土壤空气及热量状况

1、一、土壤空气的组成特点一、土壤空气的组成特点1 1土壤空气中的土壤空气中的COCO2 2的质量分数高于大气的质量分数高于大气2 2土壤空气中的土壤空气中的O O2 2质量分数低于大气质量分数低于大气3 3土壤空气的水汽的质量分数总是多于大气土壤空气的水汽的质量分数总是多于大气4 4土壤空气中有时有少量还原性气体土壤空气中有时有少量还原性气体5 5土壤空气成分随时间和空间而变化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）二、土壤空气的更新（土壤空气与大气的交换）1. 1. 整体交换整体交换 土壤空气在温度、气压、风、降雨或灌水等因素土壤空气在温度、气压、风、降雨或灌水

2、等因素的作用下整体排出土壤，同时大气也整体进入，称整的作用下整体排出土壤，同时大气也整体进入，称整体交换。交换速度较快。体交换。交换速度较快。2. 2. 气体扩散气体扩散 它是指气体分子由浓度高（气压大）向浓度小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（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。交换的主要方式。土壤中土壤中O O2 2的分压总是低于大气，而的分压总是低于大气，而COCO2 2的分压总的分压总是高于大气。所以是高于大气。所以O O2 2是从大气向土壤扩散，而是从大气向土壤扩散，而COCO2 2则是从土壤向大气扩散，正

3、如人不断呼出则是从土壤向大气扩散，正如人不断呼出COCO2 2和吸进和吸进O O2 2一样，因此，土壤气体交换被称为一样，因此，土壤气体交换被称为“土土壤呼吸壤呼吸”。l三、土壤的通气性三、土壤的通气性l 土壤通气性土壤通气性是指土壤空气与大气进行交换以及土是指土壤空气与大气进行交换以及土体允许通气的能力。体允许通气的能力。l 土壤通气性的重要性：土壤通气性的重要性：通气与大气的交流，不断通气与大气的交流，不断更新其组成，使土体各部分组成趋向一致，如果土更新其组成，使土体各部分组成趋向一致，如果土壤通气性差，土壤中的壤通气性差，土壤中的O O2 2在短时间内可能被全部耗在短时间内可能被全部耗竭

4、，而竭，而COCO2 2的含量随之升高，以至妨碍作物根系的的含量随之升高，以至妨碍作物根系的呼吸。呼吸。一、土壤热量的来源一、土壤热量的来源 1 1太阳的辐射能太阳的辐射能 太阳辐射能是土壤热量的主要来源，地球表面所获得的太阳辐射能是土壤热量的主要来源，地球表面所获得的平均辐射强度为平均辐射强度为1.9cal/cm1.9cal/cm2 2/mm/mm，此值又称太阳常数。，此值又称太阳常数。 2. 2. 生物热生物热 土壤微生物在分解有机质的过程中常放出一定的热量，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。但数量较少。 3. 3. 地球内热地球内热 由地球内部的岩浆传导至地表的

5、热。但因地壳导热能力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，这一热源不可忽视源不可忽视。l二、土壤的热性质二、土壤的热性质l1 1土壤热容量土壤热容量l 指单位重量或单位容积的土壤，当温度增或减指单位重量或单位容积的土壤，当温度增或减11时所需要吸收或放出的热量，一般用焦耳数表示。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：重量热容量：J/(g.) CgJ/(g.) Cg 容积热重量：容积热重量：J/(cmJ/(cm3 3.) Cv.) Cvl容积热容量与重量热容量的关系：容积热容量

6、与重量热容量的关系：l容积热容量容积热容量 = =重量热容量重量热容量 土壤容重土壤容重l土壤固、液、气三相组成的热容量差异很大。土壤固、液、气三相组成的热容量差异很大。l 土壤水的热容量最大。通过调控土壤水分状况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。可以调节土壤热状况。 l 2.2.土壤导热率土壤导热率l 土壤吸收一定的热量后，除用于本身的升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。温外，还将热量传给邻近土层。l 土壤导热率土壤导热率()()：指厚度为指厚度为1cm1cm，两端温度，两端温度相差相差11时，每秒钟通过时，每秒钟通过1cm1cm2 2

