《土壤空气和热状况》PPT课件
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第六章 土壤空气和热量状况
土壤通气性测定 土壤通气性造成的土壤剖面分异
第二节 土壤热状 况
一、土壤热量soil heat （一）土壤热量来源 太阳辐射、生物热、地球内热 （二）土壤热量消耗 土壤水分蒸发、给近地面空气升温、向地下传 递 热通量：单位面积单位时间内垂直通过的热量。 J/cm2.min
二、土壤热性质
土壤热性质包括土壤热容量、导热率和导温率，决定 着土壤热量和温度变化的程度、热量传导的速度和深度。 （一）土壤热容量soil heat capacity，分为质量热容量和容积 热容量 1、质量热容量mass heat capacity是指单位质量土壤的温度升高 1℃所需的热量（焦/克.度），也叫土壤比热 2、容积热容量volume heat capacity是指单位容积土壤的温度升 高1℃所需的热量（焦/厘米3.度） 土壤容积热容量=土壤重量热容量×容重 土壤矿物质的质量热容量为0.71-1.09焦/克.度,平均为0.84 水的热容量最大，容积热容量为空气的千倍 各种土壤组分的密度和热容量单位时间内，单位面积土壤上由土 壤扩散出来的CO2量。 2、氧气扩散率ODR(oxygen diffusion rate） 单位时间通过单位土壤截面扩散的氧的质量。 微克/厘米2.分钟
五、土壤通气性指标 3、土壤通气孔隙度soil air porosity 4、土壤氧化还原电位Eh 由土壤溶液中氧化态物质和还原态物质相 对比例变化而产生的电位。 Eh是土壤通气性指标。大于400mv为氧化 态，通气好。
O2(%) 20.94 18.0-20.03
CO2(%) 0.03 0.15-0.65
N2(%) 78.05 78.8-80.24
其他气体(%) 0.98 0.98
三、土壤空气的意义
1、土壤形成发育，二氧化碳溶于土壤溶液变为碳酸，使土壤中碳酸盐类 溶解，增加了土壤溶液中钙、镁、钾、钠、铁、锰，为植物增长提供了 养分，促进了他们的移动。 2、土壤空气影响着土壤微生物的活动，从而对土壤有机质的分解和植物 营养物质的转化及其生物有效性产生影响。 3、由于氧的作用，可氧化土壤中某些矿物，如硫铁矿变为溶解态的硫酸 铁，亚铁和亚锰变为高价铁锰化合物。 4、植物生长发育 植物从种子发芽到成熟都需要有足够的土壤空气，块茎类植物对土壤空 气要求高于一般植物，种子发芽需要土壤空气中氧的含量10%以上，低 于0.5%种子不发芽，对于ODR临界值要求15×18-8—25×18-8克/厘米2. 分的范围。
第五章 土壤空气与热状况
4、对土壤热特性的影响因素：固、液、气三相物质比例 由下表可见，土壤水分热容量最大，土壤空气最小，而 矿质土粒和土壤有机质介于两者之间，而固体是相对稳 定的，则主要取决于土壤水分和土壤空气的含量。 所以，粘土：水分含量较高，早春季节解冻迟，土壤回 升慢，为冷性土； 砂土：水分含量低，早春土温回升快，为热性土。
三、土壤通气性（soil aeration） 土壤通气性（土壤透气性）：指土壤空气与近地层大气进行气
体交换以及土体内部允许气体扩散和流动的性能。
土壤通气性影响多种生物的生命活动，各种有机物质转化的化
学过程，根际呼吸，种子萌发，土壤病虫害的发生。
土壤通气产生的机制：
（一）、土壤空气扩散（Soil air diffusion） 指某种气体成分由于分压梯度与大气不同而产生的移动。它是 土壤空气与大气间进行交换的主要因素，原理服从气体扩散 公式： F＝－D· dc/dx F：单位时间气体扩散通过单位面积的数量； Dc/dx：气体浓度梯度或气体分压梯度； D：扩散系数，负号表示其从气体分压高向低扩散。
2、土壤水分调节：
减少土壤水分的损失；增加作物对降雨，灌溉水及土壤中 原有贮水的有效利用，同时包括对多余水分的排除等， 措施如下： （1）控制地表径流，增加土壤水分入渗；
合理耕翻：创造疏松的耕作层，保持土壤适当的透水性 以吸收更多的降雨和减少地表径流损失。 等高种植，建立水平梯田：改造地形，平整土地，减少 水土流失，梯田层层蓄水，坎地节节拦蓄 改良表土质地结构：增加土壤孔隙度，使蓄墒能力增强。
第二节
一、土壤热来源与平衡
土壤热状况
（一）土壤热来源
1、太阳辐射（solar radiation） 与所处的纬度有关，随纬度的提高，接受辐射减少；
第七章--水分、空气与热量PPT课件
CV=р·C
.
