三土壤水、空气和热量

1、四川省精品课程 第三章第三章 土壤水、空气和热量土壤水、空气和热量 Soil Water, Air and Thermal Regime 四川省精品课程 土壤学土壤学资源环境学院土壤与植物营养学系资源环境学院土壤与植物营养学系 主要内容主要内容 教学目标教学目标 与要求与要求 1.1.土壤水分类型及土壤含水量表示方法土壤水分类型及土壤含水量表示方法 2. 2.土壤空气土壤空气 3.3.土壤热量土壤热量 4.4.土壤热性质土壤热性质 5.5.土壤温度土壤温度 1.掌握土壤水分类型及土壤含水量表示方法，掌握土壤水分类型及土壤含水量表示方法， 土壤水分能量的表示方法，土壤水分有效性；土壤水分能量的表

2、示方法，土壤水分有效性； 2.掌握土壤空气的组成与大气组成的差异及掌握土壤空气的组成与大气组成的差异及 土壤空气运动的方式；土壤空气运动的方式； 3.了解土壤热量的来源，掌握土壤的三个热了解土壤热量的来源，掌握土壤的三个热 参数参数; 4.理解土壤温度变化的影响因素。理解土壤温度变化的影响因素。 第一节第一节 土壤水分基本性质土壤水分基本性质 所有的水只有进入土壤转化为土壤水，才能被植物吸收利所有的水只有进入土壤转化为土壤水，才能被植物吸收利 用。用。土壤水是作物吸水的最主要来源。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；土壤水是土壤形成土壤水是土壤的最重要组成部分之一

3、；土壤水是土壤形成 发育的催化剂；发育的催化剂；土壤水并非纯水、而是稀薄的溶液。土壤水并非纯水、而是稀薄的溶液。 研究土壤水在不同力的作用下的形态、数量的研究土壤水在不同力的作用下的形态、数量的 变化，包括土壤水的能态、运动和变化规律变化，包括土壤水的能态、运动和变化规律 能量法能量法 数量法数量法 研究土壤水在不同力的作用下水分的研究土壤水在不同力的作用下水分的形态、数形态、数 量量的变化规律和有效性的变化规律和有效性 一、土壤水分形态一、土壤水分形态 研究方法研究方法 土壤水的类型土壤水的类型 p固态水（化学结合水和冰）固态水（化学结合水和冰） p气态水（水汽）气态水（水汽） p液态水液态

4、水 吸湿水吸湿水(hydroscopic water) 膜状水膜状水(membraneous water) 毛管水毛管水(capillary water) 重力水和地下水重力水和地下水(gravitational water and gravitational water) （一）土壤水的类型（一）土壤水的类型 1、吸湿水吸湿水(hydroscopic water) 又称土壤水中的又称土壤水中的紧束缚水紧束缚水，指土粒通过吸附力吸，指土粒通过吸附力吸 附空气中水汽分子所保持的水分。附空气中水汽分子所保持的水分。 特点：特点： p吸附力强，对水汽分子的吸附可达吸附力强，对水汽分子的吸附可达31至

5、至10000个大气压。个大气压。 p吸湿性由土粒表面的分子引力、土壤胶体双电层中带电吸湿性由土粒表面的分子引力、土壤胶体双电层中带电 离子以及带电的固体表面静电引力与水分子作用所引起的。离子以及带电的固体表面静电引力与水分子作用所引起的。 p土壤质地越粘，比表面越大，吸湿能力越强。土壤质地越粘，比表面越大，吸湿能力越强。 p受空气湿度影响，空气相对湿度高，吸湿水含量也高。受空气湿度影响，空气相对湿度高，吸湿水含量也高。 p比重很大比重很大(约约1.5)，无溶解能力，也不能移动，这些水分，无溶解能力，也不能移动，这些水分 一般一般对植物无效对植物无效。 2、膜状水膜状水(membraneous

