存在于土壤孔隙中及吸附于土粒表面的水分。土壤水有固（冰）、液（水）和气（水汽）三态，在一定条件下可以互相转化而处于动态平衡中。通常，以液态水的数量较多，在土壤肥力和植物水分供应中起的作用最大。土壤中的液态水因受孔隙中毛管力和土粒表面吸附力等的影响，其性质与地表的河水、湖水和库水等“自由水”不同。

土壤水是植物需水的主要给源，是土壤中各种生命活动和理化过程的必要条件，因而是土壤肥力和土壤发育的重要因素。土壤水的保持和运动，是环境水循环的一部分，对自然环境和农业生产有着不可忽视的影响。土壤水是土壤学的重要研究领域，也是水利学、水文学、地下水动力学、土工学、环境物理学、农业气象学等学科的重要研究内容之一。

土壤水的问题早在原始农业时期就受到重视，先民们逐水草而居，因为在河流附近有充足的灌溉水源。在二千多年前的《禹贡》一书中，把土壤水分状况作为当时全国土壤分类和土地生产力分级的依据之一。

在18～19世纪，欧洲的资本主义农业普遍采用机械排灌和耕作，对适宜的土壤水气比、土壤持水性以及与作物产量关系等，有不少有价值的观察和论述。在19世纪末的沙皇俄国，由于大草原发生干旱而造成农业歉收，道库恰耶夫（В.В.Докучаев）受命组织土壤调查研究，土壤水观测是其中的重要内容，创建了第一批土壤水分状况定位观测站。20世纪初，美国农部物理室首任主任布里格斯（L.J.Briggs）及其同事白金汉（E.Buckingham）分别对土壤水的形态和能态作了研究。布里格斯对土壤凋萎系数和田间持水量（当时用“持水当量”代替）研究以后，这两个土壤水分常数一直来是农田灌溉设计用的基本参数。白金汉首先研究了土壤水的能量问题，提出了“毛管势”的概念。

传统土壤水学说的发展

在20世纪前半叶，欧、美和苏联的研究者用模拟（如土柱试验）和模型（如球粒垒结模型、毛管束水流模型）试验，研究土壤水的保持和运动，把达西定律从饱和流扩大用于非饱和流。在50～70年代，苏联学者罗戴（A.A.Poдe）对土壤吸力、土壤水类型及其移动性、有效性及土壤水分常数的物理特征等，作了系统的理论概括，对土壤水分状况作了分类并阐明其发生学意义，编写了土壤水分状况研究法，发表了十余本专著和区域性土壤水研究专辑，建立了“土壤水文学”。阿勃拉莫娃（М.М.Абрамова）提出的“毛管联系断裂湿度”，是土壤毛管水移动从快到慢的转折点。卡钦斯基（Н.А.Качинский）把田间土壤中保持的最大水量区分为两种：“总持水量”（低地下水位条件下，相当于“田间持水量”）和“毛管持水量”（高地下水条件下），后者由于有来自地下水面的毛管上升水的补给，其含水量超过前者。在灌排设计中，区分这两种持水量甚为重要。

土壤水能量观点及SPAC水流研究

白金汉关于土壤水能量的开创性研究，开始时并未受到重视。30～40年代，美国学者加德纳（W.Gardner）和理查兹（L.A.Richards）等先后研究和应用了两种土壤水吸力测定装置——张力计和压力板仪，前者广泛用于田间灌溉监测。1943年，爱德弗生和安迪生（N.E.Edlefsen and A.B.C.Anderson）的专著《土壤水分的热力学》把土壤水能量观点建立在热力学基础上。至60年代中期，关于土水势及其各分势的热力学概念趋于完善，有关测定手段也走向实用化。1966年澳大利亚菲列浦（J.R.Philip）在土水势概念的基础上提出了“土壤—植物—大气连续体（SPAC）”中水分运移问题，把土壤水分调控与植物、环境水分状况联系起来。