25
（二）土壤导热率
导热性:
土壤具有对所吸热量传导到邻近土层性质，称为 导热性。导热性大小用导热率表示。
导热率:heat conductivity,thermal conductivity
在单位厚度（1厘米）土层，温差为1℃时，每秒 钟经单位断面（1厘米2）通过的热量焦耳数（）。 其单位是J.cm-2.s-1.℃-1。
● 饱和含水量(saturated water content) 饱和含水 量是指土壤中孔隙都充满水时的含水量。以干 土质量或容积的百分量表示。
.
11
（二）土壤水的有效性(availability)
土壤水的有效性是指土壤水能
否被植物吸收利用及其难易程度。
不能被植物吸收利用的水称为无
效水,能被植物吸收利用的水称为有
又称多余水，是指土壤中充 滞于充气孔隙中的水分。存在于 土壤中的时间短，很快会因为重 力作用而渗入或流出。
.
9
三、土壤水分常数及土壤水分有效性
（一）土壤水分常数(soil moisture constant)
在一定条件下的土壤特征性含水量称土壤水分 常数。
●吸湿系数(hygroscopic coefficient) 最大吸湿水量
1、土壤空气与根系发育
2、土壤空气与种子萌芽
3、土壤空气与养分状况
4、Hale Waihona Puke 壤空气与植物病害.20
三、土壤空气的调节
1、调节土壤质地、结构，改善土 壤孔隙状况
2、排水降低土壤含水量
.
21
第三节 土壤热量
土壤中的热状况指土体中的热量分 布及其动态变化。
.
22
一、土壤热来源
土壤空气及热状况
水是热的良导体 空气是热的不良导体 因此水分多导热性好，空气多导热性差
第三节
二、土壤导热率
土壤缺水，土粒间孔隙被空气占据，导热率降低
土壤湿润，土粒间孔隙被水分占领，导热率升高
土壤热性质
第三节
二、土壤导热率
土壤热性质
不同组成分的导热率 （J/cm· S· C） 土壤组成分 石英 湿砂粒 干砂粒 泥炭 腐殖质 土壤水 土壤空气 导热率 4.427×10-2 1.674×10-2 1.674×10-3 6.276×10-4 1.255×10-2 5.021×10-3 2.092×10-4
第三节
土壤热容量 (Cv)
土壤热性质
一、土壤热容量(soil heat capacity,soil thermal capacity)
单位质量/容积土壤每升高/降低1℃吸收/放出的热量
Cp—重量热容-单位J/(g.K)
Cv—容积热容—单位J/(cm3.K) Cv=Cp×ρb
请注意矿物颗粒,有机质,空气和水的热容量值
o
第三节
三、土壤的热扩散率
土壤热性质
土壤热扩散率 标准状况下, 土层 垂直方向上每cm距离内，1℃温 度梯度下，每秒流入1cm2土壤断 面面积的热量,单位体积(1cm3)土 壤所发生的温度变化. 大小等于土 壤导热率/容积热容量的比值 (厘米 2 / 秒) D
当太阳辐射通过大气层时，热量部 分被大气吸收散射，部分被云层和 地面反射，土壤吸收其中一少部分
一、土壤热量的来源
第二节 土壤热性质及热平衡 （soil heat）
（二）生物热
据估算，含有机质4％的土壤，每m2耕层有机质的潜能为 6.28×109～6.99×109KJ，相当于燃烧4.94 ～12.36kg无烟煤 可用于升高低温，促进早春出苗或返青
第三节
二、土壤导热率
土壤缺水，土粒间孔隙被空气占据，导热率降低
土壤湿润，土粒间孔隙被水分占领，导热率升高
土壤热性质
第三节
二、土壤导热率
土壤热性质
不同组成分的导热率 （J/cm· S· C） 土壤组成分 石英 湿砂粒 干砂粒 泥炭 腐殖质 土壤水 土壤空气 导热率 4.427×10-2 1.674×10-2 1.674×10-3 6.276×10-4 1.255×10-2 5.021×10-3 2.092×10-4
第三节
土壤热容量 (Cv)
土壤热性质
一、土壤热容量(soil heat capacity,soil thermal capacity)
单位质量/容积土壤每升高/降低1℃吸收/放出的热量
Cp—重量热容-单位J/(g.K)
Cv—容积热容—单位J/(cm3.K) Cv=Cp×ρb
请注意矿物颗粒,有机质,空气和水的热容量值
o
第三节
三、土壤的热扩散率
土壤热性质
土壤热扩散率 标准状况下, 土层 垂直方向上每cm距离内，1℃温 度梯度下，每秒流入1cm2土壤断 面面积的热量,单位体积(1cm3)土 壤所发生的温度变化. 大小等于土 壤导热率/容积热容量的比值 (厘米 2 / 秒) D
