土壤水和空氣

1、第三章土壤水分和空氣授課教師:王春梅聯(lián)系方式: E-mail: 一 土壤水的概念土壤水并非純水、而是稀薄的溶液。土壤水實際上是指在105溫度下從土壤中驅(qū)逐出來的水。2 土壤的物質(zhì)組成-土壤水礦物質(zhì)38%，(95%)有機質(zhì)12%，(5%)溶液(0-50%)空氣(0-50%)土壤液相與氣相共同存在于固相物質(zhì)之間的孔隙，形成一個互相聯(lián)系、互相制約的統(tǒng)一體。3土壤水的重要性土壤水是土壤的最重要組成部分之一。土壤水是土壤形成發(fā)育的催化劑，物質(zhì)的運移是以溶液形式進行。參與土壤內(nèi)進行的許多物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程，礦物質(zhì)風化、有機物的合成和分解； 土壤水是作物吸水的最主要來源。也是自然界水循環(huán)的最主要環(huán)節(jié)。所有的水只有

2、進入土壤轉(zhuǎn)化為土壤水，才能被植物吸收利用。4一 土壤水的物理形態(tài)固態(tài)水土壤水氣態(tài)水束縛水自由水吸濕水膜狀水毛管水重力水地下水毛管懸著水毛管上升水液態(tài)水緊束縛水松束縛水吸附力毛管力重力51 吸濕水的概念：干燥土粒的吸附力從空氣中吸附的氣態(tài)水而保持在土粒表面的水分稱為吸濕水。吸附力土粒分子引力（土粒表面分子和水分子之間的吸引力），膠體表面電荷對水的極性引力。一 土壤水的物理形態(tài)61 吸濕水的特點：吸引力極大、密度1.22.4g/cm3、無溶解能力、不能以液態(tài)水自由移動，也不能被植物吸收。吸濕水達到最大值，此時的土壤吸濕水量就叫做最大吸濕量。一 土壤水的物理形態(tài)若某土壤風干土重為50克，吸濕水含量為

3、2.5%，則干土重量為多少克?7膜狀水示意圖2.膜狀水吸濕水達到最大后，土粒還有剩余的引力吸附液態(tài)水，在吸濕水的外圍形成一層水膜，這種水分稱為膜狀水。當膜狀水達到最大厚度時的土壤含水量稱為最大分子持水量。分子吸附力不能吸附動能較大的氣態(tài)水，尚能吸附動能較小的液態(tài)水一 土壤水的物理形態(tài)82. 膜狀水膜狀水能從膜厚的地方向薄的部位移動，這部分能移動的水可被作物吸收利用。作物無法從土壤中吸收水分而呈現(xiàn)永久凋萎，此時的土壤含水量就稱為凋萎系數(shù)。一 土壤水的物理形態(tài)93. 毛管水靠毛管力保持在土壤孔隙中的水分稱為土壤毛管水。是土壤中最寶貴的水分：是土壤中既能被土壤保持又能被作物利用的有效水；它有溶解養(yǎng)分

4、的能力，能在毛管力作用下，向上下左右方向移動，且速度快，具有輸送養(yǎng)分到根部的作用。毛管水的數(shù)量主要取決于土壤質(zhì)地、腐殖質(zhì)含量和土壤結(jié)構(gòu)狀況。一 土壤水的物理形態(tài)1011水沿著毛管上升毛管作用力范圍： 0.1-1mm有明顯的毛管作用0.05-0.1mm 毛管作用較強 0.05-0.005mm 毛管作用最強 0.001mm 毛管作用消失一 土壤水的物理形態(tài)113. 毛管水根據(jù)土層中毛管水與地下水有無連接，通常將毛管水分為：毛管支持水和毛管懸著水 毛管懸著水達到最大時的土壤含水量稱為田間持水量。田間持水量的變化范圍：砂土為：160220g/kg；壤土為：220300 g/kg；粘土為：280350

5、g/kg。一 土壤水的物理形態(tài)1213 借助于毛管力保持在上層土壤的毛管孔隙中的水分，它與來自地下水上升的毛管水并不相連，好像懸掛在上層土壤中一樣，故稱之為毛管懸著水。 毛管懸著水一 土壤水的物理形態(tài)13土 粒毛管懸著水示意圖一 土壤水的物理形態(tài)14毛管上升水示意圖土 粒地下水位 借助于毛管力由地下水上升進入土壤中的水稱之為毛管上升水。 毛管上升水一 土壤水的物理形態(tài)1516毛管水上升高度： 從地下水面到毛管上升水所能達到的相對高度，叫毛管水上升高度。 h：水柱高度（cm)，d：孔隙直徑（mm）孔徑越粗，上升速度越快，上升高度越低。一 土壤水的物理形態(tài)16田間持水量：由于灌溉或降水使田間毛管懸

