第四、五章土壤水、空氣、熱量

第四章土壤水第一節(jié)土壤水的基礎(chǔ)知識(shí)一、土壤水分含量的表示方法1、土壤質(zhì)量含水量土壤質(zhì)量含水量（g/kg）＝濕土質(zhì)量－干土質(zhì)量干土質(zhì)量105℃條件下烘干至恒重的土壤土壤水分實(shí)質(zhì)是稀的土壤溶液，是作物吸水的重要給源2、土壤容積含水量容積含水量=（土壤水分容積/土壤容積）×100容積含水量＝質(zhì)量含水量×土壤容重說明土壤水分占孔隙容積的比值3、土壤水貯量4、土壤相對(duì)含水量在生產(chǎn)實(shí)際中常以某一時(shí)刻土壤含水量占該土壤田間持水量的百分?jǐn)?shù)作為相對(duì)含水量來表示土壤水分的多少。土壤相對(duì)含水量=（土壤含水量/土壤田間持水量）×100%土壤含水量以田間持水量的60－80%時(shí)為最適宜旱地作物的生長(zhǎng)發(fā)育二、土壤墑情（含水量）墑情的種類：1、汪水：過濕，有積水2、黑墑：手捏土易成團(tuán)，扔在地上不散開3、黃墑：手捏土易成團(tuán)，扔在地上一半散開4、潮干土：手捏土不成團(tuán)，容易散開5、干土旱地不宜耕種適宜旱地耕種不宜進(jìn)行耕作應(yīng)設(shè)法灌水補(bǔ)墑不宜耕種第二節(jié)土壤水分研究的形態(tài)學(xué)

與能態(tài)學(xué)一、土壤水分研究的形態(tài)學(xué)類型與性質(zhì)（一）土壤水分的保持土壤水分在土壤受到三種力作用：1、土粒對(duì)水的吸附力2、土壤孔隙中小孔對(duì)水的吸力（毛管力）3、水的重力（二）土壤水分的類型和性質(zhì)1、土壤吸濕水固相土?？科浔砻娴姆肿右挽o電引力從大氣和土壤空氣中吸附氣態(tài)水，附著于土粒表面成單分子或多分子層，稱為土壤吸濕水無溶解能力、不能自由移動(dòng)，也不能被吸收，屬無效水。吸濕水達(dá)到最大值，此時(shí)的土壤吸濕水量就叫做最大吸濕量（吸濕系數(shù)）2、膜狀水作物無法從土壤中吸收水分而呈現(xiàn)永久凋萎，此時(shí)的土壤含水量就稱為凋萎系數(shù)。（或作物剛開始出現(xiàn)永久凋萎時(shí)的土壤含水量）吸濕水達(dá)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(dāng)膜狀水達(dá)到最大厚度時(shí)的土壤含水量稱為最大分子持水量。有一部分可被植物利用包括吸濕水3、土壤毛管水靠毛管力保持在土壤孔隙中水分稱為土壤毛管水當(dāng)土壤含水量超過最大分子持水量時(shí)，才出現(xiàn)毛管水是植物利用土壤水分的主要形態(tài)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：

毛管上升水毛管懸著水毛管懸著水達(dá)到最大時(shí)的土壤含水量稱為田間持水量代表旱地土壤有效水的上限理論灌水量＝田間持水量－土壤實(shí)際含水量4、土壤重力水土壤重力水是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。對(duì)旱地作物是多余水分二、土壤水分的能量概念1、土水勢(shì)土水勢(shì)表示土壤水分在土-水平衡體系中所具有的能態(tài)。它是指將單位水量從一個(gè)土-水系統(tǒng)移到溫度和它完全相同的純水池時(shí)所做的功。常用（Ψ）來表示。土水勢(shì)基質(zhì)勢(shì)重力勢(shì)溶質(zhì)勢(shì)壓力勢(shì)2、土壤水吸力土壤水吸力是指土壤水承受一定吸力的情況下所處的能態(tài)。土壤水吸力在數(shù)量上與土壤水負(fù)壓力相等，通常簡(jiǎn)稱為土壤吸力。3、土壤水分特征曲線（又稱土壤持水曲線）

土壤水分特征曲線指土壤水的基質(zhì)勢(shì)或土壤水吸力與含量水量的關(guān)系曲線。土壤含水量隨吸力的增加而下降相同水吸力下，粘土含水量最高，砂土最低相同土壤含水量下，砂土水吸力最小，粘土水吸力最大所以，在相同條件下，粘土保持水分多但對(duì)植物的有效性最差第五節(jié)土壤水分狀況與水分平衡一、土壤水分狀況1、作物對(duì)土壤水分的需求2、土壤水分影響作物對(duì)養(yǎng)分的吸收

