1、第五章 土壤空气及热量状况,第一节 土壤空气及其更新 第二节 土壤热性质及土壤热量平衡 第三节 土壤空气与土壤温度对植物生长的影响,第一节 土壤空气及其更新,第一节 土壤空气及其更新,一、土壤空气组成特点 二、土壤空气的更新 三、土壤通气性,第一节 土壤空气及其更新,一、土壤空气的组成特点 1土壤空气中的CO2的质量分数高于大气 2土壤空气中的O2质量分数低于大气 3土壤空气的水汽的质量分数总是高于大气 4土壤空气中有时有少量还原性气体 5土壤空气成分随时间和空间而变化,二、土壤空气的更新（土壤空气与大气的交换） 1. 整体交换土壤空气在温度、气压、风、降雨或灌水等因素的作用下整体排出土壤，同
2、时大气也整体进入，称整体交换。交换速度较快。 2. 气体扩散它是指气体分子由浓度高（气压大）向浓度小（气压低）处移动。交换速度较慢，气体扩散是气体交换的主要方式。,土壤中O2的分压总是低于大气，而CO2的分压总是高于大气。所以O2是从大气向土壤扩散，而CO2则是从土壤向大气扩散，正如人不断呼出CO2和吸进O2一样，因此，土壤气体交换被称为“土壤呼吸”。 呼吸强度：单位面积或单位重量土壤在单位时间内释放CO2的克数。,三、土壤的通气性土壤通气性是指土壤空气与大气进行交换以及土体允许通气的能力。 取决于粗孔的数量。土壤通气性的重要性：通过与大气的交流，不断更新其组成，使土体各部分组成趋向一致，如果
3、土壤通气性差，土壤中的O2在短时间内可能被全部耗竭，而CO2的含量随之升高，以至妨碍作物根系的呼吸。,第二节 土壤热性质及土壤热量平衡,一、土壤热量的来源1太阳的辐射能太阳辐射能是土壤热量的主要来源。 2. 生物热土壤微生物在分解有机质的过程中常放出一定的热量，但数量较少。3. 地球内热由地球内部的岩浆传导至地表的热。但因地壳导热能力差，因此这部分热量占的比例小，但温泉附近，这一热源不可忽视。,二、土壤的热性质 1土壤热容量指单位重量或单位容积的土壤，当温度增或减1时所需要吸收或放出的热量，一般用焦耳数表示。重量热容量：J/(g.) Cg容积热重量：J/(cm3.) Cv 容积热容量与重量热容
4、量的关系： 容积热容量 =重量热容量 土壤容重 土壤固、液、气三相组成的热容量差异很大。,土壤水的热容量最大。通过调控土壤水分状况可以调节土壤热状况。,2.土壤导热率土壤吸收一定的热量后，除用于本身的升温外，还将热量传给邻近土层。土壤导热率()：指厚度为1cm，两端温度相差1时，每秒钟通过1cm2土壤断面的焦耳数。（J/cm2.S.K）土壤导热率主要受含水量、松紧程度孔隙状况影响。土壤导热率随含水量的增加而增加。,3.土壤热扩散率（土壤导温率） 概念：指标准状态下，在土层垂直方向上，每cm距离内有1的温度梯度（即单位距离的温差），每秒钟流入1cm3土壤断面面积的热量，使单位体积（1cm3）土壤
5、所发生的温度变化。 单位：cm2/s 用D表示 D=/Cv 导温率大，升温慢，干土升温快。,三、土壤热平衡及其热量状况 1土壤热量平衡当土壤表面吸收辐射热后，部分以辐射形式再返回大气，另一部分传给下层土壤，以用于土壤水分蒸发的消耗，余下的热量才用于土壤本身的升温。土壤热量平衡是指土壤热量在一年中收支情况，可用下式表示：S=W1+W2+W3+R式中：S土壤表面接受的太阳辐射能W1地面辐射所损失的热量 W2土壤增温的热量W3土壤水分蒸发所消耗的热量 R其它方面所消耗的热量,土壤热量,2.土壤热量状况土壤热量状况是指在周年或一日内上下土层间的温度变化情况。 土壤温度的年变化 土壤温度的日变化 最高温
6、度出现在下午2时，最低温度出现在日出前。 夜间，表层土壤温度低，热量向表层传导 白天，表层土壤温度高于深层，热量向深层传导。,北京郊区土壤温度的年变化最高温度出现在7、8月份，最低温度出现在1、2月份，随土层加深，最高温度最低温度出现时间向后延迟，变幅减小。,3影响土壤热状况的因素 天文及气象因素 土地位置 土壤的组成和性质 土面状况,第三节 土壤空气与土壤温度对植物生长的影响,一、土壤空气对作物生长的影响二、土壤热量对作物生长的影响三、土壤空气、热量状况的调节,一、土壤空气对植物生长的影响1. 影响种子的萌发种子萌发需要温度、水分、O2，O2把种子贮存养分，氧化分解，释放能量供生命活动需要。
7、缺O2，谢不能正常进行。有时产生酒精，有机酸，对种子有毒害作用。 2影响根系的发育通性好土壤，根系长，颜色浅，根毛多，吸收能力强；长期缺氧，根系短粗，颜色暗，根毛少，吸收能力弱。 3影响根系吸收功能根系呼吸能力减弱，吸收养分水分能力下降，影响大小依次为： KCaMgNP,4影响土壤微生物的活动和养分状况1）通气好微生物活动旺盛，有机养分，矿质养分释放快，固N作用强。通气性差，养分释放慢，反硝化作用，N损失，固N作用弱。2）土壤中CO2多，利于Ca Mg K溶解，但由于植物根系吸收能力差而不能吸收。3）嫌气条件下产生有机酸、H2S，对种子和植物根系有毒害作用，水稻土壤溶液H2S达0.07mg/k
8、g，水稻枯黄，稻根发黑。 5影响植物生长的土壤环境状况。,二、土壤温度对植物生长的影响 1. 影响植物根系的生长发育 不同植物适宜根系生长土温不同小麦12-16 玉米24-28 豆类22-26 水稻30-35温度低，受冻害，呼吸作用弱，根生长受抑制，吸收养分能力低。温度高，呼吸作用旺盛，不利碳水化合物积累，根系发生木质化至根尖，根毛区减少，降低水分、养分吸收。西瓜为什么昼夜温差大，甜,2影响种子的发芽出苗不同作物适宜种子萌发的温度不同，在适宜温度内，温度越高，种子萌发速度越快。小麦、大麦1-2 15-20天 5-6 6-7天 9-10 2-3天萌发谷子萌发温度：6-7 玉米萌发1012 高梁12-143影响的植物的营养生长与生殖生长 4对其他肥力因素影响，间接影响植物的生长此外，土温影响土壤的化学、物理变化过程，影响有效养分的释放。,三、土壤空气、热量状况的调节 1. 土壤空气状况的调节 （1）耕作 （2）轮作 （3）排水,2土壤热量状况的调节 垄作 以水调温 覆盖 设置风障,1. 与大气组成相比，土壤空气有哪些特点？ 2. 简述土壤空气更新的方式及其影响因素。 3. 土壤热特性包括哪些？这些因素对土壤热状况 有何影响？ 4. 如何调节土壤的热量状况？ 5. 土壤空气及温度对植物生长有何影响？ 6. 如何综合调节土壤水、气、热状况？,复习思考题,
