《土壤空气与热量》PPT课件.ppt

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1、第六章土壤空气和热量状况二者均为肥力因子土壤空气含量=总孔度-水分容积百分率土壤空气是土壤的重要组成,它对作物的生长发育,土壤中M的活动,各种养料的周转都有很大甚至决定性的作用.旱地一般要求土壤空气10-15%土壤空气与近地表大气组成，主要差别：（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）土壤空气中含有较多的还原性气体。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O2(%)CO2(%)N2(%)其它气体(%)近地表大气20.940.0

2、3878.050.98土壤空气18.0～20.030.15～0.6578.8～80.240.98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。随着土壤深度增加，土壤空气中CO2含量增加，O2含量减少，其含量相互消长随着土壤深度增加，土壤空气中CO2含量增加，O2含量减少覆膜比露地CO2浓度高,O2含量减少二、土壤空气的运动如果没有土壤通气性，土壤空气中的氧在很短时期内就可能被全部耗竭。土壤与大气进行交换的机制有二:一是个别成份的分压梯度产生的-

3、--扩散二是土壤与大气间由总压力梯度造成的整体交流1、土壤空气的对流(整体交流)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。土壤空气的对流受多种因素的影响:温度、气压,风力、降水和灌溉的挤压第一节土壤空气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。通过充气孔隙扩散保持着大气和土壤间的气体交流作用通过不同厚度水膜的扩散(溶解

4、后扩散,CO2快过O2)两种扩散都可以用费克(Fick)定律表示：qd=Ddc/dx气相扩散液相扩散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。qd=－(D/B)(dp/dx)B为分压梯度与浓度的比值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

5、素(质地、结构、松紧程度、土壤含水量等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。同一土壤,不同的气体D也不同,如O2约为CO2的1.25倍第一节土壤空气D=D0·S·l/le补充:土壤通气指标1总孔隙

6、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。34土壤孔隙度土壤呼吸强度土壤透水性土壤氧化还原电位第一节土壤空气第二节土壤热量土壤温度的重要性土壤的热状况直接反映在土壤温度上。土壤温度影响到土壤的形成和形状及植物的生育，在一定温度范围内，土壤温度越高，植物生长越快。如种子萌发根系的生长作物的生理过程营养生长和生殖生长一、土壤热量来源1土壤热量的最

7、根本来源。太阳常数1368w/m2。2微生物分解有机质过程是放热过程。对大田影响微乎其微，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，如大量施用半腐熟的马粪等，可促进植物生长或幼苗早发快长。3地壳传热能力差，对土壤温度影响极小（54卡/年.CM2），一般可忽略不计。地热是一种能源太阳辐射能生物热地热二、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

8、）(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收入支出R为正，吸热，温度升高地面辐射平衡示意图2、影响地面辐射平衡的因