土壤水空气和热量状况ppt课件

1、第六章 土壤水、空气和热量情况主要内容o第一节 土壤水分o第二节 土壤空气和热量o第三节 土壤水分、空气和热量的调理* * *土壤水分土壤水分1 1掌握土壤水分类型、特点及相应的水分常数；掌握土壤水分类型、特点及相应的水分常数；2 2掌握土壤土水势、土水吸力、水分特征曲线概念，掌握土壤土水势、土水吸力、水分特征曲线概念，利用水吸力和土水势判别水分运动的方向；利用水吸力和土水势判别水分运动的方向；3 3掌握土壤水分质量、容积、相对含水量和贮水量掌握土壤水分质量、容积、相对含水量和贮水量的计算方法，学习土壤水分的有效性分析；的计算方法，学习土壤水分的有效性分析； 教学目的：教学目的：第一节第一节

2、土壤水土壤水 一切的水只需进入土壤转化为土壤水，才干被植物吸收利用。土壤水是作物吸水的最主要来源。 土壤水是土壤的最重要组成部分之一。 土壤水是土壤构成发育的催化剂； 土壤水并非纯水、而是稀薄的溶液。土壤水实践上是指在105温度下从土壤中驱逐出来的水。土壤水的重要性：土壤水的重要性：一、一、 土壤水的类型及性质土壤水的类型及性质一、土壤水分类型及其性质一、土壤水分类型及其性质二、土壤水分的数量概念二、土壤水分的数量概念三、土壤水分的能量形状三、土壤水分的能量形状四、土壤水分的有效性四、土壤水分的有效性 吸湿水 膜状水 毛管水 重力水形状观念一、土壤水分类型及性质一、土壤水分类型及性质依土壤水分

3、所受的依土壤水分所受的力的作用划分类型力的作用划分类型吸附水：吸附水：土壤颗粒外表的分子引力作用而被吸附在土粒周围的水分土壤颗粒外表的分子引力作用而被吸附在土粒周围的水分1 1土壤吸湿水土壤吸湿水最大吸湿量：干土在近于水汽饱和的大气中吸附水汽， 并在土粒外表凝结成液态水的数量。定义：枯燥土粒从空气土壤、大气中吸附的气态水机制：外表能外表分子引力: 31 105 Pa水分常数水分常数1 1、土壤吸附水、土壤吸附水 它所受土粒外表的吸附力很强，故具有固态水的它所受土粒外表的吸附力很强，故具有固态水的性质，不能流动；性质，不能流动； 比重很大比重很大(约约1.5g/cm3)，无溶解才干，冰点下降，无

4、溶解才干，冰点下降 -7.8； 由于它所受的吸力远大于植物根的吸水力由于它所受的吸力远大于植物根的吸水力(平均为平均为1520kPa), 植物无法吸收利用，属于土壤水中的植物无法吸收利用，属于土壤水中的无效水，对消费的直接意义不大。无效水，对消费的直接意义不大。 可协助分析土壤水的有效性，普通土壤中无效可协助分析土壤水的有效性，普通土壤中无效水总量约为最大吸湿量的水总量约为最大吸湿量的1.52.0倍。倍。特点特点%100)(25. 15 . 0)(5 . 1+ += =容重容重最大吸湿水量最大吸湿水量容重容重最大吸湿水量最大吸湿水量非活性孔度非活性孔度dd 2 2土壤膜状水土壤膜状水定义：土壤

5、颗粒借助吸附力吸附在吸湿水外围的延续液态水膜称为土壤膜状水机制：外表能外表分子引力: 6.25-31 105 Pa 膜状水表示图膜状水表示图膜状水比吸湿水所受的吸附力小得多，它具有液膜状水比吸湿水所受的吸附力小得多，它具有液态水的性质，可以挪动，但因粘滞度较大，其挪动态水的性质，可以挪动，但因粘滞度较大，其挪动速率非常慢。普通是由水膜厚处向水膜薄处挪动，速率非常慢。普通是由水膜厚处向水膜薄处挪动，如下图如下图0.2-0.4mm/h d=1.25 。特点特点膜状水挪动表示图膜状水挪动表示图 部分有效部分有效膜状水的内层水，植物根无法吸收利用，为无膜状水的内层水，植物根无法吸收利用，为无效水，效水

