第五章土壤空气与土壤热量状况.ppt

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1、1第五章第五章土壤空气与土壤热量土壤空气与土壤热量状况状况3 3学时学时复习回顾复习回顾1、2 2 2复习回顾复习回顾n土壤水分土壤水分类型及性型及性质n如何表示土壤水分含量的高低？如何表示土壤水分含量的高低？（数量和能量数量和能量）n土壤水分运土壤水分运动（液（液态水和气水和气态水）水）n土壤水平衡及土壤水平衡及调节土壤水分能量学观点是土壤科学领域一次大的土壤水分能量学观点是土壤科学领域一次大的飞跃。土壤水分能量概念与土壤水分数量概念飞跃。土壤水分能量概念与土壤水分数量概念结合才是最完美结合才是最完美问题：饱和含水量（容问题：饱和含水量（容积）与土壤孔度关系？积）与土壤孔度关系？（条件；非胀

2、缩性土壤）条件；非胀缩性土壤）3 3复习回顾复习回顾q相相对含水量含水量q田田间持水量持水量q萎焉系数萎焉系数q土水土水势qSPACSPACq土壤水吸力土壤水吸力q水分特征曲水分特征曲线qq土壤有效含水范土壤有效含水范土壤有效含水范土壤有效含水范围围二.填空 1.1.土壤水分土壤水分类型有型有、和和。2.2.土壤水分含量的表示方法有土壤水分含量的表示方法有、和和。3.3.根据土壤水分含量与其吸力作根据土壤水分含量与其吸力作图,所得到的曲所得到的曲线称称为。4.4.土壤中的水吸力越大，土壤中的水吸力越大，对作物的有效性就越作物的有效性就越()。5.5.土壤有效水范土壤有效水范围是从是从()到到(

3、)之之间的含水量。的含水量。4 46.6.我国水我国水资源短缺可分源短缺可分为、和和4种种类型。型。7.7.一般土壤含水量越高一般土壤含水量越高,空气含量就越空气含量就越。8.8.吸湿水达到最大量吸湿水达到最大量时的土壤含水量称的土壤含水量称为或或。9.9.重力水的含最取决于土壤重力水的含最取决于土壤孔隙的数量。孔隙的数量。10.10.土壤毛管水分土壤毛管水分为和和,前者的前者的最大最大值称称为，后者达到最大，后者达到最大值时称称为。11.11.作物作物对水需求存在水需求存在和和两个两个关关键时期期.5 56 6三、选择三、选择1、任何土壤由湿、任何土壤由湿变干干时的含水量比由干的含水量比由干

4、变湿的含水湿的含水量（量（）A.要高；要高；B.要低要低；C.差不多差不多 D.据土壤而定据土壤而定 2、当土壤含水量相同当土壤含水量相同时，土壤水吸力最大的是，土壤水吸力最大的是()。A.砂土砂土 B.壤土壤土C.粘土粘土 D.重壤重壤3、土壤中最有效水的、土壤中最有效水的类型是型是()。A.重力水重力水 B.毛管水毛管水 C.膜状水膜状水 D.吸湿水吸湿水 4、风干土中含有干土中含有()。A.重力水重力水B.毛管水毛管水 C.膜状水膜状水D.吸湿水吸湿水5.在土壤含水量在土壤含水量15%时，其他条件一致，哪种，其他条件一致，哪种质地的土地的土壤水壤水势最低（最低（）。）。A、粘粘质土土B、

5、砂、砂质土土C、壤、壤质土土 D、不确定、不确定6.取取鲜土土15克，烘干后克，烘干后为12克，克，问土壤含水量是（土壤含水量是（）。）。A、25%B、20%C、80%D、75%7 7二、判断题二、判断题1.1.土壤水吸力越大土壤水吸力越大,对作物的有效性就越大。作物的有效性就越大。()2.2.任何一种土壤任何一种土壤,无无论是由干是由干变湿湿还是由湿是由湿变干干,只要土壤只要土壤水吸力相同水吸力相同,其含水量就相等。其含水量就相等。()3.3.土壤的不土壤的不饱和和导水率与水率与饱和和导水率几乎相等。水率几乎相等。()7.7.土面蒸土面蒸发的大气控制的大气控制阶段一般可段一般可维持相当持相当