土壤水分狀況直接影響作物對(duì)養(yǎng)分的吸收土壤中有機(jī)養(yǎng)分的分解礦化離不開水分施入土壤中的化學(xué)肥料只有在水中才能溶解養(yǎng)分離子向根系表面遷移、作物根系對(duì)養(yǎng)分的吸收都必須通過水分介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)二、土壤水分的調(diào)節(jié)（105頁(yè)）1、控制地表徑流，增加土壤水分入滲2、減少土壤水分蒸發(fā)3、合理灌溉4、提高土壤水分對(duì)作物的有效性5、多余水的排除第五章土壤空氣及熱量狀況第一節(jié)土壤空氣一、土壤空氣的組成土壤空氣組成的特點(diǎn)：1、土壤空氣中的二氧化碳含量遠(yuǎn)大于大氣每畝地小麥一晝夜可放出約4升CO2（2）土壤空氣中氧的含量低（3）土壤空氣中的相對(duì)濕度比大氣高（4）土壤空氣中有時(shí)含有還原性氣體（5）土壤空氣數(shù)量和組成經(jīng)常處于變化之中。微生物活動(dòng)產(chǎn)生CH4、H2S、H2等二、土壤空氣的更新指土壤空氣與近地層大氣進(jìn)行氣體交換以及土體內(nèi)部允許氣體擴(kuò)散和流動(dòng)的性能。土壤空氣的交換形式：1、氣體擴(kuò)散土壤空氣擴(kuò)散是指某種氣體成分由于其分壓梯度與大氣不同而產(chǎn)生的移動(dòng)。土壤中生物活動(dòng)結(jié)果CO2濃度增加，則CO2在土壤空氣中的分壓較大，使其不斷從土壤向大氣逸出2、整體交換土壤空氣整體交換指由于土壤空氣與大氣之間存在總的壓力梯度而引起的氣體交換,是土體內(nèi)、外部分氣體的整體相互流動(dòng)。白天土壤溫度升高，土壤空氣受熱后體積膨脹，部分氣體被擠壓出土體三、土壤通氣狀況與作物生長(zhǎng)1、影響種子萌發(fā)2、影響作物根系生長(zhǎng)及吸收水肥功能土壤通氣不良，根毛短而粗，根系吸收養(yǎng)料和水分的功能降低；通氣良好，根系長(zhǎng)，根毛多四、土壤通氣性的調(diào)節(jié)1、開溝排水消除漬害（旱田）2、改善環(huán)境條件，合理灌溉排水（水田）3、合理施用有機(jī)肥第二節(jié)土壤熱性質(zhì)與土壤熱量平衡一、土壤熱量來源與平衡1、土壤熱量來源太陽輻射能生物熱地球內(nèi)熱最主要來源作用有限地?zé)岙惓^(qū)不可忽視2、土壤熱量平衡Q=E-Q1-Q2-Q3Q正值，土壤升溫Q負(fù)值，土壤降溫二、土壤的熱特性1、土壤熱容量土壤熱容量是指單位容積或單位質(zhì)量的土壤在溫度升高或降低1℃時(shí)所吸收或放出的熱量。可分為容積熱容量和質(zhì)量熱容量。用理論解釋：稻田在早春晴天時(shí)排水增溫，夏季高溫時(shí)灌水降溫？土壤容積熱容量＝礦物質(zhì)＋有機(jī)質(zhì)＋水分＋空氣同一土壤含量固定數(shù)值很小（如圖）因此，土壤熱容量大小取決于土壤含水量的多少2、土壤導(dǎo)熱率（評(píng)價(jià)土壤傳導(dǎo)熱量快慢的指標(biāo)）土壤導(dǎo)熱率指在面積為1m2、相距1m的兩截面上溫度相差1度（K）時(shí)，每秒中所通過該單元土體的熱量焦耳數(shù)。其單位為J/（m·K·s）。土壤的三相組成中，空氣的導(dǎo)熱率最小，礦物質(zhì)的導(dǎo)熱率最大，水的導(dǎo)熱率介于兩者之間。解釋現(xiàn)象：麥地冬季灌水防凍，早春灌水防霜凍？同一土壤的導(dǎo)熱率取決于含水量多少表層土壤比下層濕潤(rùn)時(shí)，由于濕潤(rùn)土導(dǎo)熱率大，其吸收的熱量易傳到下層土壤，而本身土溫不易升高3、土壤熱擴(kuò)散率在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，當(dāng)土層在垂直方向上每厘米距離內(nèi)有1J的溫度梯度，每秒鐘流入斷面面積為1m2的熱量，使單位體積（1m3）土壤所發(fā)生的溫度變化。解釋現(xiàn)象：干土土溫易上升，濕土土溫不易上升？三、土壤溫度與作物生長(zhǎng)四、土壤溫度的調(diào)節(jié)返回固體土粒由大氣層進(jìn)入的O