《土壤肥力因素》PPT课件.ppt

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1、第三章 土壤肥力因素,教学目标：掌握土壤水、肥、气、热四个土壤肥力因素。教学内容：第一节 土壤养分 第二节 土壤水分 第三节 土壤空气 第四节 土壤热量 第五节 土壤肥力因素的相互关系及其调节,第一节 土壤养分,一、土壤养分的来源（一）土壤矿质土粒风化所释放的养分（二）有机物质分解释放的养分（三）土壤微生物的固氮作用 共生和非共生的固氮微生物的固氮作用可以给土壤增加化合态氮素。（四）大气降水 大气中因雷电、工业废气和烟尘等所产生的各种硫或氮的氧化物及氨和氯等气体，还有镁、钾、钙等物质，可随雨雪进入土壤。（五）施肥 施肥是农田土壤养分的主要来源。,二、土壤养分的种类,营养元素按作物需要量可分以下

2、三类：（一）大量元素 指对一般作物需要量大的元素，约占作物干重的千分之几到百分之几，包括碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、氯(Cl)十种元素。禾本科作物对硅，糖用甜菜对钠需要也较多。（二）微量元素 对作物需要量微小的元素，约占作物体干重的千分之几到十万分之几，包括硼(B)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)七种元素。（三）超微量元素 指作物需要量极微小的营养元素，约占作物干重的十万分之几或更少，包括硒(Se)、镍(Ni)、镉(Cd)、氟(F)、碘(I)、钒(V)、汞(Hg)，以及反射性的镭(Ra)、

3、铀(U)等。以上这些元素都是作物生长发育所必需而且不能相互代替的。其中作物需要较多而土壤中又相对较少的氮、磷、钾，这三种元素常常要靠施肥来补充，被称为作物养分的“三要素”。,三、土壤养分的数量,（一）各类土壤中的氮素含量 土壤中的氮素除了极少量呈无机盐状态存在外，绝大部分呈有机状态存在。土壤有机质含量越多，含氮量也就越高。一般说来土壤全氮量约为土壤有机质的1/101/20。例如有机质为1%时，则全氮量为0.050.1%。当然例外的情况也有，但大致上有这样的相关性。从我国北方主要土壤的全氮量来看，自然土壤表层（020厘米）大致变动在0.0280.695%之间。其中除某些森林土壤和高山土壤外，以黑

4、土为最高，由黑土向西，以黑钙土 栗钙土、棕钙土 灰钙土的次序依次降低；由北向南，依暗棕壤（和白浆土）至棕壤、褐土及黄棕壤，含量明显降低，见表31。耕种土壤耕层全氮量大约变动在0.040.350%之间。其中东北黑土地区最高，其次是青藏地区，而以黄淮海和黄土高原为最低。,（二）各类土壤中的磷素含量,我国北方各主要地区土壤耕层的全磷含量，就一般而言，大约变动在0.050.35%之间。西藏不同土类的全磷含量差异很大。最高的是黄棕壤；最低的是寒原盐土。总的趋势是森林土壤大于非森林土壤，湿润地区土壤大于干旱地区土壤。耕种土壤以耕种高山草原土为最高；以耕种潮土含量为最低；其排列顺序为：耕种高山草原土红壤黄壤

5、黄棕壤暗棕壤灌淤土棕壤亚高山草甸土褐土灰褐土草甸土风沙土亚高山草原土新积土山地灌丛草原土潮土。每一地区，不同土壤的变幅都是很大的。这是由于土壤全磷含量受母质、耕作施肥、侵蚀以及成土过程的深刻影响。但是，大体上可以说，从南至北有逐渐增加的趋势，从东到西也有某些提高。西藏与北方地区相反。,（三）各类土壤中钾素含量,我国北方地区主要土类表土层钾素含量，就一般而言，全钾量大约变动在0.522.90%之间，缓效性钾在40130毫克/100克土，速效性钾在445毫克/100克土之间。西藏土壤全钾含量大都在0.433.20%的范围内其中耕种土壤含量较高，达到2.13%，非耕种土壤较低，但仍达到2.07%，仅