当太阳辐射通过大气层时，热量部 分被大气吸收散射，部分被云层和 地面反射，土壤吸收其中一少部分
一、土壤热量的来源
第二节 土壤热性质及热平衡 （soil heat）
（二）生物热
据估算，含有机质4％的土壤，每m2耕层有机质的潜能为 6.28×109～6.99×109KJ，相当于燃烧4.94 ～12.36kg无烟煤 可用于升高低温，促进早春出苗或返青
土壤学土壤空气和热量状况
15 0.25 20.49 0.87 19.95 0.13 20.86 0.39 20.51
20 0.48 20.48 1.35 20.06 0.15 20.12 0.41 20.63
30 0.57 19.87 1.16 20.01 0.31 20.18 1.16 20.36
50 0.92 19.93 1.52 19.70 0.40 20.20 1.28 19.87
D=D0·S·l/le
D0—自由空气中的扩散系数； S—未被水分占据的孔隙度； l—土层厚度； le—气体分子扩散通过的实际长度。 l/le和S的值都小于1。
结构良好的土壤中，气体在团聚体间的大孔隙间 扩散，而团聚体内的小孔隙则较长时间保持或接近水饱 和状态，限制团聚体内部的通气性状。所以紧实的大团 块，即使周围大孔隙通气良好，在团块内部仍可能是缺 氧的。所以通气良好的旱地也会有厌气性的微环境。
六、土壤通气指标
1.土壤孔隙度 总孔隙度50～55%或60%，其中通气孔度要求
8～10%，最好15～20%。这样可以使土壤有一定 保水能力又可透水通气。 2.土壤呼吸强度(intensity of soil respiration)
覆膜
露地
05-01
07-29
05-01
07-29
CO2
O2
CO2
O2
Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2
O2
CO2
O2
0
—
— 0.92 —
— 0.06 0.06
—
5 0.16 20.50 1.01 20.44 0.07 20.65 0.21 20.65
10 0.42 20.40 1.06 20.28 0.10 20.51 0.28 20.67
《土壤空气和热状况》课件
土壤空气和热状况的测量方法
测量土壤空气和热状况是了解土壤环境的重要手段。我们可以使用传感器、 探针和仪器来测量土壤中的气体成分和温度。
土壤空气和热状况的应用
了解土壤空气和热状况的应用范围广泛。它们在农业、生态学和环境科学中 发挥着重要作用，帮助我们更好地管理土壤和保护环境。
总结和展望
通过本课件，我们深入了解了土壤空气和热状况的重要性、影响因素、测量 方法和应用。希望这些知识能够帮助您更好地理解和应用土壤科学，为可持 续发展贡献自己的力量。
土壤的组成和结构
土壤由无机物、有机物、水分和空气组成。了解土壤的组成和结构有助于我 们理解其性质和功能，并为土壤管理提供指导。
土壤空气的作用
土壤中的空气对植物生长和土壤养分的循环起着重要作用。它影响着土壤水分的保持能力，有机物的分解速率以及 根系的呼吸。
土壤热状况的影响因素
土壤热状况受到多种因素的影响，包括太阳辐射、土壤类型、植被覆盖和气 候条件。了解这些因素有助于我们更好地管理土壤的热环境。
《土壤空气和热状况பைடு நூலகம் PPT课件
土壤是我们生态系统中不可或缺的重要组成部分。它影响着植物的生长和发 育，以及土地和水资源的管理。本课件将全面介绍土壤空气和热状况，以帮 助您更好地理解和应用这一知识。
土壤的重要性
了解土壤的重要性是理解其环境功能的关键。土壤提供植物所需的营养物质，并在水、空气和有机物质循环中起到 重要作用。
第五章土壤空气与土壤热量状况PPT课件
土壤空气中的CO2和O2的含量是相互消长的，二者 的总和维持在19~22%之间，
p109
要关心剖面土壤空气质量
覆膜和裸露棉田在不同生长期内土壤空气含量(%)
深度
/cm
0
覆膜
05-01
07-29
CO2
O2
CO2
O2
－
－ 0.915 －
露地
05-01
07-29
CO2
O2
CO2
O2
－ 0.056 0.056 －
问题：土壤空气质量如何满足作物生长
需求的？
有资料表明：如果土壤不具备通气性，那 么，土壤空气中O2仅能够作物根系呼吸消 耗12～40个小时，可见，土壤气体更新是 多么重要。土壤是如何通气的呢？
√
.