6、，而它的外层水，植物可以吸收利用，但数量极而它的外层水，植物可以吸收利用，但数量极为有限。为有限。水分常数水分常数土壤最大分子持水量：土壤膜状水到达最大值时土壤最大分子持水量：土壤膜状水到达最大值时的土壤含水量最大吸湿量的的土壤含水量最大吸湿量的2 24 4倍。倍。 凋萎蔫系数：当植物因根无法吸水而发生永久萎蔫时的土凋萎蔫系数：当植物因根无法吸水而发生永久萎蔫时的土壤含水量壤含水量 萎蔫点，最大吸湿量的萎蔫点，最大吸湿量的1.52.0倍、倍、15-16 105 Pa 。 表表 7.1 不不同同质质地地土土壤壤的的萎萎蔫蔫系系数数（ m%）土土壤壤质质地地 粗粗砂砂壤壤土土 细细砂砂土土 砂砂壤

7、壤土土 壤壤 土土 粘粘壤壤土土萎萎蔫蔫系系数数 0.961.11 2.73.6 5.66.9 9.012.4 13.016.6 影响要素：土壤质地、植物种类、气候等影响要素：土壤质地、植物种类、气候等 下表给出了不同质地土壤的萎蔫系数参考范围。下表给出了不同质地土壤的萎蔫系数参考范围。 P 111表表7-1 萎蔫系数是植物可以利用的土壤有效水含量的下限。萎蔫系数是植物可以利用的土壤有效水含量的下限。凋萎蔫系数凋萎蔫系数无效孔度无效孔度 = 凋萎系数容重凋萎系数容重2 2、土壤毛管水、土壤毛管水定义：依托毛管力坚持在土壤毛管孔隙中的水就称为毛管水机制：毛管力0.08- 6.25 105 h水柱

8、高度水柱高度cm)d孔隙直径孔隙直径mm毛管作用力范围：毛管作用力范围： 0.1-1mm有明显的毛管作用有明显的毛管作用0.05-0.1mm 毛管作用较强毛管作用较强 0.05(0.02)-0.005(0.002) 毛管作用最强毛管作用最强0.001mm 毛管作用消逝毛管作用消逝它不受重力支配而流失，所受力比植物根的吸水力它不受重力支配而流失，所受力比植物根的吸水力小得多小得多, 是植物所需水分的主要给源是植物所需水分的主要给源毛管水挪动性大，能较迅速地运动，普通向耗费点毛管水挪动性大，能较迅速地运动，普通向耗费点挪动，如向根系吸水点和表土蒸发面挪动挪动，如向根系吸水点和表土蒸发面挪动10-3

9、00mm/h 它也是土壤营养的溶剂和保送者它也是土壤营养的溶剂和保送者特点特点是土壤中最珍贵的水是土壤中最珍贵的水 毛管悬着水与地下水无关毛管悬着水与地下水无关 在地下水较深的情况下，降水或灌溉水等地面水进在地下水较深的情况下，降水或灌溉水等地面水进入土壤，借助毛管力坚持在上层土壤毛管孔隙中的水分。入土壤，借助毛管力坚持在上层土壤毛管孔隙中的水分。它与来自地下水上升的毛管水并不相连，好似悬挂在半它与来自地下水上升的毛管水并不相连，好似悬挂在半空中一样，故称之为毛管悬着水。空中一样，故称之为毛管悬着水。毛管悬着水是地势较高处植物吸收水分的主要给源。毛管悬着水是地势较高处植物吸收水分的主要给源。类

10、型类型土土 粒粒毛管毛管悬着悬着水示水示意图意图不同质地和耕作条件下的田间持水量不同质地和耕作条件下的田间持水量m m % %紧实紧实耕后耕后 21 21 25 2528-3228-32 24-28 24-28 22-26 22-26 20-24 20-24 13-20 13-20 10-14 10-14 田间持水量田间持水量 二合土二合土粘土粘土重壤土重壤土中壤土中壤土轻壤土轻壤土砂壤土砂壤土砂土砂土 土壤质地土壤质地 在形状上它包括吸湿水、膜状水和毛管悬着水。在形状上它包括吸湿水、膜状水和毛管悬着水。 当含水量到达田持时，假设继续供水，并不能使该土体当含水量到达田持时，假设继续供水，并不能

