土壤含水量与水势
土壤含水量衡量土壤中水的多少，而土壤水势衡量土壤中水的能量状态，两者共同描述了土壤中水的数量和有效性。
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Definition
土壤含水量是土壤中以质量或体积百分比表示的水量；土壤水势是单位水量相对于自由水的势能，在非饱和土壤中主要由毛细管力和吸附力产生的基质势决定。
Scope
本主题涵盖体积含水量和重量含水量、土壤水势的组成部分（基质势、重力势和渗透势）、土壤水分特征曲线，以及田间持水量、永久萎蔫点和植物有效水等农学参考点。它区分了水的存在量和水被束缚的紧密程度。
Core questions
- 土壤含水量如何测量和表达？
- 土壤水势的组成部分有哪些？
- 水分特征曲线关联了什么？为什么不同土壤的曲线不同？
- 田间持水量、萎蔫点和植物有效水意味着什么？
Key concepts
- 体积含水量和重量含水量
- 基质势、重力势和渗透势
- 水分特征曲线
- 田间持水量
- 永久萎蔫点
- 植物有效水
Key theories
- 土壤水势概念
- 土壤水的能量状态是基质势、重力势和渗透势的总和；水从总势较高处流向较低处，且随着基质势变得更负，植物有效性会下降。
- 水分特征（特性）曲线
- 含水量与基质势之间的关系，受孔隙大小分布控制，定义了土壤在给定能量下所能保持的水量，并构成了田间持水量、萎蔫点和有效水容量的基础。
Mechanisms
水通过毛细管力被束缚在土壤孔隙中，并通过吸附作用被束缚在颗粒表面，这两种作用在细孔、细质地土壤中更强。随着土壤变干，水只保留在越来越小的孔隙和越来越薄的水膜中，因此基质势变得更负，剩余的水被束缚得更紧。田间持水量是自由排水后的含水量，萎蔫点是植物无法从中提取水时的含水量，两者之差即为植物有效水。
Clinical relevance
了解含水量和水势使种植者能够安排灌溉、估算作物两次浇水之间可以持续的时间，并避免干旱胁迫和涝渍；同样的概念也指导排水设计和土壤湿度传感器的解读。
History
白金汉（Buckingham）于1907年引入了土壤水的毛细管势概念，随后的工作使水分特征曲线以及田间持水量和萎蔫点概念得以形式化，为农学和土壤物理学描述土壤水分提供了定量基础。
Key figures
- Daniel Hillel
- Edgar Buckingham
- Lorenzo A. Richards
Related topics
Seminal works
- hillel1998
- brady2016
Frequently asked questions
- 田间持水量和萎蔫点有什么区别？
- 田间持水量是重力排干最大孔隙后土壤保留的水量，是易于储存水的上限，而永久萎蔫点是剩余水分被束缚得太紧以致植物无法提取的较干燥的下限；两者之间的水是植物有效水。
- 土壤中水分充足但植物仍可能受到胁迫吗？
- 是的。如果水分以非常负的势能被束缚，例如在干燥的黏土或盐渍土中，尽管含水量可测量，植物可能无法提取水分，因为有效性取决于水的能量状态，而不仅仅是其数量。