6、比耕种土壤稍低于0.06个百分点。各地区（市）中，拉萨市全钾含量最高，平均达到2.35%；林芝地区含量最低，平均为2.05%；山南、昌都、日喀则、那曲、阿里依次为2.06%、2.14%、2.09%、2.12%、2.07%。西藏土壤全钾含量比较丰富，以阿里、那曲、昌都地区为最高，含量在150ppm以上耕地面积依次为3.62万亩、10.71万亩、107.17万亩、分别占本区耕地面积的90.5%、79.22%和79.29%；林芝地区次之，占48.06%；日喀则、山南、拉萨三地（市）区所占比重较小，分别为20%、19.6%和14.51%。,（四）各类土壤中微量元素含量,西藏全区耕地土壤微量元素比较丰富

7、，据对六种微量元素的测定，铜和铁都不缺乏，锰、钼、锌、硼有少量耕地缺乏，依次为0.37万亩、0.75万亩、0.58万亩、0.12万亩，分别占耕地面积的0.05%、0.11%、0.09%、0.02%。总的来看，西藏耕地目前基本不需要施微量元素肥料。从全国近几年来各地试验证明，微量元素在有些地区对农作物有明显的增产效果。实践证明，在增施氮、磷、钾肥料的基础上，因地制宜的施用微量元素肥料，也是保证作物增产的重要措施。,四、土壤养分的形态,土壤中所含各种养分根据其对植物的有效程度可分为5种类型：（一）水溶态养分（二）交换态养分（三）缓效态养分（四）难溶态养分（五）有机态养分,五、土壤胶体吸附离子的有效

8、性,交换性阳离子对植物的有效性如何，在很大程度上取决于它们从胶体上解吸或交换的难易。影响这些进程的主要因素是离子饱和度和陪补离子种类。（一）交换性离子的饱和度效应 土壤中某一种交换性离子的有效程度不仅与该离子的吸收总量有关，而且与该离子在土壤交换总量中的相对数量关系更大。某离子在土壤交换总量中的相对数量称为该离子的饱和度。其饱和度愈大，被交换而解吸的机会愈多，有效程度愈大。,（二）陪补离子效应,在土壤胶体上同时吸附着几种养分离子时，对其中某一种离子来说，其余的各种离子都是它的陪补离子。例如，土壤胶体同时吸附着K+、Na+、Ca2+、Mg2+等离子，就K+来说，Na+、Ca2+、Mg2+都是它的

9、陪补离子。在施肥时，可根据补偿离子有效性的大小，施用与土壤胶体吸附力强或弱的离子，去降低或提高另一离子的结合强度，以控制养分离子的有效性。另外由于不同类型的粘粒矿物所吸附的阳离子的牢固程度不同，对养分的有效性也有影响。如蒙脱石所吸附的阳离子大多位于晶层之间，而高岭石所吸附的阳离子则大多位于晶层的表面，故养分的有效性高岭石高于蒙脱石。,六、土壤供肥性能,土壤的供肥性能是土壤供应植物速效养分的能力和性质，它直接影响着植物的生长发育，是调节土壤养分和植物营养的主要依据。它主要决定于以下两个方面：土壤中速效养分的数量及持续供应时间。迟效养分转化为速效养分的速率。土壤的供肥性能与土壤中有机、无机胶体的性

10、质和数量有密切关系。首先，增加有机质对提高土壤中养分的有效性并改善土壤的供肥性能有明显作用。如在有机质分解过程中所产生的CO2，可以促进某些养分，特别是无机磷的释放。其次，由于腐殖质胶体为非晶形构造，而无机体胶体多为结晶状构造，因此二者在供肥性能方面存在有某些差别。,七、土壤养分的消耗与调节,土壤养分的消耗主要是指植物每年从土壤中吸收的养分，土壤中随水下渗淋失的养分以及在转化过程中以气态形式从土壤 逸出的氮，硫等养分。（一）植物对土壤养分的消耗（二）随土壤渗漏、地面径流而淋失（三）气化损失 另外，生物的吸收作用可使速效养分被植物、微生物暂时固定下来。由于化学吸收作用，使速效磷被固定为难以吸收的