11、使该土体的持水量再增大，而只能进一步潮湿下层土壤。田间持的持水量再增大，而只能进一步潮湿下层土壤。田间持水量是确定灌水量的重要根据。水量是确定灌水量的重要根据。 影响要素：质地、有机质含量、构造、松紧情况等影响要素：质地、有机质含量、构造、松紧情况等水分常数水分常数田间持水量田间持水量(田持田持)：是指毛管悬着水到达最大数量：是指毛管悬着水到达最大数量时的土壤含水量时的土壤含水量 P111 当土壤含水量降低到一定程度时，当土壤含水量降低到一定程度时，较粗毛管中悬着水的延续形状出现断较粗毛管中悬着水的延续形状出现断裂，蒸发速率明显降低，此时土壤含裂，蒸发速率明显降低，此时土壤含水量称为毛管水断裂

12、量。水量称为毛管水断裂量。 大约相当于该土壤田间持水量的大约相当于该土壤田间持水量的7575左右。生长妨碍含水量左右。生长妨碍含水量 毛管水断裂量毛管水断裂量水分常数水分常数毛管持水量：毛管上升水的最大含量毛管持水量：毛管上升水的最大含量 毛管上升水与地下水有关毛管上升水与地下水有关借助于毛管力由地下水上升进入上层土体的水借助于毛管力由地下水上升进入上层土体的水毛管水上升高度：毛管水上升高度：从地下水面到毛管上升水所能到达的绝对高度从地下水面到毛管上升水所能到达的绝对高度水分常数水分常数土土 粒粒毛管毛管上升上升水示水示意图意图地下水位地下水位3 3、重力水、重力水特点：暂时存在于土壤大孔隙通

13、气孔隙中的水分，与特点：暂时存在于土壤大孔隙通气孔隙中的水分，与土壤营养的淋失有关；往往因水分过多，土壤空气缺乏，土壤营养的淋失有关；往往因水分过多，土壤空气缺乏，呵斥内涝，反而有害于作物生长多余水呵斥内涝，反而有害于作物生长多余水定义：土壤中不被土壤坚持而受重力支配向下流动的水，称为重力水机制：重力0.08 105 Pa 水分常数水分常数全持水量或饱和持水量：全持水量或饱和持水量：土壤全部孔隙都充溢水时的土壤含水量土壤全部孔隙都充溢水时的土壤含水量 上述各种水分类型，彼此亲密交错上述各种水分类型，彼此亲密交错结合，相互转化，很难严厉划分结合，相互转化，很难严厉划分 对于不同质地的土壤上述各种

14、不对于不同质地的土壤上述各种不同形状水的数值是不等的。请仔细同形状水的数值是不等的。请仔细比较它们的大小比较它们的大小注注 意意 二、土壤水分的数量概念二、土壤水分的数量概念土壤含水量土壤含水量一质量含水量一质量含水量m或或 mw 质量含水量：质量含水量： 是指土壤中水分的质量与干土质量的比值。又是指土壤中水分的质量与干土质量的比值。又称为分量含水量，无量纲，常用符号称为分量含水量，无量纲，常用符号m表示百分率表示百分率100221 - -= =WWW m m水重水重/干土重干土重100干土，普通是指在干土，普通是指在105条件下烘干的土壤。条件下烘干的土壤。例例1 ：土壤烘干前湿重为：土壤烘

15、干前湿重为95g，烘干后重，烘干后重79g，求质量含水，求质量含水量。将测定数据代入上式，量。将测定数据代入上式， 即求该土壤质量含水量为：即求该土壤质量含水量为： m95 - 79/ 79 10020.3 容积含水量是指单位土壤总容积中水所占的容积百分数，容积含水量是指单位土壤总容积中水所占的容积百分数，又称容积湿度、土壤水的容积百分数，常用符号又称容积湿度、土壤水的容积百分数，常用符号v表示：表示：v = (水容积水容积/土壤总容积土壤总容积) cm3/cm3v=mb b = d2二容积含水量二容积含水量 v 或或 Vw 例例2： 设上例土壤容重为设上例土壤容重为1.2g/cm3，求其，求

