除去集氣管上端的螺旋蓋和橡皮塞，然后由注水口加滿蒸餾水，塞緊橡皮塞，擰緊螺旋蓋，不能漏氣。
c. 安裝好的張力計經過2天時間的穩定，儀器內的水與土壤水就可產生水力聯系，便可進行使用。
d. 在選擇張力計埋設地點時，針對每一種主要作物或品種，以及不同的土壤類型或果園，需設置兩個埋設點。避免埋設點地勢過高或過低，避免水位下滲較輕的地點，避免不能代表整個地塊或果園的地點。
張力計讀數代表什么含義？
a. 真空表讀數一般以千帕為計量單位，從0 到 -100 千帕。
b. 張力計正常操作時讀數接近于-75 千帕。讀數為0千帕時，表明土壤水量飽和，根系缺乏氧氣。
c. 當土壤濕度在以下數值以上時，植株生長良好：
? 土壤質地粗糙的土壤，-30千帕 到 -40 千帕 (砂型土壤).
? 中性或粘性土壤，-50 千帕到 -60 千帕
d. 當讀數超過-70千帕時，表明土壤干燥，抑制了作物生長。
土壤張力計的讀數
a. 灌溉完成后，質地輕的土壤需3-4小時后、質地重的土壤需10-12小時，重力水會移動穩定，這時的讀數可以代表此時的土壤張力。
b. 黃色：表示水分太多，土壤的透氣性差。當指針長時間處于這個范圍內時，作物不能正常生長，需要排水。
c. 綠色：土壤水分狀況最佳。對于大部分溫室栽培的經濟作物來說，在這個范圍內生長最好，不需要灌溉。
d. 藍色：土壤水分狀況良好。對于大部分露天栽培的經濟作物來說，在這個范圍內會生長良好，不需要灌溉；對于溫室作物來說，當張力計指針到了這個范圍后就需要灌溉了。
e. 紅色：土壤水分狀況差。對于大部分經濟作物來說，都需要灌溉，否則會影響產量和品質。
土壤張力計使用的注意事項
a. 儀器的使用范圍上限為0.084兆帕，超過此限度時，儀器內的水會逐漸汽化或因陶土頭管壁的水膜破裂而漏氣，使儀器失去作用。
b. 在使用儀器的過程中，必須注意集氣管中的空氣容量，不能讓空氣容量低于真空表的出口，否則就要重新加滿水。加水時應注意不要把埋好的陶土頭與土壤有松動，否則就要重新埋沒。
c. 真空表與集氣管連接采用螺旋與膠粘接而成，不要轉動真空表避免漏氣。
d. 本儀器采用水傳導，當氣溫下降至冰點前應將儀器撤離。
e. 陶土頭切忌沾油污和其它阻礙透水物質，以免堵塞微孔，儀器失靈。
f. 在向集氣管注滿水后，蓋橡皮塞時，應緩緩按入，將多余水慢慢從陶土頭滲出，切不可將橡皮塞快速按入，否則儀器內將產生強正壓力。
g. 所有的土壤張力計必須有鮮明的標記，避免在田間穿梭、勞作或耕作過程中的損壞。
張力計的張力在一段時間內沒有增加，可能的原因
a. 可能是根系受傷或腐爛。
b. 土壤溶液中的鹽濃度過高，引起土壤中礦物質積累（可能是肥料施用量計算錯誤或用量過多。）
c. 氣體滲入到陶土頭中（張力計破裂）
d. 陶土頭沒有檢查和清潔，表面被阻塞物阻擋。
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