11、状态。由于结晶矿物的晶状构造，NH+4及K+可被固定在晶格内。养分的这些固定作用对供应作物的需求也有一定影响。,第二节 土壤水分,土壤孔隙中所保持的水分直接参与或间接地影响着土壤、植物和其它方面的各种变化。土壤水分有固、液、气三态，其中以液态水最为重要。土壤水分是溶有各种无机盐与有机物的水溶液。除了刚施过化肥的土壤含有较多无机盐类的盐土外，土壤溶液的浓度一般都不高，约在200 1000ppm之间。当降水或灌溉水进入土体时，受到土粒分子引力、毛管力和重力等的作用，水分沿着土壤孔隙浸透、移动并被保持在土壤之中。土壤吸附水分的各种力共同对进入土壤的水分起作用，在一定的含水量范围内，其中某一种或几种力

12、起主导作用，从而决定了土壤水分的移动，以及被植物吸收利用的状况。,一、土壤水分的保持,土壤水存在于土粒表面和土粒间的空隙中，主要是要被土粒对水的吸附力与土壤毛管空隙中的毛管力所保持。（一）吸附力 吸附力主要指土粒表面分子与水分子之间的吸引力和胶体表面电荷对水的极性引力。（二）毛管力 土粒间的空隙很细小，可以把它看成细小的近乎圆形的毛细管。毛管力的作用发生在固（土粒构成的毛管壁）、液（土壤液态水）和气（土壤空气）三相交界处。,二、土壤水分的类型,（一）土壤吸湿水 由于干燥的土壤颗粒吸收气态水而保持在土粒表面的水分，成为吸湿水。（二）土壤膜状水 土壤水分达到最大吸湿量以后，土粒在与液态水接触时，依

13、靠剩余的分子引力，仍可以吸持液态水中的水分子，并在吸湿水的外围形成一层薄薄的水膜，即膜状水。（三）土壤毛管水 存在于土壤毛管空隙中、由毛管力所保持的水分。（四）重力水 进入土壤的水量如果超过了土壤颗粒的引力和毛管力的范围，水分就会在重力影响下沿着大空隙（空气空隙）向下移动，这种水称为重力水。,三、土壤水分常数与土壤水分有效性,（一）土壤水分常数 土壤具有保持一定数量水分的能力称为持水性或保水性。土壤所保持的水量即为土壤含水量或蓄水量。如吸湿系数、萎蔫系数、毛管断裂含水量、田间持水量、全蓄水量等。这些数值的大小主要决定于土壤的质地及结构状况。（二）土壤水分的有效性 在土壤保持的水分中，可以被植物

14、吸收利用的那一部分称为有效水，而另一部分不能被植物吸收利用的称为无效水。,四、土壤水分含量的表示方法,土壤含水量的测定方法主要是烘干法。近年有的采用中子仪、张力计、微波电测、r射线等方法，还有电石法、红外线烘干、酒精灼烧、砂盘烘烤或钢锅炒干等简法。常用的土壤水分含量表示方法有以下几种：（一）以占土壤重量的百分数表示 即土壤中实际的水量占烘干土重的百分数。这是土壤学中最常用的方法（风干土通常含有吸湿水，在计算土壤分析结果时，应扣除吸湿水含量，以烘干土为基准）。,（二）以占土壤体积的百分数表示,例如：某土壤含水量（重量%）为20.3%，土壤容重为1.2，则土壤含水量（容积%）=20.31.2=24

15、.4若土壤孔隙度为55%，则空气所占体积为55%-24.4%=30.6%,（三）以田间持水量的百分数表示,土壤相对含水量是以土壤实际含水量（变数）占该土壤田间持水量（常数）的百分数来表示：,一般认为，土壤含水量以占田间持水量的6080%时最适宜作物生长发育。,（四）土壤蓄水量,为了便于比较和计算土壤含水量与降雨量、灌水量和排水量之间的关系，常将土壤含水量换算为水层厚度（）或体积（m3/亩），即以土壤蓄水量（或贮水量）来表示。水层厚度（）=土层深度（）土壤含水量（容积%）（五）以占全蓄水量的百分数表示 即将土壤水分重量百分数折算成占全蓄水量的百分数，这在水稻田落干晒田等工作中常用。,（六）墒情表

