10第三节土壤与环境的空气交换.pptVIP

第四节 土壤与环境的空气交换 一、土壤空气含量和组成 1、含量 容重 孔隙度 田间持水量 空气量 g/cm3 g/g cm3/cm3 cm3/cm3 砂壤土 1.30 0.51 0.28 0.364 0.146 重粘土 1.30 0.51 0.35 0.455 0.055 水多则气少。 二、土壤通气性 一）、土壤与大气交换的机制 1、质流交换 整体交换，100次/年 2、扩散交换 土壤呼吸，主要机制 Fick定律 二）、影响土壤通气性的因素 1、质地 2、结构 3、土体构型 4、土壤含水量 三）、土壤通气指标 1、气体扩散系数 2、土壤呼吸商 3、土壤通气量 4、通气孔隙度 5、土壤氧化还原电位 三、土壤氧化还原状况 一）、土壤氧化还原体系 土壤中产生氧化还原反应的物质很多，存在着多种氧化还原体系。主要有： 氧体系 氮体系 铁体系 锰体系 硫体系 氢体系 有机物体系 包括各种有机酸类、酚类、醛类和糖类化合物。 二）、土壤氧化还原反应 有机碳易丢失电子，是土壤中最重要还原剂。 氧气最易接受电子，是土壤中最重要氧化剂。 三）、土壤氧化还原电位Eh Eh变化范围： 1、旱地：400~700mV 400mV通气不良，缺氧，积累还原物，抑制生长 700mV有机质矿化速率快，土壤肥力下降 2、水田： 氧化层土壤250~400mV 耕作层 -200mV 100~200mV 氧化层300~400mV 通常把 Eh值 300 mV作为土壤氧化还原状况的分界线，Eh＞300 mV时土壤呈氧化状态，＜300mV时的土壤呈还原状态。 Eh值过高或过低都对植物生长不利。 当 Eh＞750 mV时，土壤中好气条件太强，有机质分解过旺，易造成养分的大量损失。而Fe、Mn完全以高价化合物的形式存在，溶解度极小，植物易造成缺Fe而发生“失绿病”，也会因缺Mn而发生“灰斑”、“白斑”病。 当m值＜200 mV时，Fe、Mn化合物呈还原态，土壤溶液中 Fe 2+浓度高，会使水稻田秧苗中毒。我国南方有些地区，水稻受害的水溶态 Fe 2+的临界浓度为 50～100mg/kg。随着Fe、Mn的还原，土壤颜色由红棕、黄褐色变为青灰色。当Eh值降为负值后，某些土壤可能出现H2S，对作物产生毒害。 水田大量施用绿肥或有机肥后，在高温淹水嫌气条件下，使水稻根系变黑，土壤发出臭味，这主要是由于 Fe2+与 S2-化合生成 FeS沉淀附着在根的表面呈黑色所致。土壤中的硝化过程及硝酸盐的累积是在Eh值很高的好气条件下进行的。土壤通气不良，引起Eh下降和反硝化过程的发展。 影响Eh的因素： 1、土壤通气状况 2、生物过程 3、有机质 4、土壤中氧化剂含量 Eh=-59pH 四、土壤通气和氧还状况对土壤功能的影响 一）、成土过程影响 季节性降水、积水，干湿交替 二）、对土壤养分影响 1、N 2、P 由氧化态到还原态 有效性提高 3、Fe、Mn 由氧化态到还原态 有效性提高 三）、还原条件的毒害问题 1、有机酸/醛 2、亚硝酸根积累 3、 Fe2+、Mn2+ 4、S2-、H2S 四、土壤的化学能 主要储存在土壤有机质和矿物质中，以有机质储量大，周转快，通过微生物与酶反应，释放能量。 例：微生物在土壤氮循环中 土壤腐殖质碳素变化和农作物产量显著正相关。 五、土壤的潜能 其载体主要是水分，其作用主要在于保温与散热，其作用机理是水的状态变化。 土壤增温：增施有机肥；加盖地膜；土面覆盖；土面增温剂 土壤散热：松土；掺砂；筑畦；适时灌水 六、土壤中其他物质的能量交换 土壤中的物质，都是能量的载体。 有机质储能最多，矿物质及有关元素离子也储一定能量。 物质成分的形态转变上，能够反映出能量交换过程的存在。 另外：土壤胶体吸附物质时，也伴有能量的消耗与释放。 2、土壤表面的辐射平衡及影响因素 Radiation balance on soil surface and its influence factors 地面辐射平衡 Radiation balance