Toprak nemi toprağın su içeriğine işaret eder. Hacim veya ağırlık cinsinden ifade edilebilir. Toprak nemi ölçümü, yerinde problara veya uzaktan algılama yöntemlerine dayanabilir.
Bir alana giren su, akış, drenaj, buharlaşma veya terleme ile bir alandan çıkarılır. Akış alanının kenarına yüzeyi üzerinde akan su; drenaj topraktan aşağıya veya yeraltındaki alanın kenarına doğru akan sudur; bir alandan buharlaşan su kaybı, suyun alanın doğrudan yüzeyinden atmosfere buharlaşan kısmıdır; terleme, bitkinin kendisinden buharlaşmasıyla tarladan su kaybıdır.
Su, toprak oluşumunu, yapısını, stabilizesini ve erozyonunu etkiler, ancak bitki büyümesi ile ilgili birincil husustur.
Su dört nedenden dolayı bitkiler için gereklidir:
Bitkinin protoplazmasının % 80-95'ini oluşturur.
Fotosentez için gereklidir.
Besinlerin bitki içine, bitki içine ve bitki boyunca taşındığı çözücüdür.
Bitkinin uygun pozisyonda kalmasını sağlayan gerginliği sağlar.
Buna ek olarak, su, genellikle daha düşük seviyelerde mineralleri eritip tekrar çökelterek toprak profilini değiştirir.
Bir balçıklı toprağa, katı hacmi, gaz dörtte biri yarı hacmine oluşturur ve hacim su bir çeyrek güçlü bir varyasyona göre olan, sadece yarım olarak bitkilerin çoğuna sunulacak olan matris potansiyeli.

Taşmış alan etkisi altında yerçekimi su tahliye edecek ağırlık suyun yapıştırıcı ve bir araya getiren kuvvetler ulaştığı söylenir ve bu noktada daha fazla drenaj karşı kadar alan kapasitesi.
Bu noktada, bitkiler uygulamak zorundadır emme.
Bir topraktan su çekmek için.
Bitkilerin topraktan alabileceği suya mevcut su denir.
Mevcut su tüketildikten sonra, bitki bu suyu çekmek için yeterli emiş üretemediğinden kalan neme ulaşılamaz su denir.
15 bar emiş, solma noktasında tohumlar çimlenmeyecektir, bitkiler solmaya ve sonra ölmeye başladı.
Su toprakta yerçekimi, ozmoz ve kılcallığın etkisi altında hareket eder.
Su toprağa girer, bu birbirine bağlı hava değiştirir makro ile kaldırma kuvveti, hava, adı verilen bir işlem tutulmuş edildiği ve sonları agrega söndürme.

Bir toprağın suyu emme hızı toprağa ve diğer koşullarına bağlıdır.
Bir bitki büyüdükçe, kökleri önce en büyük gözeneklerden ( makro gözenekler ) suyu çıkarır.
Yakında daha büyük gözenekler sadece hava tutar ve kalan su sadece orta ve en küçük boyutlu gözeneklerde ( mikro gözenekler ) bulunur.
En küçük gözeneklerdeki su, parçacık yüzeylerine o kadar kuvvetli bir şekilde tutulur ki, bitki kökleri onu çekemez.
Sonuç olarak, tüm toprak suları, dokuya güçlü bir bağımlılığı olan bitkiler için mevcut değildir.
Doymuş olduğunda, toprak su drenaj gibi besin kaybedebilir.
Su, drenaj alanında toprağın yerel olarak doymuş olduğu basınç etkisi altında hareket eder ve kılcallık ile toprağın daha kuru kısımlarına çekilir.
Çoğu bitki su ihtiyaçlarını bitki yapraklarından buharlaştırma (kaynaklanan emme tedarik edilmektedir terleme ) ve bir alt parça ile yaratılan emme tarafından temin edilir ozmotik basınç bitki iç ve toprak çözeltisi arasında farklar.
Bitki kökleri nemli toprak mikrositlerinde su aramalı ve tercihen büyümeli, ancak kök sisteminin bazı kısımları toprağın kuru kısımlarını yeniden nemlendirebilmelidir.
Yetersiz su, mahsulün verimine zarar verecektir.
Mevcut suyun çoğu, besin maddelerini bitkiye çekmek için terlemede kullanılır.
Toprak suyu iklim modellemesi ve sayısal hava tahmini için de önemlidir.
Küresel İklim Gözlem Sistemi, toprak suyunu 50 Temel İklim Değişkeninden (ECV) biri olarak belirlemiştir.
Toprak su ile in situ olarak ölçülebilir toprak nem algılayıcısı ya da uydu veri ve hidrolojik model tahmin edilebilir.
Her yöntem artılarını ve eksilerini gösterir ve bu nedenle farklı tekniklerin entegrasyonu verilen tek bir yöntemin dezavantajlarını azaltabilir.