6、water) 又称土壤液态水中的又称土壤液态水中的松束缚水松束缚水，指土粒吸附力，指土粒吸附力 所保持的所保持的，其在土粒周围形成连续水膜。，其在土粒周围形成连续水膜。 特点：特点： u保持力较吸湿水低，一般在保持力较吸湿水低，一般在6.2531大气压；大气压； u水的密度较吸湿水小，无溶解性，移动缓慢，水的密度较吸湿水小，无溶解性，移动缓慢， 由由，速度仅，速度仅 0.20.4毫米毫米/小时。小时。 u膜状水对植物有效性低，仅部分有效。膜状水对植物有效性低，仅部分有效。 3、毛管水毛管水(capillary water) 存在于毛管孔隙中为弯月面力所保持的水分存在于毛管孔隙中为弯月面力所保持

7、的水分 称为毛管水。毛管水又分为两类：称为毛管水。毛管水又分为两类： 悬着毛管水悬着毛管水：指不受地下水源补给影响的毛管水，：指不受地下水源补给影响的毛管水， 即当大气降水或灌溉后土壤中所吸持的液态水。即当大气降水或灌溉后土壤中所吸持的液态水。 支持毛管水（毛管上升水）支持毛管水（毛管上升水）：指土壤中受到地下：指土壤中受到地下 水源支持并上升到一定高度的毛管水，即地下水沿着水源支持并上升到一定高度的毛管水，即地下水沿着 土壤毛管系统上升并保持在土壤中的那一部分水分。土壤毛管系统上升并保持在土壤中的那一部分水分。 弯月面弯月面 悬着毛管水悬着毛管水支持毛管水支持毛管水 土壤颗粒土壤颗粒 毛管水

8、毛管水 毛管水示意图毛管水示意图 4、重力水和地下水重力水和地下水 重力水重力水(gravitational water)：当大气降水或灌溉：当大气降水或灌溉 强度超过土壤吸持水分的能力时，土壤的剩余引力基强度超过土壤吸持水分的能力时，土壤的剩余引力基 本上已经饱和，多余的水就由于重力的作用通过大孔本上已经饱和，多余的水就由于重力的作用通过大孔 隙向下流失。隙向下流失。 地下水地下水(gravitational water)：如果土壤或母质中：如果土壤或母质中 有不透水层存在，向下渗漏的重力水就会在它上面的有不透水层存在，向下渗漏的重力水就会在它上面的 土壤孔隙中聚集起来，形成一定厚度的水分饱

9、和层，土壤孔隙中聚集起来，形成一定厚度的水分饱和层， 其中的水可以流动，成为地下水。其中的水可以流动，成为地下水。 （二）土壤水分常数（二）土壤水分常数(soil water constant) 反映土壤水形态和性质转变点的几个特征性含水反映土壤水形态和性质转变点的几个特征性含水 量，它们在一定程度上也反映了相当的土壤水能力水量，它们在一定程度上也反映了相当的土壤水能力水 平。平。 吸湿系数吸湿系数(hydroscopic coefficient) 凋萎系数凋萎系数(wilting coefficient) 田间持水量田间持水量(field capacity) 饱和含水量饱和含水量(satur

10、ated water content) 毛管持水量毛管持水量(capillary capacity) 1、吸湿系数、吸湿系数(hydroscopic coefficient) 也称也称最大吸湿量最大吸湿量，指干土从相对湿度接近饱和，指干土从相对湿度接近饱和 的空气中吸收水汽的最大值，即吸湿水的最大量与的空气中吸收水汽的最大值，即吸湿水的最大量与 烘干土重量的百分比。烘干土重量的百分比。 吸湿水的含量受吸湿水的含量受空气相对湿度空气相对湿度、土壤比表面积土壤比表面积 和和有机质有机质的影响，的影响， 条件下，让土壤充分吸湿条件下，让土壤充分吸湿( (通常为一周时通常为一周时 间间) )，达到稳定

11、后在，达到稳定后在105105条件下烘干测定得到。条件下烘干测定得到。 土壤质地土壤质地砂土砂土砂壤土砂壤土壤土壤土粘土粘土泥炭土泥炭土 最大吸湿量最大吸湿量0.05111.52556.515以上以上 不同质地类型土壤最大吸湿量（不同质地类型土壤最大吸湿量（%） 2、凋萎系数、凋萎系数(wilting coefficient) 植物永久凋萎时的植物永久凋萎时的称为凋萎系数，用称为凋萎系数，用 来表示植物可利用土壤水的下限。来表示植物可利用土壤水的下限。 土壤凋萎系数的大小，通常用吸湿系数的土壤凋萎系数的大小，通常用吸湿系数的1.52.0 倍来衡量。质地愈粘重，凋萎系数愈大。倍来衡量。质地愈粘重

