1、第二章 土 壤 水 肥 汽 热,第一节 土壤水分的类型及有效性,土壤水：是一种稀薄的溶液，存在于土粒的表面和土粒间的孔隙中。,三种吸引力： 土粒的吸附力； 毛管引力； 重力,一、土壤水分的保持,二、土壤水分的类型和性质,毛管水,吸湿水,膜状水,土粒表面的吸附力从大气和土壤空气中吸附气态水，附着在土粒表面成单分子或多分子层，称土壤吸湿水。,吸湿水达到最大后，土粒还有剩余的引力吸附液态水，在吸湿水的外围形成一层水膜，称为膜状水。,靠毛管力保持在土壤孔隙中的可以自由移动的水分称为毛管水。,特点：受土粒的吸力大，排列紧密，不能自由移动，无效水（当空气相对湿度9498%时，达最大值称最大吸湿量或吸湿系数
2、）,影响因素：大气湿度愈大，吸湿量愈大；也与质地有关，质地愈重，吸湿性愈强，吸湿量也愈大。,1、土壤吸湿水,2、土壤膜状水,萎蔫系数：当作物无法从土壤中吸收水分而呈现永久凋萎，此时的土壤含水量称萎蔫系数。它用来表明植物可利用土壤水的下线，土壤含水量低于此值，植物将枯萎死亡。,在土壤中可极缓慢的移动，(0.20.4mm/时 )。由于速度太慢，远远不能满足植物对水分的需求，所以只有部分可被植物吸收利用，另一部分成为无效水。,3、土壤毛管水,特点：（）可以自由移动；（）溶解养分能力；（）植物有效。,可分为两类：毛管上升水和毛管悬着水,毛管上升水：地下水籍毛管力上升进入并保持在土壤中的水分。,毛管悬着
3、水：当地下水位较深，不受地下水影响，靠毛管力将降雨或流水保持在土壤土层。,田间持水量：毛管悬着水达到最大时的土壤含水量。是农田土壤保持的最大水量，是旱地土壤灌溉的上限。,4、土壤重力水,土壤水分含量超过田间持水量，过量水分不能被毛管吸持，而在重力作用下沿大孔隙向下渗漏成为多余的水。,特点: 受重力作用只能由上往下移动,旱地不能长期贮存, 绝大部分没有机会被植物利用,若过多,则占据通气孔隙, 影响土壤通气性, 属有害水。,土壤水分常数与有效性,土壤水分的有效性及其划分,能被作物吸收利用的水分称为有效水。不能被作物吸收利用的水分叫无效水。,萎蔫系数以下的水分属于无效水；,萎蔫系数至田间持水量之间的
4、水分为有效水；,所以, 水分的科学管理, 应先测定出土壤的田间持水量和萎蔫系数:若土壤含水量田间持水量时, 要注意排水。若土壤含水量或接近萎焉系数时,要注意灌水。,三、土壤中的水分含量的表示方法,1、土壤质量含水率（%）=水分质量/烘干土重 1002、土壤体积含水率（%）= 质量含水量%容重 3、相对含水率（%）=质量含水量 /田间持水量100,4、水层厚度（mm）指一定深度土层中的水分含量相当于若干水层厚度（mm）水层厚度（土壤质量含水量土壤容重土层厚度）10005、土壤蓄水量（m3/亩）=水层厚度(mm）1/1000667 = 2/3水层厚度(mm),水层厚度、土壤蓄水量,土水势是在标准大
5、气压下，极小单位水量从一个平衡的土一水系统可逆地移到和它温度相同，处于参比状态水池时所做的功。 是土壤水分运移的动力 。,1、土水势,四、土壤水分的能态,2.土壤水吸力：指土壤水因受土壤基质的吸附和毛管作用，表面形成一个凹形弯月面，形成土壤水的负压力。 3.土壤水分特征曲线：指土壤的水势或土壤水吸力与含水量的关系曲线。表征土壤水分能量与含量的关系。,在自然界中，两点间水分运动的驱动力是两点间土水势之差，即任两点之间土壤水势能之差,1 透水性: 土壤接受并允许水分垂直通过土体的能力称为土壤的透水性。,五、 土壤透水性与水分蒸发,2、影响透水性的因素,土壤松紧度,质地,结构,通气孔隙数量，水压梯度