16、示法,我国北方以旱作为主的地区常把旱地土壤的含水状况称为墒情。验墒，就是根据耕作层的土壤湿润程度、颜色、手捏时的特征和感觉等来判断土壤的含水状况。田间验墒工作常在播种前或作物生育期内进行，为耕作、播种、灌溉等农业技术措施提供依据。在验墒时，群众特别注意检查地表干土层的厚度，因为它是土壤旱情的一项重要指标。例如，干土层厚度约为35，而下层土壤墒情较好时适于播种。如干土层已增厚至10以上，则属旱象严重，必须灌溉，否则会影响播种出苗。据群众经验，华北、西北黄土地区的土壤墒情可分为：黑墒以上、黑墒、黄墒、灰墒、干土等五类；其土壤含水量分别约为23%以上、20%23%、12%20%、8%12%及8%。,

17、五、土水势和土壤水吸力,（一）土水势及其分布 水势是指土壤所具有的自由能。土水势包括几个分势：由弯月面力和吸附力所引起的基膜势（基质势），由溶质引起的渗透势，由重力引起的重力势以及由气压势、静水压势等引起的压力势等。这些分势可累加如下：土水势（）=基质势（m）+渗透势（s）+重力势（g）+压力势（）基膜势 在不饱和情况下，土壤水是由土壤的吸附力和毛管力所保持的。,渗透势 它是由土壤体系中所有溶质共同引起的。纯自由水的渗透势为零，在相同温度压力下，土壤溶液中的溶质和水分子之间有吸力，使水分的能量水平降低，所以溶液的渗透势也是“负值”。渗透势的意义与渗透压相似，但符号相反。土壤水中溶解的溶质越多，

18、渗透势就越低，其绝对值也就越大。重力势 所有的土壤水都受重力的作用，从而产生重力势。压力势 在参比标准状况下，水所承受的压力就是大气压力。在不饱和的土壤孔隙中没有充满水，未充满水的孔隙与大气相通，此时土壤水所承受的压力就是大气压力，与参比标准相同。,（二）土水势的优点及表示方法,利用土水势说明土壤水分问题的优点是：它表明了土壤水的能量状态，而不是简单的数量关系。把它看作是土壤水运动的推动力，可以在不同的土壤间作为同一的指标或尺度来使用。水势的数值可以在土壤、植物与大气之间统一使用。能提供一些更为精确的测定手段。土水势的定量表示是以单位数量土壤水的势能值为准。单位数量可以是单位质量（单位：erg

19、/g或J/kg）、单位容积或单位重量。最常用的是单位容积和单位重量。单位容积土壤水的势能值用压力单位（bar或mbar）表示，而单位重量土壤水的势能值则用静水压力，或相当于一定压力的水柱高的厘米表示。,（三）土壤水吸力,土壤水吸力是指土壤水在承受一定吸力的情况下所处的能态，简称吸力、张力或负压力。土壤水吸力一般用与吸力相等的水柱高度（）表示。水柱愈高则吸力愈大。土壤水分数值与土壤水吸力呈相反的关系。即土壤含水量愈低，土壤水吸力愈大；土壤含水量愈高，土壤水吸力愈小。土壤水分达到饱和时，水吸力就接近于零。所以，各种土壤水分常数也能反映出特定的水分能量水平。田间持水量在不同质地土壤中有所不同，从1/

20、10bar（砂质土）到1/2bar（粘质土），通常取1/3bar。毛管断裂含水量在不同土壤中从0.4bar到1.0bar左右。饱和持水量（全贮水量）时，土壤水吸力接近于零。,（四）土壤水分特征曲线,把土壤水的能量指标（在非盐碱土上即土壤水吸力，也即基膜势）与土壤水的数值指标（即土壤含水量）的关系做成相关曲线，称为土壤水分特征曲线。这个曲线是用原状土样测定其不同土壤水吸力（或基膜势）下的相应含水量后绘制的。因此，利用土壤水分特征曲线既可以用土壤含水量查出其基膜势值，也能用基膜势求得土壤含水量。利用土壤水分特征曲线便于说明许多土壤水分性状的特点。,六、土壤水分运动,（一）液态水运动 土壤含水状况可

