土壤水的能态理论

自然界中的物体都具有能量，而且普遍的趋势是自发地由能量高的状态向能量低的状态运动或转化，最终达到能量平衡状态。经典物理学认为，任一物体所具有的能量由动能和势能组成，由于水分在土壤孔隙中运移很慢，其动能一般可忽略不计，因此，土水势——土壤水分所具有的势能，在决定土壤水分的能态和运动上就变得极为重要。任意两点之间的土壤水势能之差，即土水势之差是水分在此两点间运动的驱动力。

土壤水分的势能，不可能也没有必要确定其绝对数量，为此，可选定一个标准参考状况，土壤中任一点的土水势的大小，可由该点的土壤水分状态与标准状态的势能差值来定义。一般取一定高度处，某一特定温度（常温或与所论土壤水温度相同）下承受标准大气压（或当地大气压）的纯自由水（不含有溶质，不受固相介质作用）作为标准参考状态。

当说到土壤中某一点土水势时，是指该物理点体积之内单位数量的土壤水分所具有的势能，所以土水势的单位取决于对土壤水分单位数量的规定方式。

（1）单位质量土壤水的土水势Ψ，单位为J/g。

（2）单位容积土壤水的土水势，单位是压强单位Pa（atm、bar为已废除的计量单位）。

（3）单位重量土壤的土水势，单位是长度cm或m，即通常所说的水头，数值上和以水柱高度表示的压强值相等。

以上三种土水势的单位中，常用的是后两种。各种土水势单位间的换算关系如表1-11所示。

表1-11 土壤水势单位换算