16、其v。 v=20.31.2=24.4土壤总孔度土壤总孔度=1-1.2 / 2.65100=54.7%土壤空气容积土壤空气容积%=54.7-24.4=30.3%通通气气情情况况？ 容积含水量是指单位土壤总容积中水所占的容积百分数，容积含水量是指单位土壤总容积中水所占的容积百分数，又称容积湿度、土壤水的容积百分数，常用符号又称容积湿度、土壤水的容积百分数，常用符号v表示：表示：v = (水容积水容积/土壤总容积土壤总容积) cm3/cm3v=mb b = d2二容积含水量二容积含水量 v 或或 Vw 例例2： 设上例土壤容重为设上例土壤容重为1.2g/cm3，求其，求其v。 v=20.31.2=2

17、4.4土壤总孔度土壤总孔度=1-1.2 / 2.65100=54.7%土壤空气容积土壤空气容积%=54.7-24.4=30.3%通通气气情情况况？土壤水贮量是指一定面积和厚度土壤中含水的绝对数量。土壤水贮量是指一定面积和厚度土壤中含水的绝对数量。在土壤物理，农田水利学、水文学中经常要用到，它主要在土壤物理，农田水利学、水文学中经常要用到，它主要有两种表达方式：有两种表达方式：三土壤贮水量三土壤贮水量指在一定厚度指在一定厚度(h)一定面积土壤中所含的水量相当于一样面一定面积土壤中所含的水量相当于一样面积水层的厚度。可以推知积水层的厚度。可以推知 hw与与v的关系如下：的关系如下： hwvh= m

18、 b hmmhw的方便之处在于与大气降水量、土壤蒸发量直接比较的方便之处在于与大气降水量、土壤蒸发量直接比较1水深水深(hw)例例4 如某土层厚度为如某土层厚度为10cm，容积含水量为，容积含水量为25，求水深。，求水深。 Dw =10252.5(cm)25(mm) 即一定面积一定厚度土壤中所含水量的体积数即一定面积一定厚度土壤中所含水量的体积数 在数量上，它可简单由在数量上，它可简单由hw与所指定面积与所指定面积(如如1亩、亩、1公顷公顷)相乘求出，但要留意二者单位一致性。相乘求出，但要留意二者单位一致性。 在灌排计算中常用到这一参数，以确定灌水量和排水量在灌排计算中常用到这一参数，以确定灌

19、水量和排水量例：假设都以例：假设都以1m土深计，每亩含水容量土深计，每亩含水容量(以以V方方/亩表亩表示示)与水深之间的换算关系可推知，如式所示与水深之间的换算关系可推知，如式所示:V方方/亩亩2/3hw100hw100 单位：单位：mmV方方/公顷公顷10hw1002容积水容积水四相对含水量四相对含水量% 它可以阐明土壤水的饱和程度、有效性和水、气的比例等。是它可以阐明土壤水的饱和程度、有效性和水、气的比例等。是农林业消费上常用的土壤含水量的表示方法。其求法如下：农林业消费上常用的土壤含水量的表示方法。其求法如下：土壤相对含水量土壤相对含水量m /f 100相对含水量：指土壤含水量相对含水量

20、：指土壤含水量(m)占田间持水量占田间持水量(f)的百分数。的百分数。 绝对含水量：土壤中所含水分的绝对数量绝对含水量：土壤中所含水分的绝对数量质量含水量、容积含水量质量含水量、容积含水量 、土壤贮水量、土壤贮水量土壤土壤A砂土砂土10%土壤土壤B粘土粘土15%三、土壤水分的能量形状三、土壤水分的能量形状1907年美土壤物理学家，白金汉，毛管势年美土壤物理学家，白金汉，毛管势1920年美土壤物理学家，加德纳，土壤水分势年美土壤物理学家，加德纳，土壤水分势1950年之后长足提高年之后长足提高1979年我国起步年我国起步以水分本身的能量变化来研讨水分在土壤中以水分本身的能量变化来研讨水分在土壤中

