四、土壤水分与土壤溶液

土壤是由土粒和团聚体构成的疏松多孔体，颗粒之间存在大小不等的孔隙，它们是土壤水分和空气的通道和贮存库（图 7-5）。土壤水分和空气都具有较大的流动性，而且彼此之间所占的体积和数量是互相消长的。土壤水分是土壤重要的组成部分和肥力因素之一。

土壤水是地表水和地下水之间的过渡环节，其中存储的水量主要随大气降水或灌溉的补给而增加，通过蒸发蒸腾的消耗而减少，并在土壤中存储之外的剩余水经向下渗漏或形成地表径流而排出（图 7-6）。

土壤水分的动态受重力、土粒表面的分子引力、毛细孔隙的毛管力、植物吸收压力和蒸发力等因素的控制。按土壤水分存在的形式和状态及其与土壤的关系，可分为以下各主要类型（图 7-7）：

吸湿水土壤依靠土粒与水分子间很强的分子引力，把土壤空气和大气中的汽态水吸附和固定在土粒表面，形成很薄的一层水膜，这叫吸湿水（吸着水）。土壤保持吸湿水的最大量（吸湿系数），因土壤胶体的数量和质量而不同，质地粘重及含蒙脱土多的土壤含吸湿水量最高。土壤吸附这种水分子的能力很大，因此它不能为植物所利用。
膜状水当吸湿水充满以后，土粒继续靠分子引力吸收水分，加厚土粒外表的水膜，这种水称膜状水。其分子引力减弱，稍有活动性；有极少数水分可供植物利用。植物出现永久性凋萎时的土壤含水率，称凋萎系数。
毛管水当膜状水充满后，毛细孔隙靠毛管力（弯液面张力）而保持的水分，称毛管水。这种土壤水分具活动性，可向蒸发的和低湿度的方向运动；是植物有效水分的基本来源。毛管水有二种：一是靠降水或灌溉供给并与地下水无联系的毛管悬着水；另一是由地下水层上升的毛管上升水，其上升高度因质地和毛细孔隙的大小而不同。在降雨过后，土壤平常所能保持的毛管悬着水的最大量，称田间持水量。当所有毛细孔隙都充满水分时，称毛

管持水量或最大毛管持水量。它们由毛细孔隙的数量所决定。

重力水当毛管水达到最大毛管持水量后，若再有水分补充时，则存在于大孔隙中的水因重力作用而下移，成为重力水。若大小孔隙都充满水分时称为饱和持水量。当排水良好时，重力水很快消失，成为土壤不能保持、植物不能利用的一种水分。当水分过多时则成为渍水，只有水生植物可以适应和利用。

此外，土壤水分中还有化学结合水、汽态水及冰等形态，它们对植物都是无效的。

天然水都不是纯水。大气降水中通常含有少量二氧化碳、氧气和其他物质，进入土体后对固体物质有较大的溶解性，从而成为土壤溶液。所以，土壤水实际上是成分复杂多样的溶液，含有各种无机盐类及可溶性有机化合物。无机类主要有：钙、镁、钠、钾等的硝酸盐、亚硝酸盐、重碳酸盐、碳酸盐、氯化物、硫酸盐、磷酸盐，等等，此外尚有铁、铝、锰等的化合物。有机类主要有：可溶性糖、蛋白质、氨基酸及酰胺，等等。这些溶解物质的形态既有离子态、分子态及胶体状态，这样便有利于游离离子浓度的调节。当土壤溶液中某一离子浓度稀薄时，分子态的和吸收态的离子能游离出来；当其浓度高时，这些离子乃结合成分子或进入吸收状态。

土壤溶液常受水热条件、土壤 pH 值、微生物活动和施肥灌溉等因素的影响。因此它们的组分和浓度在不同土壤类型甚至在不同层次都有所不同，而且容易发生季节性变化。

土壤水分和土壤溶液对土壤中固相物质的转化、生物活动、土壤温度和空气的调节，以及土壤其他性质的变化，都有重大的影响。故有人把它称为土壤的“血液”。现以土壤溶液的浓度对作物生长的影响为例来说明。当作物生长期间土壤溶液的浓度在 3—6 克/升而不大于 10—12 克/升时，大多数作物发育良好。这时土壤溶液中以钙的重碳酸盐和硫酸盐占优势，作物的无机养分元素也充足。若浓度减少至 1—2 克/升以下，则作物的无机养分元素

不足。浓度 10—12 克/升时，大多数作物受抑制。浓度达 20—25 克/升或更高时，大多数作物发育不正常或死亡。造成这种不良影响的原因是：土壤溶液的渗透压高，水分和养分进入植物根系的正常状态发生混乱，使碱金属的硝酸盐、硫酸盐、氯化物、碳酸盐对作物组织的毒害，植物必需的各种无机养分元素之间的正常比例失调。如盐碱土、反酸田、铁锈水田等的土壤溶液都属于这种类型。