第8章--土壤空气和热量.ppt

1、，主要内容(重点):教育目标和要求：教育方法和手段：1。土壤空气(重点)2。土壤热3。土壤热特性(重点)4。了解土壤温度土壤热的来源，掌握土壤的三个热参数，了解土壤温度变化的影响因素。幻灯片，动画演示；案例研究，课程数：2小时，8章土壤空气和热量，1节土壤空气的构成2土壤空气的运动3土壤空气和土壤肥力，1土壤空气的构成和植物生长，1，土壤空气和大气构成的比较(容积%)，土壤空气和地面大气构成的差异1土壤空气中的CO2含量为大气2，腹膜和裸露的棉田在徐璐其他生长时期土壤空气含量(%)，包膜田的CO2含量明显高于郑智薰覆盖秸秆的原始露地，O2相反，土壤空气中CO2和O2的含量相互增长和减少，两者的

2、总和保持在1922%，土壤空气对植物生长的影响有更多的过程和因素。如果土壤微生物需要O2，则范围很广。仅仅一个空气容量指标还不能确定土壤是否能满足植物和微生物的氧气需求。还需要进一步研究土壤中CO2浓度对植物生长的影响。现有研究表明，某些植物具有最适合CO2浓度的值，过高或过低会导致根生长衰退。高浓度CO2经常与O2缺乏一起导致不好的结果，但是一定浓度CO2对植物生长有促进作用，CO2引起的土壤溶液的微酸性也有利于部分根际土壤养分的释放。注：2，土壤中的气流，(1)，对流，对流，又称质流，驱动力是枪，方程4.9是土壤空气暂时对流的近似方程。必须说明：使用此方程的基本前提是流动过程是在小压力差下

3、产生的层流。(b)，土壤空气扩散(soil Fick diffusion)，气体扩散是由气体分子的热运动(或布朗运动)引起的浓度大(或分压大)到浓度小(或分压小)的运动。(4.10)格式中：Q表示体积扩散通量LT-1 Ds。土壤中气体的表观扩散系数L2T-1 C表示气体容积分数(浓度)L3L3 x。如果扩散距离L使用扩散气体的分压(P)而不是浓度，则方程式在(4.11)表达式中表示浓度和分压，其次，土壤中水的导电性主要取决于孔的大小分布。徐璐其他膨胀洞下牧场耕土透气性K值(北京农业大学1989)，3，土壤透气性(soil aeration)，(1)土壤透气性的定义及地表土壤透气性是指土壤空气和

4、大气的交换及土壤。1静态指标(1)容积分数或膨胀孔间隙(2)土壤的空气成分(CO2、O2等含量)样品的代表性不能确定。3土壤氧化还原电位(Eh)，土壤的Eh取决于土壤溶液中氧化状态和还原状态物质的浓度比。后者主要取决于土壤的氧化压力或溶解态氧的浓度。因此，Eh可以用作土壤透气性的指标，表示土壤溶液中氧气压力的高低，反映了土壤通气排水状态。(b)，调整土壤透气性，1，调整土壤含水量，2，改善土壤结构，3，通过各种耕作手段调整土壤透气性，干旱土壤，重耕松土，深耙，土表壳破碎，松散耕层等措施。对于水稻土，可以通过落水烘干田地、晒太阳、放田、合理渗透率等措施。教室测试：1，土壤空气质量的好坏与其含量不

5、同，与质量()2，土壤空气，大气的部分组成含量不同，其余的相同。3.土壤空气中水分饱和4，土壤空气中CO2的数量越低越好5，土壤空气的构成随时变化6，土壤含水量的变化导致土壤透气性的变化。7.土壤和土壤空气是矛盾的。永远不能协调的()8，在土壤透气性中，对流比扩散更重要()9，土壤EH值主要由氧体系的氧化还原电位决定。()10，土壤通气的好坏主要受含水量和结构性的影响。第二节土壤热(Soil heat)，1，土壤热的袁泉，(1)太阳的辐射能垂直于太阳下平方厘米的黑体表面吸收的辐射能常数，一般称为1.9k/cm2/min。99太阳能包含在0.3-4.0微米的波长内，此范围的波长通常称为短波辐射。

6、太阳辐射穿过大气时，其热量的一部分被大气吸收散射，一部分被云和地面反射，土壤吸收其中的一部分。(b)含有生物热、有机质4的土壤，每英亩耕层有机质的潜力估计为6.281096.99109KJ，相当于2050吨无烟煤的热量。(3)地球内的热量，2，土壤表面的辐射平衡和影响因素，(1)地面辐射平衡太阳的辐射主要是短波辐射，太阳辐射通过大气时直接接触表面的部分太阳能称为太阳直接辐射(I)。大气散射和云反射的太阳辐射能量通过多次散射和反射将其中的一部分辐射到地球，一般称为天空辐射能或大气辐射(H)。太阳直接辐射和大气辐射都是短波辐射。I H的总和是投入到地面的太阳的短波辐射总量，也称为全球辐射，(2)影

7、响地面辐射平衡的因素，1，太阳的辐射强度，一片越大，坡度越大，从地面接收的太阳辐射就越多。在中纬度地区，南波斜坡地每增加一度，就相当于纬度向南移动100公里的影响。同样，在中纬度地区，南波比北波辐射能量多，比土温北波高。坡度陡的话，坡向的温差就会变大。坡向的这种差异具有巨大的生态意义和农业意义。2，地面反射率，太阳入射角越大，反射率越低，反之亦然。土壤的颜色、粗糙度、水分状况、植物和其他盖子等会影响反射率。3，影响地面有效辐射，地面有效辐射的因素包括：(1)云、水蒸气、风：强烈吸收和反射地面发出的长波辐射，从而增加大气逆辐射，从而减少地面有效辐射。(2)海拔：空气密度、水蒸气和灰尘随海拔的增加

