土壤水势研究
土壤水势是描述土壤孔隙水相对于纯水参考点的“能量状态”。在恒温条件下，土壤水势可以理解为使单位体积或质量的土壤孔隙水摆脱土壤颗粒和盐溶液束缚，达到自由水状态所需的能量。其单位常用J/m3或J/kg表示。
关于土壤水势的单位，我们常用的有J/kg、kPa、MPa和Bar。它们之间的换算关系为1J/kg等于1kPa，也等于0.001MPa或0.01Bar。我们还可以通过水柱高度来表示土壤水势，其单位是cm，换算关系为1cm等于0.981hPa。将土壤水势转换为水柱高度后，乘以-1并取以10为底的对数，得到的值称为pF。
土壤中的水分会沿着水势梯度从高向低流动。这一现象可以用来说明植物根系吸水的原理：当土壤水势较高，而植物根系的水势较低时，根系能够从土壤孔隙中吸收水分。在干旱情况下，土壤和植物根系的水势逐渐接近，水势梯度消失，水分运动就会停止。如果干旱进一步加剧，土壤水势甚至可能低于根系水势，导致植物失水，面临死亡风险。了解土壤水势对于理解“土壤-植物-大气连续体”中的水分运动至关重要。
对于具有挑战性的应用环境，如受污染和极度盐碱的土壤，我们采用了专为这些环境开发的Tensio 152防冻压力式张力计。该设备配备了更耐用的不锈钢膜传感器，能有效抵抗腐蚀性介质的侵蚀。它还具有防冻功能，其塑料立管可以减少较冷土壤层的温度传导。即使在冻结状态下，Tensio 152也能在解冻后立即恢复功能并继续测量，使其全年可用并适用于长期监测土壤水分张力。
接下来我们谈谈土壤水分特征曲线。土壤水的基质势（或土壤水吸力）随着土壤含水量的变化而变化，它们之间的关系曲线就是土壤水分特征曲线。通常以土壤含水量Q（以体积百分数表示）为横坐标，土壤水吸力S（以大气压表示）为纵坐标。值得注意的是，土壤水分对植物的有效性并非取决于其自身含水量，而是取决于土水势的高低。通过测量土壤的含水量，我们可以根据土壤水分特征曲线找到对应的基质势值，从而判断该土壤含水量对植物的有效性。
土壤水分特征曲线提供了许多有价值的信息。它反映了不同土壤的持水和释水特性，帮助我们了解给定土类的土壤水分常数和特征指标。曲线的斜率倒数被称为比水容量，是求解水分运动时的重要参数。曲线的拐点反映了不同含水量下的土壤水分状态。土壤水分特征曲线还有多种应用，比如进行基质势和含水量的相互换算，判断土壤质地状况和土壤水分在吸力段的分布状况等。它是研究土壤水分运动、调节利用土壤水、进行土壤改良等方面最重要和最基本的工具。了解和应用土壤水分特征曲线对于农业生产和土壤管理具有重要意义。
