《土壤学》课程教学课件（PPT讲稿）第六章 土壤空气和热量状况

第六章土壤空气和热量状况 www.cau.edu.cn

第六章 土壤空气和热量状况 www.cau.edu.cn

第六章土壤空气和热量状况 主要内容 教学目标 教学方式 课时安排 (重点) 与要求 与手段 与进度 掌握土壤 1.土壤空气 空气的组成与 (重点) 大气组成的差 异及土壤空气 2.土壤热量 运动的方式； 幻灯，动画演 课时数： 了解土壤热量 3.土壤热性质 的来源，掌握 示；案例分析； 2课时 (重点) 土壤的三个热 参数，理解土 4.土壤温度 壤温度变化的 影响因素

掌握土壤 空气的组成与 大气组成的差 异及土壤空气 运动的方式； 了解土壤热量 的来源，掌握 土壤的三个热 参数，理解土 壤温度变化的 影响因素。 1.土壤空气 （重点） 2.土壤热量 3.土壤热性质 （重点） 4.土壤温度 幻灯，动画演 示；案例分析； 主要内容 (重点) 教学目标 与要求 教学方式 与手段 课时数： 2课时 课时安排 与进度 第六章 土壤空气和热量状况

第六章土壤空气和热量状况 第一节土壤空气 冬土壤空气的组成 冬土壤空气的运动 冬土壤空气与土壤肥力

第六章 土壤空气和热量状况 第一节 土壤空气 ❖土壤空气的组成 ❖土壤空气的运动 ❖土壤空气与土壤肥力

第一节土壤空气 §1土壤空气的组成与植物生长 一、土壤空气的组成与变化 土壤空气与大气组成的比较（容积%》 气体 C0, N2 其他气体 近地面 20.94 0.03 78.05 0.95 的大气 土壤空 18.0- 0.15- 78.8- 气 20.03 0.65 80.24

第一节 土壤空气 §1 土壤空气的组成与植物生长 一、土壤空气的组成与变化 土壤空气与大气组成的比较（容积%） 气体 O2 CO2 N2 其他气体 近地面 的大气 20.94 0.03 78.05 0.95 土壤空 气 18.0- 20.03 0.15- 0.65 78.8- 80.24 －

第一节土壤空气 冬土壤空气和进地面大气空气组成的差异 1.土壤空气中的C02含量高于大气 2.土壤空气中的02含量低于大气 3.土壤空气中的水汽含量一般高于大气 4.土壤空气中含有较高量的还原性气体(CH4等) 土壤空气组成显然不是固定不变的

❖ 土壤空气和进地面大气空气组成的差异 1．土壤空气中的CO2含量高于大气 2．土壤空气中的O2含量低于大气 3．土壤空气中的水汽含量一般高于大气 4．土壤空气中含有较高量的还原性气体（CH4等） 土壤空气组成显然不是固定不变的。 第一节 土壤空气

第一节土壤空气 冬覆膜和裸露棉田在不同生长期内土壤空气含量(%) 覆膜 露地 深度 05-01 07-29 05-01 07-29 /cm C02 02 C02 02 C02 02 C02 02 0 0.915 0.056 0.056 5 0.158 20.497 1.006 20.439 0.70 20.649 0.211 20.653 10 0.420 20.397 1.060 20.275 0.104 20.513 0.279 20.668 15 0.250 20.486 0.865 19.953 0.134 20.857 0.385 20.506 20 0.483 20.478 1.348 20.060 0.150 20.121 0.406 20.634 30 0.573 19.865 1.159 20.005 0.313 20.181 1.157 20.362 50 0.922 19.929 1.520 19.698 0.402 20.198 1.281 19.873 平均 0.615 20.124 1.268 19.953 0.269 20.329 0.847 20.022

❖覆膜和裸露棉田在不同生长期内土壤空气含量(%) 第一节 土壤空气 深度 /cm 覆 膜 露 地 05-01 07-29 05-01 07-29 CO2 O2 CO2 O2 CO2 O2 CO2 O2 0 － － 0.915 － － 0.056 0.056 － 5 0.158 20.497 1.006 20.439 0.70 20.649 0.211 20.653 10 0.420 20.397 1.060 20.275 0.104 20.513 0.279 20.668 15 0.250 20.486 0.865 19.953 0.134 20.857 0.385 20.506 20 0.483 20.478 1.348 20.060 0.150 20.121 0.406 20.634 30 0.573 19.865 1.159 20.005 0.313 20.181 1.157 20.362 50 0.922 19.929 1.520 19.698 0.402 20.198 1.281 19.873 平均 0.615 20.124 1.268 19.953 0.269 20.329 0.847 20.022

第一节土壤空气 冬土壤空气的变化规律： 随着土层深度的增加，土壤空气中 C02含量增大，02含量减少，无论在膜 地或露地均是如此； 气温和土温升高，根系呼吸加加强， 微生物活动加快，土壤空气中C0,含量 增加，夏季C02含量最高； 图61 七壤到面上为相O体积意蟹分布示意图 (引自J,Cm,16) ●覆膜田块的CO2含量明显高于未覆稻 草原露地，而O2则反之 ●土壤空气中的CO2和O2的含量是相 互消长的，二者的总和维持在 19~22%之间

❖土壤空气的变化规律： 第一节 土壤空气 随着土层深度的增加，土壤空气中 CO2含量增大，O2含量减少，无论在膜 地或露地均是如此； 气温和土温升高，根系呼吸加加强， 微生物活动加快，土壤空气中CO2含量 增加，夏季CO2含量最高； 覆膜田块的CO2含量明显高于未覆稻 草原露地，而O2则反之. 土壤空气中的CO2和O2的含量是相 互消长的，二者的总和维持在 19~22%之间

第一节土壤空气 必注意： 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02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C02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C02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C02往往伴随缺02而造成不良后果，但一定浓度C02 对植物生长也有促进作用，而且C02造成的土壤溶液的微酸性也有利 于有些土壤养分的释放

❖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. 第一节 土壤空气

第一节土壤空气 二、土壤中的空气流 (一)对流 对流，又称质流，驱动力是总气压梯度，它使气流冲 从高压区向低压区运动。 oP/ot ao2p/0x2 方程4.9就是土壤空气瞬态对流的近似方程。 必须说明： 使用此方程的基本前提是流动过程属层流， 且这种层流是在小的压力差作用下产生的

二、土壤中的空气流 第一节 土壤空气 ❖ （一）对流 对流，又称质流，驱动力是总气压梯度，它使气流冲 从高压区向低压区运动。 2 2 P/t =  /x 方程4.9就是土壤空气瞬态对流的近似方程。 必须说明: 使用此方程的基本前提是流动过程属层流， 且这种层流是在小的压力差作用下产生的

第一节土壤空气 二、土壤中的空气流 g（二)土壤空气扩散扩散(soil air diffusion) 土壤中气体扩散过程也可用Fick第一定律表示。 9=-D dc s dx (4.10) 式中：q表示体积扩散通量[LT1] D,表示土壤中气体表观扩散系数[LT-1] C表示气体容积分数（浓度）[L3.L] x表示扩散距离[L] 若用扩散气体的分压(P)代替浓度，方程为： (4.11)式中B表示浓度与分压的换算常数（比值

❖ （二）土壤空气扩散扩散（soil air diffusion) 第一节 土壤空气 二、土壤中的空气流 dx dc q = −Ds