土壤与农作第二章5节 -

1、主讲教师：罗春艳主讲教师：罗春艳能源与水利学院二一四年 九月第二章第二章 土壤的基本特性土壤的基本特性第五节第五节 土壤的通气性土壤的通气性第六节土壤热状况第六节土壤热状况主要内内容： 土壤的通气性土壤的通气性 土壤的氧化还原反应土壤的氧化还原反应 土壤的热性质土壤的热性质 土壤的温度变化土壤的温度变化第四节第四节 土壤的结构性和孔隙性土壤的结构性和孔隙性 通过土壤结构与孔隙性的学习，使学生通过土壤结构与孔隙性的学习，使学生基本掌握土壤结构体的形成过程与类型，重基本掌握土壤结构体的形成过程与类型，重点掌握点掌握土壤孔隙度的相关概念，土壤孔隙度的相关概念，此外简单了此外简单了解土壤结构评价与管理

2、。解土壤结构评价与管理。本节节的教学教学目的：第四节第四节 土壤的结构性和孔隙性土壤的结构性和孔隙性本节的重点、难点：本节的重点、难点：1)1) 土粒容重、土壤容重、孔隙度、当量孔径的定义土粒容重、土壤容重、孔隙度、当量孔径的定义2)土壤团粒结构对土壤肥力的影响土壤团粒结构对土壤肥力的影响第四节第四节 土壤的结构性和孔隙性土壤的结构性和孔隙性土壤通气性：土壤通气性：土壤空气与近地面大气之间以及土体内部土壤空气与近地面大气之间以及土体内部的气体交换的性能。的气体交换的性能。第五节第五节 土壤的通气性土壤的通气性 土壤土壤（一）土壤通气性的重要性（一）土壤通气性的重要性 大气大气排出排出CO2 获

3、得获得O2土壤空气土壤空气不断更新不断更新一、土壤的通气性一、土壤的通气性第五节第五节 土壤的通气性土壤的通气性 土体内部之间的交换土体内部之间的交换 土体内部各部分的气体组成均一土体内部各部分的气体组成均一保证空气质量保证空气质量微生物正常活微生物正常活动动作物吸收大作物吸收大量的水分量的水分根系及地上部根系及地上部分正常生长分正常生长 气体的整体流动（对流）气体的整体流动（对流）第五节第五节 土壤的通气性土壤的通气性（二）土壤通气性的机制（二）土壤通气性的机制 气体扩散（个别气体）气体扩散（个别气体）第五节第五节 土壤的通气性土壤的通气性1.1.气体扩散气体扩散由于各气体成分本身的分压而引

4、起的由于各气体成分本身的分压而引起的 CO2 大气大气 土壤土壤 CO2 O2 O2 土壤呼吸土壤呼吸气体交换的主要机制气体交换的主要机制第五节第五节 土壤的通气性土壤的通气性2.2.气体的整体流动气体的整体流动气体整体流动方向是从高压区流向低压区气体整体流动方向是从高压区流向低压区 风力风力 气压气压 温度温度降水灌溉降水灌溉引起气引起气压变化压变化温度高温度高温度低温度低升高升高大气大气土壤土壤降低降低土壤土壤大气大气降雨时降雨时 土壤土壤 排气排气降雨后降雨后 土壤土壤 进气进气（三）土壤通气性的指标（三）土壤通气性的指标土壤通气量土壤通气量第四节第四节 土壤的通气性土壤的通气性土壤通气

5、孔隙度土壤通气孔隙度土壤呼吸系数（土壤呼吸系数（RQ）土壤氧扩散率（土壤氧扩散率（ODR)ODR) （三）土壤通气性的指标（三）土壤通气性的指标1.1.土壤呼吸系数（土壤呼吸系数（RQ）：单位时间内单位面积土：单位时间内单位面积土壤上所产生的壤上所产生的COCO2 2的容积与所消耗的的容积与所消耗的O O2 2的容积比。的容积比。可用来衡量土壤中生物活动的总强度可用来衡量土壤中生物活动的总强度第五节第五节 土壤的通气性土壤的通气性（三）土壤通气性的指标（三）土壤通气性的指标2.2.土壤氧扩散率（土壤氧扩散率（ODR)ODR)：单位时间通过单位面积土：单位时间通过单位面积土壤氧气的克数（或微克数