6、著水達到最大量時的土壤含水量。包括：吸濕水、膜狀水和毛管懸著水灌水定額 = 田間持水量 - 灌水前的土壤實際含水量 + 灌水期間水分的蒸發(fā)量和渠道滲漏損失量17一 土壤水的物理形態(tài)174. 重力水指土壤水分含量超過田間持水量之后，過量的水分不能被毛管吸持，而在重力的作用下沿著大孔隙向下滲漏成為多余的水。飽和持水量：土壤所有孔隙都充滿水分時的含水量稱為土壤全蓄水量或飽和持水量。一 土壤水的物理形態(tài)18土水勢及其分勢土壤B粘土15%水流向何方？標注土水勢的優(yōu)點土壤水所具有的勢能總和。土水勢是一種衡量土壤水能量的指標土壤A砂土10%第二節(jié) 土壤水的能態(tài)1920第二節(jié) 土壤水的能態(tài)一、土水勢及其分勢土

7、水勢：為了可逆地等溫地在標準大氣壓下從在指定高度的純水水體中移動無窮小量的水到土壤水分中去，每單位數(shù)量的純水所需作功的數(shù)量。 土壤水的自由能與標準狀態(tài)水自由能的差值。 標準狀態(tài)水與土壤水等溫、等壓、等高的純凈自由水。假定其自由能為零，作為參比標準，土壤水自由能與其比較差值一般為負值。差值大，表明水不活躍，能量低；差值小，表明土壤水與自由水接近，活躍，能量高。 水流動方向：土水勢高（負值?。┑停ㄘ撝荡螅?0在任何狀況下，水分流動的方向總是由水勢高的地方流向水勢低的地方。水勢是水分移動的能量基礎(chǔ)或基本動力,它造成水分移動的趨勢。 因此，水勢是一個能判斷自然界中水運動方向和限度的物理量，也是植物水分

8、狀態(tài)的基本度量單位。純水的自由能最大，水勢最高，在常溫常壓下規(guī)定為零，任何溶液的水勢因溶質(zhì)的存在而小于零，為負值。如： 1mol 蔗糖液水勢為-2.69MPa1mol KCl溶液水勢為-4.5MPa 海水的水勢約為-2.5MPa 一、土水勢及其分勢21土壤水總是由土水勢高處流向土水勢低處；同一土壤，濕度愈大，土壤水能量水平愈高， 土壤水便從濕度大處流向濕度小處。土壤B粘土15%水流向何方？土壤A砂土10%不同土壤，不能只看土壤含水量的多少，而是要看土水勢的高低。為什么前者土水勢高呢？22二 土壤水勢和土壤含水量的關(guān)系 土壤中的水分可以用兩種方式描述：含水量和水勢。含水量是指單位體積土壤中水分的

9、體積或單位重量土壤中水分的重量，單位分別是cm3/ cm3%，kg/ kg%；土壤水勢（water potential）是在等溫條件下從土壤中提取單位水分所需要的能量，單位是巴（bar, 1 bar=100 kPa）土壤水分飽和，水勢為零；含水量低于飽和狀態(tài)，水勢為負值，土壤越干旱，負值越大。一般植物的生存范圍是0到-15巴（-1500 kPa）。23二 土壤水勢和土壤含水量的關(guān)系 含水量,水勢，這兩個指標分別相當于電學(xué)中的電子密度和電勢。和水勢不同，含水量不能反映土壤水分對植物的有效性。譬如15%的含水量，在沙土中已經(jīng)相當濕潤，幾乎所有植物都可以生長。如果黏土含水15%，幾乎所有植物都無法生

