农业园林土壤离子传感器在地环境监测

水是地球上所有生命所必需的。大约 70% 的降雨从植物和土壤中蒸发。剩余的 30% 储存在土壤中或流失。
 
土壤由沙子、淤泥、粘土和有机物质构成。在这些构建块之间是空气空间。土壤是非常不同和多样化的，这取决于它所处的位置，因此具有不同比例的积木。这些形成了土壤的基本质地。这些沙子、淤泥和粘土的小颗粒聚集在一起形成 peds 或聚集体。这些脚的形状和大小决定了土壤结构。质地和结构会影响水和其他液体、空气和根与土壤的相互作用。固体也可以移动，因为还有很多山丘和洼地，水需要穿过这些丘陵和洼地，才能到达溪流或地下水。土壤物理学家研究了这种物理特性的多样性。
 
不下雨时土壤能储存多少水？雨后水通过土壤进入地下水或河流的速度有多快？有多少温室气体从不同类型的土壤中逸出？沙子、淤泥和粘土颗粒是如何形成聚集体的，这如何影响水和空气的运动？这些是土壤物理学家可能会问的一些示例问题。
 
土壤物理学家研究了许多不同的主题和相互作用，一些涉及能量从一个地方转移到另一个地方，其他人研究水如何移动并与植物相互作用，其他人研究气体排放，其他人研究土壤耕作时会发生什么，如果土壤变得咸而无法使用会发生什么。

水势
测量饱和水力传导率
这是一种测量水在地下流动的速度的设备（Amoozemeter）
由于水对植物的生长和饮用至关重要，因此了解它如何穿过土壤基质（聚集体和土壤颗粒的巨大迷宫）非常重要。了解水的流动方式有助于做出有关土地使用和种植哪些作物的决策。如果土壤中有很多沙子，水会很快通过它。这可能意味着肥料、废物或化学物质会很快通过土壤进入地下水。如果土壤中的粘土过多，水渗入土壤的速度可能不够快，废物或肥料最终会流入溪流和湖泊。有些土壤可以很好地保持水分并将其储存在地下，因此可用于植物根部。
 
热运动和蒸发
土壤温度对于生物活动和土壤形成非常重要。真的很冷或太热的温度都会限制植物的生长和微生物活动，并且化学作用也会减少。与较浅的土壤相比，深色土壤吸收更多的太阳辐射。这改变了植物和微生物的生存方式。土壤如何传导热量决定了水如何从土壤中蒸发，有多少辐射反射回土壤大气中，土壤上方的空气如何被加热，以及土壤本身有多热。这个速率与土壤的含水量密切相关。炎热的土壤会产生大量微生物分解，导致有机物减少，而且它们还要求植物更快地蒸腾（呼吸），如果气候干燥或干旱，这不是一件好事。
 
气体排放和空气流动
如前所述，土壤是一个由孔隙和质地构成的动态系统，空气和水流之间存在空间。土壤有能力储存温室气体，如二氧化碳、甲烷和一氧化二氮，但它们也可以释放它们。土壤是汇（储存温室气体）还是源（释放温室气体）取决于土壤的管理方式。研究土壤气体排放和空气流动的土壤科学家试图通过使用保护性耕作做法、减少侵蚀和比较不同的耕作制度来增加土壤中的有机质含量。