6、）。壤氧气的克数（或微克数）。第五节第五节 土壤的通气性土壤的通气性ODRODR土壤空气中氧的补给更新的快慢土壤空气中氧的补给更新的快慢（三）土壤通气性的指标（三）土壤通气性的指标3.3.土壤通气量土壤通气量：单位时间内，单位压力下，进：单位时间内，单位压力下，进入单位体积土壤的气体总量（入单位体积土壤的气体总量（CO2+O2CO2+O2）。）。第五节第五节 土壤的通气性土壤的通气性土壤通气量越大，表明土壤通气性越好土壤通气量越大，表明土壤通气性越好（三）土壤通气性的指标（三）土壤通气性的指标4.4.土壤通气孔隙度土壤通气孔隙度：一般一般通气通气孔隙度孔隙度15-20%15-20%为为良好，良

7、好，10%10%通气不良，通气不良，10-1510-15中等。中等。第五节第五节 土壤的通气性土壤的通气性茶树孔隙度小于茶树孔隙度小于8%8%时死亡时死亡小麦、燕麦小麦、燕麦10%-15%10%-15%大麦、甜菜、马铃薯大麦、甜菜、马铃薯15-20%15-20%棉花棉花30%30% 10% 10%是临界度是临界度（四）常用的调气措施（四）常用的调气措施第五节第五节 土壤的通气性土壤的通气性（一）基本概念（一）基本概念土壤氧氧化还还原作用：土壤中某些无机物质质的电电子得失过过程。二、土壤的氧化还原状况二、土壤的氧化还原状况（二）土壤中的氧化还原体系（二）土壤中的氧化还原体系土壤中主要的氧氧化剂剂

8、是土壤中的氧氧土壤中的还还原剂剂主要是有机质质。第五节第五节 土壤的通气性土壤的通气性旱地土壤旱地土壤EhEh变动在变动在200200750mv750mv之间。之间。土壤的土壤的EhEh在在400400700mv700mv之间，多数作物可以正常发育，过之间，多数作物可以正常发育，过高过低均对植物不利。高过低均对植物不利。2. 2. 土壤土壤Eh的变化范围的变化范围水田土壤水田土壤EhEh变动在较大变动在较大，在排水种植旱作物期间，其在排水种植旱作物期间，其EhEh可达可达500mv500mv以上，在淹水期间，可低至以上，在淹水期间，可低至150mv150mv以下。以下。一般水稻适宜在一般水稻适

9、宜在EhEh值值200200400mv400mv的条件下生长。的条件下生长。第五节第五节 土壤的通气性土壤的通气性 土壤氧化还原体系的特点：土壤氧化还原体系的特点：土壤中氧化还原体系有无机体系和有机体系两类；土壤中氧化还原体系有无机体系和有机体系两类；土壤中氧化还原反应大多数是由土壤微生物参与的。土壤中氧化还原反应大多数是由土壤微生物参与的。土壤是一个不均匀的多相体系，即使同一田块不同点位土壤是一个不均匀的多相体系，即使同一田块不同点位都有一定的变异都有一定的变异. .土壤中氧化还原平衡经常变动，不同时间、空间，不同土壤中氧化还原平衡经常变动，不同时间、空间，不同耕作管理措施等都会改变耕作管理

10、措施等都会改变EhEh值。值。（二）土壤中的氧化还原体系（二）土壤中的氧化还原体系第五节第五节 土壤的通气性土壤的通气性1. 1. 概念概念氧化还原电位氧化还原电位( (EhEh) )：由于溶液氧化态物质和还原态物质：由于溶液氧化态物质和还原态物质的浓度关系而产生的电位（的浓度关系而产生的电位（mVmV）。）。（三）土壤的氧化还原电位（三）土壤的氧化还原电位还原态氧化态log059. 00nEEh第五节第五节 土壤的通气性土壤的通气性PH PH （四）影响土壤氧化还原电位的因素（四）影响土壤氧化还原电位的因素第五节第五节 土壤的通气性土壤的通气性微生物活动微生物活动植物根系的代谢作用植物根系的

