什么是毛管力？

什么是毛管力？

土壤颗粒间细小的连通孔隙可视为毛管。毛管中水气界面为一弯月面，弯月面下的液态水因表面张力作用而承受吸持力，该力又称毛管力。土壤中薄膜水达最大值后，多余的水分便由毛管力吸持在土壤的细小孔隙中，称为毛管水。

天然条件下，地下水在毛管力的作用下将沿土壤中的细小孔隙上升，由此而保持在毛管孔隙中的水分称为毛管上升水。当地下水位埋藏较深时，毛管上升水远远不能到达表层土壤，此时降雨或灌溉后由毛管力保持在上层土壤细小孔隙中的水分称为毛管悬着水。毛管悬着水量达最大值时的土壤含水率称为田间持水量，此时的毛管力约为1.013×104～3.040×104Pa。

毛管力随着毛管直径的增大而减小，当土壤孔隙直径足够大时，毛管作用便十分微弱，习惯上称土壤中这种较大直径的孔隙为非毛管孔隙。若土壤的含水量超过了土壤的田间持水量，多余的水分不能为毛管力所吸持，在重力作用下将沿非毛管孔隙下渗，这部分土壤水分称为重力水。当土壤中的孔隙全部为水所充满时，土壤的含水率称为饱和含水率。

土壤水分的类型

土壤水分主要来源于大气降水和灌溉水，此外，地下水上升和大气中水汽的凝结也是土壤水分的来源。

水分由于在土壤中受到重力、毛管引力、水分子引力、土粒表面分子引力等各种力的作用，形成不同类型的水分并反映出不同的性质。

固态水，土壤水冻结时形成的冰晶。

汽态水，存在于土壤空气中。

束缚水，包括吸湿水和膜状水。

自由水，包括毛管水、重力水和地下水。 干土从空气中吸着水汽所保持的水，称为吸湿水。

土壤吸湿水的含量主要决定于空气的相对湿度和土壤质地。空气的相对湿度愈大，水汽愈多，土壤吸湿水的含量也愈多；土壤质地愈粘重，表面积愈大，吸湿水量愈多。此外，腐殖质含量多的土壤，吸湿水量也较多。吸湿水受到土粒表面分子的引力很大，最内层可以达到pF值7.0，最外层为pF值4．5。所以吸湿水不能移动，无溶解力，植物不能吸收，重力也不能使它移动，只有在转变为汽态水的先决条件下才能运动，因此又称为紧束缚水，属于无效水分。其主要吸附力为分子引力和土壤胶体颗粒带有负电荷产生的强大的吸引力。 膜状水指由土壤颗粒表面吸附所保持的水层，其厚度可达几十或几百个以上的水分子。

薄膜水的含量决定于土壤质地、腐殖质含量等。土壤质地粘重，腐殖质含量高。膜状水含量高，反之则低。膜状水的最大值叫最大分子持水量。

由于膜状水受到的引力比吸湿水小，一般为pF值4．5～3．8，所以能由水膜厚的土粒向水膜薄的土粒方向移动，但是移动的速度缓慢。薄膜水能被植物根系吸收，但数量少，不能及时补给植物的需求，对植物生长发育来说属于弱有效水分。又称为松束缚水分。吸附力为土粒剩余的引力。 毛管水是靠土壤中毛管孔隙所产生的毛管引力所保持的水分，称为毛管水。

土壤孔隙的毛管作用因毛管直径大小而不同，当土壤孔隙直径在0.5mm时，毛管水达到最大量，土壤孔隙在0.1～0.001mm范围内毛管作用最为明显，孔隙小于0.001mm，则毛管中的水分为膜状水所充满，不起毛管作用，故这种孔隙可称无效孔隙。毛管水又可以分为两种类型。

1．毛管悬着水土体中与地下水位无联系的毛管水称毛管悬着水。在毛管系统发达的壤质土壤中，悬着水主要存在于持水孔隙中，但毛管系统不发达的砂质土壤，悬着水主要围绕着砂粒相互接触的地方，称为触点水。

2．毛管支持水（毛管上升水）土体中与地下水位有联系的毛管水称毛管支持水。毛管支持水与地下水有密切联系，常随地下水位的变化而变化。其原因是地下水受毛细管作用（毛管现象）上升而形成的。其运动速度与毛细管半径有密切联系。

毛管水是土壤中最宝贵的水分，因为土壤对毛管水的吸引力只有pF值2.0～3.8，接近于自然水，可以向各个方向移动，根系的吸水力大于土壤对毛管水的吸力，所以毛管水很容易被植物吸收。毛管水中溶解的养分也可以供植物利用。 当进入土壤的水分超过田间持水量后，一部分水沿着大孔隙受重力作用向下渗漏，这部分受重力作用的土壤水称重力水。重力水下渗到下部的不透水层时，就会聚积成为地下水。所以重力水是地下水的重要来源。地下水的水面距地表的深度称为地下水位。地下水位要适当，不宜过高或过低。地下水位过低，地下水不能通过毛管支持水方式供应植物；地下水位过高不但影响土壤通气性，而且有的土壤会产生盐渍化。若重力水在渗漏的过程中碰到质地粘重的不透水层可透水性很弱的层次，就形成临时性或季节性的饱和含水层，称为上层滞水。这层水的位置很高，特别是出现在犁底层以上会使植物受渍，通常把根系活动层范围的上层滞水叫潜水层，对植物生长影响较大。

重力水虽然能被植物吸收，但因为下渗速度很快，实际上被植物利用的机会很少。

上述各类型的水分在一定条件下可以相互转化，例如：超过薄膜水的水分即成为毛管水；超过毛管水的水分成为重力水；重力水下渗聚积成地下水；地下水上升又成为毛管支持水；当土壤水分大量蒸发，土壤中就只有吸湿水。