CHƯƠNG NƯỚC TRONG KHƠNG KHÍ VÀ ĐẤT 4.1 Tác dụng nước đời sống thực vật Trung bình 23% xạ mặt trời tới bề mặt đất dành cho bốc nước từ đại dương, biển lục địa Một phần nước ngưng tụ lại đại dương tạo thành mưa quay trở lại đại dương - vịng tuần hồn ẩm nhỏ Hơi nước dịch chuyển trao đổi không khí vào sâu đất liền cuối rơi xuống thành mưa; mưa phần ngấm vào đất tạo thành nước ngầm, phần chảy qua suối sông tới biển đại dương - vịng tuần hồn ẩm lớn Nước khơng khí đất tài nguyên cần thiết cho sống người, động vật thực vật Nước có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trồng Nước yếu tố thay đời sống thực vật Nước đảm bảo cho tồn q trình sống chất hữu bên thực vật hoạt động bình thường Tế bào thực vật đầy đủ nước sinh sản phát triển Hiện tượng để thực vật khỏi bị nóng q, khả cung cấp chất dinh dưỡng cho thực vật, trình quang hợp trình sinh lý sinh vật khác bên thực vật phụ thuộc nhiều vào lượng nước mà thực vật nhạn Thực vật q trình hoạt động sống ln ln tiêu hao nước, suốt thời gian sống cần nước Trong thời gian sống thực vật hút nhiều nước Hút nước nhiều hay tùy theo điều kiện sinh trưởng thực vật, ví dụ muốn hình thành tạ ngơ khơ, phải tiêu hao 233 - 370 tạ nước Trong điều kiện bình thường, thực vật nhận 1000 gam nước hình thành trung bình khoảng - gam chất khơ Nước dù thiếu hay q nhiều có hại cho đời sống thực vật Khi thiếu nước thực vật bị khô héo, tế bào bắt đầu thiếu nước, thực vật khơng sinh trưởng Do làm cho sản lượng giảm xuống nhiều, có làm cho thực vật bị chết Nước nhiều có hại cho thực vật, đất có nhiều nước, làm cho trạng thái xơng đất kém, sức hút chất dinh dưỡng rễ bình thường, làm yếu hoạt động vi sinh vật Các loại thực vật giai đoạn phát dục khác cần nước khác Diện tích tổng cộng lớn hay nhỏ, thời kỳ sinh trưởng dài hay 49 ngắn, rễ phát dục tốt hay xấu đặc điểm phân bố hệ rễ đất sâu hay nơng u cầu nước khơng giống nhau; đặc tính sinh vật học thực vật có ý nghĩa định Nước đất nguồn ẩm chủ yếu nước bên thực vật Ý nghĩa quan trọng nước đời sống thực vật vừa nói chứng tỏ nước có tác dụng quan trọng sản xuất nơng nghiệp 4.2 Độ ẩm khơng khí 4.2.1 Đặc điểm độ ẩm khơng khí Độ ẩm khơng khí - khả chứa nước khơng khí Hơi nước thường chứa lớp phía khí quyển, có tính đàn hồi ( hay áp suất riêng) đo hPa Giá trị tới hạn áp suất riêng nước khơng khí gọi áp suất nước bão hồ (hay sức trương nước bão hịa E) Nhiệt độ khơng khí cao áp suất bão hồ lớn Ví dụ: nhiệt độ khơng khí 20oC, áp suất nước bão hồ 23,4 hPa (17,5mmHg); nhiệt độ khơng khí -20oC, áp suất nước bão hồ 1,3 hPa (1,0mmHg) Lượng nước lớn mà khơng khí giữ phụ thuộc vào áp suất nơi nước bão hồ E phụ thuộc vào nhiệt độ (bảng 4.1) Bảng 4.1 Các đặc tính lượng nước bão hòa điều kiện nhiệt độ khác Áp suất nước bão hòa Nhiệt độ khơng Lượng nước lớn khí ,oC 1m3 khơng khí , gam mmHg hPa -30 0,33 0,38 0,51 -20 1,08 0,94 1,25 -10 2,35 2,14 2,86 4,86 4,58 6,11 10 9,41 9,20 12,27 20 17,32 17,53 23,37 30 30,38 31,82 42,43 Độ ẩm khơng khí lượng biểu diễn thơng qua đặc tính sau: 50 Áp suất riêng nước e - áp suất mà nước khơng khí đạt được; nước chiếm thể tích với thể tích khơng khí nhiệt độ cho, e biểu diễn hPa (trước năm 1980 mmHg) Độ ẩm tuyệt đối a - khối lượng nước chứa đơn vị thể tích khơng khí , biểu diễn g/m3 Độ ẩm tương đối f - tỷ số áp suất riêng nước e áp suất nước bão hoà E điều kiện cho trước nhiệt độ áp suất, biểu diễn %: f = e 100% E (4.1) Độ ẩm tương đối f đặc tính quan trọng dùng để đánh giá mức độ thuận lợi điều kiện sinh trưởng nông nghiệp vùng khô hạn Với giá trị áp suất riêng nước e, độ ẩm tương đối không khí có trị số khác nhau; ví dụ: e = 12 hPa nhiệt độ t = 10oC, f = 98%; e = 12 hPa, nhiệt độ t = 30oC f = 28% Vì e khơng đổi, nhiệt độ giảm f tăng ngược lại nhiệt độ tăng f giảm Độ hụt bão hoà nước d (hPa) - hiệu số áp suất nước bão hoà điều kiện nhiệt độ cho trước E áp suất riêng nước thực tế e : d=E-e (4.2) Khi độ ẩm tương đối tăng d giảm f = 100% d = 0, điều có nghĩa E phụ thuộc vào nhiệt độ khơng khí, cịn e phụ thuộc vào khả chứa nước khơng khí Vì độ hụt bão hồ đặc trưng tổ hợp thể điều kiện nhiệt độ độ ẩm khơng khí Điểm sương td - nhiệt độ mà nước chứa khơng khí đạt trạng thái bão hồ 4.2.2 Biến trình ngày năm độ ẩm khơng khí Biến trình ngày e (áp suất riêng nước) đại dương, biển vùng bờ biển thay đổi thay đổi nhiệt độ nước khơng khí, đạt giá trị cực đại vào 14 - 15 giờ, cực tiểu vào trước lúc mặt trời mọc Biến trình thể rõ đất liền vào trời kỳ lạnh năm Mùa hè, đặc biệt vào ngày nóng lục địa, lúc trưa áp suất riêng gần mặt đất giảm dịng thăng mạnh, 51 theo khơng khí ẩm từ mặt đất tràn lên Trong trường hợp này, biến trình ngày áp suất riêng có hai cực tiểu: buổi đêm vào lúc 15 - 16 Biến trình năm e trùng với biến trình năm nhiệt độ khơng khí đại dương đất liền Ở Bắc bán cầu, giá trị cực đại áp suất riêng vào tháng VII cực tiểu vào tháng I Ví dụ: Matscơva áp suất riêng trung bình nước vào tháng VII 15,6hPa, tháng I 2,76 hPa Biến trình độ ẩm tương đối khơng khí tỷ lệ nghịch với biến trình nhiệt độ khơng khí Điều giải thích sau: áp suất nước bão hồ tăng với tăng nhiệt độ nhanh so với dịch chuyển nước vào khí tăng vận tốc bốc Do E tăng nhanh e, nên f giảm giá trị nhỏ f vào lúc 14 - 15 giờ; giá trị lớn quan sát vào đêm sáng sớm gần với thời gian mặt trời mọc Ở vùng bờ biển khác: ban ngày gió thổi từ biển mang vào đất liền nhiều khơng khí ẩm Trong biến trình năm, giá trị nhỏ độ ẩm tương đối nhận vào mùa hè giá trị lớn vào mùa đơng Trong vùng có khí hậu gió mùa (Viễn đơng, Ấn độ) giá trị f nhỏ vào mùa đông, lớn vào mùa hè dịch chuyển khối khơng khí ẩm từ biển vào đất liền Độ hụt bão hoà d tỷ lệ thuận với nhiệt độ khơng khí Trong biến trình ngày, đạt giá trị lớn vào lúc 14 - 15 giờ, giá trị nhỏ trước lúc mặt trời mọc Trong biến trình năm d có giá trị lớn vào tháng nóng nực nhỏ vào tháng lạnh 4.2.3 Ý nghĩa độ ẩm khơng khí sản xuất nơng nghiệp Độ ẩm khơng khí số đặc tính quan trọng thời tiết khí hậu, ảnh hưởng lớn đến trồng vật nuôi Khi độ hụt bão hoà nước lớn, bốc từ bề mặt đất tăng nhanh bốc thoát trồng mạnh lên Khi độ hụt bão hoà d = 40 hPa, nước bốc từ bề mặt đất ẩm tới 60 tấn/(ngày.ha) dẫn tới làm đất khơ cạn Độ ẩm khơng khí nhỏ 30% tác động lên xanh thời gian dài làm khô héo cây, làm giảm khả quang hợp làm cho hạt gầy ốm Độ ẩm không khí ảnh hưởng lên chất lượng sản phẩm nhiều nơng nghiệp Ví dụ: độ ẩm nhỏ làm giảm chất lượng sợi lanh, lại làm tăng chất lượng bột mỳ lúa mỳ 52 Độ ẩm tương đối tăng thúc đẩy phát triển phân bố loại bệnh trồng Độ hụt bão hoà nước giảm làm lúa mỳ chậm chín gây khô héo hạt Hiệu suất máy thu thoạch hạt phụ thuộc vào độ ẩm không khí Khi d ≥ hPa hiệu suất cao; d = hPa hiệu suất đạt yêu cầu; d ≤ hPa hiệu suất Trong cán cân nhiệt động vật nuôi, nhiệt chúng phụ thuộc vào độ ẩm khơng khí Khi nhiệt độ khơng khí t