12、，凋萎系数愈大。 非活性孔度凋萎系数非活性孔度凋萎系数容重容重 表表 7.1 不同质地土壤的萎蔫系数不同质地土壤的萎蔫系数（ m%） 土壤质地土壤质地 粗砂壤土粗砂壤土 细砂土细砂土 砂壤土砂壤土 壤壤 土土 粘壤土粘壤土 萎蔫系数萎蔫系数 0.961.11 2.73.6 5.66.9 9.012.4 13.016.6 3、田间持水量、田间持水量(field capacity) 指降雨或灌溉后，多余的重力水已经排除，渗指降雨或灌溉后，多余的重力水已经排除，渗 透水流已降至很低或基本停止时土壤所吸持的水量，透水流已降至很低或基本停止时土壤所吸持的水量， 即即毛管悬着水达最大量时的土壤含水量毛管悬

13、着水达最大量时的土壤含水量。它是反映。它是反映 大小的一个指标，与土壤孔隙状况和大小的一个指标，与土壤孔隙状况和 有机质含量有关。有机质含量有关。 计算土壤灌溉水量时计算土壤灌溉水量时，既，既 节约用水，又可避免超过田间持水量的水分在重力节约用水，又可避免超过田间持水量的水分在重力 水下渗后，抬高地下水位。水下渗后，抬高地下水位。 4、饱和含水量、饱和含水量(saturated water content) 指全部土壤孔隙充满水时的含水量，又称指全部土壤孔隙充满水时的含水量，又称最大持最大持 水量水量。 5、毛管持水量、毛管持水量(capillary capacity) 毛管上升水达最大量时的

14、土壤含水量。毛管上升水达最大量时的土壤含水量。 毛管上升水受地下水压影响，通常大于田间持水毛管上升水受地下水压影响，通常大于田间持水 量。毛管持水量是计算土壤毛管孔隙度的依据。量。毛管持水量是计算土壤毛管孔隙度的依据。 毛管孔度毛管持水量毛管孔度毛管持水量 容重容重 通气孔度总孔度非活性孔度毛管孔度通气孔度总孔度非活性孔度毛管孔度 （三）土壤水的有效性（三）土壤水的有效性(availability) 土壤水的有效性是指土壤水的有效性是指土壤土壤水水 及其难易程度。不能被植物吸收利用的水称为及其难易程度。不能被植物吸收利用的水称为无效水无效水 (unavailable water)，能被植物吸收

15、利用的水称为，能被植物吸收利用的水称为有有 效水效水(available water)。有效水的范围是有效水的范围是凋萎系数至凋萎系数至 田间持水量间的差值田间持水量间的差值，即凋萎系数是土壤有效水的下，即凋萎系数是土壤有效水的下 限。限。 土壤水的形态、能量和有效性的关系土壤水的形态、能量和有效性的关系 吸湿水吸湿水 田间持水量田间持水量 凋萎系数凋萎系数 无效水无效水 有效水有效水 土壤有效水含量与土壤质地关系土壤有效水含量与土壤质地关系 二、土壤水含量的表示方法二、土壤水含量的表示方法 土壤水分含量是表征土壤水分状况的一个指标，土壤水分含量是表征土壤水分状况的一个指标， 又称又称土壤含水

16、量土壤含水量、土壤含水率土壤含水率、土壤湿度土壤湿度等。等。 （一）质量含水量（一）质量含水量 指土壤中的水分的质量与干土质量的比值。指土壤中的水分的质量与干土质量的比值。 通常将土壤在通常将土壤在条件下烘干测定，条件下烘干测定， 的土壤称为的土壤称为风干土风干土(dry soil)，除去吸湿水，除去吸湿水 的土壤称为的土壤称为烘干土烘干土(oven soil)。 水水%=（风干土重烘干土重）烘干土重（风干土重烘干土重）烘干土重100 烘干土重烘干土重=风干土重（风干土重（ 1+水水% ） 风干土重风干土重=烘干土重烘干土重（1+水水%） （二）容积含水量（二）容积含水量 指单位总体积重水分所

