土壤吸附水汽的行为。土壤从空气中吸附水汽,变为吸湿水,它与空气中水汽处于动态平衡之中,空气相对湿度愈大,则吸湿水量愈多。在空气中水汽饱和时,土壤吸湿水量最多,称最大吸湿量或吸湿系数,是一个常用的土壤参数。土壤吸湿机制最初一二层吸湿水分子主要是被土粒表面分子的范德华力和氢键吸持,随后有表面电荷及反号离子电荷的静电引力、反号离子的水化作用,还有水分子与水分子间的极性和氢键等的作用。
土壤吸附水汽的行为。土壤从空气中吸附水汽,变为吸湿水,它与空气中水汽处于动态平衡之中,空气相对湿度愈大,则吸湿水量愈多。在空气中水汽饱和时,土壤吸湿水量最多,称最大吸湿量或吸湿系数,是一个常用的土壤参数。
最初一二层吸湿水分子主要是被土粒表面分子的范德华力和氢键吸持,随后有表面电荷及反号离子电荷的静电引力、反号离子的水化作用,还有水分子与水分子间的极性和氢键等的作用。当空气相对湿度从低到高,土壤吸湿水量随之增加,从图看,吸湿过程有先快、中间慢、后期又快的特点,反映了在三个阶段中起主导作用的机制各不相同。第一阶段,从绝对干燥至空气相对水汽压p/po在0.4左右,服从福雷德里希吸附方程:吸湿量a=b(p/po)1/n。式中,p为平衡水汽压,po为该温度下的饱和水汽压,b和n分别是反映土壤比面大小和表面性质的常数。第二阶段(p/po0.4~0.8左右),可用斯彼朗斯基公式表示:a=a。+k(p/p。)2,其中的a。是第一个水分子层容积,k是常数。第三阶段(p/po>0.8)的吸湿量急剧增加,在土粒间接触点的束缚水膜形成了凹液面,发生了毛管凝结现象,即出现了毛管水。
土壤吸湿曲线
前两个阶段的土壤吸湿水被强大的土壤吸力(106至103千帕)保持而失去了自由水的性质,故称为束缚水。其内部的15~20个水分子层是紧束缚水,具有若干不同于自由水的异常性质:无溶解力、无电导、高介电常数、高密度(1.7~1.3克/厘米3左右)、低冰点(最内层在-78℃尚未结冻)、无流动性等,植物不能吸收。土壤在吸附紧束缚水时,会释放出吸湿热。在紧束缚水与自由水之间,有松束缚水,具有过渡性质,溶解力较自由水低,密度较大,沿土粒表面呈膜状移动。紧、松束缚水间无明确界线,大体以能否释放吸湿热和是否丧失溶解能力来划分。松束缚水与自由水间也是逐渐过渡的,实际上也找不到明显的界线。
是一个反映土壤比面和表面性质的重要参数,它决定于土壤质地、腐殖质含量、粘土矿物种类、交换性离子种类和可溶性盐含量等。根据最大吸湿量,可以计算凋萎含水量,即最大吸湿量×系数e=凋萎含水量,经验系数e的值可从大量平行测定中得到,通常取1.2~1.5。最大吸湿量的测定,采用水汽平衡法。把风干土样放置在密闭的干燥器中,器底盛10%H2SO4液或饱和K2SO4液,使器内空气中接近水汽饱和(96%~98%相对湿度),定期称至恒重时的土壤含水量即是最大吸湿量。
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