水分
量(%)
田间持水 全持
量
水量
常数
体 积（%） 吸湿 凋萎 田间 系数 系数 持水量
16~22
—
—
— 26~32
22~30 30~40 2~3 5~9 32~42
22~28 28~40 2~3 6~12 30~36
22~28 30~38 3~5 8~15 30~35
22~28 28~38 3~4 9~18 32~42
土壤水存在的形态、性质和数量 土水之间的吸力 作物根系吸水力与土粒吸水力之差
土壤水分特征曲线：反映土壤基质势和土壤含 水率关系的曲线
土壤含水率的测定及表示方法
测定方法：
✓ 烘干法 ✓ 负压计法 ✓ TDR法 ✓ 中子法 ✓ 射线法
表示方法：
质量含水率θm 体积含水率θv 水层厚度h
g/g cm3/cm3 mm 1.0m3/亩=1.5mm水层厚度
土壤含水量对作物各种生理活动的影响是 不一致的: 最适含水量 生长>蒸腾>同化 影响作物的品质
土壤最大有效水量（％）＝田间持水量 （％）－凋萎系数（％）。
表 2. 不同质地土壤的有效水范围（重量%）
细沙土 面沙土 沙粉土 粉土 粉壤土 粘壤土 粘壤土 粉粘土
地区和 0.01m 田间持 土壤 m（%） 水量
辽西 风砂土
2.8
4.5
辽西 风砂土
2.7
11.7
嫩江 黑 土 12.8
12.0
晋西 黄绵土 25.0
17.4
蒲城 垆嵝土
—
20.7
武功 油 土 50.8
19.4
武功 油 土 57.2
20.0
嫩江 黑 土 67.8
23.8
凋萎 系数
1.8 4.2 6.6 6.4 7.8 9.2 12.6 17.4
有效 水范围
2.7 7.5 5.4 11.0 12.9 10.2 7.4 6.4
土壤有效水的影响因素有哪些？
毛管悬着水达到最大量时土壤的含水量称为
田间持水量。 (Field Capacity)
毛管上升水达到最大量时的土壤的含水量，
称为毛管持水量。
当土壤中所有孔隙充满水时的土壤的含水量
叫饱和含水量或（全持水量）
悬着毛管水
上升毛管水
田间持水率 是确定灌水定额时，计划湿润土
层允许含水率的上限，从薄膜水到田间持水 率的土壤含水率的土壤含水量是作物容易利 用的有效水。灌水前土壤允许含水率下限， 一般取田间持水率的50%~70%。
在干旱、半干旱地区，浅层地下水消耗于地 面蒸发的比重很大，当地下水矿化度高时， 地下水通过地表蒸发后造成表土盐分的累积， 形成盐渍害。
因此必需通过排水措施，降低地下水位，避 免渍害和盐渍害。
土壤水
土壤水是与作物生长关系最密切的水分存在
形式。按其形态不同可分为汽态水、吸着水、 毛管水和重力水 。
固态水 冬季土壤结冰时存在
当土壤含水量减少到土粒对水分子的引力等 于或大于1.5×106Pa时，植物会因无力吸水 而发生永久性凋萎，土壤对水分子引力等于 1.5×106Pa（15巴）时的土壤含水量称为永 久萎焉点或凋萎系数。
凋萎系数 = 吸湿系数×1.5（经验公式） 当膜状水达到最大量时土壤的含水量叫土 壤最大分子持水量。
在生产实践中，常将灌水2天后土壤所能保持 的含水率叫做田间持水率。
不同质地土壤的几种水分常数
土壤类型
紧沙土 沙壤土 轻壤土 中壤土 重壤土 轻粘土 中粘土 重粘土
吸湿 系数
— 1~2 1~2 2~3 2~3 — — —
重 凋萎 系数
— 4~6 4~9 6~10 6~13 15．0 12~17 —
农业水资源利用与管理
第1章 农田水分状况
主讲教师：谭军利 博士 宁夏大学土木与水利工程学院 2012年8月
内容提要
农田水分存在形式及其对作物的影响 作物生长对农田水分状况的要求 土壤水分运动 土壤—植物—大气连续体的水分传输
第一节 农田水分状况 农田水分状况系指农田地面水、土壤水和地下 水的多少及其在时间上的变化。
28~32 32~40 — 20.0 40~45
25~35 35~40 — 17~24 35~45
30~35 38~42 —
— 40~50
全持 水量
— 45~52 40~52 44~54 40~50 45~54 48~53 48~55
土壤水分有效性是指土壤水分是否能被作 物利用及其被利用的难易程度。
土壤水
气态水 存在于土壤空气中
吸湿水
受土粒分子引力
Hale Waihona Puke 液态水膜状水受毛管力作用 毛管悬着水
毛管上升水
受重力作用 重力水
地下水
土壤水分常数 （1）吸湿系数; （2）凋萎系数; （3）田间持水量; （4）毛管持水量;
吸湿系数
土壤在水汽相对饱和的环境中（相对湿度 100%）吸持水分子可达到最大量，此时土壤 的含水量称为最大吸湿量或吸湿系数（大概 有15-20层水分子，厚度4-8nm），不同土壤 吸湿系数不一样。
一切农田水利措施，归根结底都是为了调节 和控制农田水分状况，以改善土壤中的气、 热和养分状况，并给农田小气候以有利的影 响，达到促进农业增产的目的。
农田水分存在的四种基本形式
✓ 空气中的水气 ✓ 地面水 ✓ 土壤水 ✓ 地下水
空气中的水气 (主要反映在空气湿度上)
在一定程度上，空气湿度低对作物生长有利。 空气湿度太低，蒸腾强度大，会造成太多的水 分损失，同时，作物根系从土壤中吸取的水量 不能满足蒸腾耗水的要求，作物就会枯萎（大 气干旱）。
θv （%）= θm （%）×ρb
水层厚度h（mm）= 土层厚度（mm）× 土壤含水量（体积）
=土层厚度（mm） × 土壤含水量（质量） ×土壤干容重
第二节 作物生长对农田水分状况的要求 一、水对作物的生态作用 根系的发育；
作物茎叶的生长；
作物生长有一个最高、最适宜和最低的水 分含量；
产生大气干旱的原因是干热风所致。干热风 的指标是：日最高气温≧30℃、日最小相对 湿度≦30%、风速≧3m/s。
防止大气干旱的措施： ➢ 设置防风护田林 ➢ 进行喷灌、雾灌
地面水
水稻采用淹灌时，不同生育阶段要求 田面有一定的水层。同时稻田为了控制田 面水层和排干晒田，也必须有排水措施。
地下水
地下水靠毛细管作用上升到作物根系活 动层中的水量可以为作物所利用。但地下水 位太高，距离地面小于1m时，则会造成根系 活动层内土壤含水量过高，通气不畅，造成 减产，称之为渍害。