Toprak suyu (tutma) ve Su tutma eğrisi
Zaman su toprakta muhafaza edilir yapışma kuvveti, suyun bu çekim hidrojen atomu için sahip oksijen toprak parçacıklarının suyun hidrojen diğer su, oksijen atomları için hissediyor kohezif kuvvetler daha güçlüdür. bir alan dolu olduğunda, zemin gözenek alanı tamamen su ile doldurulur.
Tarla, alan kapasitesi denilene ulaşana kadar yerçekimi kuvveti altında drenaj yapar, bu noktada en küçük gözenekler su, en büyüğü su ve gazlarla doldurulur.
Tarla kapasitesine ulaşıldığında tutulan toplam su miktarı, toprak parçacıklarının spesifik yüzey alanının bir fonksiyonudur. bir sonucu olarak, yüksek kil ve yüksek organik topraklar olarak yüksek alan kapasitesine sahiptir.
Referans koşullarda saf suya göre birim hacim başına suyun potansiyel enerjisine su potansiyeli denir.
Toplam su potansiyeli, kılcal hareket, tuzlu toprak için ozmotik potansiyel ve su hareketinin dikey yönü ile uğraşırken yerçekimi potansiyelinden kaynaklanan matrik potansiyelin toplamıdır.
Topraktaki su potansiyeli genellikle negatif değerlere sahiptir ve bu nedenle emişte de ifade edilirsu potansiyeli eksi olarak tanımlanır.
Emme pozitif bir değere sahiptir ve suyu topraktan çekmek veya itmek için gereken toplam kuvvet olarak kabul edilebilir. Su ya da potansiyel emme kPa birimi (10 olarak ifade edilir 3 Pascal ), çubuğu (100 kPa) veya cm H 2 O (yaklaşık 0.098 kPa) tutulmuştur. Ortak logaritma emme cm H 2 O adlandırılır pF.
Bu nedenle, pF3 = 1000 cm = 98 kPa = 0,98 bar.
Suyun toprakta tutulduğu kuvvetler, bitkiler için kullanılabilirliğini belirler. Yapışma kuvvetleri, suyu mineral ve humus yüzeylerine güçlü bir şekilde ve yapışkan kuvvetlerle kendine daha az güçlü bir şekilde tutmaktadır.
Bir bitkinin kökü, toprağa yapışan çok küçük bir su hacmine nüfuz edebilir ve başlangıçta sadece birleşik kuvvetler tarafından hafifçe tutulan suda çekilebilir.
Ancak damlacık aşağı çekildikçe, suyun toprak parçacıkları için yapışma kuvvetleri giderek daha yüksek emiş, nihayet 1500 kPa'ya kadar (pF = 4.2) üretir.
1500 kPa emişte toprak suyu miktarına solma noktası denir. Bu emişte, bitki terleme yoluyla su hala bitkiden kaybedildiği için bitkinin su ihtiyacını karşılayamaz, bitkinin rutubeti kaybolur ve stomatal kapanma terlemeyi azaltabilmesine ve böylece solma noktasının altında solmayı geciktirebilmesine rağmen özellikle solur. Kuraklığa adaptasyon veya iklimlendirme altında.
Hava kuru olarak adlandırılan sonraki seviye, 100,000 kPa emme (pF = 6) meydana gelir.
Son olarak fırın kuru durumuna 1.000.000 kPa emişte (pF = 7) ulaşılır. Solma noktasının altındaki tüm suya kullanılamaz su denir.
Toprak nem içeriği bitki büyümesi için en uygun olduğunda, büyük ve orta boy gözeneklerdeki su toprakta hareket edebilir ve bitkiler tarafından kolayca kullanılabilir.
Toprak kapasitesine drene olan bir toprakta kalan su miktarı ve mevcut olan miktar toprak türünün işlevleridir.
Kumlu toprak çok az su tutarken, kil maksimum miktarda tutacaktır. Silt tınlı için mevcut su% 20 olabilirken kum için bu tabloda gösterildiği gibi hacimce sadece% 6 olabilir.