21、坚持、运动坚持、运动以及大气、植物、土壤中水的关系等一系列水分问题以及大气、植物、土壤中水的关系等一系列水分问题水分能量观念水分能量观念: :土壤水具有自在能：土壤水具有自在能：张力、应力、浸透压、吉氏自在能、土水势、水吸力张力、应力、浸透压、吉氏自在能、土水势、水吸力土壤水由自在能高形状向自在能降低的形状运动土壤水由自在能高形状向自在能降低的形状运动(一一)土水势及其分势土水势及其分势土壤土壤 A 砂土砂土 10%土壤土壤 B 粘土粘土 15%水流向何方？水流向何方？标注土水势的优点标注土水势的优点土水势o土壤水在各种力作用下，与同样温度、高度和大气压条件的纯自在水相比，其自在能降低，这个差

22、值即为土水势 。o优点：可作为判别各种土壤水分能态的一致规范和尺度；o土水势的数值可在土壤植物大气之间一致运用，把土水势、根水势、叶水势等一致比较，判别它们之间水流的方向、速度和土壤和随有效性；o还可提供一些准确的土壤水分情况测定手段。负值，当土壤饱和时最大0. 土壤含水量越高，基质势也越高。 基质势基质势m 基质势是极小单位水量从基质势是极小单位水量从一个平衡的土一水系统可逆地移到没有基质的，一个平衡的土一水系统可逆地移到没有基质的，而其他条件都一样的参比形状水池所做的功。而其他条件都一样的参比形状水池所做的功。1、基质势、基质势m2、压力势、压力势po压力势是极小单位的水量从一个平衡的土一

23、压力势是极小单位的水量从一个平衡的土一水系统可逆地移到除压力不等于参比压力，水系统可逆地移到除压力不等于参比压力，而其他条件都一样的参比形状水池时所做的而其他条件都一样的参比形状水池时所做的功。功。o正值。只需当土壤水分饱和时才有压力势在正值。只需当土壤水分饱和时才有压力势在不饱和土壤中压力势为不饱和土壤中压力势为0.饱和土层越深，压饱和土层越深，压力势越高。力势越高。 o p=wghV o压力势主要包括：压力势主要包括：o气压势气压势 封锁在土壤水分内的空气所封锁在土壤水分内的空气所产生的势值。产生的势值。o静水压势静水压势 土壤中的水分接受水体的压土壤中的水分接受水体的压力，土层深处的水分

24、，遭到的压力更大，静力，土层深处的水分，遭到的压力更大，静水压势是压力势的主体。压力势的势值为正水压势是压力势的主体。压力势的势值为正值。值。负值。土壤溶质浓度越高，溶质势越低。负值。土壤溶质浓度越高，溶质势越低。 溶质势只需对半透膜的水分运动起作用。溶质势只需对半透膜的水分运动起作用。溶质势又称浸透势，指极小单位水量从一溶质势又称浸透势，指极小单位水量从一个平衡的土一水系统可逆地移到没有溶质个平衡的土一水系统可逆地移到没有溶质的，而其他条件都一样的参比形状水池时的，而其他条件都一样的参比形状水池时所做的功。所做的功。3、溶质势、溶质势S4、重力势、重力势go重力势重力势g是指由重力作用而引起

25、的土是指由重力作用而引起的土水势变化。水势变化。 任何时后重力势都存在。高于任何时后重力势都存在。高于参比面时为正，反之为负，参比面处重力势参比面时为正，反之为负，参比面处重力势为为0.总水势：总水势：t=m+p+s+g 请留意：在不同的情况请留意：在不同的情况下，土壤总水势的各分下，土壤总水势的各分势组成是不同的。见势组成是不同的。见P106下端。切记。下端。切记。土壤水吸力是指土壤水在接受一定吸力的土壤水吸力是指土壤水在接受一定吸力的情况下所处的能态，简称吸力，但并不是情况下所处的能态，简称吸力，但并不是指土壤对水的吸力。指土壤对水的吸力。T-m 如何用水吸力和水势判别如何用水吸力和水势判

