《土壤肥料学》第五章 土壤空气和温度 思考题解析

编者按：刘春生版《土壤肥料学》第五章 土壤空气和温度 学习和思考题解析。

1、土壤空气更新的方式及其影响因素有哪些？
土壤空气更新的方式是对流和扩散。
土壤空气的对流是指土壤与大气间由总压力梯度驱动气体的整体流动。也称为质流。
土壤空气的扩散是指在分压梯度的驱动下，使CO2不断从土壤中向大气扩散，O2不断从大气向土壤扩散的现象。一般认为扩散作用是土壤空气与大气进行交换的主要机制。
其影响因素有：气压、温度、降水或灌溉、耕作、镇压以及土壤表面的风力等因素。
2、与大气相比，土壤空气的组成有哪些特点？
土壤空气的组成与大气的组成基本相似，但某些气体含量有明显差异。土壤空气主要来自近地面的大气，少量是土壤是生物、生物化学和化学过程产生的气体。
土壤空气的组成特点有：土壤空气中CO2含量通常比大气高数倍至数十倍；土壤空气中的O2浓度低于大气；土壤空气中水汽含量高于大气；土壤空气中还原性气体浓度高于大气；土壤空气成分随时空而变化。
3、土壤空气和温度对植物生长有何影响？如何调控？
（1）土壤空气对植物生长的何影响：土壤通气性能的好坏，直接影响土壤肥力的有效利用，进而影响作物生长。土壤通气不良，则氧气不足，将抑制作物根系的呼吸作用，进而削弱根系吸收水肥的功能。土壤的通透性与水有直接关系，水又是影响土壤肥力的主要因素之一。土壤的通气状况对土壤中微生物的影响。在通气不良的情况下，嫌气性微生物占优势，有机质分解速度变慢，释放有效养分少，同时形成一些对作物有害的物质如硫化氢，低价铁锰和有机酸等。
其调控措施：人工划锄、中耕等；增施有机肥，如腐熟的动物粪便，作物秸秆等；增施微生物菌肥。
（2）土壤温度对植物生长的影响：影响植物种子萌发、植物根系生长、植物营养生长和生殖生长、土壤微生物的活动。
其调控措施：在农业生产中，土壤温度的调节通常是通过合理耕作、覆盖、灌溉和排水、应用增温保墒腐蚀剂等农业技术措施进行的。
4、影响土壤温度的因素有哪些？
影响土壤温度最重要的因子是太阳辐射量。随着地理位置、地形、季节、昼夜等变化，太阳辐射的条件不同，土壤温度也不同。一般来讲，随着纬度增高，地面所接受的辐射能减少，因此，高纬度地区的土壤温度一般低于低纬度地区(而中纬度地区生长季的土温往往很高)；高海拔的山地虽然接受的太阳辐射多，但土壤散热快，所以山地土壤的土温比平地变幅大；在坡地上，阳坡接受的辐射热多于阴坡，故阳坡土温显著高于阴坡，西坡与东坡相比，西坡耗于蒸发的
热量较少，用于增温的热量较多，故西坡土温一般高于东坡。土壤自身性质如土壤质地、颜色、结构、松紧度、孔性和含水量等不同，土壤的热性质也就不同，土温变化也有明显差异。
5、土壤的热特性包括哪些方面？它对土壤的热量状况有哪些影响？
土壤的热特性包括土壤热容量和土壤导热率。
（1），土壤热容量的大小随土壤含水量的增加而增大。一般情况下，砂土的含水量比黏土小，而空气含量相对较高，故其热容量一般低于黏土。所以砂土的温度容易升降，常称其为热性土，而黏土则相反，常称之为冷性土。农业生产中，可通过调节土壤水气的相对含量来调节土壤温度。
（2）土壤导热率的高低，对土温的时空变化影响很大。导热率低的土壤，如干燥的砂土，白天收入的热量不易下传，使受热的表层土温升高较快，夜间降温时下层热量也不易上传，使表层土温下降也快，所以昼夜温差大。而导热率高土壤，如黏质土，表层土温变幅小，昼夜温差小
6、如何调节土壤的通气状况？
土壤需具有适当的通气性，以保证土壤空气通过和大气进行气体交换而不断更新。土壤通气性主要取决于通气孔隙的数量多少，因此，改善土壤孔隙状况是调节土壤通气性的基本措施。
首先，从调节土壤质地人手改善土壤孔隙状况。对一般旱作土壤来说，正常的通气孔隙度需保持在10%以上。砂土、砂壤土和轻壤土容易保证这一要求，但在中壤土、重壤土以至黏土中，其通气孔隙度往往偏低。因此，对这类土壤应在注意控制其土壤水分的前提下进行质地调节。
其次，土壤中的团粒结构表现孔性良好，因此，合理施用有机肥，以促进团粒结构的形成也是改善土壤通气性的基本途径。
第三，如中耕松土，深耙勤锄，打破土表结壳等措施，也都有利于改善土壤的通气性。如果将耕作、施肥、改土、控水相结合，对土壤通气性的调节有更明显的效果。
比如水田，由于其淹水耕作等特点和旱地不同，一般不易保持像旱地一样的团粒结构，但在适当增加有机肥料的前提下，通过干耕、晒田、搁田、烤田等措施，也可以使分散的细微土粒黏聚在一起形成较稳定的微团聚体。这种微团聚体的内部，在晒田后灌水时，可以闭蓄一部分空气，有调节水田土壤空气的效果。
7、早稻育秧时，采用“日排夜灌”方式来提高土温，试解释其原因。
灌溉可及时补充土壤水分。土壤含水多，土温低。灌水时间、数量和方法应根据具体情况而定。一般在天气干旱、土壤含水量降到相对含水量的60%左右，而植物又处于需水临界期时进行灌溉。早秋耕、早春耕可提高土温。旱田冬前冻水，可起到防寒、杀虫、防旱的效果。在水稻种植中，可用水层厚度来调节土温。如果土壤中含水过多，可排除渍水。排水结合耕翻晒垈或播种前耕地散墙，可使土壤热容量变小，提高土温。
8、简述土壤温度和通气状况对土壤肥力的影响。
（1）土壤温度对土壤肥力的影响：影响土壤中的各种化学反应、土温对土壤中生物学过和的影响、影响土壤的机质和氨素的积累、土温对水、气运动的影响。
（2）土壤通气状况对土壤肥力的影响：土壤空气的数量和O2的含量对微生物活动有显著的影响。02充足时，有机质分解速度快，分解彻底，氨化过程加快，也有利于硝化过程的进行，使土壤中有效态氮丰富。缺O2时，则有利于反硝化作用的进行，造成氮素的损失或导致亚硝态氮的累积而毒害植物根系。土壤空气中CO2 的增多， 使土壤溶液中CO3*2-和HCO3*-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。