Su akışı
Su, yerçekimi, ozmoz ve kılcallık kuvveti nedeniyle toprakta hareket eder. Sıfır ila 33 kPa emişte ( alan kapasitesi ), su, yerçekimi kuvveti ve suyun basıncı tarafından oluşturulan basınç gradyanı altında uygulama noktasından toprağa itilir; buna doymuş akış denir.
Daha yüksek emişte su hareketi, ıslatıcıdan kuru toprağa doğru kılcallık tarafından çekilir.
Bu, suyun toprak katılarına yapışmasından kaynaklanır ve doymamış akış olarak adlandırılır.
Toprakta su sızması ve hareketi altı faktör tarafından kontrol edilir:
Toprak dokusu
Toprak yapısı. Taneli yapıya sahip ince dokulu topraklar, suyun infiltrasyonu için en elverişlidir.
Organik madde miktarı. Kaba madde en iyisidir ve yüzeyde toprak yapısının tahribatını ve kabuk oluşumunu önlemeye yardımcı olursa.
Toprağın sertlikler veya ana kaya gibi geçirimsiz tabakalara derinliği Zaten toprakta bulunan su miktarı
Toprak sıcaklığı. Ilık topraklar daha hızlı su alırken donmuş topraklar donma türüne bağlı olarak emilemeyebilir.
Su infiltrasyon oranları, yüksek kil topraklarında saatte 0.25 cm'den kum ve iyi stabilize edilmiş ve toplanmış toprak yapıları için saatte 2.5 cm'ye kadardır.
Su, parçacıklar arasındaki yüzey gerilimi nedeniyle, zeminden "yerçekimi parmakları" şeklinde dengesiz bir şekilde akar.

Ağaç kökleri, yaşayan ya da ölü olsun, toprakta yağmur suyu akışı için tercihli kanalları oluşturmak 27 kez su yukarı büyüteç sızma oranları.
Su baskını, nehir yataklarındaki toprak geçirgenliğini geçici olarak artırır ve akiferlerin şarj edilmesine yardımcı olur.
Bir toprağa uygulanan su, yerel olarak doymuş olduğu uygulama noktasından, vadoz bölgesi gibi daha az doymuş bölgelere basınç gradyanları ile itilir. kir tamamen ıslatılır sonra, daha fazla su aşağı doğru hareket eder, veya süzülmek aralık dışında bitki kökleri onunla kil, humus, besin maddeleri, öncelikli olarak katyonlar ve çeşitli taşıyıcı, kirletici maddeleri de dahil olmak üzere, pestisit, kirletici, virüsler ve bakteriler, potansiyel olarak yeraltı suyu kontaminasyonuna neden olur.

Çözünürlüğü azaltmak için, sızan besinler şunlardır:
Kalsiyum
Magnezyum, Kükürt, Potasyum; toprak bileşimine bağlı olarak
Azot; son zamanlarda nitrat gübre uygulanmadığı sürece genellikle azdır
Fosfor; topraktaki formlarının çözünürlüğü düşük olduğu için çok azdır.
Amerika Birleşik Devletleri'nde yağış nedeniyle su sızıntısı Rocky Dağları'nın hemen hemen sıfır santimetresinden Appalaş Dağları'nda ve Meksika Körfezi'nin kuzey sahilinde günde elli veya daha fazla santimetreye kadar değişmektedir.

Su, toprağın katılarına yapışma kuvveti nedeniyle kılcal hareketle çekilir ve ıslaktan kuru toprağa ve makro gözeneklerden mikro gözeneklere kadar bir emme gradyanı üretilir.
Olarak adlandırılan Richards denklem nedeniyle su hareketine topraklarda nem içeriği değişim süresi hesaplanmasını sağlar doymamış topraklar.
İlginç bir şekilde, Richards atfedilen bu denklem ilk olarak 1922'de Richardson tarafından yayımlandı.
Sonlu su içerikli vadoz zonu akış yöntemi ile çözülebilen Toprak Nemi Hızı Denklemi, doymamış bir topraktan doymamış bir topraktan dikey yönde akan suyun hızını tarif eder.
Richardson / Richards denkleminin sayısal çözümü, hidrolik fonksiyonların ( su tutma fonksiyonu ve doymamış hidrolik iletkenlik fonksiyonu) ve başlangıç ve sınır koşullarının toprak hidrolik parametrelerini vererek, Hydrus, gibi yazılımlarla doymamış su akışı ve çözünen taşınmanın hesaplanmasını sağlar.
Tercihli akış birbirine makro gözeneklerin, çatlaklar, kök ve solucan kanalları boyunca oluşuyor tahliye yerçekimi altında su.
Toprak fiziğine dayanan birçok model, artık tercihli akışın bir ikili devamlılık, çift gözeneklilik veya çift geçirgenlik seçenekleri olarak bir miktar temsil edilmesine izin vermektedir, ancak bunlar genellikle herhangi bir titiz fiziksel destek olmadan Richards çözümüne "vidalanmıştır" .