大尺度土壤水文监测

70年代，美国尼尔森（D.R.Nielsen）等提出了土壤性质空间变异性问题。至80年代末、90年代初，引用统计学方法建立了各种随机模型，并开始应用于大尺度的集流面和小流域土壤水文过程（包括水和溶质）的监测，研究灌排控制和环境质量（污染物）监测等问题。

一百多年来的土壤水分研究，在不同时期及不同地区各有侧重，但始终是联系水资源开发利用及农业生产的要求，以研究“土壤水的保持和移动”为主要内容。归纳起来，可分为以下几个相互联系的方面。

土壤水的保持和类型

在不同充水程度条件下，土壤保持水分的吸力（吸附力、毛管力）的来源和大小不同，土壤吸力从土粒表面的1000多兆帕，降低至大孔隙中心的接近零，因此，液态水在土壤中保持和存在的状态不同，可以粗分为束缚水、毛管水和重力水3大类，前两者分别被土壤吸附力与毛管力保持着，而后者则在重力作用下流失。它们的各项性质不同，其中，对植物供水有关的移动性和有效性的差别很大。土壤毛管水的数量较大、移动较快而易于被植物根系吸收，也是土壤各种化学过程和生物过程的参与者，因而显得重要。这3类土壤水分本身，由于土壤吸力、存在状态及性质等差异程度不同，每一类可细分为若干种（见土壤水类型）。如毛管水按其存在位置和状态，分为封闭毛管水、触点水、环状水和连续毛管水，按离地下水面远近分为悬着毛管水与支持毛管水，按移动性和有效度分为难效水与易效水等（见土壤毛管水）。

土壤水分常数

当土壤从充水至干燥的失水过程中，其吸力、存在状态和性质等发生连续的变化，其中，有几个变化急剧的转折点。对于每种土壤（或土层）来说，在这些转折点上的含水量和吸力值均是定值，叫做“土壤水分常数”，它们是重要的土壤水分特征参数，在农田水分管理、渠系设计及土建工程中常用。其中，应用最普遍的是“田间持水量”、“萎蔫含水量”和“毛管联系断裂含水量”（见土壤水分常数）。

土壤持水量剖面

土壤全剖面及其各层能抵抗重力作用而保持的最大水量是一定的，主要决定于其结构、孔隙、上下层垒结以及地下水埋深的状况。土壤保持的水量对每个土壤或土层是一个定值，就是其“田间持水量”（离地下水面远）或“毛管持水量”（离地下水面近）。它们是计算规定厚度（如耕层、根系活动层）土层中灌水定额或排水定额（包括降低地下水位）的重要依据（见田间持水量）。

土壤持水曲线

也叫土壤水分特征曲线，它是土壤脱水（或充水）过程中的土壤吸力（或水势）与含水量的关系曲线。由于土壤干湿历史不同，持水曲线呈扫描现象而不呈单值关系。为此，规定从水分饱和到干燥的脱水曲线为标准持水曲线，此曲线上的每一点的吸力（或水势）与含水量是单值关系。通常把土壤持水曲线分为3段：①低吸力段（吸力小于0.1兆帕），为土壤易效水部分；②中吸力段即0.1～1.5兆帕，为难效水部分；③高吸力段，自1.5至10³兆帕，为无效水部分，从持水曲线各点的斜率（比水容量）的量级，可了解其有效程度的变化（见土壤水分特征曲线）。

土壤水势及其各分势

见土水势。

土壤流方程

包括①土壤水流方程及其分方程（饱和流、非饱和流、溶质流、水汽扩散）和有关参数（导水率、扩散率、弥散—扩散系数等）的建立和测定，包括均质体和非均质体，从一维方程至三维方程推算。②土壤中水、盐、热、气流耦合方程的建立和应用。③人工电场下的土壤水、盐运移模拟和土壤电流改良试验。④土壤水流、热流方程的扩大应用，如石油管道中油、气流的工程热力学问题研究等。