6、。,3、透水性的农业要求:,生产中，要求土壤有适当的透水能力,不能过大,也不能过小,4水分蒸发: 土壤水分以水汽形态扩散到大气中散失的过程.,5对生产的影响 :,蒸发是一种水分的非生产性损耗, 生产中应尽量减少蒸发。通过土表覆盖, 中耕松土(切断纵向毛细管)等可减少蒸发损耗.,. 水分是植物吸收养分的媒介,因为养分是随水被根系吸收利用的,缺水, 植物不能进行营养 过程.,6. 土壤水分对作物生长和土壤理化性质的影响.,6.1 对植物生长的影响:,.植物体内含有75%95%的水分,这些水分主要来自于土壤,维持植物体形态。,.植物体内许多重要的生理过程,如光合作用,呼吸作用,蒸腾作用都有水分的参与
7、, 缺水将导致这些重要的生理过程不能进行,代谢出现紊乱。,6.2 对理化性质的影响 : . 影响土壤空气: 水气是一对基本矛盾, 其中水占据着支配地位.影响土壤养分 :水分影响矿质养分的溶解;水分影响土壤中微生物的代谢活动，潮湿的环境有助于土壤微生物的活动代谢，加速有机物的分解, 从而影响有效养分的数量.,.影响土壤热量: 水分影响土壤的热容量, 导热率,从而要影响土壤温度的高低. . 其它 : 水分影响土壤的粘结性, 可塑性, 耕性。水是土壤中最活跃易变, 影响面最宽, 作用度最深的一个因素.,7. 土壤水分的农业调节 :,控制土壤水份在一个适当的范围，减少浪费; 增加收入; 排除多余; 蓄
8、水保土。,.工程措施. 兴修水利, 搞好农田基本建设,宏观地改善排灌条件. .生物措施:植树造林,绿化地表,保持水土. .农业措施：改良质地,培育结构,增施有机肥,提高土壤自身的保水控水能力.,第二节土壤空气,土壤空气,一、土壤空气的数量与组成,土壤空气与土壤水分存在于土体孔隙内，在一定容积的土壤中，在孔隙度不变的情况下，土壤空气随土壤水分而变化，而且呈相应的消长关系。,土壤空气,通气良好的土壤，其空气组成接近于大气，若通气不良，则土壤空气组成与大气有明显的不同。,土壤空气与大气组成的数量差异（容积%）,土壤空气,土壤 空气 与近 地表 大气 组成 的差 别,土壤空气中的CO2含量高于大气,土
9、壤空气中的O2含量低于大气,土壤空气中水汽含量高于大气,土壤空气中含有较多的还原性气体(H2 CO CH4 NH3 H2S ),二、土壤空气的运动,1、土壤空气运动的方式有两种：对流和扩散。,（1）对流 （气体有压力差时）A、白天,气温升高,气压降低,土壤空气逸出土体进入大气；夜晚,气温下降,气压升高,大气进入土壤.B、灌水时,土壤空气进入大气; 排水时,大气进入土壤.C、空气流动(吹风时),气压降低, 土壤空气要进入大气.,消耗O2. 使土体中O2空气中CO2,土体中的CO2通过扩散作用要进入大气.,（2）气体扩散（气体有浓度差时）,土壤生物,2、 土壤通气性：指土壤空气与近地层大气之间进行
10、气体交换的过程和交换的速度.,3、影响通气性的因素：.土壤孔隙状况：当孔隙度高，且通气孔隙多时，气体交换加快，通气性好。 2水分含量：旱地中，水分含量高时，可阻断通气孔隙，降低通气能力，故水分含量低时，土壤通气性好。,4 、土壤通气性对农业生产的影响(1) 影响植物根系的生长: A、土壤空气中氧气的含量15%, 此时根长色浅,根毛丰富,吸收力强.B、 当土壤空气中氧气含量10%时，根系发育受阻，根短色暗。C、当土壤空气中氧气含量 5%时，根系停止生长，根系易腐烂。,（2）影响种子萌发严重缺氧时, 种子的呼吸作用受阻, 发芽率降低,种子腐烂.（3）影响有机养分释放通气性影响好气性微生物活性,从而