Bitkiler tarafından su alımı
Suyun toprakta depolanması ve hareketi için eşit derecede önemli olan, bitkilerin onu ve besinlerini edinme araçlarıdır.
En toprak su pasif olarak bitkiler tarafından alınır, emme buharlaşan su çekme kuvveti (kaynaklanan vuku su (uzun sütundan) ksilem SAP göre, akış) yapraklarına bitki köklerinden potansiyel bu kohezyon gerilim teorisi.
Suyun ve çözünen maddelerin yukarı doğru hareketi ( hidrolik kaldırma ) endodermis tarafından köklerde ve bitki yapraklarında stoma iletkenliği ile düzenlenir ve kök ve sürgünde kesilebilir odunsu doku damarları tarafından kavitasyon olarak da adlandırılan, ksilem embolisi.
Buna ek olarak, bitki köklerinin içinde yüksek tuz konsantrasyonu, bir oluşturur ozmotik basınç köklerinin içine gradyanı bu iter toprak su.
Ozmotik absorpsiyon, düşük sıcaklıklar (örneğin geceleri) veya yüksek nem nedeniyle düşük su terlemesi zamanlarında daha önemli hale gelir ve bunun tersi yüksek sıcaklık veya düşük nem altında gerçekleşir.
Sırasıyla bağırsak ve solgunluğa neden olan bu süreçtir.

Kök uzaması bitki hayatta kalması için hayati önem taşır.
Bir metreküp (0.0283 metreküp) dört toprakta dört ay boyunca yetiştirilen tek bir kış çavdar bitkisinin çalışması, bitkinin 13.800.000 kök geliştirdiğini, toplam 620 km uzunluğunda ve 237 metrekare uzunluğunda olduğunu gösterdi; toplam 10.620 km uzunluğunda ve 400 metrekare toplam 14 milyar saç kökü; toplam yüzey alanı için 638 metrekare.
Tınlı toprağın toplam yüzey alanının 52.000 metrekare olduğu tahmin edilmektedir.
Başka bir deyişle, kökler toprağın sadece% 1.2'si ile temas halindeydi.
Bununla birlikte, kök uzaması, yeni köklerin her gün yeni bir toprak hacmini keşfetmesine izin vererek, belirli bir büyüme döneminde araştırılan toplam toprak hacmini ve böylece kök tarafından alınan su hacmini önemli ölçüde artıran dinamik bir süreç olarak görülmelidir.
Sistemi bu dönemde. Kök mimarisi, toprak, su ve besin availabiity bitkilerin adaptasyon önemli bir rol oynar ve böylece bitki verimliliği olarak, kök sisteminin uzamsal konfigürasyon, yani.
Topraktaki doymamış su akışı günde sadece 2.5 cm'ye kadar hareket edebildiğinden, kökler su aramalıdır; Sonuç olarak, yüksek konsantrasyonlarda toprak nemi ararken sürekli ölüyor ve büyüyorlar.
Toprak neminin, solma noktasına kadar yetersiz kalması kalıcı hasara yol açacak ve mahsul verimi zarar görecektir.
Tane sorgumu, çiçeklenme ve tohumluk büyüme aşamaları ile tohum başının ortaya çıkması sırasında 1300 kPa kadar düşük toprak emişine maruz kaldığında, üretimi% 34 azalmıştır.

Tüketim ve su kullanım verimliliği
Bir bitki tarafından kullanılan suyun sadece küçük bir kısmı (% 0.1 ila% 1) bitki içinde tutulur.
Çoğunluk terleme yoluyla sonuçta kaybolurken, toprak yüzeyinden buharlaşma da önemli olmakla birlikte, terleme: bitki örtüsü türüne ve iklime göre değişen buharlaşma oranı, tropikal yağmur ormanlarında zirve yapar ve bozkırlarda ve çöllerde daldırılır.
Terleme artı buharlaşan toprak nem kaybı olarak adlandırılır buharlaşma .
Evapotranspirasyon artı bitkide tutulan su, buharlaşmaya neredeyse özdeş olan tüketimsel kullanım anlamına gelir.
Tarım alanında kullanılan toplam su, yüzey akışı, drenaj ve tüketim kullanımını içerir.
Gevşek malçların kullanımı, tarla sulandıktan sonraki bir süre için buharlaşma kayıplarını azaltacaktır, ancak sonuçta toplam buharlaşma kaybı (bitki artı toprak) açıkta olmayan bir toprağınkine yaklaşırken, bitki büyümesi için hemen daha fazla su mevcuttur.
Su kullanım verimliliği terleme oranı ile ölçülür bu, bir bitki tarafından aktarılan toplam suyun, hasat edilen bitkinin kuru ağırlığına oranıdır.
Mahsuller için terleme oranları 300 ila 700 arasındadır.
Örneğin yonca 500 terleme oranına sahip olabilir ve sonuç olarak 500 kilogram su bir kilogram kuru yonca üretecektir.