7．1. 3. 3 影响土壤微生物活动和养分状况 7．1. 3. 4 影响植物生长的土壤环境状况
7.2 土壤热量状况
7.2.1 土壤热量的来源 7．2. 1. 1 太阳辐射能 7．2. 1. 2 生物热 7．2. 1. 3 地热
7.2.2 土壤的热性质
7.1.2 土壤空气的运动
7．1. 2. 1 土壤空气对流
土壤空气对流是指土壤与大气间由总压力梯度驱动气体的整体流动，也称为质流。
其流向总是由高压区流向低压区
很多因素引起土壤与大气间的压力差，而使土壤空气与大气产生对流 如气压、温差、降雨或灌溉和地面风力等
7．1. 2. 2 土壤空气扩散
在分压梯度的驱动下，使气体不断从土壤中向大气扩散， 也可使某种气体不断从大气向土壤空气扩散 也称土壤呼吸。是土壤空气与大气主要交换机制。
7.1.2 土壤空气的运动
7．1. 2. 1 土壤空气对流 7．1. 2. 2 土壤空气扩散 7．1. 2. 3 土壤通气性的调节
通常采用以下农业措施来调节土壤三相容积比例关系 ①深耕结合施用有机肥料 培育和创造良好的土壤结构和耕层构造，增加土壤总孔隙度和空气孔隙度，改善通气性，从 根本上解决水、气之间矛盾。 ②客土掺沙、掺黏 改良过黏、过沙的土壤质地，提高土壤的透气性 ③雨后、灌水后及时中耕 消除土壤板结，以利通气。 ④灌溉结合排水 利用调节土壤墒情的办法来改善土壤通气状况
7.1 土壤空气状况
7.1.1 土壤空气的组成
表7-1 土壤空气与大气组成比较（容积%） 气体成分 近地面大气 土壤空气 O2(%) 20.94 18～20.03 CO(%)2 0.03 0.15～0.65 N2(%) 78.05 78.8～80.24 其他气体(%) 0.98 —
土壤空气主要来自大气，少量是土壤中生物、 生物化学和纯化学过程产生的气体 故土壤空气与大气的组成基本相近，但也存在 一些差异
7.2 土壤热量状况
7 2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4 7.2.5 7.2.6 土壤热量的来源 土壤的热性质 土壤热量平衡状况 土壤温度的变化 土壤温度与肥力 土壤温度的调节
根据农业生产的需要，通常采取以下农业技术措施调节土壤温度。 (1)根据土性合理选择种植作物 冷性土宜种大豆、甜菜、马铃薯、葱蒜等作物 热性土宜种棉花、玉米、谷子、高粱、小麦等作物 冷性土春播宜晚、秋播宜早。热性土春播宜早、秋播宜迟 (2)翻耕松土 (3)灌溉排水 夏季灌水可以降土温，排水可以提高土温 (4)施用有机肥料 深色的马粪、羊粪、烟灰、草木灰等热性 塑料地膜、温室栽培、阳畦、遮荫、挡风 (5)广泛采用多种措施来调控土温 (6)喷洒土面保墒增温剂（土面增温剂）
1～2℃ 15～20天
5～6℃ 6～ 7天
9～10℃ 4～ 5天
比较活跃 10℃以上
受到阻碍 超过30～35℃
玉米（24）豆科（22—26）甘薯（18—19）
7.2 土壤热量状况
7 2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4 7.2.5 土壤热量的来源 土壤的热性质 土壤热量平衡状况 土壤温度的变化 土壤温度与肥力
（1）种子萌发 （2）作物根系生长 （3）作物生长 适宜的土温能够促进作物的营养生长和生殖生长 春麦苗期地上部分生长最好的土温为20～24℃ 后期以12～16℃为好，8℃以下或32℃以上则很少抽穗 （4）土壤微生物在 土壤微生物在15～40℃范围内最活跃 土温过低会导致土壤氮素缺乏而影响作物生长 （5）土壤的化学、物理变化过程 土温高，理化反应加快
7．2. 2. 1 土壤热容量
土壤的容积热容量
土壤的容积热容量是指单位容积的土壤，在温度升降1℃时所吸收或释放的热量 用Cv表示，常用单位J/(cm3· ℃) 重量热容或比热 质量热容量以单位质量土壤来计算，习惯上称之为重量热容或比热
表7-5 土壤各组成的热容 土壤组成 土壤空气 土壤水分 沙粒和黏粒 有机质
质量热容（J/(g·℃)
容积热容（J/(cm3·℃)
1.0048
0.0013
4.1868
4.1868
0.75～0.96
2.05～2.43
2.01
2.51
7.2.2 土壤的热性质
7．2. 2. 1 土壤热容量
如果用容积热容量表示土壤热容Cv为： Cv = CvsVs + CvwVw + CvaVa 式中，Cvs、Cvw、Cva分别表示
7 2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4 7.2.5 土壤热量的来源 土壤的热性质 土壤热量平衡状况 土壤温度的变化 土壤温度与肥力
土温对作物生长发育的影响是多方面的 （1）种子萌发 种子发芽出苗要求适宜的土温条件 小麦、大麦和燕麦 棉花、水稻和高粱 麦类
1～2℃
12～14℃
（2）作物根系生长 微弱生长 2～4℃ 最适土温
目前采用喷灌、滴灌等先进的灌水方法，既能节水又能改善土壤的通气状况。
7.1.3 土壤通气性与肥力
