第五章土壤空气与土壤热量状况

施以调节土壤温度。
36
★ 2.土壤热量状况
①土温的日变化

土壤表层:


最低温出现于早晨5-6点
最高温出现在下午13-14点

表层变化幅度大，约每深10㎝可滞后 2.5-3.5小时,至40－100cm深处变化幅 度小甚至消失,
37
P116
土壤温度的日变化
38
39
★②土温的年变化

地表：1－7月为升温，
0.915 1.006 1.060 0.865 1.348
O2
－ 20.439 20.275 19.953 20.060
CO2
－ 0.70 0.104 0.134 0.150
O2
0.056 20.649 20.513 20.857 20.121
CO2
0.056 0.211 0.279 0.385 0.406
称为
11.作物对水需求存在
期.
三、选择
1、任何土壤由湿变干时的含水量比由干变湿的含水 量（ ） A.要高；B.要低 ；C.差不多 D.据土壤而定
√
2、 当土壤含水量相同时，土壤水吸力最大的是(
A.砂土 B.壤土 C.粘土 D.重壤
√ 3、土壤中最有效水的类型是( ) 。
)。
A.重力水√ B.毛管水 C.膜状水 D.吸湿水
P117
43
一.土壤空气对植物生长的影响
1. 影响种子的萌发 2.影响根系的发育 3.影响根系吸收功能
4．影响土壤微生物的活 动和养分状况 5．影响植物生长的土壤 环境状况。
1.土壤的通气性 —（决定于土壤通气孔隙多少） ★土壤呼吸（soil respiration）
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。
使土壤空气得到更新,维持空气质量.
土壤空气含量=总孔度-水分容积百分率
p110
22
2.土壤通气性指标（了解）
①通气孔隙度

土壤通气孔隙度
返回 10
7.
8.
1.
土壤空气与大气相比的特点为 饱和。
少
多
2.
在土壤 通气性中，对流比扩散更重要( 灌溉可降低土壤表层土的昼夜温差。 (
) )
3.
4.
含水多的土壤，地面接受的太阳辐射主要消耗 于 ，因而土温 ，最高温在 。 。
5.
一天中最低温在
返回 11
教学目标
明确土壤空气的组成特点、交换方式、 土壤热性质以及土壤空气和土壤温度对作 物生长、土壤肥力的影响。能利用土壤热 性质分析解决生产实际问题。
育秧苗床用家畜粪 促早发的机理是什 么?
1． 太阳辐射能 —主要来源，我国各地年总辐射 量约为355—836KJ/㎝2，西部多于东部，高原多于 平原。 2. 生物热—早春常以羊马粪等作温床酿热材料 3. 地球内热—内部岩浆传导的热。
—据估计226J/㎝2，但温泉附近，这一热源不可
忽视。
P110
28
二、土壤的热性质
√
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%
三.土壤热平衡及其 热量状况


1.土壤热量平衡 可用下式表示： S=Q〒P〒LE〒R 式中： S—接受太阳辐射能 Q—辐射平衡 P—土壤与大气热交换 LE —蒸发或凝结热 R—上下土层间热交换
P114
土壤热平衡应用

S=Q〒P〒LE〒R 农业生产中，常采用中 耕松土，地表覆盖，设 臵风障，塑料大棚等措
F
3. 7.
8. 9.
F
土壤水的再分布是土壤水的不饱和流。（ ） 土壤水是由含水多处向少处运动。（ ）
F
10.
11.
粘质土壤水分的再分布速度比砂土要快。（ ）
T
T
返回
F
复习回顾2
一、名词解释

土壤呼吸
土壤热容量
1. 2.
二、填空 土壤空气与大气交换方式： 土壤热量的来源 、 和 和 . .
3.
重量热容量 容积热容量 J/g·K 0.7118～ 0.0209 1.9259 4.1868 1.0048 J/cm·K 1.9259 2.5121 4.1868 0.0013
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故水多气少的土壤Cv大, 矿质土粒 水少气多的土壤Cv小
有机质
沙土是“热性 土”，粘土是 “冷性土”，为 什么？
土壤水分 土壤空气
7－12月为降温 表土：