21、以分为两种，一是渍水及淹水的稻田土壤中的水分饱和状况，一是旱地土壤中只有部分孔隙中有水的不饱和状况。饱和水运动 影响饱和水运动的因素主要有：水压。这是使水通过土壤的推动力，主要是重力势梯度和压力势梯度。土壤孔隙状况。不饱和水运动 在田间多数条件下，土壤水分是在不饱和条件下发生移动的，称为不饱和流，即土壤中只有部分孔隙中有水时的水流。其推动力主要是基膜势梯度。,（二）水汽运动,当土壤含水量进一步减少，以致导水率近于零时，液态水的运动便基本停止，土壤水的运动形式就转化为以水汽运动为主。在干旱期间，土壤水不断地以水汽状态由表土向大气扩散，即土面蒸发。土面蒸发的强度决定于大气的蒸发力和土壤导水性质及土

22、壤含水量的多少。而蒸发力则决定于辐射、温度、空气湿度以及风速等气象因素。单位土壤表面蒸发的水量（即土面蒸发率）有以下三个明显阶段：大气蒸发力控制阶段（或称蒸发率不变阶段）。土壤导水率控制阶段（即蒸发率降低阶段）。扩散控制阶段。,（三）水的入渗与再分布,入渗（渗吸、渗透）是指水自土面进入土壤的过程，也称渗吸过程。再分布是指地表水层消失后，已进入土内的水分进一步移动和分布的过程。土壤入渗能力是土壤的重要性质之一，它决定着降水和灌溉水进入土壤的数量，不仅关系到对当季作物供水的数量，而且也关系到来年能供给作物利用的深层土壤贮水的数量，在山地、丘陵和坡地上，还决定着地表径流的大小和土壤侵蚀的强度。在地面

23、水层消失或停止供水后，入渗过程结束。但土壤内的水分在重力、吸力梯度和温度梯度的作用下继续运动，这个过程在土体深厚、没有地下水出现的情况下，称为土壤水的再分布过程，实际上是土壤水的不饱和流的移动过程。再分布过程随时间的推移速度减慢，全过程历时可达12年或更长。其深度主要决定于年降水量、地形和植被状况等。,七、土壤水分平衡,土壤水分平衡是指在一定容积土壤内水的收入和支出。在农田，主要是指根层土壤水的平衡。根层深度一般多指12米深度以内。在一定时期内，根层土壤含水量的变化，等于在这个时期内水分的收入和支出的差。土壤水分的收入项目包括降水、灌溉水以及其它来源的水，如四周地表经流水的流进、借毛管力上升的

24、地下水等。在农田主要是降水和灌溉水。土壤水的支出有地表径流、深层渗漏、土面蒸发和植物蒸腾等损失。由于蒸发和蒸腾很难分别测定，故常合在一起称为蒸散。,土壤水分平衡的原理在土壤和灌溉工作中的应用,（一）确定灌溉时间 例如：经测定，主要根层土壤内的水分含量为50，其中无效水量为30。根据常年观测的结果，这一时期内降水不多，平均为0.6/日，作物的需水量为1.6/日，若无地下水供给，则可估算出最迟应在什么时候灌水。（50-30）/（）=20（天）（二）了解作物的日耗水量 如4月8日对麦地灌拔节水前，根层土壤含水量为89.6，然后灌水45，则4月26日再测得同一根层土壤的含水量为100。在这一时期内并未

25、降水，灌水后又无深层渗漏（根据田间持水量估算），深层的含水量也无变化，则这一时期内平均日耗水量（）应该为4.3。89.6+45-100/26-18=4.3/日,八、土壤植物大气之间的水分关系,植物从土壤中吸水到最后蒸腾到空气中去，包括一系列的过程，主要有：土壤水向根表的流动；水由根表到根茎木质部的流动；水由根茎木质部到叶的流动；水在叶细胞间隙内的汽化；水汽通过孔腔或气孔扩散到近叶面的宁静空气层；水汽运动到外部大气中去。可以把水分在它们之间的移动当成一个系统的体系。这个体系称为土壤植物大气连续体，缩写成SPAC。在SPAC体系中，水流的基本规律是由水势高处流向低处，其流速在上述任何一个过程中都与

