土壤学――国家级精品课程6.ppt

第六章 土壤空气和热量状况 土壤空气的组成 土壤空气的运动 土壤空气与土壤肥力 §1 土壤空气的组成与植物生长 土壤空气和进地面大气空气组成的差异 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（CH4等） 土壤空气组成显然不是固定不变的。 覆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： 注意： ① 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。如土壤微生物需O2有一个很宽的范围。 ② 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。 ③ 土壤中CO2浓度对植物生长的影响也有待进一步研究。现有的研究表明，某一特定植物对CO2浓度有一最佳值,过高或过低都会引起根系生长衰退。过高浓度CO2往往伴随缺O2而造成不良后果，但一定浓度CO2对植物生长也有促进作用，而且CO2造成的土壤溶液的微酸性也有利于有些土壤养分的释放. 二、土壤中的空气流 （二）土壤空气扩散扩散（soil air diffusion) （二）土壤空气扩散扩散（soil air diffusion) 气体扩散是指气体分子由浓度大（或分压大）处向浓度小（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. 注意： 首先，土壤中气体表观扩散系数Ds必然比自由大气中 的扩散系数Do小。 其次，水在土中的传导性主要取决于孔隙的大小分 布。 （二）土壤空气扩散扩散（soil air diffusion) （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(CO2和O2等的含量)取样的代表性不十 分确定 2．土壤通气量(soil air flux) 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（CO2和O2），常用单位是毫升 ? 厘米-2 ? 秒-1。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。 （一）、土壤通气性的定义和指标 3．土壤氧化还原电位（Eh） 土壤的Eh取决于土壤溶液中氧化态和还原态物质的浓度比，而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Eh可以做为土壤通气性的指标，它指示土壤溶液中氧压的高低，反映土壤通气排水状况。 （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、通过各种耕作手段来调节土壤通性 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CO2的数量是越低越好( ) 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、土壤Eh值主要由氧体系的氧化还原电位来决定。( ) 10、土壤通气的好坏主要受含水量和结构性的影响( )。 （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1.9k/cm2/min。 99％的太阳能包含在0.3-4.0微米的波长内，这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6.28×109～6.99×109KJ，相当于20～50吨无烟煤的热量。 （三）地球内热 （一）地面辐射平衡 太阳的辐射主要是短波辐射，太阳辐射透过大气层时，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。 （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，