10、存。相反，如果用水勢作為測量單位，測量結(jié)果則與土壤性質(zhì)無關(guān)，不管土壤性質(zhì)，不管地理位置，-10巴的土壤都很干旱，-0.5巴的土壤都很濕潤?？梢钥闯?，單憑含水量，你無法判斷土壤的干旱程度。某植物在土壤A中生長的最佳含水量為20% ，換一種土壤B，情況就不見得如此。因此，用含水量進行植物和環(huán)境的關(guān)系的研究，其結(jié)果一般無法推廣。 24分勢 由于引起土壤水勢變化的原因或動力不同，土壤水勢(t)分為：基質(zhì)勢(m) 、壓力勢(p) 、溶質(zhì)勢(s)和重力勢(g)等。 土壤水勢是各分勢之和:t=m+s+g+p基質(zhì)勢 m 也稱基模勢，是由土粒吸附力和毛管力所產(chǎn)生的。一般情況下為負值；土壤水完全飽和情況下為最大值

11、零。在土壤水不飽和的情況下，非鹽堿化土壤的土水勢以m為主。二、土水勢及其分勢25 -負值，當土壤飽和時最大0.土壤含水量越高，基質(zhì)勢也越高。吸附水土壤顆粒毛管水共同引起基質(zhì)勢的水的兩種形式基質(zhì)勢基質(zhì)勢：是由土壤固體特性所引起的一種勢值，由土壤基質(zhì)的吸附力和毛管彎月面所產(chǎn)的勢值。這兩種力吸引和束縛著水保持在土壤孔隙中，降低了土壤水的勢并低于自由水，就形成吸附勢和毛管勢。由于兩者很難分開，合稱為基質(zhì)勢，其余土壤含水量密切相關(guān)。土水勢中的溶質(zhì)勢和植物細胞中一樣，是由于土壤溶液中溶質(zhì)的存在，溶質(zhì)離子和水分子之間存在著吸力，降低了水分自由能并低于純水。二、土水勢及其分勢對于非飽和土壤中水分的保持和運動有

12、極其重要的作用。26溶質(zhì)勢 s 也稱滲透勢，由土壤水中溶解的溶質(zhì)所產(chǎn)生。一般為負值。 土壤水不是純水，其中有溶質(zhì)，而水分子是極性分子，與溶質(zhì)之間可產(chǎn)生靜電吸附，產(chǎn)生s。含有溶液的土壤水的溶質(zhì)勢為負值，是由土壤中所有溶質(zhì)共同作用引起的，其意義與滲透壓、滲透吸力、溶質(zhì)吸力相似，但符號相反。重力勢 g 由重力作用產(chǎn)生的水勢。如果土壤水在參照面（地下水位）之上，則重力勢為正，反之，重力勢為負。壓力勢 p 土壤水飽和情況下，由于受壓力而產(chǎn)生的。一般為正值。 標準狀態(tài)水的壓力為1個大氣壓，但如果土壤中有水柱或水層，土壤水所受到的壓力在局部地方就不一定為1個大氣壓，就有一定的靜水壓。 懸浮于水中的物質(zhì)也會產(chǎn)

13、生一定的荷載壓。二、土水勢及其分勢27 指土壤水在承受一定吸力的情況下所處的能態(tài)，簡稱吸力，但并不是指土壤對水的吸力。S- m 絕對正值二、土壤水吸力 一般談及的吸力是指基質(zhì)吸力，其值與m相等，但符號相反。二、土水勢及其分勢28 基質(zhì)勢和溶質(zhì)勢一般為負值，使用不方便，故將其取為正數(shù)，定義為吸力(S)，分別稱為基質(zhì)吸力(matric suction)和溶質(zhì)吸力(solute suction)。 在土壤水分的保持和運動中，不考慮s，故一般水吸力指基質(zhì)吸力，其值與m相等，符號相反。 溶質(zhì)吸力只在根系吸水(有半透膜存在)時才表現(xiàn)出來。 二、土壤水吸力 Soil water suction29如何用水吸

14、力和水勢判斷水分運動的方向？二、土水勢及其分勢29吸力同樣可用于判明土壤水的流向，土壤水總是有自吸力低處向吸力高處流動的趨勢，但是具體運動方向還需要考慮其他作用力（或能量驅(qū)動）二、土水勢及其分勢基質(zhì)勢和溶質(zhì)勢為負值，這兩個分勢的絕對值之和統(tǒng)稱為土壤水吸力；壓力勢為正值，而重力勢則決定于水分與參照面的相對位置，但通常為正值。土壤水吸力只包括基質(zhì)吸力和溶質(zhì)吸力。當研究土-水-植物關(guān)系時，主要考慮基質(zhì)勢和溶質(zhì)勢，其他的分勢也影響植物對水分的吸收，但相對于以上兩個，可以忽略。實際生產(chǎn)中采用的田間持水量是以土水勢為-0.03Mpa的土壤含水量為基礎(chǔ)的，研究發(fā)現(xiàn)，土水勢范圍在-0.1-0.2MPa，平均為