26、水势差成正比，与相应的阻力成反比。阻力在土壤中较在植物体内为大，而在叶至大气间更大。,第三节 土壤空气,一、土壤空气的特点(一)土壤空气中CO2的含量高于大气（二）土壤空气中氧的含量低于大气中的含量（三)土壤空气中水汽含量总是高于大气中的含量（四）土壤空气中有时还含有还原性气体 如甲烷（CH4）、硫化氢(H2S)、氢(H2)等，对植物生长不利。这种情况多出现在渍水或表土严重板结，以致通气不良的土壤上。,二、土壤空气与大气的交换,土壤空气中CO2不断地进入大气，大气中的O2不断进入土壤，土壤空气就是通过这种交换而得以更新。土壤空气与大气之间不断地进行气体交换的性能，称为土壤通气性。由土壤向大气排

27、出CO2和O2从大气进入土壤的气体交换作用，又称土壤的呼吸作用。土壤空气与大气进行气体交换的方式有：（一）气体分子的扩散作用（二）土壤空气与大气之间的整体交换,三、土壤空气对植物生长及土壤肥力的影响,（一）土壤空气与根系发育（二）土壤空气与种子萌发（三）影响土壤微生物活动和养分转化 土壤通气良好，氧气充足，好气性的有益微生物活动旺盛，土壤有机质分解迅速而彻底，能释放更多的速效养分，供植物吸收利用。通气不良，除根瘤菌、好气性自生固氮菌、硝化细菌等活动受到抑制并引起氮素损失外，还会产生过多的还原性气体如H2S、CH4等引起毒害作用。（四）土壤通气性与土壤氧化还原状况,四、土壤通气性的表示方法,表示

28、土壤通气性的方法，除空气孔隙度外，主要有氧化还原电位及氧扩散率。（一）氧化还原电位（Eh值）土壤通气状况的好坏决定了土壤的氧化还原强度。土壤氧化还原强度通常以氧化还原电位（Eh值）表示。（二）土壤的氧扩散率 土壤氧扩散率是指氧被作物呼吸消耗或被水分挤出后重新恢复的速率，以每分钟内扩散通过每平方厘米土层的氧的克数（或微克数）表示，它可作为土壤通气性的直接指标。旱地土壤一般要求在3040g10-3/cm2/min以上，植物才可良好生长。,第四节 土壤热量,土壤热量是引起植物、土壤微生物生命活动和土壤化学反应的一种能量，它同时还影响土壤水分、空气的运动和土壤中养分的转化。土壤温度是衡量土壤热量的一种

29、尺度，它主要决定于土壤热量的收支和土壤的热性质。掌握土壤热量状况的变化规律，并加以调节和控制，对满足植物对温热条件的要求和提高土壤肥力有重要意义。,一、土壤热量的来源与平衡,（一）土壤热量来源 土壤热量主要来源于太阳辐射能。土壤热量的其它来源有土壤中的有机质分解释放出的热量，地球内部传出的热能和某些化学反应所产生的热量等，它们的数量比起太阳辐射能要少的多。有的热源在一定条件下对调节土温有一定作用，例如利用骡、马粪作酿热物进行温床育苗等。（二）土壤热平衡 土壤表面吸收太阳辐射热后，部分以散射形式再返回大气，部分传给下层土壤，并用于土壤水分蒸发时的消耗，余下的热量才用于土壤本身的升温。土壤的热量平