6、长的的时间。()8.8.作物只能作物只能够吸收利用表吸收利用表层土壤的水分。土壤的水分。()9.9.土壤水的再分布是土壤水的不土壤水的再分布是土壤水的不饱和流。（和流。（）10.10.粘粘质土壤水分的再分布速度比砂土要快。（土壤水分的再分布速度比砂土要快。（）11.11.土壤水是由含水多土壤水是由含水多处向少向少处运运动。（。（）FFFFFTT返回F8 89 9复习回顾复习回顾2 2一、名一、名词解解释n土壤呼吸土壤呼吸n土壤土壤热容量容量二、填空二、填空1.1.土壤空气与大气交土壤空气与大气交换方式：方式：和和.2.2.土壤土壤热量的来源量的来源 、和和.3.3.土壤淹水以后土壤淹水以后Eh

7、 。4.4.土壤含水少土壤含水少时，孔隙多的土壤，孔隙多的土壤导热率小，率小，紧实土土壤壤导热率大。（率大。（）1010二、填空二、填空4.4.土壤土壤热容量大小主要受容量大小主要受含量影响含量影响.5.5.土壤水多气少土壤水多气少则热容量容量，土温，土温上升上升.6.6.土壤空气土壤空气组成与大气相比成与大气相比为 的含量低于的含量低于大气，大气，的含量高于大气。的含量高于大气。7.7.含水多的土壤，地面接受的太阳含水多的土壤，地面接受的太阳辐射主要消耗于射主要消耗于，因而土温，因而土温。8.8.一天中最低温在一天中最低温在，最高温在，最高温在。返回11111.1.土壤空气与大气相比的特点土

8、壤空气与大气相比的特点为少少多多饱和。和。2.2.在土壤在土壤 通气性中，通气性中，对流比流比扩散更重要散更重要()3.3.灌灌溉可降低土壤表可降低土壤表层土的昼夜温差。土的昼夜温差。()4.4.含水多的土壤，地面接受的太阳含水多的土壤，地面接受的太阳辐射主要消耗于射主要消耗于，因而土温，因而土温。5.5.一天中最低温在一天中最低温在，最高温在，最高温在。返回1212教学目标教学目标明确土壤空气的明确土壤空气的组成特点、交成特点、交换方式、方式、土壤土壤热性性质以及土壤空气和土壤温度以及土壤空气和土壤温度对作作物生物生长、土壤肥力的影响。能利用土壤、土壤肥力的影响。能利用土壤热性性质分析解决生

9、分析解决生产实际问题。1313教学内容教学内容5.1 土壤空气及其更新土壤空气及其更新5.2 土壤土壤热性性质及土壤及土壤热量平衡量平衡5.3 土壤空气与土壤温度土壤空气与土壤温度对植物生植物生长的影的影响响作业与思考题作业与思考题参考文献小结小结14145.1 5.1 土壤空气及其更新土壤空气及其更新n土壤空气土壤空气组成特点成特点n土壤空气的更新土壤空气的更新n土壤通气性土壤通气性一一.土壤空气组成特点土壤空气组成特点1.1.土壤空气中土壤空气中CO2近地层大气中近地层大气中CO2 2.2.土壤空气中土壤空气中OO2 2【还原原态】，则土壤土壤Eh高；反高；反之，之，Eh低。低。有人已有人

10、已经提出，提出，不再在水田搞不再在水田搞“秸秸秆还田田”，不能以不能以牺牲牲环境境为代价代价换取粮食增取粮食增产的的论断断（见：土壤科学与：土壤科学与农业持持续发展展）。）。2525三、土壤通气性的调节三、土壤通气性的调节 1.改良改良结构构2.调节土壤水分土壤水分含量含量 3.耕作耕作4.轮作作保护地农业中土壤空气及室内空气质量调控对于保护地农业中土壤空气及室内空气质量调控对于增产很重要。增产很重要。注意：注意：土壤管理与生态环境问题研究为学科发展土壤管理与生态环境问题研究为学科发展前沿领域！前沿领域！返回返回2626土壤空气及其更新土壤空气及其更新n重点：重点：q重点掌握土壤空气重点掌握土