6
4、 风干土中含有( ) 。 A.重力水 B.毛管水 C.膜状水 D.√吸湿水
5.在土壤含水量15%时，其他条件一致，哪种质地的土 壤水势最低（ ）。
√A、√粘质土 B、砂质土 C、壤质土 D、不确定
6.取鲜土15克，烘干后为12克，问土壤含水量是（ ）。 √A、25% B、20% C、80% D、75%
5 0.158 20.497 1.006 20.439 0.70 20.649 0.211 20.653
10 0.420 20.397 1.060 20.275 0.104 20.513 0.279 20.668
15 0.250 20.486 0.865 19.953 0.134 20.857 0.385 20.506
√
二、判断题
1. 土壤水吸力越大,对作物的有效性就越大。( ) F
2. 任何一种土壤,无论是由干变湿还是由湿变干,只要土壤
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要关心剖面土壤空气质量
覆膜和裸露棉田在不同生长期内土壤空气含量(%)
深度
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0
覆膜
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CO2
O2
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露地
05-01
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CO2
O2
CO2
O2
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问题：土壤空气质量如何满足作物生长
需求的？
有资料表明：如果土壤不具备通气性，那 么，土壤空气中O2仅能够作物根系呼吸消 耗12～40个小时，可见，土壤气体更新是 多么重要。土壤是如何通气的呢？
√
.
6
4、 风干土中含有( ) 。 A.重力水 B.毛管水 C.膜状水 D.√吸湿水
5.在土壤含水量15%时，其他条件一致，哪种质地的土 壤水势最低（ ）。
√A、√粘质土 B、砂质土 C、壤质土 D、不确定
6.取鲜土15克，烘干后为12克，问土壤含水量是（ ）。 √A、25% B、20% C、80% D、75%
5 0.158 20.497 1.006 20.439 0.70 20.649 0.211 20.653
10 0.420 20.397 1.060 20.275 0.104 20.513 0.279 20.668
15 0.250 20.486 0.865 19.953 0.134 20.857 0.385 20.506
√
二、判断题
1. 土壤水吸力越大,对作物的有效性就越大。( ) F
2. 任何一种土壤,无论是由干变湿还是由湿变干,只要土壤
第七章 土壤空气和热量状况.ppt
一般情况下，热扩散率小的土壤，如干土、沙质土等，
其表层土温易于升降，温度变幅大，而热扩散率大的
土壤，如湿土、黏土质等，土温变幅小
7.2 土壤热量状况
7.2.1 土壤热量的来源 7.2.2 土壤的热性质 7 .2.3 土壤热量平衡状况
基本热源： 把太阳辐射能称为基本热源 一时性热源： 其他热源则称为一时性热源。 一时性热源虽然数量不大，但它在一定的情况下对调节土温的作用是不可 忽视的
7.2.2 土壤的热性质
7．2. 2. 1 土壤热容量
如果用容积热容量表示土壤热容Cv为： Cv = CvsVs + CvwVw + CvaVa
式中，Cvs、Cvw、Cva分别表示 土壤固相、液相和气相的容积热容
Vs、Vw、Va表示单位容积土壤固相、液相和气相所占的 容积
7.2.2 土壤的热性质
7．2. 2. 1 土壤热容量
7．2. 2. 2 土壤导热率（λ）
单位温度梯度下，单位时间通过单位面积土壤传导的热量 土壤导热率受土壤组成的影响
表 7-6 土壤成分（10℃）和冰（0℃）的导热J/(cm2·s·℃)］
成
石 英 其他矿物平均 有机质 水 空气 冰
导热率 21
7
0.6 1.37 0.06 5.2
天 空 辐 射
r
H
太阳
太
阳
直
达
云层吸收
辐逆
射 辐 大气吸收 地
I
射
面