17、占的容积分数，又称指单位总体积重水分所占的容积分数，又称容积湿容积湿 度度、土壤水的容积分数土壤水的容积分数。 容积含水量被广泛使用，主要用于表示土壤水的深度容积含水量被广泛使用，主要用于表示土壤水的深度 比，即单位土壤深度内水的深度（比，即单位土壤深度内水的深度（水层厚度，水水层厚度，水mmmm）。）。 水水%=土壤水容积土壤总容积土壤水容积土壤总容积100 水水v%=水水%容重容重 水水mm=mm=水水v%v%土层厚度土层厚度 用水层厚度（水用水层厚度（水mmmm）来表示土壤含水量的）来表示土壤含水量的在在 于与气象资料和作物耗水量所用的水分表示方法一致，于与气象资料和作物耗水量所用的水分

18、表示方法一致， 便于互相比较和换算。见下面便于互相比较和换算。见下面实例实例： （三）相对含水量（三）相对含水量 指土壤含水量占某一标准（田间持水量或饱和含指土壤含水量占某一标准（田间持水量或饱和含 水量）的百分数。水量）的百分数。农业生产上常用农业生产上常用的土壤含水量的表的土壤含水量的表 示方法，用于说明土壤水的饱和程度、有效性等。示方法，用于说明土壤水的饱和程度、有效性等。 土壤相对含水量土壤相对含水量=土壤含水量田间持水量土壤含水量田间持水量 容重为容重为1.2g/cm3的土壤，初始含水量为的土壤，初始含水量为10%，田，田 间持水量为间持水量为30%，降雨量为，降雨量为10mm，若全

19、部入渗，若全部入渗， 可使多深的土层达到田间持水量？可使多深的土层达到田间持水量？ 先将土壤含水量水先将土壤含水量水w%换算为水换算为水v% 初始含水量初始含水量 水水v%=10%1.2=12% 田间持水量田间持水量 水水v%=30%1.2=36% 水水mm= 水水v% 土层厚度土层厚度 土层厚度土层厚度=水水mm/水水v%=10/(0.36-0.12)=41.7（mm） （四）土壤贮水量（四）土壤贮水量( (方方/ /亩亩) ) 1亩地土壤的贮水量亩地土壤的贮水量(方方/亩亩) 计算公式为：方计算公式为：方/亩亩 =2/3水水mm 方方/亩亩=水水mm1/100010000/15=2/3水水

20、mm 这种水分表示方法的作用在于与这种水分表示方法的作用在于与灌溉水量灌溉水量的表示的表示 方法一致，便于计算水库库容和田间的灌水量。方法一致，便于计算水库库容和田间的灌水量。 三、水分含量的测定三、水分含量的测定（P63-64，自学），自学） （一）烘干法：经典烘干法；快速烘干法。（一）烘干法：经典烘干法；快速烘干法。 （二）中子法：原理见（二）中子法：原理见P63 （三）（三）TDR法：原理见法：原理见P63-64 （四）电阻法：原理见（四）电阻法：原理见P64 第二节第二节 土水势土水势 土壤水分在土壤中的保持和运动，到被植物吸收、转移利用土壤水分在土壤中的保持和运动，到被植物吸收、转移

21、利用 和最终散发到大气中等过程，都是与和最终散发到大气中等过程，都是与能量能量有关的现象。有关的现象。 一、土水势及其分势一、土水势及其分势 （一）土水势（一）土水势(soil water potential)：指土壤水的自指土壤水的自 由能与标准状态水自由能的由能与标准状态水自由能的。（标准状态水：纯。（标准状态水：纯 水、水、1个大气压、一定高度和温度）个大气压、一定高度和温度） 以标准状态水的以标准状态水的，土壤水的自由能与，土壤水的自由能与 其比较的差值其比较的差值。差值大，表明水不活跃，。差值大，表明水不活跃， 能量低；差值小，表明土壤水与自由水接近，水分活能量低；差值小，表明土壤水

