由于土水势是负值，势能愈大则其绝对值愈小，经常在概念上含混不清，因此腊塞尔（Ｅ．Ｗ．Ｒｕｓｓｅｌ，１９５０）采用水吸力来表示土壤水的能态。土壤水吸力就是指土壤水在承受一定的吸力的情况下所处的能态，它和土水势的含义基本相同，但符号相反，即二者数值相同，但符号相反，仍可用土壤对水的吸力来表示。

土壤含水量与土壤水吸力呈反相关。用土壤水的能量指标和土壤水的数量指标［水重（％）］所做成的相关曲线称为土壤水分特征曲线。它是在田间或实验室条件下，同时测定同一土样在不同土壤水吸力下与之相对应的含水量后绘制出来的。

土壤空气的组成和热量状况直接影响到植物的种子萌发、出苗、植株形成、开花结果和成熟衰老的整个生长发育过程，土壤通气不良，必然导致营养物质转化、植物根系呼吸和个体发育障碍，甚至产生有毒物质。土壤的热量状况如果不能适应植物生长发育的要求，同样会对植物造成伤害。

土壤中任何一种化学和生物化学过程以及作物生长发育活动都是在一定温度范围内进行的，在合适的温度范围内，随着温度增加，各种活动都在增强。由于热量的增加与减少，导致土壤温度的变化，从而影响着有机质的积累与分解、土壤养分的转化以及作物的生长。

空气温度与土壤温度都是农业气象的重要因素，空气温度的变化直接影响植物的分布和生长发育。农业生产上，要根据当地气温变化特点，选择适宜的作物种植种类。空气温度的空间分布和变化有其特殊的规律性。

植物在其生长发育的不同时期，对水分的敏感程度是不同的，植物对水分最敏感的时期叫做该植物的水分关键期，此时水分过多或缺乏都会直接影响作物的产量。了解不同植物需水的关键期，对于科学用水和提高抗旱效果是有重要意义的。

植物的一生中，从种子发芽、出苗、茎叶旺盛生长到开花结实，经过一系列生理需水和生态需水过程。所谓生理需水就是经过植物根系吸收水分、体内运输、叶面蒸腾水分的数量。而生态需水是指株间蒸发量和田间渗透量。植物的灌溉量，是通过每亩（１亩＝６６７ｍ２）地上的植物蒸腾水分量、株间蒸发量和田间渗透量的总和来计算的。

土壤空气虽然来源于大气，但在组成上却与大气不同。土壤空气中氧的含量低于大气，这是由于根呼吸，耗氧微生物的繁殖和生理活动消耗了土壤中的Ｏ２所造成的。根呼吸和微生物的生命活动也产生了大量ＣＯ２造成土壤中ＣＯ２的浓度高于大气。土壤中的水汽远较大气为高，经常达到饱和状态，土壤中水分经常向大气中扩散，就形成了土壤水分的蒸发。

影响种子萌发土壤空气对作物整个生长过程有着极密切的关系，一般种子萌发需要土壤空气中含Ｏ２１０％以上，通气良好的土壤，根系发达，根长色白，根毛丰实。影响养分转化土壤中空气含量与Ｏ２的浓度对土壤有效养分的影响很大。土壤空气通气良好，微生物活动旺盛，有机质分解迅速，矿化强烈，有效养分增加，有利于作物的吸收作用。另外根瘤菌和好气性固氮菌十分活跃，固氮能力增强。