11、壤空气组成特点及土壤的通成特点及土壤的通气性气性。n n园林土壤的通气性如何？如何影响植物的园林土壤的通气性如何？如何影响植物的园林土壤的通气性如何？如何影响植物的园林土壤的通气性如何？如何影响植物的生生生生长长，如何，如何，如何，如何调节调节城市土壤的通气性性能。城市土壤的通气性性能。城市土壤的通气性性能。城市土壤的通气性性能。27275-25-2 土壤热性质及土壤热量平衡土壤热性质及土壤热量平衡q土壤的土壤的热量来源量来源q土壤的土壤的热性性质q土壤土壤热平衡平衡及其及其热量状况量状况重点是土壤的重点是土壤的热性性质及及应用用p1102828一.土壤热量的来源1太太阳阳辐射射能能主主要要来

12、来源源，我我国国各各地地年年总辐射射量量约为355836KJ/2，西西部部多多于于东部部，高高原原多多于于平原。平原。2.生物生物热早春常以羊早春常以羊马粪等作温床等作温床酿热材料材料3.地球内地球内热内部岩内部岩浆传导的的热。据估据估计226J/2，但温泉附近，但温泉附近，这一一热源不可源不可忽忽视。育育秧秧苗苗床床用用家家畜畜粪粪促促早早发发的的机机理理是是什什么么?P P110110二、二、土壤的热性质（一）（一）土壤土壤热容量容量1.概念概念是指是指单位容位容积或重量的土壤，温度每或重量的土壤，温度每增减增减1需要吸收或放出的需要吸收或放出的热量量.n单位位:(J/cm3K)和和:(J

13、/gK)Cv=Cg 容重容重n表达的意表达的意义:表示土壤表示土壤稳温性的温性的强弱弱,热容量大的土壤，容量大的土壤，稳温性温性强,反之反之,稳温性弱温性弱.P P110110292930302.2.影响因素影响因素 n土壤的三相组成影响。土壤的三相组成影响。n土壤热容量主要取决土壤热容量主要取决于于土壤含水量土壤含水量。n故水多气少的土壤故水多气少的土壤CvCv大大,水少气多的土壤水少气多的土壤CvCv小小沙土是“热性土”，粘土是“冷性土”，为什么？粘土粘土 壤土壤土 沙土沙土P P1121123131（二）土壤导热性（二）土壤导热性1.1.土壤导热率土壤导热率：土土厚厚1cm1cm，两两端

14、端温温差差11时时，每每秒秒钟钟通通过过1cm1cm2 2土壤断面的热量。土壤断面的热量。n单位是单位是J/cmJ/cm2 2S SK K。n表达意义表达意义 :表示土壤内部传导表示土壤内部传导热的能力热的能力P P11211232322 2、影响因素、影响因素n导热率：固相导热率：固相水分水分空空气气n导热率主要取决于导热率主要取决于含水量含水量及及松紧状况松紧状况。n生产上通过生产上通过镇压镇压可可增温增温和和提墒提墒。图A4-1为什么沙土昼夜温差大,粘土类昼夜温差小?P P1121123333干湿土壤的热传导干湿土壤的热传导3434（三）土壤热扩散率（三）土壤热扩散率1.1.概念概念是单

15、位时间流入或流出单是单位时间流入或流出单位容积土壤的热量引起位容积土壤的热量引起土温的变化土温的变化.K=/CV,(2/S)n主要取决于水、气比例主要取决于水、气比例.n土壤热扩散率用来衡量土土壤热扩散率用来衡量土温变幅温变幅.P P113113三三.土壤热平衡及其土壤热平衡及其热量状况热量状况n1.1.土壤热量平衡土壤热量平衡q可用下式表示：可用下式表示：S=QPLERS=QPLERn式中：式中：qS S接受太阳辐射能接受太阳辐射能qQ Q辐射平衡辐射平衡qP P土壤与大气热交换土壤与大气热交换qLE LE 蒸发或凝结热蒸发或凝结热qR R上下土层间热交换上下土层间热交换P P1141143

16、5353636土壤热平衡应用土壤热平衡应用nS=QPLERS=QPLERn农业生产中，常采用农业生产中，常采用中中耕松土耕松土，地表覆盖，设地表覆盖，设置风障，塑料大棚置风障，塑料大棚等措等措施以调节土壤温度。施以调节土壤温度。3737 2.2.土壤热量状况土壤热量状况土温的日变化土温的日变化n土壤表层土壤表层:q最低温出现于早晨最低温出现于早晨5-6点q最高温出现在下午最高温出现在下午13-14点点n表层变化幅度大表层变化幅度大，约每深，约每深1010可滞后可滞后2.5-3.52.5-3.5小时小时,至至40100cm深处变化幅深处变化幅度小甚至消失度小甚至消失,P P1161163838土

