土壤空气与温度

土壤热量状况

土壤中任何一种化学和生物化学过程以及作物生长发育活动都是在一定温度范围内进行的，在合适的温度范围内，随着温度增加，各种活动都在增强。由于热量的增加与减少，导致土壤温度的变化，从而影响着有机质的积累与分解、土壤养分的转化以及作物的生长。因此，只有充分了解土壤的热量状况，掌握土壤温度的变化规律，有效地控制和调节土壤的热状况，才能达到提高土壤肥力和作物高产优质的目的。

土壤的热特性

土壤的热能主要来源于太阳辐射，土壤微生物活动产生的生物热、土壤内各种生化反应产生的化学热和来自地球内部的地热，也能不同程度地增加土壤的热量。土壤的温度状况受环境条件和土壤的热特性的影响，土壤的热特性包括土壤的热容量和土壤的导热性能。

土壤热容量

土壤热容量指单位体积或单位重量的土壤温度增加１℃时所需的热量数，以Ｊ／（ｇ·℃）或Ｊ／（ｃｍ３·℃）为单位表示，又称重量热容量和容积热容量。

土壤热容量的大小可以反映出土壤温度的变化难易程度。土壤热容量越大，土壤升温所需要的热量越多，土温不易升降，温差小，俗称“冷性土”，如黏土。而热容量小，土温易升降，温差大，又称“热性土，如砂土。

决定土壤热容量大小的因素主要是土壤固、液、气三相物质组成的比例，三相物质中，水的热容量最大（表８１），空气的热容量最小。土壤中固相物质的重量是不变的，有孔隙中的水和空气含量经常互相消长，因此，土壤热容量经常受含水量变化而改变。含水量增加，热容量增大，含水量降低，热容量减小。越冬作物灌越冬水，炎热夏季用井水灌溉，就是利用增加土壤含水量，增大热容量，保持土温平稳，以保证作物正常生长发育的。

土壤组成成分矿物质土粒有机质水空气

重量热容量／［Ｊ／（ｇ·℃）］０．８４１．８４～２．０１４．１８１．００

容积热容量／［Ｊ／（ｃｍ３·℃）］０．８４～１．２５—４．１８０．００１２５

土壤导热性

土壤温度变化不仅决定于热量多少，热容量大小，同时还决定于土壤导热性。所谓导热性，就是指土壤传导热量的性质，其大小用导热率来度量。导热率指的是面积为１ｃｍ２，相距为１ｃｍ，温度差为１℃的两个截面，在１ｓ内交换的热量数，单位是焦耳／（厘米·秒·度）［Ｊ／（ｃｍ·ｓ·℃）］。土壤导热率的大小决定于土壤固、液、气三相物质的组成成分及其比例，实践证明，空气的导热率最小（表８２），水的导热率约为空气的３０倍，土壤中常见矿物的导热率大多为空气的１００倍。由于土壤固相组成在数量上变化不大，因此，土壤导热率的变化主要受土壤含水量及土壤松紧程度影响。土壤导热率的大小，可以反映表层土壤受热后土温增加的难易程度以及土温平稳的程度。

物质名称银铜铅土壤砂粒水冰干燥土壤空气导热率／［Ｊ／（ｃｍ·ｓ·℃）］４．６０３．８５０．３５０．０２０．００６０．０２４０．００２１０．０００２

土壤温度状况

土壤热量基本来源于太阳辐射，环境和土地状况影响着土壤对太阳辐射的吸收，气温的变化决定着土温的变化。

土壤温度的变化

土壤温度的日变化土壤表层白天受阳光照射加热，夜间又以长波辐射形式散热，引起土壤温度和大气温度的强烈昼夜变化。从表层１２ｃｍ的土温来看，早晨自日出开始土温逐渐升高，到下午两点左右达到最高，以后又逐渐下降，最低温度在天明之前５～６点（随季节变化）。表层土温日变化幅度较大，深层土温变幅较小，一般在土深３０～４０ｃｍ处几乎无变化。白天表层土温高于底层，晚间底层土温高于表层。

土壤温度的年变化土温和四季气温变化相似，通常全年表土最低温度出现在１月～２月，最高温出现在７月～８月。２月开始，土温开始升高，９月中旬后土温开始下降。表层土温变化较大，随着土层深度的增加，土温的年变幅逐渐减少。

影响土温变化的因素

纬度高纬度地区，由于太阳照射倾斜度大，地面单位面积上接受太阳辐射能就少、土温低。而低纬度地区，太阳直射到地面上，单位面积上接受太阳辐射能就多，故土温较高。

地形高山大气流动频繁，气温较平地低，土壤接受辐射能量强，但由于与大气热交换平衡结果，土温仍较低于平地。

坡向受阳光照射时间的影响，一般南坡、东南及西南坡光照时间长，受热多，土温高。

大气透明度白天空气干燥，杂质少（透明度高），地面吸收太阳辐射能较多，土温上升快。但晴空的夜晚，土壤散热也多，因此昼夜温差大。若是阴雨潮湿天气，情况则正相反。

地面覆盖地面覆盖物可以阻止太阳直接照射，同时也减少地面因蒸发而损失的热能，霜冻前，地面增加覆盖物可保土温不骤降，冬季积雪也有保温作用。地膜覆盖，即不阻碍太阳直接照射，又能减少热量损失，是增高土温的最有效措施。土壤颜色深色物质吸热快，向下散热也多，初春菜畦撒上草木灰可以提高土温。

土壤质地砂土持水量低，疏松多孔，空气孔隙多，土壤导热率低，表土受热后向下传导慢，热容量小，地表增温快，且温差较大，所以早春砂性土可较一般地提早播种。黏性土与砂土正相反，春天播种要向后推迟。

土壤松紧与孔隙状况疏松多孔的土壤导热率低，表层土温受热上升快。表土紧实、孔隙少，土壤导热率大，土温上升慢。

土壤温度的调节

土壤温度与作物生长及土壤肥力有着极为密切的关系。土温影响着种子萌发及根系生长，土温变化对矿物风化、微生物活动和有机养分转化等也产生重大影响。为适应作物生长需要及提高肥力，土壤温度要进行人为地调节，主要是通过改变土壤热特性来改善土温状况。

排水散墒

动脑筋：“早耪地、涝浇园”是生产上常用的方法，理论依据是什么？

地势低洼，土壤过于潮湿，地温较低，只有排除积水与降低地下水位才能提高地温。黏重土壤，雨季滞涝也应采取排水措施，还要搞好中耕散墒，它能使土壤热容量和导热率降低，有利于提高地温。

灌溉

灌水可增加土壤湿度，从而提高土壤热容量，使土温平稳。冬前灌水可防止寒潮危害。

向阳垄作

起垄种植，白天可提高对太阳辐射能的吸收，提高表层土壤温度。

温室效果

利用玻璃、透明塑料薄膜等建立温室或塑料大棚，既能透过太阳辐射，又能阻止因地温升高所产生的长波辐射透出，同时避免冷空气的直接袭击，可以提高地温，此法多用于苗床和蔬菜栽培。

覆盖

利用秸秆、草席、草帘等覆盖地面，可减少土壤蒸发与散热，防止地温下降，抵抗冷空气侵袭。利用马粪、半腐熟肥覆盖地面，也能起到提高地温的作用。

风障栽培与防风林

风障和防风林能使风速降低，气流流动减少，减少土壤与冷空气的热量交换，从而防止土温下降，风障在蔬菜栽培中采用较多。