土壤水势

土壤水所具有的势能

土壤水势指土壤水所具有的势能，即可逆地和等温地，在大气压下从特定高度的纯水池移极少量的水到土壤水中，单位数量纯水所须做的功。

定义

作用于土壤水的力主要有重力、土壤颗粒的吸力和土壤水所含溶质的渗透力，因此土壤的总水势通常表示为以上各种力构成的分势的总和。土壤水势一般表示为负的压力，因此也称为土壤水分张力。土壤饱和时土壤水势的绝对值小，土壤含水量低时土壤水势的绝对值大。因此土壤水势绝对值的大小反映了土壤水分运动和植物吸水的难易。

土壤水势中的重力势由与某一参照面的相对高度而定。习惯上把参照面设在土壤剖面之下的某一适当高度，以使重力势为正或零值，在非饱和土壤中，重力势在土壤水势中所占比重很小，常略而不计。基模势由土壤基模对水的吸附力和土粒间形成的毛管作用共同决定。在不饱和土壤中，除毛管作用外，土粒上吸附着水膜，对砂质土壤，吸附作用较小。渗透势亦称溶质势，即土壤水由于溶质的存在而养活的化学势能，这些溶质可以影响土壤水的热力学性质，特别是影响其水汽压。渗透势通常不显著影响水的液态流动，但当存在渗透膜而形成扩散障碍时，渗透势即起作用。因此渗透势在植物根与土壤的相互作用中以及土壤水的气态扩散过程中是重要的。

意义

以纯自由水为参照状态时，单位数量土壤水所具有的能量相对水平。若以纯自由水的能量为零，则饱和土壤的水势多为正值，而非饱和土壤的水势则多为负值。

土壤水总是由水势高处向低处流动。当已知土体内的土壤水势时，便可由土壤水势分布情况判断水流方向，而由水势随距离的变化率确定驱使土壤水分运动的动力。因此，土壤水势对研究土壤水分状态及其运动规律十分重要。

单位

土壤水势的定量单位取决于土壤水单位数量的表示方法。当选用单位质量的土壤水时，土壤水势单位为J/g或erg/g；选用单位容积的土壤水时，土壤水势单位和压强单位相同，如Pa、bar、atm等；选用单位重量的土壤水时，土壤水势则相当于一定压力的水柱高度，常用cm表示。上述各种单位之间均可互相换算。

分势

根据影响土壤水势的因素不同，一般可将土壤水势分为下列几个分势：

（1）压力势。土壤承受的压力超过参照状态下的标准压力而产生的势。土壤中的静水压力、气体压力以及荷载压力均可形成压力势。

（2）基质势。由土壤基质的吸附力和毛管力而产生的势。

（3）重力势。土壤水受重力作用而产生的势。

（4）溶质势。土壤水含有可溶性盐类时，会使土壤水分失去一部分自由活动的能力，由此而产生的势（负值）。

在恒温条件下，以上4个分势的代数和称为土壤总水势。

在实际应用中，为方便起见，常将某几个分势合并起来，并另起一个名称，例如，基质势与溶质势经常合并使用，将它们的绝对值之和称为土壤水吸力。又如，当土壤中没有半透膜时，溶质势对土壤水流不起驱动作用。这样，便将其余3个分势合并在一起，称为水力势。

测定

土壤水势的测定，一般是先测出各个分势，再综合为总水势。基质势可用张力计、沙蕊漏斗或压力室等方法测定。压力势可用压力表、测压管测出。渗透势与渗透压的绝对值相同，可通过测定渗透压来确定渗透势。若能测出土壤水含盐成分及其浓度，则可直接计算出渗透势的数值。重力势与土壤本身性质无关，仅决定于所研究的点与参照面之间的垂直距离，因而很容易测定。

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