最低温在1－2月份

最高温在7－8月份

温度的变幅也随土层深 度而缩小，至5－20米深 处，土温年变幅消失
P114
40
晚秋-冬季-早春↑ 晚春-夏季-早秋↓
P115
3.影响土壤热状况的因素

环境因素


纬度
随着纬度的增加,土温降低.
海拔高度 一般来说,随海拔每升高, 温度降低.
不低于10%，以15%-20%为好 。
②土壤的氧扩散率(ODR) ﹥30-40 mg/㎝2.min

单位时间通过单位面积土层的氧气量。
单位时间通过单位断面的CO2数量 一般旱田在300-700mv适宜，水田以200-300mv。
23
③土壤呼吸强度

④土壤氧化还原电位(Eh)

p110
土壤的Eh
土壤的Eh值最终取决于土壤通气性的强弱 :
坡向和坡度 一般南坡比北坡高5～7 ℃左右
地面覆盖 土温变幅减小, 与裸地相比, 最高 温下降, 最低温提高

土壤特性
土壤颜色 、土壤质地 、土壤结构性、松紧度
P116
42
§5-6 土壤空气与土壤温度对植物生 长的影响
一、土壤空气对作物生长的影响
二、土壤热量对作物生长的影响
三、土壤空气、热量状况的调节
表达意义 : 表示土壤内部传导 热的能力

P112
2、影响因素
为什么沙土昼夜 温差大,粘土类昼 夜温差小?
导热率：固相﹥水分﹥空 气
导热率主要取决于含水量 及松紧状况。
生产上通过镇压可增温和 提墒。
导热率 土壤组成物质 （J/cm·S·K） 矿质土粒 0．0167～0.0209 土壤水分
（一）★土壤热容量
1.概念 是指单位容积或重量的土壤，温度每 增减1℃需要吸收或放出的热量.

单位:(J/cm3· K)和:(J/g· Cv= Cg 〓容重 K)
表达的意义:
表示土壤稳温性的强弱, 热容量大的土壤， 稳温性强, 反之, 稳温性弱.
P110
2.影响因素
粘土﹥ 壤土﹥ 沙土

土壤的三相组成影响。 ★土壤热容量主要取决 土壤组成物质 于土壤含水量。
D、75%
二、判断题
1. 2.
土壤水吸力越大,对作物的有效性就越大。(
F)
任何一种土壤,无论是由干变湿还是由湿变干,只要土壤 水吸力相同,其含水量就相等。( ) 土壤的不饱和导水率与饱和导水率几乎相等。( )F 土面蒸发的大气控制阶段一般可维持相当长的时间。 ( ) 作物只能够吸收利用表层土壤的水分。( )
图A4-1
0．0054～0.0059 000023～0.00024
32
土壤空气
P112
干湿土壤的热传导
33
（三）土壤热扩散率
1.概念 是单位时间流入或流出单 位容积土壤的热量引起 土温的变化. K=λ/CV , (㎝2/S)

主要取决于水、气比例. 土壤热扩散率用来衡量土 温变幅.
34
P113
12
教学内容
5.1
5.2
作业与思考题
土壤空气及其更新
土壤热性质及土壤热量平衡
5.3 土壤空气与土壤温度对植物生长的 影响
小结
Leabharlann Baidu
参考文献
13
5.1

土壤空气及其更新
土壤空气组成特点
土壤空气的更新 土壤通气性
14
一.土壤空气组成特点
1.土壤空气中CO2>>近地层大气中CO2 2.土壤空气中O2<<近地层大气中O2 3.土壤空气中水汽压高于近地层大气中水汽压 4.土壤空气中有少量的还原性气体（痕量气体）
1. 气体扩散（90%）

气体分子由浓度高处 → 小处移动。
驱动力
20

p109
2. 整体对流（约10%）

驱动力:总气压梯度，

对流由高压区 → 低压区 交换速度较快。
空气对流量随土壤透气率和 气压梯度增加而增大 “旱耪地、涝浇园” 有什么道理？
p109
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三.土壤的通气性(soil aeration)
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(%)
覆 膜 深度
/cm 0 5 10 15 20 － 0.158 0.420 0.250 0.483 05-01 07-29 05-01
露 地
07-29
CO2
O2
－ 20.497 20.397 20.486 20.478
CO2
复习回顾 1、2
第五章 土壤空气与土壤热量 状况
3学时
1
复习回顾