8、而减少，大气逆辐射相应减少，有效辐射增加。(3)表面特征：起伏、粗糙的表面比平滑的表面辐射面大，有效辐射也大。(4)地面复盖：导热下降的物体(如稻草、草、残枝落叶等)复盖地面时，可以减少地面的有效辐射。三，土壤的热量平衡，土壤热量收支平衡S=Q P LE R，S是土壤在单位时间内实际获得或失去的热量。q是辐射平衡。l水分蒸发、蒸发或水蒸气凝结引起的热损失或增加P是土壤和大气之间的湍流交换量。r是土壤和土壤底部之间的热交换量。，第三节土壤热性质1，土壤热容量(Soil Heat Capacity，Soil Thermal Capacity)土壤热容量是指单位质量(重量)或体积的土壤每次升高或下降

9、1时需要(或释放)的热量。c表示Jg-1-1单位的“质量(重量)热容量”(mass heat capacity)。Cv以(Jcm-3-1)为单位表示卷热容量。请注意矿物、有机质、水的两种热容量值。土壤体积热容量(Cv)可以表示为：CV=MCV VM OCV VO WC VW ACVVA (67)空气的热容量较小，可以忽略，从而简化土壤的热容量。CV=1.9 VM 2.5 VO 4.2 VW(应注意JV C和CV之间的转换)。对于同质土壤，CV=rC (1)某些书中CV=C (2)不准确，表示土壤容重，应用C=CsMs CwMw CaMa (3)式的CS。Ms、Mw、Ma表示单位质量土壤中固相、

10、液相和气相所占的质量(比率)。容积热容量，CV=CVS VWVW CVAVA (4)式VS、VW和VA分别表示单位容积土壤中固相、液相、气相的比例，CVS、Cvw和Cva分别表示土壤中固相、液相和气相的容积热容量(，由于表达式(4)中机身的热容量Cv较小，因此可以相对忽略(4)，因此可以将(4)从CV=CVS CVW VW (5)表达式(5)写入Vw=v(土壤体积含量)。样式(1)CVS=rscs(6)RS=ms/vs=/vs vs=/RS(7)根据(6)，(7)赋值表达式(5)根据cv第二，土壤导热系数：土壤具有将吸收的热量传导到相邻土层的特性，这称为导热。热导率大小显示为热导率。导热系数：

11、 heat conductivity，thermal conductivity单位厚度(1厘米)土层，温差为1时通过每秒单位截面(1厘米2)的传热行数()。单位为j.cm-2.s-1-1。当土壤干燥缺水时，土壤颗粒之间的土壤气孔被空气占领，热导率小。土壤湿润时，土蛋之间的空隙被水分占据，导热系数提高。3，土壤的热扩散率土壤热扩散率是指标准条件下土层垂直方向上每厘米距离，1温度梯度下每秒流入1cm2土壤剖面面积的热量。单位体积(1cm3)土壤中发生的温度变化。其大小等于土壤导热系数/体积热容量的比率。常识中，是土壤热导率，Cv是土壤容积热容量。四节土壤温度(Soil temperature) 1

12、，土壤温度的季节或月份变化，2，土壤温度日变化，2，土壤温度日变化，3，地形地面和土壤性质对土壤温度的影响，(b)坡向和坡度对土壤温度的影响，坡面上的太阳辐射倾向于坡向和坡向坡向和坡度不同，土壤蒸发强度不同，土壤水和植物覆盖度不同，土壤温度的高低和变化也显著不同。南波的土壤温度和水分状况可以促进早熟。(3)土壤的组成和性质对土壤温度的影响是土壤颜色深，吸收的辐射热多，红色、黄色次之，浅色的土壤吸收的辐射热少，反射率高。在极端情况下，土壤颜色的差异在同一时间内，徐璐其他土壤的土壤温度差异为24，园艺种植中或农作物的某些苗床被炉碴、草木、土肥等深色物质复盖，可以提高土壤温度。通常在通风好的土壤中，

13、植物的根长，颜色浅，根毛多。缺氧可以防止根的伸展和侧根发芽，根短粗，颜色暗，根毛大幅度减少。北京农业大学实验所对棉花地进行了观察，结果显示，土壤空气中O2和CO2含量保持在21%左右，O2占其中85%以上，棉花根发育良好。O2超过70%，棉花根系正常生长。CO2超过60%，根的生长完全停止。土壤空气氧气浓度阈值(VOL%)、1、土壤水分含量越低，热容越小，热导率越低，土壤热得越快()2、灌溉可以降低土壤表层日、夜的温差。()3，重庆松土减少土壤表层的热容量，促进表土变暖。()4，1天内土壤上下各层的温度变化同步。()5，土壤热的全部来源是太阳辐射。()6，土温的变化与土壤肥力的高低无关。()7，土壤热容量随土壤容重和水分量的增加而增加()。8、土壤有机质含量越高，热容量越大()9，土壤热扩散率随含水量的增加而增加，热容量的增加而减少()。10，热扩散率表示土壤很难升温，导热率表示热传导的速度。()，课堂测试快速判断！本章摘要：1，概念土壤呼吸企业气体扩散Eh土壤透气性土壤热容土壤热扩散率土壤热扩散率土壤热扩散率2问答1，土壤空气配置的缺点是什么？2、土壤通风对土壤肥力的影