26、别水分运动的方向？请回答水分运动的方向？请回答。绝对正值绝对正值二土壤水吸力二土壤水吸力 普通谈及的吸力是指基质吸力，其值与普通谈及的吸力是指基质吸力，其值与m相等，但符号相反。相等，但符号相反。四、土壤水势的定量测定四、土壤水势的定量测定张力计法张力计法土水势的规范单位：帕土水势的规范单位：帕Pa 1Pa=0.0102厘米水柱厘米水柱 1atm=1033厘米水柱厘米水柱=1.0133bar 1bar=0.9896atm=1020厘米水柱厘米水柱土水势的表示方法土水势的表示方法o土水势多用帕土水势多用帕Pa表示，但常用水柱高表示，但常用水柱高的对数值表示，称为的对数值表示，称为pF值。值。pF

27、值即能反响值即能反响土壤水吸力能量大小，又能表示出各种水分土壤水吸力能量大小，又能表示出各种水分常数以及土壤水吸力与含水量的关系。常数以及土壤水吸力与含水量的关系。o kPa与与pF值的换算关系见表值的换算关系见表51。表表51 kPa与与pF值的换算关系值的换算关系kPa kPa 水柱高水柱高度（度（cmcm） pF pF值值 kPa kPa 水柱高度水柱高度（cmcm） pF pF值值 0.10.11 10 01520152015849158494.24.21 110101 13141314121623216234.54.510101001002 210133101331000001000

28、005 551515015012.72.7101325101325100000010000006 6101101100010003 31013250101325010000000100000007 71013101310000100004 4opF值值=4.5最大吸湿量最大吸湿量opF值值=4.2萎蔫含水量萎蔫含水量 opF值值=3.8最大分子持水量最大分子持水量opF值值=3.0作物生长阻滞含水量作物生长阻滞含水量opF值值=2.7田间持水量田间持水量 opF值值=1.6最大毛管持水量最大毛管持水量五、土壤水分特征曲线：五、土壤水分特征曲线：指土壤水分含量与土壤水吸力的关系曲线0 10 20

29、 30 40 50 60 70土土 壤壤 水水 吸吸 力力黏土黏土壤土壤土砂土砂土土壤含水量土壤含水量水分特征曲线的用途：水分特征曲线的用途：第四，运用数学物理方法对土壤中的水运动进第四，运用数学物理方法对土壤中的水运动进展定量分析时，水分特征曲线是必不可少的重展定量分析时，水分特征曲线是必不可少的重要参数。要参数。首先，可利用它进展土壤水吸力首先，可利用它进展土壤水吸力S和含水率和含水率之间的换算之间的换算(图图3.7)。其次，土壤水分特征曲线可以间接地反映出土其次，土壤水分特征曲线可以间接地反映出土壤孔隙大小的分布。壤孔隙大小的分布。第三，水分特征曲线可用来分析不同质地土壤第三，水分特征曲

30、线可用来分析不同质地土壤的持水性和土壤水分的有效性。的持水性和土壤水分的有效性。土壤有效水(available soil water)：在田间持水量1-2万帕到永久萎蔫系数150万帕之间保管在土壤中的水分。 土壤水吸力大于150万帕的土壤水对植物来说是无效水。植物吸水：自动吸水和被动吸水。被动吸水为主要方式，其动力是从植物叶面到茎到根到土壤的水势梯度。自动吸水普通不超越植物需水量的10%。六、土壤六、土壤 水的有效性水的有效性土壤萎蔫系数：土壤萎蔫系数： wilting point) wilting point) 作物叶片发生永久萎蔫时的作物叶片发生永久萎蔫时的土壤含水量，也叫永久萎蔫土壤含水