15、-0.15MPa，可以作為表征土壤永久萎焉的土壤水分狀況的一種近似值。30310 10 20 30 40 50 60 70土壤水吸力黏土壤土砂土土壤含水量(%) 土壤質(zhì)地二、土水勢及其分勢3132土壤結(jié)構(gòu)：土壤越密實，容重越大，含水率也越大。溫度：溫度越高，基質(zhì)勢增大，土壤水吸力減少。二、土水勢及其分勢32 土水勢的定量表示方法是以單位數(shù)量（單位質(zhì)量、單位容量或單位重量）土壤水分的勢能值為準。 土水勢標準單位：帕(Pa)、千帕(kPa)、兆帕(MPa) 習慣上使用的單位：大氣壓(atm)、巴(bar)、水柱高度 pF值：水柱高度厘米數(shù)的負對數(shù) 1MPa=103kPa=106Pa 1 Pa=1.

16、0210-2cm水柱 1bar=1020cm水柱=105Pa 1atm=1033cm水柱=pF3.01bar=1000mbar 土壤水分能態(tài)的定量表示方法二、土水勢及其分勢33 張力計法(負壓計或濕度計)，測定水不飽和土壤的基質(zhì)勢或基質(zhì)吸力。張力計法，壓力膜法，冰點下降法，水氣壓法壓力膜法：根據(jù)土壤在不同壓力下排水的原理測定，可測水吸力120bar。 張力計法適用范圍80/85kPa以下，超過此范圍，空氣進入陶土管而失效。 旱地作物可吸水的吸力范圍多在100kPa以下，故張力計有一定實用價值。二、土水勢及其分勢土水勢的測定34三 土壤水分含量及其有效性土壤水分含量是表征土壤水分狀況的一個指標3

17、536土壤水分含量測定方法烘干法風干土樣水分的測定： 取小型鋁盒在105 恒溫箱中烘烤約2 h，于干燥器內(nèi)冷卻至室溫，稱重。用角勺舀取約5 g風干土樣，均勻平鋪在鋁盒中，蓋好，稱重。將鋁盒蓋揭開放在盒底，置于已預(yù)熱至1052的烘箱中烘6 h，取出后于干燥器內(nèi)冷卻至室溫，立即稱重，同時做兩份平行測定。三 土壤水分含量及其有效性36質(zhì)量百分數(shù) (m , w%) 計算土壤含水量時，以干土重為基礎(chǔ)，才能反映土壤的水分狀況。土壤水分質(zhì)量(Ww)w %= 100 干土質(zhì)量(Ws)三 土壤水分含量及其有效性37 水分（干基）% = m1-m2m2-m0 100m0-烘干空鋁盒質(zhì)量；m1-烘干前鋁盒及土樣質(zhì)量

18、；m2-烘干后鋁盒及土樣質(zhì)量；3738結(jié)果計算： 水分（分析基）% = m1-m2m1-m0 100 水分（干基）% = m1-m2m2-m0 100m0-烘干空鋁盒質(zhì)量；m1-烘干前鋁盒及土樣質(zhì)量；m2-烘干后鋁盒及土樣質(zhì)量；通常用公式（2）所得結(jié)果來表示土壤水分含量（1）（2）三 土壤水分含量及其有效性38容積百分數(shù)(v, v%) 土壤所含水分的容積總量占土壤總?cè)莘e的百分數(shù)土壤水分容積(Vw)w %= 100 土壤總?cè)莘e(Vs)水v%=水w%土壤容重三 土壤水分含量及其有效性39 相對含水量（%） 土壤自然含水量占某種水分常數(shù)（一般是以田間持水量為基數(shù)）的百分數(shù)。 土壤含水量 土壤相對含水

19、量= 100% 田間持水量 通常相對含水量為60%至80%，是適宜一般農(nóng)作物以及微生物活動的水分條件 。三 土壤水分含量及其有效性40土壤水貯量 水深（mm） 優(yōu)點: 與氣象資料和作物耗水量所用的水分表示方法一致，便于互相比較和互相換算 。Dw (mm)= v% 土層厚度 作用: 與灌溉水量的表示方法一致，便于計算庫容和灌水量。V(m3/ha) =Dw(mm)1/100010000=10Dw 儲水容量 (m3/ha) 三 土壤水分含量及其有效性4142土壤水的有效性：指土壤水能否被植物吸收利用及其難易程度。無效水：不能被植物吸收利用有效水：能被植物吸收利用（速效水、遲效水）有效水下限：土壤萎蔫

