某人工草场1 m深以内土壤质地为壤土，饱和含水量为40%，悬着毛管水的最大含水量为30%，毛管断裂含水量为21.5%，吸湿系数为5.59%，凋萎系数为9.5%（以上含水量皆指体积含水量），土壤容重为1.40 , (g/cm)^3，地下水埋深在7米处，草场种植某牧草，其土壤计划湿润层定为0.6 , (m)，当前土壤实际含水量为13%（质量含水量），灌溉上限设定为田间持水量。请回答：(1) 该土壤田间持水量为多少？(2) 计划湿润层中有效含水量的上限和下限各是多少？(3) 当前是否需要灌溉？为什么？若需要，灌溉量是多少？分别用(m)^3/(亩)、(m)^3/(hm)^2和(mm)表示。

本题主要考查土壤水分相关概念及灌溉量的计算。解题思路如下：

1. 确定田间持水量：根据土壤水分相关知识，田间持水量通常指悬着毛管水的最大含水量，可直接从题目所给数据中获取。
2. 计算计划湿润层中有效含水量的上限和下限：有效含水量上限为田间持水量，下限为凋萎系数，可直接从题目中找到对应数据。
3. 判断是否需要灌溉及计算灌溉量：
   • 首先将当前土壤实际质量含水量换算为体积含水量，根据公式$\theta_v=\frac{\theta_m\times\rho_b}{\rho_w}$（其中$\theta_v$为体积含水量，$\theta_m$为质量含水量，$\rho_b$为土壤容重，$\rho_w$为水的密度，通常取$1g/cm^3$）进行计算。
   • 然后将计算得到的体积含水量与田间持水量比较，若低于田间持水量则需要灌溉。
   • 最后根据灌溉量公式$\Delta W = h\times(\theta_{u}-\theta_{a})$（其中$\Delta W$为灌溉量，$h$为计划湿润层深度，$\theta_{u}$为田间持水量，$\theta_{a}$为当前土壤体积含水量）计算灌溉量，再将灌溉量的单位换算为$m^3/\text{亩}$、$m^3/\text{hm}^2$和$mm$。

具体计算过程

1. 确定田间持水量：
   题目中明确说明田间持水量为悬着毛管水的最大含水量，所以该土壤田间持水量为$30\%$（体积含水量）。
2. 计算计划湿润层中有效含水量的上限和下限：
   有效含水量上限为田间持水量，即$30\%$；下限为凋萎系数，即$9.5\%$。
3. 判断是否需要灌溉及计算灌溉量：
   • 将当前土壤实际质量含水量换算为体积含水量：
     已知当前土壤实际质量含水量$\theta_m = 13\%$，土壤容重$\rho_b = 1.40g/cm^3$，水的密度$\rho_w = 1g/cm^3$，根据公式$\theta_v=\frac{\theta_m\times\rho_b}{\rho_w}$可得：
     $\theta_v=\frac{13\% \times 1.40}{1}= 18.2\%$
   • 判断是否需要灌溉：
     因为$18.2\%\lt{}30\%$，即当前土壤体积含水量低于田间持水量，所以需要灌溉。
   • 计算灌溉量：
     已知计划湿润层深度$h = 0.6m$，田间持水量$\theta_{u}=30\%$，当前土壤体积含水量$\theta_{a}=18.2\%$，根据公式$\Delta W = h\times(\theta_{u}-\theta_{a})$可得：
     $\Delta W = 0.6m\times(30\% - 18.2\%) = 0.6m\times0.118 = 0.0708m^3/m^2$
   • 单位换算：
     • 因为$1$亩$= 666.67m^2$，所以$0.0708m^3/m^2\times666.67m^2/亩\approx47.2m^3/亩$。
     • 因为$1hm^2 = 10000m^2$，所以$0.0708m^3/m^2\times10000m^2/hm^2 = 708m^3/hm^2$。
     • 因为$1m = 1000mm$，所以$0.0708m = 0.0708\times1000mm = 70.8mm$。