17、壤温度的日变化39394040土温的年变化土温的年变化n地表：地表：1 17 7月月为升温，为升温，7 71212月月为降温为降温n表土：表土：q最低温在最低温在1 12 2月份月份q最高温在最高温在7 78 8月份月份n温度的变幅也随土层深温度的变幅也随土层深度而缩小，至度而缩小，至5 52020米深米深处，土温年变幅消失处，土温年变幅消失P P114114晚秋晚秋-冬季冬季-早春早春 晚春晚春-夏季夏季-早秋早秋P P115115414142423.3.影响土壤热状况的因素影响土壤热状况的因素n n环环境因素境因素境因素境因素qq纬纬度度度度 随着随着纬度的增加度的增加,土温降低土温降低.

18、qq海拔高度海拔高度海拔高度海拔高度 一般来一般来说,随海拔每升高随海拔每升高,温度降低温度降低.qq坡向和坡度坡向和坡度坡向和坡度坡向和坡度 一般南坡比北坡高一般南坡比北坡高57 左右左右qq地面覆盖地面覆盖地面覆盖地面覆盖土温土温变幅减小幅减小,与裸地相比与裸地相比,最高温最高温下降下降,最低温提高最低温提高n n土壤特性土壤特性土壤特性土壤特性土壤土壤土壤土壤颜颜色色色色 、土壤、土壤、土壤、土壤质质地地地地 、土壤、土壤、土壤、土壤结结构性、松构性、松构性、松构性、松紧紧度度度度P P11611643435-6 5-6 土壤空气与土壤温度对植物生土壤空气与土壤温度对植物生长的影响长的影

19、响 一、土壤空气一、土壤空气对作物生作物生长的影响的影响 二、土壤二、土壤热量量对作物生作物生长的影响的影响 三、土壤空气、三、土壤空气、热量状况的量状况的调节P P1171174444一一.土壤空气对植物生长的影响土壤空气对植物生长的影响1.1.影响种子的影响种子的萌发萌发2 2.影响根系的发育影响根系的发育3 3.影响根系吸收功能影响根系吸收功能4 4影响土壤微生物的活影响土壤微生物的活动和养分状况动和养分状况5 5影影响响植植物物生生长长的的土土壤壤环境状况。环境状况。P P11711745454646二二.土壤温度对植物生长的影响土壤温度对植物生长的影响 1.影响植物根系的生影响植物根

20、系的生长发育育2.影响种子的影响种子的发芽出苗芽出苗 3.影响的植物的影响的植物的营养生养生长与生殖生与生殖生长4.对其他肥力因素影响，其他肥力因素影响，间接影响植物的生接影响植物的生长此外，土温影响土壤的化学、物理此外，土温影响土壤的化学、物理变化化过程，影程，影响有效养分的响有效养分的释放。放。P P11911947474848三三.土壤空气、热量状况的调节土壤空气、热量状况的调节1.1.土壤空气状况的土壤空气状况的调节（1 1）耕作）耕作（2 2）轮作作（3 3）排水）排水（4）改良）改良质地、改善土壤地、改善土壤结构和孔性构和孔性（5）增温保增温保墒剂P P120120配置盆栽土壤的配

21、置盆栽土壤的应考虑的基质应考虑的基质性质。性质。4949三三.土壤空气、热量状况的调节土壤空气、热量状况的调节2 2土壤土壤热量状况的量状况的调节垄作作以水以水调温温覆盖（覆盖（地膜、秸地膜、秸秆、草席等覆盖地面、草席等覆盖地面）中耕中耕设置置风障障,修造阳畦及大棚修造阳畦及大棚 P P1201205050土壤通气性的改良土壤通气性的改良 城市绿地城市绿地n n土壤土壤紧实现象在城市象在城市绿地中异常突出。地中异常突出。n n改良措施：改良措施：松土松土 可采用人工、机械、爆破可采用人工、机械、爆破以及生物方式。以及生物方式。n n施用抗施用抗紧实的物料：的物料：粗有机物料、膨化岩粗有机物料、