20、系數(shù)有效水上限：田間持水量三 土壤水分含量及有效性42 土壤中某種水分類型的最大含量，隨土壤性質(zhì)而定，是一個比較固定的數(shù)值，故稱水分常數(shù)。 吸濕系數(shù): 吸濕水的最大含量 (最大吸濕量)。 質(zhì)地 有機質(zhì)凋萎系數(shù): 植物永久凋萎時的土壤含水量。質(zhì)地愈黏重，愈大田間持水量: 毛管懸著水達最大量時的土壤含水量。它是反映土壤保水能力大小的一個指標。 吸濕水+膜狀水+毛管懸著水質(zhì)地 有機質(zhì)含量 結(jié)構(gòu) 松緊狀況飽和持水量: 土壤孔隙全部充滿水時的含水量。 土壤水分常數(shù)三 土壤水分含量及其有效性43土壤水分有效性 Soil water availability最大有效水含量是凋萎系數(shù)至田間持水量的水份。土壤質(zhì)

21、地砂土砂壤土輕壤土中壤土重壤土粘土田間持水量(%)121822242630凋萎系數(shù)(%)35691115有效水最大含量(%)91316151515土壤質(zhì)地與有效水最大含量的關(guān)系三 土壤水分含量及其有效性壤土和黏土的抗旱能力那個好？44土壤水分形態(tài)土壤水分有效性水分與土粒的能量關(guān)系 105Pa1013231.415.26.330.40.80.050.50.0010.08105烘干重吸濕系數(shù)凋萎系數(shù)最大分子持水量田間持水量毛管持水量飽和持水量吸濕水膜狀水毛管懸著水重力水毛管上升水無效水有效水多余水三 土壤水分含量及其有效性毛管聯(lián)系破裂含水量速效水遲效水45如何提高土壤含水量和水分利用率？ 提高土壤

22、含水量的方法; 覆蓋節(jié)水可提高含水量：包括地膜覆蓋，秸稈還田也叫秸稈覆蓋。 地膜覆蓋，中耕除草，適時翻耕 化學(xué)節(jié)水可提高土壤含水量：施用保水劑，抗旱劑，和抗蒸騰抑制劑。 施用有機肥可以增加土壤含水量，改善土壤結(jié)構(gòu)。 提高水分利用效率的方法： 水分利用效率，單位體積水產(chǎn)生的產(chǎn)量。 所以要，增加產(chǎn)量，減少灌溉量，減少課間蒸發(fā)和蒸騰，減少地面徑流，減少地下滲漏，這都是增加水分利用效率的方法。 4647研究土壤水有何重大意義?土壤水在土壤中有何重要作用? 影響吸濕水含量的因素主要有哪些?在實際土壤分析工作中，測定土壤吸濕水含量的用途是什么?若某土壤風干土重為50克，吸濕水含量為2.5%，則干土重量為多

23、少克?用土水勢研究土壤水的優(yōu)點是什么?土壤水總是中含水多的地方向含水少地方運動，這種說法正確否?為什么 ?思考題47土壤空氣土壤空氣的組成土壤空氣的運動土壤空氣與土壤肥力4849一、土壤空氣的組成土壤空氣與大氣組成的比較（容積%）氣體O2CO2N2其它氣體近地表的大氣20.940.0378.050.98(Ar、Ne、He、Kr等)土壤空氣18.020.030.150.6578.880.240.98(CH4、H2S、NH3等)4950土壤空氣和進地面大氣空氣組成的差異土壤空氣中的CO2含量高于大氣土壤空氣中的O2含量低于大氣土壤空氣中的水汽含量一般高于大氣土壤空氣中含有較高量的還原性氣體（CH4

24、等）土壤空氣組成顯然不是固定不變的一、土壤空氣的組成50覆膜和裸露棉田在不同生長期內(nèi)土壤空氣含量(%)深度/cm覆 膜露 地05-0107-2905-0107-29CO2O2CO2O2CO2O2CO2O200.9150.0560.05650.15820.4971.00620.4390.7020.6490.21120.653100.42020.3971.06020.2750.10420.5130.27920.668150.25020.4860.86519.9530.13420.8570.38520.506200.48320.4781.34820.0600.15020.1210.40620.634

