第六章 土壤空气和热量

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1、第六章 土壤空气和热量状况 主要内容 (重点 )： 教学目标与要求： 教学方式与手段： 课时安排与进度： 点） （重点） 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；了解土壤热量的来源，掌握 土壤的三个热参数，理解土壤温度变化的影响 因素。 幻灯，动画演示；案例分析； 课时数： 2课时 第六章 土壤空气和热量 第一节 土壤空气 一 土壤空气的组成 二 土壤空气的运动 三 土壤空气与土壤肥力 1 土壤空气的组成与植物生长 一 、 土壤空气的组成与变化 气 体 2 其他气体 近地面的大气 壤 空 气 5 土壤空气与大气组成的比较 （ 容积 %） 第六章 土壤空气和热量 土壤空气和进地

2、面大气空气组成的差异 1 土壤空气中的 2 土壤空气中的 3 土壤空气中的水汽含量一般高于大气 4 土壤空气中含有较高量的还原性气体 （ 土壤空气组成显然不是固定不变的。 深度/ 膜 露 地 057572 2 2 2 0 5 0 5 0 0 0 均 膜和裸露棉田在不同生长期内土壤空气含量 (%) 土壤空气的变化规律： 随着土层深度的增加，土壤空气中 2含量减少，无论在膜地或露地均是如此； 气温和土温升高，根系呼吸加加强，微生物活动加快，土壤空气中 季 覆膜田块的 土壤空气中的 2的含量是相互消长的，二者的总和维持在 1922%之间， 土壤空气对植物生长的影响 ， 有许多过程和因素需进一步研究

3、。 如土壤微生物需 仅仅一个空气容量指标并不能肯定土壤是否能满足植物和微生物对氧的需求 。 土壤中 影响也有待进一步研究 。现有的研究表明 ， 某一特定植物对 过高或过低都会引起根系生长衰退 。 过高浓度 2而造成不良后果 ， 但 一定浓度 而且 利于有些土壤养分的释放 . 注意： 二 、 土壤中的空气流 （一）、对流 对流，又称质流 ，驱动力是总气压梯度，它使气流冲从高压区向低压区运动。 22 / 方程 必须说明 : 使用此方程的基本前提是流动过程属层流，且这种层流是在小的压力差作用下产生的。 （ 二 ） 、 土壤空气扩散扩散 （ 气体扩散 是指气体分子由浓度大 （ 或分压大 ） 处向浓度小

4、 （ 或分压小 ） 处的运动 ， 它是由气体分子的热运动 （ 或称布朗运动 ） 引起的 土壤中气体扩散过程也可用 （ 式中： 浓度 )3 L 若用扩散气体的分压 (P)代替浓度，方程为： （ 式中 表示浓度与分压的换算常数 （ 比值 ( 注意： 首先 ， 土壤中气体表观扩散系数 其次 ， 水在土中的传导性主要取决于孔隙的大小分布 ， 不同充气孔隙度下草甸褐土透气率 北京农业大学 1989) 基质势 (含水率 (%) 充气孔度 (%) K(m/s) 2 33 72 0 82 三 、 土壤通气性 ( （ 一 ） 、 土壤通气性的定义和指标 土壤通气性 是泛指土壤空气与大气进行交换以及土体内部允许气

5、体扩散和通气的能力。 1 静态指标 （ 1） 容积分数或充气孔隙度 （ 2） 土壤的空气组成 （ 2等的含量 ） 取样的代表性不十分确定 2 土壤通气量 (土壤通气量 是指在单位时间内 ， 单位压力下 ， 进入单位体积土壤中的气体总量 （ 2） ， 常用单位是毫升 厘米 秒 土壤通气量的大小标志着土壤通气性好坏 ，通气量大则土壤通气性良好 。 3 土壤氧化还原电位 （ 土壤的 后者又主要取决于土壤中的氧化压或溶解态氧的浓度，这就直接与土壤通气性相联系。因此 指示土壤溶液中氧压的高低，反映土壤通气排水状况。 0 5 （ 二 ） 、 土壤通气性的调节 1、调节土壤水分含量 2、改良土壤结构 3、通