7、土壤断面的焦耳数。土壤断面的焦耳数。（J/cmJ/cm2 2.S.K.S.K）l 土壤导热率主要受含水量、松紧程度孔隙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。状况影响。土壤导热率随含水量的增加而增加。l3.3.土壤热扩散率土壤热扩散率（土壤导温率）（土壤导温率）l A A 概念：指标准状态下，在土层垂直方向上，每概念：指标准状态下，在土层垂直方向上，每cmcm距离内有距离内有11的温度梯度（即单位距离的温差），的温度梯度（即单位距离的温差），每秒钟流入每秒钟流入1cm1cm3 3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（1cm1cm3

8、3）土壤所发生的温度变化。）土壤所发生的温度变化。l B B 单位：单位：cmcm2 2/s /s 用用D D表示表示l C D=/CvC D=/Cvl D D 导温率大，升温慢，干土升温快。导温率大，升温慢，干土升温快。l E E 水分对土壤热扩散率影响水分对土壤热扩散率影响 l 开始，开始，升高升高 Cv D Cv D升高升高l 后来，后来，升高升高 Cv DCaMgNPKCaMgNPl4 4影响土壤微生物的活动和养分状况影响土壤微生物的活动和养分状况 1 1）通气好微生物活动旺盛，有机养分，矿质养分释放快，）通气好微生物活动旺盛，有机养分，矿质养分释放快，固固N N作用强。作用强。 通气

9、性差，养分释放慢，反硝化作用，通气性差，养分释放慢，反硝化作用，N N损失，固损失，固N N作用作用弱。弱。 2 2）土壤中）土壤中COCO2 2多，利于多，利于Ca Mg KCa Mg K溶解，但由于植物根系吸溶解，但由于植物根系吸收能力差而不能吸收。收能力差而不能吸收。 3 3）嫌气条件下产生有机酸、）嫌气条件下产生有机酸、H H2 2S S，对种子和植物根系有，对种子和植物根系有毒害作用，水稻土壤溶液毒害作用，水稻土壤溶液H H2 2S S达达0.07mg/kg0.07mg/kg，水稻枯黄，稻，水稻枯黄，稻根发黑。根发黑。 l5 5影响植物生长的土壤环境状况。影响植物生长的土壤环境状况。

10、l二、土壤温度对植物生长的影响二、土壤温度对植物生长的影响l1. 1. 影响植物根系的生长发育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不同植物适宜根系生长土温不同 小麦小麦12-16 12-16 玉米玉米24-28 24-28 豆类豆类22-26 22-26 水稻水稻30-3530-35 温度低，受冻害，呼吸作用弱，根生长受抑制，温度低，受冻害，呼吸作用弱，根生长受抑制，吸收养分能力低。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，温度高，呼吸作用旺盛，不利碳水化合物积累，根系发生本质化至根尖，根毛区减少，降低水分、根系发生本质化至根尖，根毛区减少，降低水分、养分吸收。

11、养分吸收。 西瓜为什么昼夜温差大，甜西瓜为什么昼夜温差大，甜2 2影响种子的发芽出苗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。度越高，种子萌发速度越快。 小麦、大麦小麦、大麦1-2 15-201-2 15-20天天 5-6 6-75-6 6-7天天 9-10 2-9-10 2-3 3天萌发天萌发 谷子萌发温度：谷子萌发温度：6-7 6-7 玉米萌发玉米萌发1012 1012 高梁高梁12-12-1414 3 3影响的植物的营养生长与生殖生长影响的植物的营养生长与生殖生长4 4对其他肥力因素影响，间接影响植物的生长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，