25、300.57319.8651.15920.0050.31320.1811.15720.362500.92219.9291.52019.6980.40220.1981.28119.873平均0.61520.1241.26819.9530.26920.3290.84720.022一、土壤空氣的組成51一、土壤空氣的組成52土壤空氣的變化規(guī)律：第一節(jié) 土壤空氣隨著土層深度的增加，土壤空氣中CO2含量增大，O2含量減少，無論在膜地或露地均是如此； 氣溫和土溫升高，根系呼吸加加強，微生物活動加快，土壤空氣中CO2含量增加，夏季CO2含量最高； 覆膜田塊的CO2含量明顯高于未覆稻草原露地，而O2則反之.土

26、壤空氣中的CO2和O2的含量是相互消長的，二者的總和維持在1922%之間.一、土壤空氣的組成5354注意： 土壤空氣對植物生長的影響，有許多過程和因素需進一步研究。如土壤微生物需O2有一個很寬的范圍。 僅僅一個空氣容量指標并不能肯定土壤是否能滿足植物和微生物對氧的需求。(例如：1m3的空氣容量可供一個成年人呆多久？16h.) 土壤中CO2濃度對植物生長的影響也有待進一步研究。現(xiàn)有的研究表明，某一特定植物對CO2濃度有一最佳值,過高或過低都會引起根系生長衰退。過高濃度CO2往往伴隨缺O(jiān)2而造成不良后果，但一定濃度CO2對植物生長也有促進作用，而且CO2造成的土壤溶液的微酸性也有利于有些土壤養(yǎng)分的

27、釋放.一、土壤空氣的組成54Mass flow 質(zhì)流（對流） 土壤與大氣間由總壓力梯度推動的氣體整體流動。 對流方向： 高壓區(qū) 低壓區(qū)二、土壤空氣的運動土壤空氣在溫度、氣壓、風、降雨或灌水等因素的作用下整體排出土壤，同時大氣也整體進入，稱整體交換。交換速度較快。55 氣體擴散是指氣體分子由濃度大（或分壓大）處向濃度小（或分壓?。┨幍倪\動，它是由氣體分子的熱運動（或稱布朗運動）引起的.交換速度較慢，是土壤與大氣交換的主要機制。 擴散二、土壤空氣的運動土壤中O2的分壓總是低于大氣，而CO2的分壓總是高于大氣。所以O(shè)2是從大氣向土壤擴散，而CO2則是從土壤向大氣擴散，正如人不斷呼出CO2和吸進O2一

28、樣，因此，土壤氣體交換被稱為“土壤呼吸”。呼吸強度：單位面積或單位重量土壤在單位時間內(nèi)釋放CO2的克數(shù)。56 結(jié)構(gòu)良好土壤中，氣體在團聚體間大孔隙間擴散，而團聚體內(nèi)小孔隙則較長時間保持或接近水飽和狀態(tài)，限制團聚體內(nèi)部通氣性狀。所以緊實大團塊，即使周圍大孔隙通氣良好，在團塊內(nèi)部仍可能是缺氧。所以通氣良好的旱地也會有厭氣性微環(huán)境。 擴散系數(shù)的大小取決于土壤性質(zhì)，通氣孔隙狀況及其影響因素(質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、松緊程度、土壤含水量等)。二、土壤空氣的運動57（一）、土壤通氣性的定義和指標 土壤通氣性是泛指土壤空氣與大氣進行交換以及土體內(nèi)部允許氣體擴散和通氣的能力。 土壤通氣性的重要性：通氣與大氣的交流，不斷更

29、新其組成，使土體各部分組成趨向一致，如果土壤通氣性差，土壤中的O2在短時間內(nèi)可能被全部耗竭，而CO2的含量隨之升高，以至妨礙作物根系的呼吸。 第一節(jié) 土壤空氣土壤通氣性- 三方面指標58（一）、土壤通氣性的定義和指標 1靜態(tài)指標充氣孔隙度 土壤孔隙占土壤總體積的百分比，總孔隙度5055%或60%，其中通氣孔度要求 810%，最好1520%。使土壤有一定保水能力又可透水通氣。第一節(jié) 土壤空氣土壤通氣性- 三方面指標59（一）、土壤通氣性的定義和指標 2土壤通氣量(soil air flux)土壤通氣量是指在單位時間內(nèi)，單位壓力下，進入單位體積土壤中的氣體總量（CO2和O2），常用單位是毫升 厘米