22、与自由水接近，水分活 跃，能量高。跃，能量高。 水流动方向：土水势高（水流动方向：土水势高（负值小负值小）低（低（负值大负值大）。）。 （二）土壤水势分势（二）土壤水势分势 1 1、基质势、基质势（matric potential, m） 基质势也称基模势，是由土粒基质势也称基模势，是由土粒 。在土壤水不饱和情况下，非盐碱化土壤的土。在土壤水不饱和情况下，非盐碱化土壤的土 水势以基模势为主。水势以基模势为主。 2 2、压力势、压力势 （hydrostatic potential, p） 标准状态水的压力为标准状态水的压力为1个大气压，但土壤水所受到个大气压，但土壤水所受到 的压力，的压力，。

23、如果土壤中有水柱或水层，就有一定的静水压；如果土壤中有水柱或水层，就有一定的静水压； 悬浮于水中的物质也会产生一定的荷载压。若存在上悬浮于水中的物质也会产生一定的荷载压。若存在上 述状况则述状况则p为正值。为正值。 3 3、溶质势、溶质势(osmotic potential, s ) 也称渗透势，由溶质对水的吸附所产生。土壤水也称渗透势，由溶质对水的吸附所产生。土壤水 ，其中有溶质，而水分子是极性分子，与溶，其中有溶质，而水分子是极性分子，与溶 质之间可质之间可产生静电吸附产生静电吸附，因此要产生溶质势。，因此要产生溶质势。 4 4、重力势、重力势 (gravitational potenti

24、al, g ) 由重力作用产生的水势。如果土壤水在参照面之由重力作用产生的水势。如果土壤水在参照面之 上，则重力势为正，反之，重力势为负。上，则重力势为正，反之，重力势为负。 5 5、总水势、总水势(t) 所有分势的总和，即：所有分势的总和，即： t=m+s+g+p （三）土壤水吸力（三）土壤水吸力(soil moisture suction) 水吸力是指土壤水在承受一定吸附力情况下的水吸力是指土壤水在承受一定吸附力情况下的能能 态，简称吸力态，简称吸力，但并不是指，但并不是指土壤对水的吸力。土壤对水的吸力。 基质势基质势 m和溶质势和溶质势 s一般为负值，在使用中不一般为负值，在使用中不 太

25、方便，所以太方便，所以将将 m和和 s的相反数的相反数(正数正数)定义为吸力定义为吸力(S)， 或分别称之为基质吸力和溶质吸力。由于在土壤水的或分别称之为基质吸力和溶质吸力。由于在土壤水的 保持和运动中，不考虑保持和运动中，不考虑 s，一般谈及的吸力是指基质一般谈及的吸力是指基质 吸力吸力，其值与，其值与 m相等，但符号相反，即相等，但符号相反，即S=- m。 （四）土水势的单位（四）土水势的单位 土水势或水吸力的表示方法，以水柱高度的土水势或水吸力的表示方法，以水柱高度的 厘米数来表示最简便，最易理解厘米数来表示最简便，最易理解 。 现在国际计量统一使用的单位为帕现在国际计量统一使用的单位为

26、帕(Pa)，与，与 厘米的换算关系为：厘米的换算关系为： 标准压力单位为帕 标准压力单位为帕(Pa)，常用百帕，常用百帕(hPa),兆帕兆帕 (MPa=10 6Pa)=10bar 1 Pa=1.0210-2cm水柱，水柱，1bar=1020cm水柱水柱 1bar=1020cm水柱水柱=105Pa=103hPa=10-1MPa 1mbar=1hPa=1.02cm水柱水柱 二、土水势的测定（二、土水势的测定（P67-68自学）自学） 三、土壤水分特征曲线三、土壤水分特征曲线(soil water characteristic curve) 土壤水分特征曲线是土壤水的能量指标（水吸力）土壤水分特征曲

