本书除前言和附录外,共分9章。第1章为土壤基质和质地,主要包括土壤颗粒的概念和特性、土壤质地和土壤结构;第2章至第4章为土壤水分保持和运动的基本概念、原理、方程以及田间土壤水分平衡;第5章为土壤热量状况,主要介绍土壤中的热量平衡以及传递过程和模型;第6章为土壤空气,主要介绍土壤中气体的组成、运动机制和模型;第7章为土壤溶质迁移,主要介绍了土壤溶质的质量平衡、迁移机制与模型及其田间管理;第8 章为土壤的空间变异性,主要介绍土壤物理特性的空间变异性及时间稳定性,可为田间土壤物理过程的模拟和精准农业的实施提供相关依据;第9章为植物根系吸收土壤水分与土壤水分有效性,主要介绍植物根系吸收土壤水分的过程、影响因素和模型以及土壤水分有效性的动态概念;为了帮助一些研究生较好地理解有关模型,本书还增加了土壤物理学的常用数学方法作为附录,主要介绍矢量分析和积分变换;多数章节(含附录)均有例题。以帮助选修这门课的研究生更好地掌握所学内容。本书的**是土壤中的水、热、溶质等物质运动和能量转换,这些**内容也是土壤物理学与其他相关学科和领域的重要结合点;本书的特点在于强化土壤学与物理学和数学等基础学科的深入交叉

第1章 土壤基质和质地
1.1 土壤颗粒的概念
1.2 土壤颗粒的特征
1.2.1 颗粒大小
1.2.2 颗粒大小分布
1.2.3 颗粒形状
1.2.4 颗粒表面积
1.2.5 物理性质
1.2.6 化学性质和矿物学性质
1.2.7 粘土矿物的表面性质
1.2.8 粘粒的絮凝和膨胀
1.3 土壤质地
1.3.1 土壤颗粒分析的原理
1.3.2 土壤的分散
1.3.3 土壤颗粒分析
1.3.4 土壤颗粒分级
1.3.5 土壤质地分类
1.3.6 土壤质地与土壤肥力的关系和调节
1.4 土壤结构
1.4.1 土壤结构的概念
1.4.2 粘粒矿物的结构
1.4.3 粘团的形成
1.4.4 粘团的再团聚
1.4.5 土壤团粒的稳定性和团粒粒径分布
1.4.6 土壤结构的分类
1.4.7 土壤结构的评价与管理
1.5 土壤基质的三相比与综合性质
1.5.1 土粒密度
1.5.2 土壤容重
1.5.3 总容重
1.5.4 孔隙度
1.5.5 充气孔隙度
1.5.6 土壤发生层
1.5.7 土壤强度
1.5.8 土壤结皮
参考文献
第2章 土壤水的数量和能态
2.1 土壤水的物理性质
2.1.1 水的分子结构和极性
2.1.2 水的电解性
2.1.3 水的热力学性质
2.1.4 表面张力和毛细管现象
2.1.5 液体的粘性
2.1.6 颗粒表面附近的水
2.2 土壤含水量
2.2.1 土壤含水量的定义
2.2.2 土壤含水量测定
2.3 土壤水的能量状态
2.3.1 土壤水的势能
2.3.2 土壤水势组成
2.3.3 土壤水势各分势的测定
2.4 土壤水分特征曲线
2.4.1 土壤水分特征曲线及其影响因素
2.4.2 土壤水分特征曲线的测定
2.4.3 土壤水分特征曲线模型
2.4.4 土壤水分特征曲线的滞后现象
2.4.5 变容重土壤的持水特征
参考文献
第3章 土壤水分运动基本原理
3.1 饱和土壤中的水流
3.1.1 毛细管中的水流
3.1.2 达西定律
3.1.3 饱和导水率的测定
3.1.4 饱和层状土壤的水分运动
……
第4章 田间土壤水分循环
第5章 土壤热量状况
第6章 土壤空气
第7章 土壤溶质迁移
第8章 土壤的空间变异性
第9章 植物根系吸收土壤水分与土壤水分有效性
附录 土壤物理学的常用数学方法
参考文献

第1章 土壤基质和质地
土壤是一个十分复杂的系统,它由固相、液相和气相物质及各种各样活的有机体组成。土壤是植物生长的基质,它形成了现在供应全世界60亿人口的陆地食物链的基础。在植物生长过程中,土壤不仅要供给植物所需要的水分,还要向植物根系供应养分和氧气。这些不同的功能主要取决于土壤固相的组成和性质。
土壤基质即土壤固相,由矿物质和有机物质组成,是一个分散和多孔的体系。矿物部分包含了大小、形状和化学组成差异很大的颗粒;有机部分包括各种活的有机体及不同分解阶段的动植物残体。不同大小的土壤颗粒存在状态也不相同,特别是土壤胶体颗粒可以从完全分散的状态到几乎完全团聚。在大多数土壤里,土壤颗粒只是部分团聚。
土壤颗粒之间的孔隙中含有水分,而这种水分实质上是含有许多化学物质的水溶液,这些化学物质有些从土壤矿物中溶解出来,有些从土表进入土壤水中。土壤水既受重力向下的作用,又受到固体基质表面的吸引力作用,它的运动依具体情况变化很大。未被水分填充的土壤孔隙被气体或水蒸气所占据,这些气体的组成随近地空气组成的变化有所差异,可能在很短的时间内发生很大变化。
土壤基质对热量、水和化学物质的迁移过程起主导作用。因此,研究土壤基质物理化学性质是现代土壤物理学研究范畴之一,也是解决许多农业和环境中实际问题的重要基础。
本章首先介绍了土壤颗粒的概念和基本特征,在此基础上阐述了土壤颗粒分级和质地分类及其与土壤肥力的关系,并就土壤结构体的形成过程、评价和管理作了论述,*后介绍了土壤基质的三相比和一些综合性质。
……

本书以研究土壤的物理性质及土壤中的物理现象、过程和能量转换为主要任务,同时兼顾与土壤中的化学、生物等过程的耦合。有关土壤的物理性质和土壤中的物理现象所阐述的内容主要包括土壤颗粒、结构,土壤中的水分、溶质及有关热学、电磁学性质和放射性等。本书的核心内容是土壤中的水、热、气和溶质等物质运动和能量转换问题,这同时也是与其他相关学科和领域的重要结合点。