6、过各种耕作手段来调节土壤通性 对旱作土壤，有 中耕松土 ， 深耙勤锄 ， 打破土表结壳 ，疏松耕层等措施。 对于水田土壤，可通过 落水晒田 、 晒垡 ， 搁田及 合理的下渗速率 等措施。 课堂测验： 1、 土壤空气质量的好坏关键不在其含量而于其质量 ( ) 2、 土壤空气和大气某些组成含量有差异 ， 其他则是相同的( )。 3、 土壤空气是水汽饱和的 ( ) 4、 土壤空气中的 ) 5、 土壤空气的组成是时刻变化的 ( ) 6、 土壤水分含量的变化导致土壤通气性的变化 ( )。 7、 土壤和土壤空气是矛盾的 ， 永远无法调和的 ( ) 8、 在土壤 通气性中 ， 对流比扩散更重要 ( ) 9、

7、 土壤 ( ) 10、 土壤通气的好坏主要受含水量和结构性的影响 ( )。 第二节 土壤热量 (一、土壤热量的来源 （一）太阳的辐射能 垂直于太阳光下一平方厘米的黑体表面在一分钟内吸收的辐射能常数），称作 太阳常数 ，一般为 99的太阳能包含在 一范围的波长通常称为短波辐射。 当太阳辐射通过大气层时，其热量一部分被大气吸收散射，一部分被云层和地面反射，土壤吸收其中的一少部分。 （二）生物热 据估算，含有机质 4 的土壤，每英亩耕层有机质的潜能为 109 109当于 20 50吨 无烟煤的热量。 （三）地球内热 二、土壤表面的辐射平衡及影响因素 （一）地面辐射平衡 太阳的辐射主要是短波辐射，太阳

8、辐射透过大气层时，少部分直接到达地表的太阳能称为 太阳直接辐射（ I） 。被大气散射和云层反射的太阳辐射能，通过多次的散射和反射，又将其中的一部分辐射到地球上，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+称为 环球辐射 （二）影响地面辐射平衡的因素 1、太阳的辐射强度 日照角越大 ，坡度越大，地面接受的太阳辐射越多。 在中纬度地区，南坡坡地每增加一度，约相当于纬度南移 100公里所产生的影响。 同样，在中纬度地区，南坡比北坡接受的辐射能多，土温也比北坡高。坡度越陡，坡向的温差越大。坡向的这种差异具有巨大的生态意义和农业意义。 2、地面的反射率 太阳的

9、入射角越大，反射率越低，反之越大。土壤的颜色、粗糙程度、含水状况，植被及其他覆盖物等都影响反射率。 3、地面有效辐射 影响地面有效辐射的因子有： （ 1）云雾、水汽和风：它们能强烈吸收和反射地面发出的长波辐射，使大气逆辐射增大，因而使地面有效辐射减少； （ 2）海拔高度：空气密度、水汽、尘埃随海拔高度增加而减少，大气逆辐射相应减少，有效辐射增大； （ 3）地表特征：起伏、粗糙的地表比平滑表面辐射面大，有效辐射也大； （ 4）地面覆盖：导热性差的物体如秸杆、草皮、残枝落叶等覆盖地面时，可减少地面的有效辐射。 三、土壤的热量平衡 土壤热量收支平衡可用下式表示： S = Q P R 腾或水汽凝结而造成的热量损失或增加 ; 第三节 土壤热性质 一、土壤热容量 (土壤热容量 是指单位质量（重量）或容积的土壤每升高（或降低） 1 所需要（或放出的）热量。 量）热容量 (单位是 ，单位是（ 请注意矿物质、有机质、水的两种热容量值。 土壤的容积热容量（ 用下式表示： Vw+ (6 7) 因空气的热容量很小，可忽容不计，故土壤热容量可简化为： (6 8) 6 3 土壤不同组分的热容量土壤组成物质重量热容量（ J 积热容量( J 石英砂 0 5 2 3高 岭 石 0 5 2 0石 灰 0 5 2 .