30、衡是指土壤热量在一年中的收支状况，可以用下式表示：S=W1+W2+W3+R,二、土壤的热性质,（一）土壤热容量 土壤受热而升温或失热而降温的难易程度，常用热容量表示。土壤热容量是指单位重量或单位容积的土壤，当温度增加或降低1时所需要吸收或放出的热量。热容量越小，土壤受热后温度的变化越明显。（二）导热性 土壤在接受一定的热量后，除用于本身的升温外，还将部分热量传导给临近土层或大气，这种性质称为土壤的导热性。土壤的导热性用导热率（）来衡量。导热率是指厚度为1、两端温度相差1时，每秒钟通过1cm2土壤断面热量的卡数，单位：卡/(cms)。土壤热的传导总是由土温高处向土温低处。,（三）土壤的吸热性与散

31、热性,土壤对太阳辐射能吸收的能力称为土壤的吸热性。一般对太阳辐射能反射力弱的土壤吸热性就强，反之吸热性就弱。土壤吸热性的强弱决定于土壤的颜色、地面状况和覆盖等。土壤颜色愈深，吸热性愈强；地面平坦，则反射力强，吸热性小；南坡的土壤吸收太阳热量比北坡要多。土壤散热性就是土壤向大气散射热量的性能。它主要与土壤的水分蒸发和土壤辐射有关。土壤在白天吸热增温后，夜间就向外面放出辐射能，散失热量。农业生产上常采用铺草、壅土、盖灰、留茬等措施保护幼苗，预防冻害。,三、影响土壤温度的因素,（一）影响土温的外界因素 由于太阳辐射是土壤热量的主要来源，所以在不同纬度地区，土壤热量状况有显著差别。一般讲，纬度增高，地

32、面所得到的辐射能减少，因而高纬度地区土温一般低于低纬度地区。因地势不同而异，海拔高的地方土温低，低的地方土温高；同一地势，阳坡和半阳坡的土壤温度高，而阴坡和半阴坡的土壤温度较低。为此在早春育苗时要注意选择南向斜坡或筑成南向畦坡，以利于幼苗生长。植物覆盖和地面积雪既可以阻止太阳的直接辐射，也可以减少土壤热量向大气散发，土温比较稳定，变幅小。在冬季进行秸秆覆盖有利于保温，在夏季有利于降温。地膜覆盖则是早春增温、保墒的重要措施。,（二）影响土温的土壤因素,土壤组成的三相比、土壤有机质含量以及表土颜色等影响土壤的热性质，所以它们都能影响土壤温度。土壤水分含量是决定土壤温度的重要因素，特别是水稻土在淹水

33、期间，由于有水层存在，土壤温度比较稳定，日温差小，可以避免大气温度变化剧烈的不利影响（表316）。水稻土的温热特性除受水层深浅影响外，也与土壤的渗水速率、水源有关。渗水快或过水丘田，水的积蓄时间短，土壤不易增温。来自河、塘、库的灌溉水温度高于由田、山溪、山泉直接灌入的水温。另外，地下水位高的土壤一般土温也低。夹沟荫山田日照时间短，土温也低。,四、土壤温度的变化,（一）土温的日变化 表土最低土温约出现在日出时，最高温度约在下午12时，也就是在最强日射的12小时后（二）土温的年变化 土温的年变化是指在一年中各个月份或各个季节土温的变化。通常全年中地表温度从3月份开始升高，七月达到最高点，以后又逐渐

34、下降。随着土层深度的增加，最高或最低土温到达的时间推迟，土温变幅缩小。达到相当深度以后，土温便终年不变。土温的年变化对安排作物播种、生长和收获时期极为重要。,（三）土壤冻结和解冻,在冬季，很多地方上层土壤的温度降低到零摄氏度或零度以下时，土壤发生冻结。由于土壤水分并非纯水，或多或少的含有各种盐类，因此土壤开始冻结的温度一般在零度以下。土壤冻结时，先大孔隙，后小孔隙。通常湿土比干土冻结慢，砂土较粘土冻结深，耕翻的土壤比未耕的土壤冻结早，并且深。土壤冻层的厚度依各地气象条件、土壤性质、土壤水分含量和地面植被情况而异。季节性冻层的解冻主要是依靠地面吸收的太阳辐射热。湿润粘重土壤冻结时，由于体积增大，