7 ．1. 3. 1 影响种子萌发
种子萌发首先需要吸收水分和一定量的氧气。 如果土壤中O2不足，就会影响种子萌发的生化过程。 种子正常发育需要O2的含量在10%以上, 如果小于5%，种子萌发将受到抑制 在土壤嫌气条件下，土壤微生物分解有机质会产生醛类和酸类物质
一般情况下，热扩散率小的土壤，如干土、沙质土等， 其表层土温易于升降，温度变幅大，而热扩散率大的 土壤，如湿土、黏土质等，土温变幅小
7.2 土壤热量状况
7.2.1 土壤热量的来源 7.2.2 土壤的热性质 7 .2.3 土壤热量平衡状况
基本热源： 把太阳辐射能称为基本热源 一时性热源： 其他热源则称为一时性热源。 一时性热源虽然数量不大，但它在一定的情况下对调节土温的作用是不可 忽视的 土壤热量的支出主要包括土壤水分蒸发、加热土体自身等而消耗 正值交换： 当表土温度高于下层土温时，热量将逐渐传入深层，称之为正值交换 负值交换：热量由深层传向地表，称之为负值交换 这就是土壤中的热量交换或热流 它事实上就是土壤热量的收支平衡，决定着土壤热状况。 。
日变化
7.2 土壤热量状况
7 2.1 土壤热量的来源 7.2.2 土壤的热性质 7.2.3 土壤热量平衡状况 7.2.4 土壤温度的变化
季变化
7.2 土壤热量状况
7 2.1 土壤热量的来源 7.2.2 土壤的热性质 7.2.3 土壤热量平衡状况 7.2.4 土壤温度的变化
土层变化
7.2 土壤热量状况

土壤固相、液相和气相的容积热容
Vs、Vw、Va表示单位容积土壤固相、液相和气相所占的 容积
7.2.2 土壤的热性质
7．2. 2. 1 土壤热容量 7．2. 2. 2 土壤导热率（λ） 单位温度梯度下，单位时间通过单位面积土壤传导的热量 土壤导热率受土壤组成的影响 表 7-6 土壤成分（10℃）和冰（0℃）的导热J/(cm2·s·℃)］ 成 分 石 英 导热率 21 其他矿物平均 7 有机质 0.6 水 1.37 空气 0.06 冰 5.2
7.1 土壤空气状况
7.1.1 土壤空气的组成
7．1. 1. 1 土壤空气中CO2含量高于大气 7．1. 1. 2 土壤空气中的氧气低于大气 7．1. 1. 3 土壤空气中水汽含量高于大气 7．1. 1. 4 土壤空气中还原性气体可能高于大气 7．1. 1. 5 土壤空气成分随时、空而变化
土壤空气成分随时间而不断变化
7.2.2 土壤的热性质
7．2. 2. 1 土壤热容量 7．2. 2. 2 土壤导热率
7．2. 2. 3 土壤热扩散率
土壤热扩散率是指单位时间流入（或流出）单位容积土壤的一定热量，
导致土壤温度升高或降低的程度 常用D表示，单位J/(cm2·s)。D可用土壤容积热容Cv和导热率λ计算。
D = λ/Cv
7．1. 1. 2 土壤空气中的氧气低于大气
因为土壤中的生物活动，土壤空气中O2含量比大气少 作物生长旺季，呼吸强度大 或当增施有机肥料，土壤微生物好气分解旺盛时，消耗O2和产生的CO2最多
7．1. 1. 3 土壤空气中水汽含量高于大气
7.1 土壤空气状况
7.1.1 土壤空气的组成
7．1. 1. 1 土壤空气中CO2含量高于大气 7．1. 1. 2 土壤空气中的氧气低于大气 7．1. 1. 3 土壤空气中水汽含量高于大气
用费克(Fick)定律表示。即：qd = -Ddc/dx
7．1. 2. 3 土壤通气性的调节
土壤通气性是指土壤空气与大气不断进行气体交换的能力。 只有在通气性较好的土壤中，才能进行顺利的气体交换
土壤通气性主要取决于通气孔隙的数量和大小
要求土壤不仅要有适当的孔隙总量 更重要的是要有一定的通气孔隙度 通常采用以下农业措施来调节土壤三相容积比例关系
影响土壤导热率的因素主要是土壤的松紧、土壤含水状况以及 土壤质地等
影响土壤导热率的因素
图7-2 干燥土壤热传导示意图
图7-3 湿润土壤热传导示意图
影响土壤导热率的因素
图7-4 土壤密度和含水率对导热率的影响(引自 Baver) 图7-5土壤质地和含水率对导热率的影响图中括号内为固相所占体(引自 Baver)
大气的相对湿度 土壤空气的相对湿度 50%～90%， 99%以上 只要土壤含水量在吸湿系数以上，土壤水分就会不断地蒸发 土壤空气中水汽饱和程度，一般近表层小而下层较大 水汽饱和对微生物活动有利
7．1. 1. 4 土壤空气中还原性气体可能高于大气
土壤通气严重不良时使土壤有机质在嫌气微生物作用下进行不彻底的分解 产生还原性气体，如CH4、H2S、NH3、H2等。还原性气体产生和累积 对作物产生毒害作用，还会影响土壤养分的供应和转化
7.1 土壤空气状况
7.1.1 土壤空气的组成
7．1. 1. 1 土壤空气中CO2含量高于大气
土壤空气中CO2的含量，通常比大气高数倍至数十倍。 当施入有机肥料后，CO2含量可达2%以上。 这主要是土壤微生物生命活动和植物根系呼吸作用的结果。 CO2溶于水，使土壤溶液趋于酸性，有利于矿质养分的溶解和释放。 但CO2浓度超过1%后，就会抑制种子萌发，延缓根系的发育