G
辐
射
E
α=从地面反射的辐射能 / 投入地表的总辐射能 R=[（I+H）-（I+H）*α]+（G-E）
7.2 土壤热量状况
7 2.1 土壤热量的来源 7.2.2 土壤的热性质 7.2.3 土壤热量平衡状况 7.2.4 土壤温度的变化
其表层土温易于升降，温度变幅大，而热扩散率大的
土壤，如湿土、黏土质等，土温变幅小
7.2 土壤热量状况
7.2.1 土壤热量的来源 7.2.2 土壤的热性质 7 .2.3 土壤热量平衡状况
基本热源： 把太阳辐射能称为基本热源 一时性热源： 其他热源则称为一时性热源。 一时性热源虽然数量不大，但它在一定的情况下对调节土温的作用是不可 忽视的
7.2.2 土壤的热性质
7．2. 2. 1 土壤热容量
如果用容积热容量表示土壤热容Cv为： Cv = CvsVs + CvwVw + CvaVa
式中，Cvs、Cvw、Cva分别表示 土壤固相、液相和气相的容积热容
Vs、Vw、Va表示单位容积土壤固相、液相和气相所占的 容积
7.2.2 土壤的热性质
7．2. 2. 1 土壤热容量
7．2. 2. 2 土壤导热率（λ）
单位温度梯度下，单位时间通过单位面积土壤传导的热量 土壤导热率受土壤组成的影响
表 7-6 土壤成分（10℃）和冰（0℃）的导热J/(cm2·s·℃)］
成
石 英 其他矿物平均 有机质 水 空气 冰
导热率 21
7
0.6 1.37 0.06 5.2
天 空 辐 射
r
H
太阳
太
阳
直
达
云层吸收
辐逆
射 辐 大气吸收 地
I
射
面
G
辐
射
E
α=从地面反射的辐射能 / 投入地表的总辐射能 R=[（I+H）-（I+H）*α]+（G-E）
7.2 土壤热量状况
7 2.1 土壤热量的来源 7.2.2 土壤的热性质 7.2.3 土壤热量平衡状况 7.2.4 土壤温度的变化
《土壤空气和热状况》PPT课件
容积热容量(Cv)：指单位容积的土壤温度升高1℃所需 的热量(卡/立方厘米·℃)。
Cv=Cp×土壤容重 由于土壤组成分复杂，每种成分的热容量都不一样，不 同成分的容重也不一样。
Cv=mCv·Vm+OCv·V精选op+ptwCv·Vw+aCv·Va
16
第三节 土壤热性质
式中：mCv、OCv、wCv和aCv分别为土壤矿物质、 有 机质、水和空气的容积热容量；
随着土壤深度增加，土壤空气中CO2含量增加，O2 含量减少，其含量相互消长。
三、土壤空气与作物生长
1、土壤空气与根系
精选ppt
2
第一节 土壤空气
若土壤空气中O2的含量小于9％或10％，根系发育 就会受到影响，O2含量低至5％以下时，绝大多数作物 根系停止发育。
O2与CO2在土壤空气中互为消长，当CO2含量大于1 ％时，根系发育缓慢，至5～20％，则为致死的含量。
（2）根系吸收养分，需通气良好条件下的呼吸作用提供能量。 4、土壤空气状况与作物抗病性 （1）植物感病后，呼吸作用加强，以保持细胞内较高的 氧水平，对病菌分泌的酶和毒素有破坏作用。 （2）呼吸提供能量和中间产物，利于植物形成某些隔离 区阻止病斑扩大。 （3）伤口呼吸增强，利于伤口愈合，减少病菌侵染。
分作为微生物能源，大部分用来提高土温。在保护地的栽 培和早春育秧中，施用有机肥并添加热性物质，如半腐熟 的马粪等，可促进植物生长或幼苗早发快长。
3 地热 地壳传热能力差，对土壤温度影响极小，可忽略不计
精选ppt
11
二、土壤表面的辐射平衡及影响因素
第二节 土壤热量
1、地面辐射平衡
收入
支出
太阳直接短波辐射(I)
据右图，设太阳辐射 能有47%到地面，蒸腾消 耗占23%，长波净辐射占 14%，对流传导占10%。
Cv=Cp×土壤容重 由于土壤组成分复杂，每种成分的热容量都不一样，不 同成分的容重也不一样。
Cv=mCv·Vm+OCv·V精选op+ptwCv·Vw+aCv·Va
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第三节 土壤热性质
式中：mCv、OCv、wCv和aCv分别为土壤矿物质、 有 机质、水和空气的容积热容量；
随着土壤深度增加，土壤空气中CO2含量增加，O2 含量减少，其含量相互消长。
三、土壤空气与作物生长
1、土壤空气与根系
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2