SPAC流及环境水文监测

这是土壤水流研究的扩大及其在生态环境方面的应用。包括：①SPAC水流及植物生长模型中水流方程，联系农田水量平衡及其各收、支（蒸散等）项监测，水资源（降水、土壤水、地下水）综合利用，提高其利用率及发挥土壤水库的调节作用，农用地（农、林、牧、果、特种作物）的需（耗）水规律及灌排制度，周年土壤水库库容（总储水量、有效水储量）及其分层分布的动态监测。②土壤—环境水分状况监测，如林地、草地及待开发地水文状况，各种特种用地（自然保护区、科学考察地、文化和旅游景地）水文状况监测和管理。

全球（或区域）环境变化背景上的土壤—植被水文状况

如关于土壤退化和污染的环境水文学研究，人畜食物链和医学问题（如地方病）的环境水文学和生物地球化学研究等。

土壤水研究法

包括土壤含水量、水势测定的方法、仪器选择及其资料整理（见土壤含水量测定、土壤水势测定）、土壤持水曲线绘制和比水容量测定和评价，土壤水分常数测定和应用，土壤水运动（饱和流、非饱和流）、土壤溶质运动、土壤水、盐、热耦合运动的模拟试验、参数测定及田间监测和调控，土壤湿度（含水量）状况及土壤水分状况观测和调节，土壤水分空间变异性研究及大尺度土壤水文过程监测，SPAC水流和农田水量平衡计算等等。20世纪末的研究表明，如下几个方面待进一步开发和应用：①建立在各种土壤孔隙模型基础上的非均质非饱和土壤的非稳定流三维方程（均质土、饱和流、稳定流的一维方程是其特例）。②土壤及SPAC中水—溶质（盐分、养分、农药）、热流耦合方程（模型）及其人工电场作用下的调控。③土壤含水量、土壤水分性质（如透水性）的时空变异监测和应用等。

20世纪50年代以来结合荒地勘查、流域治理、灌区设计和盐碱土改良等工作，开展了各类土壤水分性质研究，进行田间土壤水分状况观察和定位研究，为水资源利用、土壤保护及农作物增产提供了有关依据。70年代后，逐步引进土壤水能量观点及土水势测定设备和方法，发展了土壤水研究工作，扩大了其应用范围。

持水曲线和田间持水量

热带至寒温带各类土壤的持水曲线和水分常数研究中，得到结论：①明确从田间持水量至萎蔫含水量的土壤有效水范围中，各段水分对植物是非等效的，初步确定以比水容量从10^-1量级转至10^-2量级（单位为毫升/兆帕/克）处为“易效水”与“难效水”的分界线。②田间持水量时的土壤吸力为0.01～0.03兆帕，砂质土的吸力值小，粘质土的值大，但微结构发达的粘质红壤仍具有较低的吸力值。

毛管联系断裂含水量

在黄淮海平原的研究中确定了它确是一个土壤水分常数，其质量含水量为田间持水量时的60%～70%。根据地下水面以上毛管联系断裂含水量所在位置，可确定毛管水强烈上升高度，并由此计算地下水临界水位，为盐碱土地区的灌排设计、防止返盐提供依据。在田间可通过剖面曝晒法、土表返盐观测法及地面植被调查法，来确定毛管水断裂含水量值及地下水临界深度。

干旱半干旱地区土壤水分状况监测

在黄土高原和黄淮海平原，根据长期定位监测资料，提出了利用当地有限的降水资源，发挥厚层土壤水库的蓄水作用，以保证农作物稳产的措施。在东北半干旱半湿润区建议采用深松土和冬季储水灌溉，以保证翌年春麦对土壤水分的要求。

亚热带园地土壤水分状况研究

在广泛调查的基础上，初步确定红壤、黄壤茶园的根系活动层（0.6～1米）的土壤湿度宜保持在田间持水量的90%左右，而在降至70%时应进行灌溉。在红壤橘园，保持主要根系活动层（30～60厘米心土层）的适宜水、气比，是园地水分管理的要点。