第6章 土壤空气及热量状况(2 / 2)
土来的热量状况是指在周年或一内上下土层间的温度变化情况,它是土地热平衡和士壤热特性共同作用的结果。土壤热平衡中各种因素的变化是决定土壤热量状况变化的基本原因。
1、土壤温度的时间变化
由于地球的自转和公转,使到达地面的太阳辐射出现周期性的日变化和年变化,因而土壤温度也相应地表现出周期性的日变化和年变化。温度的这种周期性变化,可以用较差和位相来描述。较差是指一定周期内,最高温度与最低温度之差。位相是指最高温度和最低温度出现的时间。
土壤温度的日变化
土表日间增热和夜间冷却所引起的土温昼夜变化成为土温日变化。观测表明,一天中土壤温度有一个最高值和一个最低值,两者之差为土温日较差。
②土壤温度的年变化
土壤表面温度的年变化,主要取决太阳辐射能的年变化。
一年中,月平均温度的最高值和月平均温度的最低值之差,称为温度年较差或年变幅。
2、土壤温度的垂直变化
由于土壤中各层热量昼夜不断地进行交换,使得土壤温度的垂直分布具有一定的特点。
日射型
土壤温度随深度增加而降低的类型。
②辐射型
土壤温度随深度增加而增加的类型。
③过渡型
土壤上下层温度的垂直分布分别具有日射型和辐射型的特征。
(四) 影响土壤热量状况的因素
1、天文及气象因素
与地面太阳辐射有关的纬度、季节及昼夜交替、大气组成、密度及其混浊度、云层的高度、厚度及其数量和与蒸发有关的风速、气压、相对湿度等。
2、地形地貌
包括海拔高度 、地形地势等因素,主要是通过辐射平衡来体现。
3、土壤的组成和性质
影响土温变化的土壤因素,包括土壤结构、质地、松紧度、颜色、湿度、地表状态及土壤水气含量等。
4、土面状况
地面覆盖后既减少吸热,也减少散热。在农业生产实践中,人们常通过覆盖(在土壤表面覆盖炉渣、草木灰或土杂肥等深色物质,也包括种植植被等)、灌溉、耕作来改变土壤状态,调节土壤温度状况,以利于作物生长。
三、土壤空气与土壤温度对植物生长的影响
(一)土壤空气对作物生长的影响
1、影响根系的生长发育
土壤空气影响根系的发育
②土壤空气影响根系的吸收功能
③土壤通气状况对根系吸水也有很大的影响
2、影响种子萌发
种子正常发育要求O?的质量分数在10%以上,如果小于5%,种子萌发将受到抑制。在土壤厌气条件下,土壤微生物分解有机质会产生醛类和酸类,也会影响和抑制种子的萌发。
3、影响土壤微生物活动
土壤通气良好,O?供应充足,大多数有益微生物活动旺盛,利于有机质矿质化,可以释放更多的速效养分供植物吸收利用。若微生物在缺O?情况下,对有机质分解慢而不彻底,不利于向植物供应有效养分。
4 、影响土壤养分状况
土壤通气性对氮素影响很大,在厌气条件下,只有固氮能力很弱的厌气性固氮菌能够活动,而固氮能力很强的根瘤菌和好气性自生固氮菌活动则受到抑制。土壤氨化作用可以在任何通气条件下进行,但硝化作用则需要供应足够的O?,通气不良,不但影响硝化作用进行,还可引起土内反硝化过程,造成土壤氮素损失。
5、影响作物抗病性
植物在感病后,呼吸作用加强,以保持细胞内较高氧水平,对病菌分泌的酶和毒素有破坏作用;呼吸提供能量和中间产物,利于植物形成某些隔离区阻止病斑扩大;伤口呼吸增强,利于伤口愈合,减少病菌侵染等。
6、影响土壤环境状况
土壤氧化还原状况和土壤中有毒物质质量分数状况。
二、土壤温度对作物生长的影响
1、影响根系的生长发育
土温对作物根系生长关系很密切,对根系的吸收能力有明显影响。
2、影响种子萌发
种子发芽出苗要求适宜土温,种子萌发速率随平均土温的提高而加快。
3、影响作物的生长发育
适宜的土温能够促进作物营养生长和生殖生长,对于块根、块茎类作物,土壤昼夜温差影响到产量和品质。
4、影响土壤微生物的活动
大多数土壤微生物要求的活动温度为15~40°C。土温过低或过高,超出这一温度范围,则微生物活动受到抑制,从而影响到土壤的腐殖或矿质化过程,影响到各种养分的形态转化,也就影响到植物的养分供应。
5、影响土壤养分状况
土温变化不仅直接影响作物生长,而且还影响土壤中物质转化和肥力的变化。由于土壤的化学、物理变化过程受土温影响很大,在一定范围内,土温高,物理、化学反应加快,有效养分释放多,土壤水分和土壤空气的运动加速,反之亦然。
6、影响土壤水分状况
土温升高时,土壤水的黏滞度和表面张力下降,土壤水的渗透系数随之增加,从而影响土壤水分的供应。
三、土壤空气、热量状况的调节
1、灌溉和排水措施
适宜的水分运用,有增温、降温、保温的作用。其原因有:
土色加深,地面反射率降低;
②地表温度下降,地面长波辐射减少;
③由于近地面水气增加、大气逆辐射增加,因而,一般白天灌溉地表辐射有所增加,土壤导热率也因土壤湿度增加而增大。
2、施肥措施
对于旱地土壤而言,促进团粒结构(如增施腐熟的有机肥)是改善土壤通气性的基本途径;
②肥料不仅可以肥田和改善土壤通气性,而且还可以调节土温。
根据不同热性质的有机肥进行合理施用,充分发挥了肥料的热特性,对作物生长有很大的好处。此外,施用草木灰和有机肥料,能使土色变深,增加土壤的吸热能力,也起提高土温的作用。
3、耕作措施
合理的耕作措施也有利于改善土壤的通气性,增加土壤总孔隙度。
4、其他措施
可通过覆盖、使用增温剂、设置风障等管理措施调节土壤温度。
覆盖是调节土温最常用的手段之一。
寒冷多风地区风障能起到降低风速、减少地面乱流和蒸发耗热的作用,有效地提高温度,有利于作物育苗和安全越冬,减少霜冻危害。