27、线是土壤水的能量指标（水吸力） 与数量指标（含水量）的关系曲线。与数量指标（含水量）的关系曲线。 土壤水分特征曲线的应用土壤水分特征曲线的应用 1. 用于土壤水吸力与含水量之间的换算用于土壤水吸力与含水量之间的换算 不同土壤的水吸力相同，水分有效性相同，但含不同土壤的水吸力相同，水分有效性相同，但含 水量不同，因而有效水的数量不同。水量不同，因而有效水的数量不同。 2.用于各级孔径、孔隙及其容积（用于各级孔径、孔隙及其容积（V，%）的计算的计算 D=3/T 3.计算水容量（又称计算水容量（又称比水容比水容） 指水吸力变化指水吸力变化1个单位土壤吸入或释出的水量个单位土壤吸入或释出的水量 (ml

28、/bar g)，即水分特征曲线的斜率（即水分特征曲线的斜率（d/ds），），可作可作 为土壤供水能力的指标。为土壤供水能力的指标。 第三节第三节 土壤空气土壤空气 一、土壤空气组成一、土壤空气组成 气体气体O2(%)CO2(%)N2(%)其它气体其它气体(%) 近地表大气近地表大气 20.940.0378.050.98 土壤空气土壤空气 18.020.030.150.6578.880.240.98 土壤空气与大气组成含量的差异土壤空气与大气组成含量的差异 土壤空气与近地表大气组成，主要差别：土壤空气与近地表大气组成，主要差别： （1）土壤空气中的）土壤空气中的CO2含量高于大气含量高于大气；

29、（2）土壤空气中的）土壤空气中的O2含量低于大气含量低于大气； （3）土壤空气中）土壤空气中水汽含量一般高于大气水汽含量一般高于大气； （4）土壤空气中含有）土壤空气中含有较多的还原性气体较多的还原性气体。 二、土壤空气的运动二、土壤空气的运动 （一）土壤空气的对流（一）土壤空气的对流（convection） 指土壤与大气间由总压力梯度推动的气体整体流动，也指土壤与大气间由总压力梯度推动的气体整体流动，也 称质流称质流。对流由高压区流向低压区。对流由高压区流向低压区。 影响土壤空气对流的因素影响土壤空气对流的因素 （1）气压变化气压变化：大气压上升，一部分空气进入土壤孔隙，：大气压上升，一部分

30、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。大气压下降，土壤空气膨胀，一部分土壤空气进入大气。 （2）温度变化温度变化：土壤温度高于大气温度时，土壤中的空气：土壤温度高于大气温度时，土壤中的空气 进入大气，反之，则相反。进入大气，反之，则相反。 （3）降水和灌溉降水和灌溉：如土壤接受降水或灌溉，土壤含水量增：如土壤接受降水或灌溉，土壤含水量增 加，孔隙中的空气就进入大气，反之，则相反。加，孔隙中的空气就进入大气，反之，则相反。 （4）地表风力地表风力：地表风力大，土壤含水量下降，大气中的：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。反之则相反。空气就进入

31、土壤孔隙。反之则相反。 （二）土壤空气的扩散（二）土壤空气的扩散（diffusion） 指土壤中气体分子因浓度梯度或分压不同而产生指土壤中气体分子因浓度梯度或分压不同而产生 的移动。是土壤与大气交换的主要机制。的移动。是土壤与大气交换的主要机制。 土壤中土壤中CO2和和O2的扩散过程分气相、液相两部分。的扩散过程分气相、液相两部分。 气相扩散气相扩散：通过充气孔隙扩散保持着大气和土壤：通过充气孔隙扩散保持着大气和土壤 间的气体交流作用。间的气体交流作用。 液相扩散液相扩散：通过不同厚度水膜的扩散：通过不同厚度水膜的扩散 。 （1）土壤松紧度土壤松紧度 土壤孔隙度愈大，尤其是粗孔隙愈多，气体扩散

32、通道愈土壤孔隙度愈大，尤其是粗孔隙愈多，气体扩散通道愈 大，扩散的实际路径愈小，土壤气体的扩散系数也愈大。大，扩散的实际路径愈小，土壤气体的扩散系数也愈大。 （2）土壤质地和结构土壤质地和结构 土壤质地和结构决定着土壤的孔隙数量及孔隙大小，因土壤质地和结构决定着土壤的孔隙数量及孔隙大小，因 而对气体扩散产生影响。砂质土和有良好结构土壤粗孔隙而对气体扩散产生影响。砂质土和有良好结构土壤粗孔隙 多，相对扩散系数（多，相对扩散系数（D/Do）也高。）也高。 （3）土壤含水量土壤含水量 相对扩散系数随含水量的增加而减少，因为通气孔隙度相对扩散系数随含水量的增加而减少，因为通气孔隙度 随土壤含水量的增加

