文档介绍：第6章土壤空气和热量
Ⅰ. 土壤空气与通气性
Ⅱ. 土壤热量与热特性
Ⅰ.土壤空气与通气性
一、土壤空气的形态与组成
二、土壤空气运动与通气性
土壤通气性
泛指土壤空气与大气之间进行气体交换以及土壤内部不同层次之间气体运动的能力。
土壤空气扩散方程
自由空间气体扩散方程—Fick定律
Q= -A · (Do/β)(dp/dx) ·dt
q=-(Do/β)·(dp/dx)
式中q 为气体扩散通量,Do—自由空间气体扩散系数,dp/dx—压力势梯度
土壤气体扩散方程
理论上 dQ/dt=-A(D/β)·(△p/L)
实际上 dQ/dt=-A · S(Do/β)· (△p/Le)
式中A —土壤面积,S—土壤孔隙度,L—土壤气体扩散的直线距离,Le—土壤气体扩散的实际距离△p—土壤气体扩散两侧的压力差。
D/Do=S ·L/Le
由于S<1,L/Le <1,故D/Do <1,即土壤中气体扩散系数小于自由空间的气体扩散系数。
影响土壤气体扩散的因素
土粒排列与土壤孔隙性
松排列
L=2r, Le=πr, L/Le=, S=, 则
Ds=××Do
=
紧排列
L=2rsin60°=, Le=2πr/3, L/Le=, S=, 则
Dj=××Do
=
土壤孔隙度愈大,尤其是粗孔隙愈多,气体扩散通道愈大,扩散的实际路径愈小,土壤气体的扩散系数也愈大。
土壤质地和结构
土壤质地和结构决定着土壤的孔隙数量及孔隙大小,因而对气体扩散产生影响。砂质土和有良好结构土壤粗孔隙多,相对扩散系数(D/Do)也高。
土壤含水量
相对扩散系数随含水量的增加而减少,因为通气孔隙度随土壤含水量的增加而降低。
D/Do=(S-Sm)· L/Le
式中Sm—充水孔隙度,(S-Sm)—实际参与扩散的土壤孔隙度
三、土壤通气性衡量指标
土壤空气容量
土壤空气容量=土壤孔隙度-土壤容积含水量
一般旱作要求土壤空气容量>10-15%
相对扩散系数
测定难度较大
土壤呼吸速率
单位面积土壤表面单位时间内扩散产生的二氧化碳量或单位面积土壤表面单位时间内氧气消耗量。
土壤呼吸商(RQ)
在恒温条件下,一定时间内单位面积土壤上释放的二氧化碳体积与消耗的氧气体积之比。
RQ=1,土壤通气良好,RQ<1,土壤通气不良。
土壤氧扩散率(ODR)
单位时间扩散通过单位面积土层氧的克数或微克数。
植物正常生长的土壤ODR一般>30--40×10-8 克/厘米2·分,且块根类作物要求的ODR >豆科作物>禾本科作物,当土壤ODR<20×10-8 克/厘米2·分时,大部分作物生长受抑制,甚至停止生长。
土壤氧化还原电位(Eh)
Eh=Eo + ()×㏒[氧化态]/[还原态]
四、土壤通气性调控
Ⅱ.土壤热量与热特性
一、土壤热量来源
二、土壤热量平衡
地面辐射平衡
太阳直达辐射(I):
占太阳总辐射能19%
云层散(反)射:占太阳总辐射能27%左右
大气云层吸收:占太阳总辐射能19%
大气散射:占太阳总辐射能35%左右
天空辐射(H):被大气散射、云层反射的太阳辐射能经多