第一节 土壤空气
若土壤空气中O2的含量小于9％或10％，根系发育 就会受到影响，O2含量低至5％以下时，绝大多数作物 根系停止发育。
O2与CO2在土壤空气中互为消长，当CO2含量大于1 ％时，根系发育缓慢，至5～20％，则为致死的含量。
（2）根系吸收养分，需通气良好条件下的呼吸作用提供能量。 4、土壤空气状况与作物抗病性 （1）植物感病后，呼吸作用加强，以保持细胞内较高的 氧水平，对病菌分泌的酶和毒素有破坏作用。 （2）呼吸提供能量和中间产物，利于植物形成某些隔离 区阻止病斑扩大。 （3）伤口呼吸增强，利于伤口愈合，减少病菌侵染。
分作为微生物能源，大部分用来提高土温。在保护地的栽 培和早春育秧中，施用有机肥并添加热性物质，如半腐熟 的马粪等，可促进植物生长或幼苗早发快长。
3 地热 地壳传热能力差，对土壤温度影响极小，可忽略不计
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二、土壤表面的辐射平衡及影响因素
第二节 土壤热量
1、地面辐射平衡
收入
支出
太阳直接短波辐射(I)
据右图，设太阳辐射 能有47%到地面，蒸腾消 耗占23%，长波净辐射占 14%，对流传导占10%。
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精选ppt
4
第一节 土壤空气
四、CH4、N2O、氯氟烃化合 物）导致的气候变暖，是人们关注的重大环境问题。
土壤向大气释放温室气体，因此说土壤是大气痕量 温室气体的源。
土壤对大气中温室气体的吸收和消耗，称为汇。
五、土壤空气的运动
1、土壤空气的对流
分作为微生物能源，大部分用来提高土温。在保护地的栽 培和早春育秧中，施用有机肥并添加热性物质，如半腐熟 的马粪等，可促进植物生长或幼苗早发快长。
3 地热 地壳传热能力差，对土壤温度影响极小，可忽略不计
精选ppt
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二、土壤表面的辐射平衡及影响因素
第二节 土壤热量
1、地面辐射平衡
收入
支出
太阳直接短波辐射(I)
地面短波反射(I+H)×α
天空(大气)短波辐射(H) 地面长波辐射 E
逆辐射(长波辐射) (G)
I+H-投入地面的太阳总短波辐射(环球辐射
(I+H)×α-被地面反射出的短波辐射，(α为反射率)
r=EG-是土壤向大气进行长波辐射量(E)与大气升温反 向土壤辐射量(G)的差值；
以R代表地面辐射能的总收入减去总支出的平衡差值
R=[(I+H)(I+H)×α] +(GE)
=(I+H)(1α) r精选ppt
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第二节 土壤热量
随着土壤深度增加，土壤空气中CO2含量增加，O2 含量减少，其含量相互消长。
三、土壤空气与作物生长
1、土壤空气与根系
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第一节 土壤空气
若土壤空气中O2的含量小于9％或10％，根系发育 就会受到影响，O2含量低至5％以下时，绝大多数作物 根系停止发育。
O2与CO2在土壤空气中互为消长，当CO2含量大于1 ％时，根系发育缓慢，至5～20％，则为致死的含量。
（2）根系吸收养分，需通气良好条件下的呼吸作用提供能量。 4、土壤空气状况与作物抗病性 （1）植物感病后，呼吸作用加强，以保持细胞内较高的 氧水平，对病菌分泌的酶和毒素有破坏作用。 （2）呼吸提供能量和中间产物，利于植物形成某些隔离 区阻止病斑扩大。 （3）伤口呼吸增强，利于伤口愈合，减少病菌侵染。
p--土壤空气压力的三维（向）梯度
从公式可见
空气对流量随土壤透气率和气压梯度增加而增大
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第一节 土壤空气
2、土壤空气的扩散
在大气和土壤之间CO2和O2浓度的不同形成分压梯度， 驱使土壤从大气中吸收O2，同时排出CO2的气体扩散作用， 称为土壤呼吸。是土壤与大气交换的主要机制。
土壤中CO2和O2的扩散过程分气相、液相两部分。 气相扩散 通过充气孔隙扩散保持着大气和土壤间的 气体交流作用