33、而降低。随土壤含水量的增加而降低。 影响土壤气体扩散的因素影响土壤气体扩散的因素 三、土壤通气性三、土壤通气性（soil aeration） 指土壤中的空气与大气中的空气相互交换的能力。指土壤中的空气与大气中的空气相互交换的能力。 土壤空气对作物生长的影响土壤空气对作物生长的影响 1 1、土壤空气影响种子萌发和根系的发育、土壤空气影响种子萌发和根系的发育 种子萌发需水分与氧气、氧气不足烂种；根系生长需一定氧气，种子萌发需水分与氧气、氧气不足烂种；根系生长需一定氧气， 氧气含量低不长新根，氧气少烂根；不同作物缺氧的忍耐力不同。氧气含量低不长新根，氧气少烂根；不同作物缺氧的忍耐力不同。 2 2、土

34、壤空气影响土壤养分状况、土壤空气影响土壤养分状况 氧气多少影响矿化，影响养分供给；影响根对养分吸收，如玉米氧气多少影响矿化，影响养分供给；影响根对养分吸收，如玉米 缺氧对养分吸收能力依下列次序递减：缺氧对养分吸收能力依下列次序递减：K KCaCaMg Mg N N P P；影响养分存；影响养分存 在形态，一般氧化态养分易被作物吸收利用。在形态，一般氧化态养分易被作物吸收利用。 3、土壤空气影响植物抗病性、土壤空气影响植物抗病性 通气不良产生还原性气体通气不良产生还原性气体H2S、CH4、H2等会严重危害作物等会严重危害作物 生长，生长，CO2过多致使土壤酸度增高，致使霉菌发育，植株生病。过多致

35、使土壤酸度增高，致使霉菌发育，植株生病。 4、土壤通气性的调节、土壤通气性的调节 土壤通气性好坏主要取决于土壤通气孔隙的多少，调节土壤土壤通气性好坏主要取决于土壤通气孔隙的多少，调节土壤 通气性就要通过各种措施改善土壤孔隙状况。通气性就要通过各种措施改善土壤孔隙状况。 改良土壤质地和结构改良土壤质地和结构 ；耕作管理；耕作管理 ；排水和灌溉；排水和灌溉 第四节第四节 土壤热量与热性质土壤热量与热性质 （一）土壤热量来源（一）土壤热量来源 1、太阳辐射能、太阳辐射能(solar radiant energy)：是土壤最基本的：是土壤最基本的 热量来源热量来源 2、生物热、生物热(biotherm

36、)：微生物分解有机质所释放的热量：微生物分解有机质所释放的热量 3、地热、地热(terrestrial heat)：对土壤温度的影响极小：对土壤温度的影响极小 （二）土壤表面的辐射平衡及影响因素（二）土壤表面的辐射平衡及影响因素（P73-74自学）自学） （三）土壤热量平衡（三）土壤热量平衡（P74-75自学）：了解图示的意义自学）：了解图示的意义 一、土壤热量来源与平衡一、土壤热量来源与平衡 （一）土壤热容量（一）土壤热容量(soil thermal capacity) 重量热容量重量热容量(ponderance thermal capacity)（Cp）：）： 指单位重量土壤温度升高指单位重量土壤温度升高1度所需的热量（卡度所需的热量（卡/克克.度）。度）。 容积热容量容积热容量(volume thermal capacity)（Cv）：指单）：指单 位容积的土壤温度升高位容积的土壤温度升高1度所需的热量（卡度所需的热量（卡/立方厘米立方厘米. 度）。度）。 Cv=Cp土壤容重土壤容重 二、土壤热性质二、土壤热性质 （二）土壤导热率（二）土壤导热率(soil thermal conductivity) 单位厚度（