35、会将冻结土层和植物根一起拔起，这种现象称为“冰隆”。在解冻时，隆起的土壤又会下陷，使植物根系受到严重的机械损伤，甚至造成幼苗死亡。,五、土壤热量状况对植物生长及土壤肥力的影响,土壤温度直接影响种子发芽和植物生长发育，对根系吸收水分和养分，土壤微生物活动等均有较大影响。各种农作物的种子发芽出苗要求适宜的土温条件。根系生长在土壤中，与土温关系密切。在土温适宜时，根系吸收水分和养分的能力强，代谢作用旺盛，细胞分裂快，根系生长迅速。适宜的土温能促进作物的营养生长和生殖生长。在一定范围内，土温高，土壤理化反应加快，有效养分释放多，土壤水分和土壤空气的运动加速，土壤微生物的活动也随土温变动而变化。所以土壤

36、温度的变化不仅直接影响作物生长，而且还深刻影响土壤中物质转化和肥力的高低。,第五节 土壤肥力因素的相互关系及其 调节,一、土壤肥力因素的相互关系 水、肥、气、热是植物在生长发育过程中不可缺少的因素。它们各自对植物生育起着特定的作用，是同等重要、不可替代的。但是，在一定的具体条件下，由于植物对各个肥力因素需要的程度，以及这些因素在土壤中的存在状况不同，可能是某一个因素起主要作用。土壤肥力因素之间的关系十分复杂。土壤中的水、肥、气、热状况彼此并非孤立，而是相互联系，相互制约的。其中某一因素的变化，都将引起其它因素的相应变化，而这些变化又受土壤物理、化学、生物等基本性质的制约。了解肥力因素之间的关系

37、，并据以确定适当的栽培措施，有助于协调并提高土壤肥力。,（一）土壤水分与空气的相互关系,土壤水分和空气都是流体，它们都存在于土壤孔隙中。在一定的土壤孔隙状况下，水多则空气少，水少则空气就多，所以土壤水分与空气在数量上是有矛盾的。只有在土壤结构良好、总孔隙度高、大小孔隙比例适当的条件下，水气才能协调供应，满足作物的需要。,（二）土壤水、气、热的相互关系,土壤水、气比例影响土壤的热容量、导热率，从而引起土壤温度的变化。湿土温度上升慢，下降也慢，不同土层深度的温度梯度也比较小。干土温度上升快，下降也快，不同深度土层的温度梯度也比较大。同时，土壤温度也影响毛管水运动的速度、方向，蒸发的快慢以及水分状态

38、的转化等。当土温较高时，土壤的蒸发量也较大，土壤易失水干燥，同时也易通气。土壤不同层次中的温度梯度也可引起土壤水分的运动，即从热处向冷处运动，特别是土壤冻结时，可导致土层滞水，通气不良。土温影响土壤中微生物活性的强度，从而影响土壤空气的组成以及土壤空气与大气之间气体的交换强度。,（三）土壤水、气、热与土壤养分的关系,1.土壤水气状况与土壤养分的关系 土壤中有机质的转化、矿物质的风化、有效养分向根系吸收面的移动以及植物对养分的吸收，在很大程度上取决于土壤的水、气、热状况。土壤养分状况也影响植物对水分的吸收和水分的利用效率。2.土壤热状况与土壤养分的关系 土壤中热状况对土壤养分的影响主要表现在：（1）养分的有效化；（2）营养离子被胶体的吸附与解吸；（3）土壤中营养离子向根系移动。所谓肥沃的土壤，不仅表现在土壤水、肥、气、热的绝对含量上，更重要的是决定于它们在这些错综复杂变化中所表现出来的相互协调性。这种协调性是土壤肥力发展的重要标志，也是培肥土壤的先决条件。,二、土壤肥力因素的调节,（一）土壤养分状况的调节（二）土壤水、气、热状况的调节 1.加强农田基本建设，提高土壤肥力 2.合理灌排，控制水分，调节气、热状况 3.精耕细作、蓄水保墒、通气调温 4.改善土壤结构及土体结构，调节土壤水、气、热状况 5.覆盖栽培，创造良好的土壤环境条件 6.保墒剂和保湿剂的应用,