11、代谢作用土壤通气性土壤通气性土壤中易分解有机质含量土壤中易分解有机质含量吸热性吸热性一、土壤的热性质一、土壤的热性质第六节第六节 土壤热状况土壤热状况 土壤中的热状况：土壤中的热状况：指土体中的热量分布及其动态变化指土体中的热量分布及其动态变化。热容量热容量散热性散热性导热性导热性导温性导温性（一）吸热性（一）吸热性第六节第六节 土壤热状况土壤热状况土壤的吸热性：土壤的吸热性：土壤对太阳辐射能的吸收性能土壤对太阳辐射能的吸收性能。热量来源：主要来自太阳的辐射能。热量来源：主要来自太阳的辐射能。F土壤吸热性强弱受土壤颜色、土壤含水量、地表状土壤吸热性强弱受土壤颜色、土壤含水量、地表状况、日照高度

12、等影响。况、日照高度等影响。土壤的散热性：土壤的散热性：土壤向土壤向大气散失热量的性能。大气散失热量的性能。土壤内部提高土温的热土壤内部提高土温的热量只占到达地表有效辐量只占到达地表有效辐射的射的5-15%，而乱流热，而乱流热交换与蒸发散热消耗的交换与蒸发散热消耗的热量则占热量则占90%左右。左右。（二）散热性（二）散热性1.1.概念概念第六节第六节 土壤热状况土壤热状况土壤含水量和大气相对湿度土壤含水量和大气相对湿度天气情况天气情况2.2.影响散热性的因素影响散热性的因素第六节第六节 土壤热状况土壤热状况土壤水分蒸发，土温降低土壤水分蒸发，土温降低大气相对湿度小时，水分蒸发强大气相对湿度小时

13、，水分蒸发强晴天白天吸热，夜间散热降温晴天白天吸热，夜间散热降温城市土壤散热量少、降温慢、温度相对增高城市土壤散热量少、降温慢、温度相对增高土壤热容量：土壤热容量：单位重量或单位体积的土壤，温度每升高单位重量或单位体积的土壤，温度每升高或降低或降低1时所吸收或放出的热量。时所吸收或放出的热量。cv =cr（三）土壤热容量（三）土壤热容量土壤热容量的大小主要取决于土壤含水量。土壤热容量的大小主要取决于土壤含水量。n 重量热容量重量热容量：用：用c表示表示，单位为，单位为J/g；n 容积热容量，用容积热容量，用cv表示，单位为表示，单位为J/cm3。土壤热容量的大小，取决于土壤的三相组成及其比例。

14、土壤热容量的大小，取决于土壤的三相组成及其比例。第六节第六节 土壤热状况土壤热状况wvwsvsvavawvwsvsvVcVccVcVcVcc（三）土壤热容量（三）土壤热容量沙土沙土“热性热性土土”黏土黏土“冷性土冷性土”第六节第六节 土壤热状况土壤热状况土壤导热性：土壤导热性：土壤传导热量的性能。土壤传导热量的性能。导热率（导热率（K K）：）：厚度为厚度为1cm的土层温度相差的土层温度相差1时，每秒时，每秒钟通过面积为钟通过面积为1cm2断面的热量，单位断面的热量，单位J/cm.s.（四）土壤导热性（四）土壤导热性影响土壤导热率大小的因素：土壤含水量、土壤松影响土壤导热率大小的因素：土壤含水量、土壤松紧度、孔隙状况等。紧度、孔隙状况等。第六节第六节 土壤热状况土壤热状况（四）土壤导热性（四）土壤导热性土壤导温性：土壤导温性：土壤吸收或散失一定热量后，其温度升高土壤吸收或散失一定热量后，其温度升高 或降低难易的性能。或降低难易的性能。导温率（热扩散率）导温率（热扩散率）：单位面积上，单位距离的土壤温：单位面积上，单位距离的土壤温度相差度相差11时，单位时间内传导的热量所产生的温度变化时，单位时间内传导的热量所产生的温度变化值。值。)(2scmC