问题：饱和含水量（容 积）与土壤孔度关系？ （条件；非胀缩性土壤）
土壤水分类型及性质 如何表示土壤水分含量的高低？（数量和能量）


土壤水分运动（液态水和气态水）
土壤水平衡及调节 土壤水分能量学观点是土壤科学领域一次大 的飞跃。土壤水分能量概念与土壤水分数量 概念结合才是最完美

若土壤通气良好，土壤中溶解态O浓度高， 【氧化物】>【还原态】，则土壤Eh高；反之， Eh低。
有人已经提出，不再在水田搞“秸秆还田”， 不能以牺牲环境为代价换取粮食增产的论断 （见：土壤科学与农业持续发展）。
24
三、土壤通气性的调节
1. 改良结构 2.调节土壤水分含量 3. 耕作
返回
4.轮作
保护地农业中土壤空气及室内空气质量调控对于 增产很重要。 注意：土壤管理与生态环境问题研究为学科发展 前沿领域！
20.362
19.873 20.022
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？
19
二、土壤空气的更新
★土壤空气与大气的交换方式
气体扩散 整体对流
4.
土壤淹水以后Eh
。
土壤含水少时，孔隙多的土壤导热率小，紧实土 壤导热率大。（ ）
9
二、填空
4.
土壤热容量大小主要受
含量影响.
5.
土壤水多气少则热容量 上升.
，土温
6.
土壤空气组成与大气相比为 的含量低于 大气， 的含量高于大气。 含水多的土壤，地面接受的太阳辐射主要消耗 于 ，因而土温 。 一天中最低温在 ，最高温在 。
4.
5.
土壤有效水范围是从(
)到(
) 之间的含水量。
6. 我国水资源短缺可分为
、
、
和
4种类型。
7. 一般土壤含水量越高,空气含量就越 8. 吸湿水达到最大量时的土壤含水量称为
。
或
。
孔隙的数量。 和 ,前者的最大值 ，后者达到最大值时称为 。 和 两个关键时
9. 重力水的含最取决于土壤 10.土壤毛管水分为
研究土壤中CO2 释放与固定问题成为当今土壤科学发展的前沿领域！。
土壤空气的变化规律：
随着土层深度的增加，土壤空气中CO2含量增大， O2含量减少，无论在膜地或露地均是如此； 气温和土温升高，根系呼吸加强，微生物活动加快， 土壤空气中CO2含量增加， 何季CO2含量最高 覆膜田块的CO2 含量明显高于未覆膜草原露地，而 O2则反之 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，
O2
－ 20.653 20.668 20.506 20.634
30
50 平均
0.573
0.922 0.615
19.865
19.929 20.124
1.159
1.520 1.268
20.005
19.698 19.953
0.313
0.402 0.269
20.181
20.198 20.329
1.157
1.281 0.847
25
土壤空气及其更新

重点：

重点掌握土壤空气组成特点及土壤的通 气性。

园林土壤的通气性如何？如何影响植物的 生长，如何调节城市土壤的通气性性能。
26
§5-2 土壤热性质及土壤热量平衡

土壤的热量来源 土壤的热性质 土壤热平衡及其热量状况


重点是土壤的热性质及应用
p110
27
一.土壤热量的来源
P112
（二）土壤导热性
1.土壤导热率：
土厚1cm，两端温 差1℃时，每秒钟通过 1cm2土壤断面的热量。

单位是J/cm2· K。 S·
导热率 土壤组成物质 （J/cm·S·K） 矿质土粒 0．0167～0.0209 土壤水分 土壤空气 0．0054～0.0059 000023～0.00024
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2
复习回顾


相对含水量
田间持水量
萎焉系数 土水势 SPAC 土壤水吸力 水分特征曲线
土壤有效含水范围
3
二.填空
1.
土壤水分类型有 和 。
、
、 、 、
2.
土壤水分含量的表示方法有 和 。
3.
根据土壤水分含量与其吸力作图,所得到的曲 线称为 。
土壤中的水吸力越大，对作物的有效性就越( ) 。