土壤空氣及熱量狀況

土壤空氣及熱量狀況第一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二第一節(jié)土壤空氣及其更新

一、土壤空氣組成特點二、土壤空氣的更新三、土壤通氣性第二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二一、土壤空氣的組成特點1．土壤空氣中的CO2的質(zhì)量分數(shù)高于大氣2．土壤空氣中的O2質(zhì)量分數(shù)低于大氣3．土壤空氣的水汽的質(zhì)量分數(shù)總是多于大氣4．土壤空氣中有時有少量還原性氣體5．土壤空氣成分隨時間和空間而變化二、土壤空氣的更新（土壤空氣與大氣的交換）1.整體交換土壤空氣在溫度、氣壓、風(fēng)、降雨或灌水等因素的作用下整體排出土壤，同時大氣也整體進入，稱整體交換。交換速度較快。

如土溫高于氣溫，土內(nèi)空氣受熱膨脹而被排出土壤，氣壓低，大氣的重量減少，土壤空氣被排出。2.氣體擴散氣體擴散：它是指氣體分子由濃度高（氣壓大）向濃度?。鈮旱停┨幰苿?。交換速度較慢，氣體擴散是氣體交換的主要方式。第三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二土壤中O2的分壓總是低于大氣，而CO2的分壓總是高于大氣。所以O(shè)2是從大氣向土壤擴散，而CO2則是從土壤向大氣擴散，正如人不斷呼出CO2和吸進O2一樣，因此，土壤氣體交換被稱為“土壤呼吸”。三、土壤的通氣性土壤通氣性是指土壤空氣與大氣進行交換以及土體允許通氣的能力。土壤通氣性的重要性：通氣與大氣的交流，不斷更新其組成，使土體各部分組成趨向一致，如果土壤通氣性差，土壤中的O2在短時間內(nèi)可能被全部耗竭，而CO2的含量隨之升高，以至妨礙作物根系的呼吸。重點：重點掌握土壤空氣組成特點及土壤的通氣性。第四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二第二節(jié)土壤熱性質(zhì)及土壤熱量平衡

一、土壤的熱量來源

二、土壤的熱性質(zhì)三、土壤熱平衡及其熱量狀況第五頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二一、土壤熱量的來源

1．太陽的輻射能太陽輻射能是土壤熱量的主要來源，地球表面所獲得的平均輻射強度為1.9cal/cm2/mm，此值又稱太陽常數(shù)。2.生物熱土壤微生物在分解有機質(zhì)的過程中常放出一定的熱量，但數(shù)量較少。23.地球內(nèi)熱由地球內(nèi)部的巖漿傳導(dǎo)至地表的熱。但因地殼導(dǎo)熱能力差，因此這部分熱量占的比例小，但溫泉附近，這一熱源不可忽視。第六頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二二、土壤的熱性質(zhì)1．土壤熱容量是指單位重量或單位容積的土壤，當(dāng)溫度增或減1℃時所需要吸收或放出的熱量，一般用焦耳數(shù)表示。土壤熱容量愈大，則土溫升高或降低愈慢，反之則愈快。容積熱容量與重量熱容量的關(guān)系：容積熱容量

=重量熱容量

×土壤容重土壤固、液、氣三相組成的熱容量差異很大。土壤水的熱容量最大。通過調(diào)控土壤水分狀況可以調(diào)節(jié)土壤熱狀況。

第七頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二

2.土壤導(dǎo)熱率土壤吸收一定的熱量后，除用于本身的升溫外，還將熱量傳給臨近土層。土壤傳導(dǎo)熱量的特性稱土壤導(dǎo)熱性。土壤導(dǎo)熱性的大小用導(dǎo)熱率衡量。土壤導(dǎo)熱率：指厚度為1cm，兩端溫度相差1℃時，每秒鐘通過1cm2土壤斷面的焦耳數(shù)。（J/cm2.S.K）土壤導(dǎo)熱率主要受含水量、松緊程度孔隙狀況影響。土壤導(dǎo)熱率隨含水量的增加而增加，因為含水量增加后不僅在數(shù)量上水分增加易于導(dǎo)熱，而且水分增加后使土粒間彼此相連，增加了傳熱途經(jīng)。所以濕土比干土導(dǎo)熱快。導(dǎo)熱率低的土壤，晝夜溫差大，導(dǎo)熱率高的土壤晝夜溫差小。第八頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二3.土壤熱擴散率指標(biāo)準狀態(tài)下，在土層垂直方向上，每cm距離內(nèi)有1℃的溫度梯度（即單位距離的溫差），每秒鐘流入1cm3土壤斷面面積的熱量，使單位體積（1cm3）土壤所發(fā)生的溫度變化。與導(dǎo)熱率成正比，與容積熱容量成反比。土壤導(dǎo)溫率的大小同樣取決于三相物質(zhì)的比例：一般而言，土壤固相部分較穩(wěn)定。土壤導(dǎo)溫率主要取決于水和空氣的比例，干土溫度易上升，濕土溫度不易上升。土壤熱擴散率=/cv—導(dǎo)熱率