11、影响有机养分释放.影响养分的有效性.(4) 影响土壤环境通气不良时,易积累还原有毒物质, 土壤环境不利于根系和微生物的生长.,a.以水调气,通过兴修水利, 改善排灌条件来调节土壤空气. b.通过耕作、栽培、培肥措施来改善土壤孔隙性和结构性来增强土壤通气性。 c.加强田间管理,适时排水晒田,中耕松土, 提高作物生育期中的通气能力.,5、通气性的农业调节:,第三节土壤养分,一、土壤养分的类型,大量元素 N P K Ca Mg S . 按其含量来分 :微量元素 Fe Mn Zn Cu Mo,a. 人类施入的有机肥和化肥.b. 生物固N: 固N微生物从空气中固定的N素.c. 土壤矿物缓慢分解释放的养分
12、。d. 降雨：空气中的氮和氧在闪电时，可以合成氨，随水降落土中, 0.41.2斤/年.亩. e. 残体归还:动植物残体归还于土中的营养元素.,二、土壤养分的来源,a.作物吸收：生产消耗 如生产1000斤小麦需吸收N 30斤, K2O 25斤 P2O5 12.5斤. b. 流失：养分随水逸出土体. 我国每年水土流失的养分(N P K )相当于1亿吨化肥. c. 挥发：主要是N素养分: NH4HCO3 撒施 形成NH3 利用率不到30% 。 d. 固定：化学固定：如酸性土 FePO4沉淀 晶格固定: K+ 和NH4+进入层状矿物的晶格孔隙中而发生的固定.,三、土壤养分的消耗,第四节土壤热量,土壤热
13、量,一、土壤热量的来源,太阳辐射能:土壤热量的最基本来源。生物热:微生物分解有机质的过程是放热的过程。 释放的热量，一部分被微生物自身利用，而大部分可用来调节土温。地球内热,1. 太阳的辐射强度,日照角越大 ，地面接受的太阳辐射越多。,2. 地面的反射率,太阳的入射角越大，反射率越低，反之越大。土壤的颜色、粗糙程度、含水状况，植被及其他覆盖物等都影响反射率。,土壤热量,二、土壤表面的辐射影响因素,土壤温度,三、土壤温度的变化规律,大气和土壤月平均温度变化图,（一）、土壤温度的时间变化,（二）、土壤温度的空间变化,主要受纬度、海拔高度及地形等因子的影响。,纬度增高，地面所接受的辐射能减少，所以高
14、纬度地区的土壤温度一般低于低纬度地区。,由于高山气温低，所以在山区随着海拔高度的增加，土温还是比平地的土温低。,2、海拔高度,1、纬度,三、土壤温度的变化规律,土壤温度,3. 地形等因子,地形对土壤温度的影响主要表现在坡向与坡度方面。,北半球的南坡（阳坡），太阳光的入射角大，接受的太阳辐射和热量较多，蒸发也较强，土壤较干燥，土温比平地要高。北坡（阴坡）的情况与南坡则相反，土温比平地要低。坡度越陡，南、北坡向的温差就越大。,水气热调节,四、土壤水、气、热 的关系,土壤水、气、热是三者是互为矛盾，又互相制约的统一体。,土壤水和空气共存于土壤孔隙，它们之间有着相互消长的数量关系。,1. 土壤水和空气
15、,当土壤含水量达到田间持水量时，其大多数大孔隙充满了水分，造成土壤的通气状况不良。当土壤含水量进一步降低，有许多毛管孔隙为空气充满。这时容易造成土壤水的供应不良，形成植物的旱害。,水气热调节,湿土温度上升慢，下降也慢，不同土层深度的温度梯度也比较小；干土温度上升快，下降也快，而且不同土层深度的温度梯度也比较大。,当土温较高时，土壤的蒸发量也较大，土壤易于失水干燥，易于通气。土壤不同层次中的温度梯度还可引起土壤水分的运动，即从热处向冷处的运动；特别是土壤冻结时可导致上层滞水，促使土壤过湿和通气不良。,3. 土壤热量对土壤水、气的影响,2. 土壤水和土壤温度,水气热调节,五、土壤水、气、热的调节措施,通过耕作和施肥，改善土壤的 物理性质,灌溉和排水措施,混交、间作措施,采用人工覆盖物,
