1、土壤空气与根系
第一节 土壤空气
若土壤空气中O2的含量小于9％或10％，根系发育 就会受到影响，O2含量低至5％以下时，绝大多数作物 根系停止发育。
O2与CO2在土壤空气中互为消长，当CO2含量大于1 ％时，根系发育缓慢，至5～20％，则为致死的含量。
土壤空气中还原性气体，也可使根系受害，如H2S使 水稻产生黑根，导致吸收水肥能力减弱，甚至死亡。
第一节 土壤空气
二、土壤空气含量
土壤空气含量=总孔度-水分容积百分率 土壤空气的组成不是固定不变的，土壤水分、土 壤生物活动、土壤深度、土壤温度、pH值，季节变化 及栽培措施等都会影响土壤空气变化。 随着土壤深度增加，土壤空气中CO2含量增加，O2 含量减少，其含量相互消长。
三、土壤空气与作物生长
0.98
一般越接近地表的土壤空气与大气组成越相近， 土壤深度越大，土壤空气组成与大气差异也越大。
土壤空气
土壤 空气 与近 地表 大气 组成 的差
别
土壤空气中的CO2含量高于大气 土壤空气中的O2含量低于大气 土壤空气中水汽含量高于大气 土壤空气中含有较多的还原性气体
土壤剖面CO2和O2体积含量分布示意图
2、土壤空气与种子萌发
种子萌发，所需氧气主要由土壤空气提供，缺氧时， 葡萄糖酒精发酵，产生酒精，使种子受害。
第一节 土壤空气
3、土壤空气与微生物活动
（1）土壤空气影响微生物活动，影响有机质转化。 通气良好 利于有机质矿质化。
（2）根系吸收养分，需通气良好条件下的呼吸作用提供能量。 4、土壤空气状况与作物抗病性 （1）植物感病后，呼吸作用加强，以保持细胞内较高的 氧水平，对病菌分泌的酶和毒素有破坏作用。 （2）呼吸提供能量和中间产物，利于植物形成某些隔离 区阻止病斑扩大。 （3）伤口呼吸增强，利于伤口愈合，减少病菌侵染。
D--在该介质中扩散系数(其量纲为面积/时间) 从公式可见，气体扩散通量(qd)与其扩散系数(D) 和浓度梯度(dc/dx)或分压梯度(dp/dx)成正比。 浓度梯度是不易控制因素，所以只有调整扩散系数 D来控制气体扩散通量。 扩散系数D值的大小取决于土壤性质，通气孔隙状 况及其影响因素(质地、结构、松紧程度、土壤含水量等
第一节 土壤空气
一、土壤空气组成
通气良好的土壤，其空气组成接近于大气，若通气不良， 则土壤空气组成与大气有明显的不同。
表6－1 土壤空气与大气组成差异
气体 近地表大气
(%) 20.94
CO2(%) 0.03
N2 (%) 78.05
其它气体(%) 0.98
土壤空气 18.0～20.03 0.15～0.65 78.8～80.24
第一节 土壤空气
四、土壤空气与大气痕量温室气体的关系 大气中痕量温室气体（CO2、CH4、N2O、氯氟烃化合
物）导致的气候变暖，是人们关注的重大环境问题。 土壤向大气释放温室气体，因此说土壤是大气痕量
温室气体的源。 土壤对大气中温室气体的吸收和消耗，称为汇。
土壤空气
二、土壤空气的运动
土壤与外界不断地进行气体的交换，如果土壤空气和大气不 进行交换，土壤空气中的氧气可能会由于土壤生物的存在， 而在12-40h被消耗无余。
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.
土壤对流公式：qv=-(k/η)▽p
qv--空气的容积对流量（单位时间通过单位横截面积的
空气容积）
“-”--表示方向
k--通气孔隙通气率 η--土壤空气的粘度
p--土壤空气压力的三维（向）梯度
从公式可见
空气对流量随土壤透气率和气压梯度增加而增大
第一节 土壤空气
2、土壤空气的扩散
在大气和土壤之间CO2和O2浓度的不同形成分压梯度， 驱使土壤从大气中吸收O2，同时排出CO2的气体扩散作用， 称为土壤呼吸。是土壤与大气交换的主要机制。
土壤空气
在分压梯度的作用下，
CO2 O2
驱使CO2气体分子不 断从土壤中向大气扩
散，同时使O2分子不断从大气向土壤空气散。土壤的 这种被从称大为气土中壤吸呼收吸O。2，同时排出CO2的气体扩散作用
D=D0·S·l/le
第一节 土壤空气
式中： D0--自由空气中的扩散系数 S--未被水分占据的孔隙度 l--土层厚度 le--气体分子扩散通过的实际长度 l/le和S的值都小于 1
结构良好土壤中，气体在团聚体间大孔隙间扩散，而 团聚体内小孔隙则较长时间保持或接近水饱和状态，限制 团聚体内部通气性状。所以紧实大团块，即使周围大孔隙 通气良好，在团块内部仍可能是缺氧。所以通气良好的旱 地也会有厌气性微环境。
土壤空气运动的方式有两种：对流和扩散。
影响土壤空气运动的因素有气象因素、土 壤性质及营林耕作措施等。气象因素主要 有气温、气压、风力和降水等。
1、土壤空气的对流 土壤与大气间由总压力梯度推动的气体整体
流动，也称质流。对流由高压区 低压区。
第一节 土壤空气
总压力梯度的产生： 气压变化、温度梯度、土壤表层风力、降水或灌溉等。
土壤中CO2和O2的扩散过程分气相、液相两部分。 气相扩散 通过充气孔隙扩散保持着大气和土壤间的 气体交流作用
液相扩散 通过不同厚度水膜的扩散 两种扩散都可以用费克(Fick)定律表示：
qd =Ddc/dx
土壤
第一节 土壤空气
式中：qd--扩散通量(单位时间通过单位面积扩散的质 量)； dc/dx--浓度梯度；
第八章 土壤空气和热量状况
内容提要
土壤空气与大气的组成差异 土壤空气的运动方式 土壤热量来源及土壤的热量平衡 土壤热容量及计算 土壤导热率 土壤水、气、热三者相互关系
土壤空气
第一节 土壤空气 一、土壤空气的数量与组成
土壤空气与土壤水分 存在于土体孔隙内， 在一定容积的土壤中， 在孔隙度不变的情况 下，两者所占的容积 比数量，土壤空气随 土壤水分而变化，而 且呈相应的消长关系。