31、量，也叫永久萎蔫点。点。一、土壤空气的组成与特点：一、土壤空气的组成与特点： 与近地面大气成分近似但又有其本人的特点。与近地面大气成分近似但又有其本人的特点。1、土壤空气中、土壤空气中O2的数量较大气为少，的数量较大气为少，CO2的数量较大气为多的数量较大气为多;2、土壤空气中水汽含量比大气高、土壤空气中水汽含量比大气高;3、土壤空气中含有少量复原性气体、土壤空气中含有少量复原性气体;4、土壤空气的组成不稳定、土壤空气的组成不稳定;5、土壤空气存在的形状与大气不同、土壤空气存在的形状与大气不同 ; 土壤空气存在形状按其物理性质分为：土壤空气存在形状按其物理性质分为：1、自在态气体；、自在态气体

32、；2、吸、吸附态气体；附态气体；3、溶解态气体。、溶解态气体。二、土壤通气性机制二、土壤通气性机制 1. 土壤通气性是指土壤空气与大气进展土壤通气性是指土壤空气与大气进展交换以及土体内部气体分散和通气的才交换以及土体内部气体分散和通气的才干。干。2.土壤空气与大气交换的机制有二：土壤空气与大气交换的机制有二：一是气体对流，二是气体分散一是气体对流，二是气体分散1土壤空气的对流 土壤与大气间由总压力梯度推进的气体整体流动，也称质流。对流由高压区流向低压区。 影响土壤空气对流的要素1气压变化：大气压上升，一部分空气进入土壤孔隙，大气压下降，土壤空气膨胀，一部分土壤空气进入大气。2温度变化：土壤温度

33、高于大气温度时，土壤中的空气进入大气，反之，那么相反。3降水和灌溉：如土壤接受降水或灌溉，土壤含水量添加，孔隙中的空气就进入大气，反之，那么相反。4地表风力：地表风力大，土壤含水量下降，大气中的空气就进入土壤孔隙。反之那么相反。 2土壤空气的分散 土壤中气体分子因浓度梯度或分压不同而产生的挪动。是土壤与大气交换的主要机制。 土壤中CO2和O2的分散过程分气相、液相两部分。 气相分散：经过充气孔隙分散坚持着大气和土壤间的气体交流作用 液相分散：经过不同厚度水膜的分散 。o1土壤松紧度：土壤松紧度：o 土壤孔隙度愈大，尤其是粗孔隙愈多，气体分散通道愈土壤孔隙度愈大，尤其是粗孔隙愈多，气体分散通道愈

34、大，分散的实践途径愈小，土壤气体的分散系数也愈大。大，分散的实践途径愈小，土壤气体的分散系数也愈大。o2 土壤质地和构造土壤质地和构造o 土壤质地和构造决议着土壤的孔隙数量及孔隙大小，因此土壤质地和构造决议着土壤的孔隙数量及孔隙大小，因此对气体分散产生影响。砂质土和有良好构造土壤粗孔隙多，相对对气体分散产生影响。砂质土和有良好构造土壤粗孔隙多，相对分散系数分散系数D/Do也高。也高。o3 土壤含水量土壤含水量o 相对分散系数随含水量的添加而减少，由于通气孔隙度随相对分散系数随含水量的添加而减少，由于通气孔隙度随土壤含水量的添加而降低。土壤含水量的添加而降低。(3)(3)土壤氧化复原电位土壤氧化

35、复原电位当土壤通气好土壤空气中的当土壤通气好土壤空气中的O2O2多时，土多时，土壤溶液中壤溶液中O2O2就多，变价化合物就处于高价氧就多，变价化合物就处于高价氧化态，化态，EhEh就大，反之就大，反之EhEh低。低。二、土壤空气对作物生长的影响二、土壤空气对作物生长的影响1 1、土壤空气影响种子萌生和根系的发育、土壤空气影响种子萌生和根系的发育种子萌生需水分与氧气、氧气缺乏烂种；根系生长需一定氧种子萌生需水分与氧气、氧气缺乏烂种；根系生长需一定氧气，氧气含量低不长新根，氧气少烂根；不同作物缺氧的忍受气，氧气含量低不长新根，氧气少烂根；不同作物缺氧的忍受力不同。力不同。2 2、土壤空气影响土壤营

