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第五章 土壤空气与土壤热状况 第一节 土壤空气 一、土壤空气的组成和含量 土壤空气存在于无水的土壤孔隙中，它的含量取决于土壤孔隙度和土壤含水量，土壤空气与大气的组成相似，但是在含量上存在一些差异。 1、土壤空气中CO2含量 比大气高十几倍甚至几百倍。主要是因为土壤中有机质分解释放出大量的CO2；根系和微生物的呼吸作用释放出CO2；土壤中碳酸盐溶解会释放出CO2。 2、土壤空气O2含量 比大气低，主要是因为根系和微生物的呼吸作用需要消耗O2，OM的分解也会消耗掉O2。 3、土壤空气相对湿度 比大气高。除表层干燥土壤外，土壤空气湿度一般都在99%以上，处于水汽饱和状态，而大气只有在多雨季节才接近饱和。 4、还原性气体 土壤空气中含有较多的还原性气体。当土壤通气不良时，土壤含O2量下降，OM在微生物作用下进行厌氧分解，产生大量的还原性气体比如CH4、H2等，而大气中一般还原性气体很少。 5、土壤空气的组成的变化性 土壤空气组成不是固定不变的，比如土壤水分、土壤微生物活性、土壤深度、土壤温度、pH、栽培措施等都会影响到土壤空气的组成， 而大气的组成相对比较稳定。 二、 土壤通气性 土壤通气性又称土壤透气性：是指土壤空气与近地层大气进行气体交换以及土体内部允许气体扩散和流动的性能。 土壤通气性产生的机制： 1）土壤空气扩散 土壤空气扩散是指某种气体成分由于其分压梯度与大气不同而产生的移动。 其原理服从气体扩散公式： F = -D· dc/dx 式中：F是单位时间气体扩散通过单位面积的数量； dc/dx是气体浓度梯度或气体分压梯度；D是扩散系数，负号表示其从气体分压高处向低处扩散。 土壤呼吸：土壤空气与大气间通过气体扩散作用不断地进行着气体交换，使土壤空气得到更新的过程。（类似生物呼吸） 2）土壤空气整体交换 也称土壤气体的整体流动，是指由于土壤空气与大气之间存在总的压力梯度而引起的气体交换,是土体内外部分气体的整体相互流动. 壤空气的整体交换常受温度、气压、刮风、降雨或灌溉水的影响。 三 土壤通气状况与作物生长 (一)影响根系发育 大多数作物在通气良好的土壤中,根系长、颜色浅、根毛多;缺O2土壤中的根系则短而粗,颜色暗,根毛大量减少。 根系生长需要氧：氧浓度9~10%，生长受阻；5%时，发育停止。 (二)影响根系吸收功能 通气不良时,根系呼吸作用减弱,吸收养分和水分的功能降低,特别是抑制对K的吸收,依次为Ca、Mg、N、P等。  影响养分的形态和有效性（特别是多价元素，如：Fe） (三)影响种籽萌发 土壤通气状况对种子萌发的影响 要求氧浓度10%，否则，嫌气呼吸产生有机酸类物质 (四)影响养分的转化 土壤空气的数量和O2的含量对微生物活动也显著的影响。间接影响到了有机质的分解速度和养分的转化。 土壤空气中CO2的增多,使土壤溶液中CO3-和HCO3-的浓度增加,这虽有利于土壤矿物质中的Ca、Mg、P、K等养分的释放,但过多的CO2往往会使O2的供应不足,抑制根系对这些养分的吸收。 (五)影响作物抗病性 土壤通气不良,土壤中产生的还原性气体,如H2S能抑制细菌含铁酶(细胞色素氧化酶、过氧化酶等)的活性。,缺O2还会使土壤酸度增大,适于致病霉菌发育,使作物生长不良,抗病力下降。 第二节 土壤热量状况 土壤温度是土壤热量状况的具体指标。土壤热量的多少具体反映在土壤温度上。当土壤接受热量时,土壤温度越高;当失去热量时,土壤温度降低。 一、土壤热量的来源 太阳辐射能：这是土壤热量的最主要来源，也是地球上一切能量的最初来源。 生物热：微生物分解有机质是一个放热过程，释放出的热量，一部分被微生物自身利用，大部分用来提高土温。 地热：地球内部的岩浆通过传导作用达到地表热量。 二、土壤热量平衡 土壤热量平衡也就指土壤热量的收支情况。土壤表面吸收的太阳辐射能，部分以太阳辐射形式返回大气，部分消耗于土壤水分的蒸发，部分向下层土壤传导，剩余的热量用于提高土壤温度。 三、土壤热性质 土壤温度的变化除了土壤热量平衡有关外，还与土壤热性质有关。 （一）土壤热容量： 指单位容积或单位质量的土壤在温度升高或降低1K时，所吸收或释放出的热量。 在三相组成中，土壤水分的热容量最大，土壤空气的热容量最小，矿物质和有机质的热容量介于两者之间。而且土壤固相（矿物质、有机质）一般比较稳定而土壤空气和土壤水分的变化却很大，所以土壤热容量的大小主要取决于土壤空气和土壤水分，。 （二）土壤