cv

—熱容量熱容量不變時，導(dǎo)溫率與導(dǎo)熱率的增高是一致的，但如果熱容量發(fā)生變化時，則二者的表現(xiàn)就不一致了。如當(dāng)干土水分開始增加時，土壤導(dǎo)溫率因?qū)崧实脑龃蠖龃?。但?dāng)水分增加到一定程度后，導(dǎo)溫率反而降低。第九頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二三、土壤熱平衡及其熱量狀況1．土壤熱量平衡當(dāng)土壤表面吸收輻射熱后，部分以輻射形式再返回大氣，另一部分傳給下層土壤，以用以土壤水分蒸發(fā)的消耗，余下的熱量才用于土壤本身的升溫。

土壤熱量平衡是指土壤熱量在一年中收支情況，可用下式表示：S=W1+W2+W3+R

式中：S—土壤表面接受的太陽輻射能

W1—地面輻射所損失的熱量

W2—土壤增穩(wěn)的熱量

W3—土壤水分蒸發(fā)所消耗的熱量

R—其它方面所消耗的熱量一般情況下，在太陽輻射能量為一固定量的情況下，如果能減少W1地面輻射能損失的能量、W3土壤水分蒸發(fā)所消耗的熱量和R土壤溫度可隨之增加；反之，土壤溫度會降低。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常采用中耕松土，地表覆蓋，設(shè)置風(fēng)障，塑料大棚等措施以調(diào)節(jié)土壤溫度。

第十頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二2.土壤熱量狀況土壤熱量狀況是指在周年或一日內(nèi)上下土層間的溫度變化情況。①土壤溫度的年變化②土壤溫度的日變化表層土溫隨季節(jié)的變化幅度大于下層土壤，土層越深土溫變幅越大。3．影響土壤熱狀況的因素①天文及氣象因素②土地位置③土壤的組成和性質(zhì)④土面狀況第十一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二第三節(jié)土壤空氣與土壤溫度對植物生長的影響

一、土壤空氣對作物生長的影響

二、土壤熱量對作物生長的影響三、土壤空氣、熱量狀況的調(diào)節(jié)第十二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二一、土壤空氣對植物生長的影響

1.影響種子的萌發(fā)種子萌發(fā)需要吸收一定的水分和氧氣、缺O(jiān)2會影響種子內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和代謝活動。有機質(zhì)嫌氣分解也會產(chǎn)生醛類或有機酸而妨礙種子的發(fā)芽。2．影響根系的發(fā)育通氣良好有利于大多數(shù)作物根系的生長，表現(xiàn)為根系長，顏色淺根毛多；缺O(jiān)2土壤中的根系則短而粗，根毛數(shù)量大量減少。研究表明：土壤空氣中O2濃度低于9%-10%時，根系發(fā)育則會受到抑制；小于5%時，絕大部分作物的根系就停止發(fā)育。第十三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二3．影響根系吸收功能土壤良好的通氣狀況有利于根系的有氧呼吸，釋放較多的能量，有利于根系對養(yǎng)分的吸收。4．影響土壤微生物的活動和養(yǎng)分狀況土壤空氣的數(shù)量和O2的含量顯著影響到微生物的活性。O2供應(yīng)充足時，有機質(zhì)分解速度快，分解徹底，氨化過程加快，也有利于硝化過程的進行，故土壤中有效氮豐富。

土壤缺O(jiān)2時，則有利于反硝化作用的進行，造成氮素的損失或?qū)е聛喯跛釕B(tài)氮的累積而毒害根系。5．影響植物生長的土壤環(huán)境狀況。第十四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二二、土壤溫度對植物生長的影響

1.影響植物根系的生長發(fā)育

2．影響種子的發(fā)芽出苗

3．影響的植物的營養(yǎng)生長與生殖生長

4．對其他肥力因素影響，間接影響植物的生長此外，土溫影響土壤的化學(xué)、物理變化過程，影響有效養(yǎng)分的釋放。三、土壤空氣、熱量狀況的調(diào)節(jié)1.土壤空氣狀況的調(diào)節(jié)（1）耕作（2）輪作（3）排水

第十五頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二2．土壤熱量狀況的調(diào)節(jié)①壟作②以水調(diào)溫③覆蓋是調(diào)節(jié)土壤溫度最常用的手段之一。包括透明覆蓋和非透明覆蓋。如秸稈、化學(xué)覆蓋劑等，此外還有鋪砂蓋草等，可以起到保墑增溫的效果，塑料薄膜進行地表覆蓋不僅有明顯的增溫作用，也有一定的保墑效果。④設(shè)置風(fēng)障寒冷多風(fēng)地區(qū)設(shè)置風(fēng)障能降低風(fēng)速，減少地面亂流和蒸發(fā)耗熱的作用，可以有效地提高地溫。第十六頁，