36、养情况、土壤空气影响土壤营养情况氧气多少影响矿化，影响营养供应；影响根对营养吸收，如氧气多少影响矿化，影响营养供应；影响根对营养吸收，如玉米缺氧对营养吸收才干依以下次序递减：玉米缺氧对营养吸收才干依以下次序递减：K KCaCaMg Mg N N P P；影响营养存在形状，普通氧化态营养易被作物吸收利用。影响营养存在形状，普通氧化态营养易被作物吸收利用。3 3、土壤空气影响植物抗病性、土壤空气影响植物抗病性通气不良产生复原性气体通气不良产生复原性气体H2SH2S、CH4CH4、H2H2、PH3PH3等会严重危害作物生等会严重危害作物生长，长，CO2CO2过多致使土壤酸度增高，致使霉菌发育，植株生

37、病。过多致使土壤酸度增高，致使霉菌发育，植株生病。2 2耕作管理耕作管理3 3排水和灌溉排水和灌溉一土壤热量的来源一土壤热量的来源1、太阳的辐射能 土壤热量的最根本来源是太阳的辐射能。农业就是在充分供应水肥的条件下植物对太阳能的利用。2、生物热 微生物分解有机质的过程是放热的过程。 据估算，含有机质4的土壤，每英亩耕层有机质的潜能为6.281096.99109KJ，相当于2050吨无烟煤的热量。 3、地球内热 由于地壳的传热才干很差，每平方厘米地面全年从地球内部获得热量不高过226J，地热对土壤温度的影响极小，但在地热异常地域，如温泉、火山口附近，这一要素对土壤温度的影响就不可忽略。四、 土壤

38、热性质及土壤温度变化1、土壤热容量 土壤热容量是指单位质量(分量)或容积的土壤每升高(或降低)1所需求(或放出的)的热量。一土壤热性质 土壤不同组分的热容量 土壤组成物质重量热容量J/（g ）容积热容量J/(cm3 ）粗石英砂高岭石石灰Fe2O3Al2O3腐殖质土壤空气土壤水分0.7450.9750.8950.6820.9081.9961.0044.1842.0630.4102.4352.5151.255.在土壤的三相物质组成中，水的热容量最大，气体热容量最小，矿物质和有机质热容量介于两者之间。在固相组成物质中，腐殖质热容量大于矿物质，而矿物质热容量彼此差别较小。所以土壤热容量的大小主要决议于

39、土壤水分多少和腐殖质含量。2 2、土壤导热率、土壤导热率土壤具有对吸附热量传导到临近土层性质，称为导热性。导热性大小用导热率表示。在单位厚度cm土层，温差为时，每秒钟经单位断面cm2经过的热量焦耳数。土壤空气导热率最小，固体物质中矿物质导热率最大，水介于两者之间。因此，土壤导热率的大小主要决议于土壤孔隙的多少和含水量的多少。冬季麦田干旱时灌水防冻，早春灌水防霜冻都是根据这个道理。 当土壤枯燥缺水时，土粒间的土壤孔隙被空气占领，导热率当土壤枯燥缺水时，土粒间的土壤孔隙被空气占领，导热率就小。当土壤潮湿时，土粒间的孔隙被水分占领，导热率增大。就小。当土壤潮湿时，土粒间的孔隙被水分占领，导热率增大。

40、土壤不同组成分的导热率J/(cms)土壤组成分导热率石英湿砂粒干砂粒泥炭腐殖质土壤水土壤空气.3、土壤的热分散率、土壤的热分散率 在一定的热量供应下，能使土壤在一定的热量供应下，能使土壤温度升高的快慢和难易那么决议于其温度升高的快慢和难易那么决议于其热分散率。热分散率。 土壤热分散率是指在规范情况下，土壤热分散率是指在规范情况下，在土层垂直方向上每厘米间隔内，在土层垂直方向上每厘米间隔内，的温度梯度下，每秒流入的温度梯度下，每秒流入cm2土壤断面面积的热量，使单位体积土壤断面面积的热量，使单位体积cm3土壤所发生的温度变化。土壤所发生的温度变化。 就一定土壤来讲，土壤固相物质比就一定土壤来讲，土壤固相物质比较稳定，土壤的热分散率主要决议于较稳定，土壤的热分散率主要决议于土壤水和空气的比例。干土土温易上土壤水和空气的比例。干土土温易上升，湿土土温不易上升。