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土壤基质势有时被称为张力或压头 (ψ, hPa) 是土壤颗粒/水/空气基质中孔隙空间中土壤颗粒和水之间的内聚力。典型范围是 0 到 10,000,000 hPa，其中 0 表示接近饱和，10,000,000 hPa 表示干燥。土壤越干燥，从土壤中吸水所需的能量就越多。毛细作用力是在土壤中移动水的主要力量，它通常会将水移动到较小的孔隙中并进入土壤的干燥区域。这个过程也称为芯吸。
由于从非常潮湿到非常干燥的条件下都可以观察到很宽的压力范围，因此基质势通常表示为以 hPa 为单位的压力的常用对数。压力的对数称为 pF。例如，1,000,000 hPa 等于 pF 为 6。
水势高度依赖于质地。粘土颗粒具有更大的表面积，因此与淤泥或沙质土壤相比，对水的亲和力更高。测量或推断基质电位的最常用方法包括颗粒基质传感器，例如石膏电阻块，以及直接测量压力的张力计。
散热型基质电位传感器通过测量与土壤处于平衡状态的陶瓷的热容来间接测量基质电位。通过陶瓷中加热元件的加热和冷却循环，可以计算热容，然后将其校准为基质电势。与其他技术相比，基于热电容的矩阵电位传感器在准确性、范围和维护方面具有优势。 基质势对于灌溉调度很重要，因为它可以代表作物可用的土壤水分。许多非饱和流动模型需要土壤保水曲线，其中按体积计算的水分含量与一系列水分条件下的基质势一起绘制。土壤保水曲线有助于了解水的运动和分布，例如入渗率、蒸发率和保水率。
土壤保水曲线：土壤基质势与土壤水分
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