土壤水势仪分析土壤水势与土壤水分的关系
有基模势、渗透势、压力势、重力势、温度势等组成了土壤水势。。在土壤水分不饱和时水势主要取决于基模势。水势以气压单位百帕表示，也可用能量单位表示。 水势的计算方法液相与气相不同：土壤水分状况可分别由土壤水分含量和水势表示，二者之间的关系可用土壤水分含量与对应的自由能对数PF所成的曲线，即土壤水分特征曲线表示。对于土壤水势的测定一般推荐使用土壤水势仪，这在土壤水势的研究中发挥了重要的作用。对于土壤水势仪测定到的数值十分准确可靠。
土壤水势仪对不同质地的土壤的测定研究发现，其特征曲线形状相似。在同一吸力下，质地越细含水量越大；在同一含水量下则质地越细吸力越大。对于植物来说，同一含水量下以砂土的有效性更高，但砂土吸附水分少，最大水分含量较低。水势与土壤含水量往往不是单值数量关系，其特征曲线在脱水过程可吸水过程中是不重合的。同样吸力下土壤水分含量在脱水过程中要比吸水过程中更高，称为 滞后现象。两个完整的特征曲线称为滞后现象的主线，当土壤从半湿润开始排干，或已部分脱水的土壤重新湿润时，吸力和土壤含水量沿两条主线间的中间曲线前进。滞后现象与质地有关，砂土较明显，粘土不明显。其原因可解释为：
(1)单个孔隙的几何不均一性产生的“墨水瓶效应”。即在排水过程中水分要通过半径。
(2)湿润过程中水分沿毛管前进的弯曲面要比脱水过程中退缩时的接触角大，即曲率半径更大，吸力较小。
(3)湿润过程中土团内被包围的空气降低了土壤的含水量。
(4)变湿和变干过程中土壤胀缩和老化现象，以及空气在土壤水中的逐渐溶解，或溶解气体的释放，都对滞后现象的形成产生影响。
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