（1）土壤空气中的CO2含量高于大气 （2）土壤空气中的O2含量低于大气 （3）土壤空气中水汽含量一般高于大气
（4）土壤空气中含有较精多选pp的t 还原性气体 。
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第一节 土壤空气
二、土壤空气含量
土壤空气含量=总孔度-水分容积百分率
土壤空气的组成不是固定不变的，土壤水分、土 壤生物活动、土壤深度、土壤温度、pH值，季节变化 及栽培措施等都会影响土壤空气变化。
液相扩散 通过不同厚度水膜的扩散 两种扩散都可以用费克(Fick)定律表示：
qd =Ddc/dx
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第一节 土壤空气
式中：qd--扩散通量(单位时间通过单位面积扩散的质 量)； dc/dx--浓度梯度；
D--在该介质中扩散系数(其量纲为面积/时间) 从公式可见，气体扩散通量(qd)与其扩散系数(D) 和浓度梯度(dc/dx)或分压梯度(dp/dx)成正比。 浓度梯度是不易控制因素，所以只有调整扩散系数 D来控制气体扩散通量。 扩散系数D值的大小取决于土壤性质，通气孔隙状 况及其影响因素(质地、结构、松紧程度、土壤含水量等
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。对流由高压区
低压区。
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第一节 土壤空气
总压力梯度的产生： 气压变化、温度梯度、土壤表层风力、降水或灌溉等。
土壤对流公式：qv=-(k/η)▽p
qv--空气的容积对流量（单位时间通过单位横截面积的
空气容积）
“-”--表示方向
k--通气孔隙通气率 η--土壤空气的粘度
3 土壤透水性
4 土壤氧化还原电位
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第二节 土壤热量
一、土壤热量来源
1 太阳辐射能 土壤热量的最根本来源。太阳能的99%为短波辐射。
当太阳辐射通过大气层时，一部分热量被大气吸收散射， 一部分被云层和地面反射，而土壤只吸收其中一少部分。
2 生物热 微生物分解有机质过程是放热过程。释放的热量一部
第六章 土壤空气和热量状况
第一节 土壤空气
一、土壤空气组成
表6－1 土壤空气与大气组成差异
气体 近地表大气
O2(%) 20.94
CO2(%) 0.03
N2 (%) 78.05
其它气体(%) 0.98
土壤空气 18.0～20.03 0.15～0.65 78.8～80.24
0.98
土壤空气与近地表大气组成，主要差别：
土壤空气中还原性气体，也可使根系受害，如H2S使 水稻产生黑根，导致吸收水肥能力减弱，甚至死亡。
2、土壤空气与种子萌发
种子萌发，所需氧气主要由土壤空气提供，缺氧时，
葡萄糖酒精发酵，产生酒精，使种子受害。
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第一节 土壤空气
3、土壤空气与微生物活动
（1）土壤空气影响微生物活动，影响有机质转化。 通气良好 利于有机质矿质化。
D=D0·S·l/le
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第一节 土壤空气
式中： D0--自由空气中的扩散系数 S--未被水分占据的孔隙度
l--土层厚度
le--气体分子扩散通过的实际长度
l/le和S的值都小于 1
结构良好土壤中，气体在团聚体间大孔隙间扩散，而 团聚体内小孔隙则较长时间保持或接近水饱和状态，限制 团聚体内部通气性状。所以紧实大团块，即使周围大孔隙 通气良好，在团块内部仍可能是缺氧。所以通气良好的旱 地也会有厌气性微环境。
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第一节 土壤空气
六、土壤通气指标
1 土壤孔隙度
总孔隙度50～55%或60%，其中通气孔度要求8～ 10%，最好15～20%。使土壤有一定保水能力又可透水 通气。
2 土壤呼吸强度
单位时间通过单位断面（或单位土重）的CO2数量 土壤呼吸强度不仅作为土壤通气指标，而且是反映 土壤肥力状况的一个综合指标。