30、-2 秒-1。土壤通氣量的大小標志著土壤通氣性好壞，通氣量大則土壤通氣性良好。第一節(jié) 土壤空氣土壤通氣性- 三方面指標60第一節(jié) 土壤空氣3土壤氧化還原電位（Eh）土壤的Eh取決于土壤溶液中氧化態(tài)和還原態(tài)物質(zhì)的濃度比，而后者又主要取決于土壤中的氧化壓或溶解態(tài)氧的濃度，這就直接與土壤通氣性相聯(lián)系。因此Eh可以做為土壤通氣性的指標，它指示土壤溶液中氧壓的高低，反映土壤通氣排水狀況。土壤通氣性- 三方面指標61影響土壤氧化還原電位的主要因素有：（1）土壤通氣性。（2）土壤水分狀況。（3）植物根系的代謝作用。（4）土壤中易分解的有機質(zhì)含量。旱地土壤的正常Eh為200750mV，若大于750mV，則土壤

31、完全處于氧化狀態(tài)，有機質(zhì)消耗過快，有些養(yǎng)料由此喪失有效性，應(yīng)灌水適當降低Eh。若小于200mV，則表明土壤水分過多，通氣不良，應(yīng)排水或松土以提高其Eh值。 土壤通氣性- 三方面指標62影響土壤空氣運動和交換的主要因素氣象因素土壤因素農(nóng)業(yè)措施氣溫、氣壓、風力和降雨等通氣孔隙狀況及其影響因素 (質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、松緊程度、土壤含水量等)。耕作、施肥、灌水等二、土壤空氣的運動63土壤空氣與植物生長土壤空氣與根系 若土壤空氣中O2的含量小于9或10，根系發(fā)育就會受到影響，O2含量低至5以下時，絕大多數(shù)作物根系停止發(fā)育。 O2與CO2在土壤空氣中互為消長，當CO2含量大于1時，根系發(fā)育緩慢，至520，則為致死

32、的含量。 土壤空氣中還原性氣體，也可使根系受害，如H2S使水稻產(chǎn)生黑根，導(dǎo)致吸收水肥能力減弱，甚至死亡。 三、土壤空氣與生態(tài)和環(huán)境的關(guān)系 64土壤空氣與種子萌發(fā) 種子萌發(fā)，所需氧氣主要由土壤空氣提供，缺氧時，葡萄糖酒精發(fā)酵，產(chǎn)生酒精，使種子受害。土壤空氣狀況與植物抗病性（1）植物感病后，呼吸作用加強，以保持細胞內(nèi)較高的氧水平，對病菌分泌的酶和毒素有破壞作用。（2）呼吸提供能量和中間產(chǎn)物，利于植物形成某些隔離區(qū)阻止病斑擴大。（3）傷口呼吸增強，利于傷口愈合，減少病菌侵染。三、土壤空氣與生態(tài)和環(huán)境的關(guān)系 65土壤空氣與微生物活性 土壤空氣影響微生物活動，影響有機質(zhì)轉(zhuǎn)化。 通氣良好利于有機質(zhì)礦質(zhì)化。

33、 根系吸收養(yǎng)分，需通氣良好條件下的呼吸作用提供能量。三、土壤空氣與生態(tài)和環(huán)境的關(guān)系 66土壤空氣與大氣痕量溫室氣體的關(guān)系 大氣中痕量溫室氣體（CO2、CH4、N2O、氯氟烴化合物）導(dǎo)致的氣候變暖，是人們關(guān)注的重大環(huán)境問題。 土壤向大氣釋放溫室氣體，因此說土壤是大氣痕量溫室氣體的源(source)。 土壤對大氣中溫室氣體的吸收和消耗，稱為匯(sink)。 miss sink未探明匯三、土壤空氣與生態(tài)和環(huán)境的關(guān)系 6768（二）土壤通氣性的調(diào)節(jié)1、調(diào)節(jié)土壤水分含量 2、改良土壤結(jié)構(gòu) 3、通過各種耕作手段來調(diào)節(jié)土壤通性 對旱作土壤，有中耕松土，深耙勤鋤，打破土表結(jié)殼，疏松耕層等措施。 對于水田土壤，可通過落水曬田、曬