Principles of Soil and Plant Water Relations pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Academic Pr

作者:Kirkham, M.B.

出品人:

页数:520

译者:

出版时间:2004-10

价格:790.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780124097513

丛书系列:

图书标签:

土壤水分
植物水分关系
水分生理学
植物生理学
土壤物理
水分传输
植物水分利用
水分胁迫
农业灌溉
生态水文学

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具体描述

Principles of Soil and Plant Water Relations combines biology and physics to show how water moves through the soil-plant-atmosphere continuum. This text explores the instrumentation and the methods used to measure the status of water in soil and plants. The basic methods of tensiometry, pyschrometry, stomatal porometry, as well as newer methods of tension infiltrometry; time domain reflectometry are examined. Principles are clearly presented with the aid of diagrams, anatomical figures, and images of instrumentation. An added feature includes short biographies of important scientists at the end of each chapter.

Intended for graduate students in plant and soil science programs, this book also serves as a useful reference for agronomists, plant ecologists, and agricultural engineers

* Principles are presented in an easy-to-understand style

* Heavily illustrated with more than 200 figures; diagrams are professionally drawn

* Anatomical figures show root, stem, leaf, and stomata

* Figures of instruments show how they work

* Book is carefully referenced, giving sources for all information

* Struggles and accomplishments of scientists who developed the theories are given in short biographies.

经典农学著作：深入解析土壤与植物水分动态的权威指南书名：《Principles of Soil and Plant Water Relations》内容简介本书是土壤学、植物生理学和农业工程领域内一部里程碑式的经典著作，其核心目标是系统、深入地阐述土壤中水分的物理特性、植物体内的水分传递机制，以及两者之间相互作用的复杂关系。它不仅为科研人员提供了坚实的理论基础，也为农业实践者提供了解决实际灌溉、排水及抗旱问题的科学工具。全书内容结构严谨，从基础的水物理学原理出发，逐步深入到复杂的生物地球化学过程，涵盖了从宏观尺度（如流域尺度）到微观尺度（如细胞膜渗透）的多个层级。第一部分：土壤水力学基础 (Fundamentals of Soil Hydraulics) 本部分奠定了理解土壤中水分行为所需的物理学基础。 1. 土壤物理特性与水势概念：详细介绍了土壤的物理结构，包括孔隙度、质地和结构对持水能力的决定性影响。重点阐述了“水势”（Water Potential）这一核心概念，将其分解为压力势（或基质势）、重力势和渗透势（或溶质势）。通过详尽的数学推导和实例分析，解释了水势如何驱动土壤水在不同条件下的流动，并强调了水势梯度是水分运动的根本动力。 2. 土壤含水量与水势关系（水文特征曲线）：深入探讨了土壤含水量与水势之间的非线性关系，即土壤水特征曲线（Soil Water Characteristic Curve, SWCC）。书中详细分析了如何通过实验室或田间方法测定这些曲线，并讨论了不同土壤类型（砂土、壤土、黏土）以及有机质含量对SWCC形状的影响。此外，还专门讨论了滞后现象（Hysteresis）在吸附和解吸过程中的表现。 3. 土壤水分运动理论：本章是全书的物理核心之一。系统介绍了土壤中水分流动的基本定律，包括达西定律（Darcy's Law）在饱和和非饱和条件下的适用性。随后，详细推导了 Richards 方程——描述非饱和土壤水分运动的基础偏微分方程。书中不仅提供了该方程的理论背景，还探讨了数值解法和在实际工程应用中简化模型的适用场景，例如瞬态和稳态流动的分析。对重力、毛细力和扩散作用在不同含水量条件下相对重要性的比较分析尤为透彻。第二部分：植物水分生理学 (Plant Water Physiology) 本部分聚焦于植物如何获取、运输和利用水分，将其与环境条件联系起来。 4. 植物的吸水机制：系统描述了根系如何从土壤介质中吸收水分。详细讲解了水分子穿过根冠层、皮层细胞和周鞘的过程，重点剖析了细胞膜上水通道蛋白（Aquaporins）的作用及其在调节吸水速率中的重要性。对比分析了主动吸水（渗透驱动）和被动吸水（蒸腾拉力驱动）的不同贡献及其环境依赖性。 5. 植物体内水分传递与运输：对木质部（Xylem）和韧皮部（Phloem）的水分运输机制进行了深入剖析。特别强调了“内聚力-张力”理论（Cohesion-Tension Theory）在解释高大乔木中水分长距离运输中的核心地位。书中通过水力学模型，量化了蒸腾作用产生的负压如何克服重力和摩擦阻力，将水分从根部提升至叶片。同时，也探讨了气穴阻塞（Cavitation）的发生机制、频率以及植物的修复对水分传输效率的影响。 6. 气孔导度和蒸腾作用调控：本章深入探讨了植物对水分流失的精细调控机制。详细分析了气孔（Stomata）的结构和开放/关闭的生物物理机制，包括保卫细胞的膨压变化。引入了气孔导度（Stomatal Conductance）的概念，并结合光照、温度、大气湿度和二氧化碳浓度等环境因子，构建了描述蒸腾速率的数学模型。书中还讨论了抗旱激素脱落酸（ABA）在介导气孔响应环境压力中的信号传导通路。第三部分：土壤-植物-大气连续体 (The Soil-Plant-Atmosphere Continuum, SPAC) 本部分致力于整合前两部分的内容，构建一个描述整个水循环路径的统一框架。 7. 辐射、能量平衡与蒸散发：从能量平衡的角度出发，阐述了驱动地表水分损失（蒸发和蒸腾）的主要能量来源——净辐射。详细分析了地表能量的分配（潜热通量、感热通量、土壤热通量和植被反射辐射），并引入了 Penman-Monteith 模型的构建过程。该模型被确立为计算参考蒸散量（Reference Evapotranspiration）的黄金标准，书中提供了其各项参数的测定方法和应用实例。 8. 土壤水供应与植物水分胁迫响应：本部分探讨了土壤水资源的可利用性与植物生理反应之间的反馈机制。分析了不同土壤类型和灌溉管理措施如何影响根区有效水分含量。重点介绍了水分胁迫的量化指标（如水势阈值），以及植物在胁迫下表现出的生理适应性反应，包括渗透调节、细胞膨压维持和光合作用的抑制机制。书中还收录了用于评估作物缺水程度的遥感指标和作物系数（Kc）。 9. 区域水分平衡与模型应用：将前述的微观和中观过程提升到宏观尺度的区域分析。讨论了流域尺度或农田尺度上的水分平衡方程，纳入了降雨、径流、深层渗漏和地下水补给等要素。最后，本书以实际案例的形式，展示了如何利用耦合的土壤水动力学模型和植物生理模型，对不同气候情景下的灌溉决策、水资源优化配置以及气候变化对农业水分效率的影响进行预测和评估。本书特色：本书的严谨性体现在对数学模型的深入剖析和对实验数据的引用上。它不仅是理论的陈述，更是一本指导实际测量和模型构建的实用手册。其对水势概念的清晰界定和对SPAC框架的整合，使其成为理解地球上生命维持系统中最关键要素——水——运动与利用的权威参考。