22、膨化岩类。n n采用采用通气透水的通气透水的铺装方式装方式n n强化地下化地下通气的措施通气的措施51511.1.升温措施升温措施 增施农家肥料增施农家肥料 田面田面覆盖覆盖 排水排水中耕松土中耕松土 向阳作畦向阳作畦“锄头底下有水又有火”科学道理.5252增施保温剂增施保温剂5353土壤增温保墒剂：土壤增温保墒剂：n n化学成分化学成分化学成分化学成分为为高分子脂肪高分子脂肪高分子脂肪高分子脂肪类经类经皂化后的皂化后的皂化后的皂化后的产产物物物物，黑色，黑色，黑色，黑色n n作用：作用：作用：作用：防止地表蒸防止地表蒸防止地表蒸防止地表蒸发发，增加地表温度。，增加地表温度。，增加地表温度。，

23、增加地表温度。n n使用方法使用方法使用方法使用方法：稀：稀：稀：稀释释后，直接后，直接后，直接后，直接喷喷洒在土壤表面。洒在土壤表面。洒在土壤表面。洒在土壤表面。n n国外的国外的国外的国外的“TABTABTABTAB”是一种高效的土壤增温是一种高效的土壤增温是一种高效的土壤增温是一种高效的土壤增温保湿保湿保湿保湿剂剂。遇水。遇水。遇水。遇水时时，微粒体，微粒体，微粒体，微粒体积积可膨可膨可膨可膨胀胀30303030多倍，能吸收超多倍，能吸收超多倍，能吸收超多倍，能吸收超过过自身重自身重自身重自身重300-1000300-1000300-1000300-1000倍的水分，其中倍的水分，其中倍

24、的水分，其中倍的水分，其中绝绝大部分可供植物吸收大部分可供植物吸收大部分可供植物吸收大部分可供植物吸收54542.2.降温措施降温措施 灌灌 水水 中耕松土中耕松土覆盖遮荫覆盖遮荫 中耕松土作用?3.3.保温措施保温措施 灌灌 水水 q冬灌冬灌施保温肥施保温肥q施施土土杂杂肥肥，培培土土、覆覆盖盖其它措施其它措施q营营造造防防风风林林带带，设设置置屏障，熏烟盖草等屏障，熏烟盖草等.园林树木防冻园林树木防冻措施？措施？55555656 土壤空气、土壤空气、热量是土壤肥力四大因素中的量是土壤肥力四大因素中的2 2个个因素。各有其独立的运因素。各有其独立的运动发展展变化化规律，各律，各自与自与环境状

25、况息息相关，相互境状况息息相关，相互联系、相互制系、相互制约的。的。虽然它然它们均受土壤原始均受土壤原始质地地组成的成的强烈影响，烈影响，但也可以通但也可以通过人人为耕作、施肥、灌耕作、施肥、灌溉等措施等措施得到改善，其中得到改善，其中结构性的改善是关构性的改善是关键。小结小结思考题思考题p p1221221.1.与大气与大气组成相比，土壤空气有哪些特点？成相比，土壤空气有哪些特点？2.2.简述土壤空气更新的方式及其影响因素。述土壤空气更新的方式及其影响因素。3.3.园园林林土土壤壤的的通通气气性性如如何何？如如何何影影响响植植物物的的生生长长，如何，如何调节调节城市土壤的通气性性能。城市土壤

26、的通气性性能。4.4.土土壤壤热特特性性包包括括哪哪些些？这些些因因素素对土土壤壤热状况有何影响？状况有何影响？5757思考题思考题p p1221225.“旱旱耪地、地、涝浇园园”有什么道理？有什么道理？6.6.采用哪些措施采用哪些措施调节土壤的温度状况土壤的温度状况？7.沙土是沙土是“热性土性土”，粘土是，粘土是“冷性土冷性土”，为什什么？么？8.“锄头底下有水底下有水,又有火又有火”,对不不对?为什么什么?9.旱田土壤冬灌防冬的理旱田土壤冬灌防冬的理论依据是什么？依据是什么？10.农业生生产上上讲的的“以水以水调肥，以水肥，以水调气，以水气，以水调温温”等措施的理等措施的理论依据。依据。58585959参考书及网站：参考书及网站：q熊熊顺贵.基基础土壤学土壤学.中国中国农业大学出版大学出版q土壤学土壤学.北京林北京林业大学主大学主编q中国中国农业信息网信息网http:/q四川四川农业大学土壤学精品大学土壤学精品课程程http:/202.115.176.40/trx/index.aspq华中中农业大学土壤学精品大学土壤学精品课程程http:/