土壤空氣與温度

土壤熱量狀況

土壤中任何一種化學和生物化學過程以及作物生長髮育活動都是在一定温度範圍內進行的，在合適的温度範圍內，隨着温度增加，各種活動都在增強。由於熱量的增加與減少，導致土壤温度的變化，從而影響着有機質的積累與分解、土壤養分的轉化以及作物的生長。因此，只有充分了解土壤的熱量狀況，掌握土壤温度的變化規律，有效地控制和調節土壤的熱狀況，才能達到提高土壤肥力和作物高產優質的目的。

土壤的熱特性

土壤的熱能主要來源於太陽輻射，土壤微生物活動產生的生物熱、土壤內各種生化反應產生的化學熱和來自地球內部的地熱，也能不同程度地增加土壤的熱量。土壤的温度狀況受環境條件和土壤的熱特性的影響，土壤的熱特性包括土壤的熱容量和土壤的導熱性能。

土壤熱容量

土壤熱容量指單位體積或單位重量的土壤温度增加１℃時所需的熱量數，以Ｊ／（ｇ·℃）或Ｊ／（ｃｍ３·℃）為單位表示，又稱重量熱容量和容積熱容量。

土壤熱容量的大小可以反映出土壤温度的變化難易程度。土壤熱容量越大，土壤升温所需要的熱量越多，土温不易升降，温差小，俗稱“冷性土”，如黏土。而熱容量小，土温易升降，温差大，又稱“熱性土，如砂土。

決定土壤熱容量大小的因素主要是土壤固、液、氣三相物質組成的比例，三相物質中，水的熱容量最大（表８１），空氣的熱容量最小。土壤中固相物質的重量是不變的，有孔隙中的水和空氣含量經常互相消長，因此，土壤熱容量經常受含水量變化而改變。含水量增加，熱容量增大，含水量降低，熱容量減小。越冬作物灌越冬水，炎熱夏季用井水灌溉，就是利用增加土壤含水量，增大熱容量，保持土温平穩，以保證作物正常生長髮育的。

土壤組成成分礦物質土粒有機質水空氣

重量熱容量／［Ｊ／（ｇ·℃）］０．８４１．８４～２．０１４．１８１．００

容積熱容量／［Ｊ／（ｃｍ３·℃）］０．８４～１．２５—４．１８０．００１２５

土壤導熱性

土壤温度變化不僅決定於熱量多少，熱容量大小，同時還決定於土壤導熱性。所謂導熱性，就是指土壤傳導熱量的性質，其大小用導熱率來度量。導熱率指的是面積為１ｃｍ２，相距為１ｃｍ，温度差為１℃的兩個截面，在１ｓ內交換的熱量數，單位是焦耳／（釐米·秒·度）［Ｊ／（ｃｍ·ｓ·℃）］。土壤導熱率的大小決定於土壤固、液、氣三相物質的組成成分及其比例，實踐證明，空氣的導熱率最小（表８２），水的導熱率約為空氣的３０倍，土壤中常見礦物的導熱率大多為空氣的１００倍。由於土壤固相組成在數量上變化不大，因此，土壤導熱率的變化主要受土壤含水量及土壤鬆緊程度影響。土壤導熱率的大小，可以反映表層土壤受熱后土温增加的難易程度以及土温平穩的程度。

物質名稱銀銅鉛土壤砂粒水冰乾燥土壤空氣導熱率／［Ｊ／（ｃｍ·ｓ·℃）］４．６０３．８５０．３５０．０２０．００６０．０２４０．００２１０．０００２

土壤温度狀況

土壤熱量基本來源於太陽輻射，環境和土地狀況影響着土壤對太陽輻射的吸收，氣温的變化決定着土温的變化。

土壤温度的變化

土壤温度的日變化土壤表層白天受陽光照射加熱，夜間又以長波輻射形式散熱，引起土壤温度和大氣温度的強烈晝夜變化。從表層１２ｃｍ的土温來看，早晨自日出開始土温逐漸升高，到下午兩點左右達到最高，以後又逐漸下降，最低温度在天明之前５～６點（隨季節變化）。表層土温日變化幅度較大，深層土温變幅較小，一般在土深３０～４０ｃｍ處幾乎無變化。白天表層土温高於底層，晚間底層土温高於表層。

土壤温度的年變化土温和四季氣温變化相似，通常全年表土最低温度出現在１月～２月，最高温出現在７月～８月。２月開始，土温開始升高，９月中旬后土温開始下降。表層土温變化較大，隨着土層深度的增加，土温的年變幅逐漸減少。

影響土温變化的因素

緯度高緯度地區，由於太陽照射傾斜度大，地面單位面積上接受太陽輻射能就少、土温低。而低緯度地區，太陽直射到地面上，單位面積上接受太陽輻射能就多，故土温較高。

地形高山大氣流動頻繁，氣温較平地低，土壤接受輻射能量強，但由於與大氣熱交換平衡結果，土温仍較低於平地。

坡向受陽光照射時間的影響，一般南坡、東南及西南坡光照時間長，受熱多，土温高。

大氣透明度白天空氣乾燥，雜質少（透明度高），地面吸收太陽輻射能較多，土温上升快。但晴空的夜晚，土壤散熱也多，因此晝夜温差大。若是陰雨潮濕天氣，情況則正相反。

地面覆蓋地面覆蓋物可以阻止太陽直接照射，同時也減少地面因蒸發而損失的熱能，霜凍前，地面增加覆蓋物可保土温不驟降，冬季積雪也有保温作用。地膜覆蓋，即不阻礙太陽直接照射，又能減少熱量損失，是增高土温的最有效措施。土壤顏色深色物質吸熱快，向下散熱也多，初春菜畦撒上草木灰可以提高土温。

土壤質地砂土持水量低，疏鬆多孔，空氣孔隙多，土壤導熱率低，表土受熱後向下傳導慢，熱容量小，地表增温快，且温差較大，所以早春砂性土可較一般地提早播種。黏性土與砂土正相反，春天播種要向後推遲。

土壤鬆緊與孔隙狀況疏鬆多孔的土壤導熱率低，表層土温受熱上升快。表土緊實、孔隙少，土壤導熱率大，土温上升慢。

土壤温度的調節

土壤温度與作物生長及土壤肥力有着極為密切的關係。土温影響着種子萌發及根系生長，土温變化對礦物風化、微生物活動和有機養分轉化等也產生重大影響。為適應作物生長需要及提高肥力，土壤温度要進行人為地調節，主要是通過改變土壤熱特性來改善土温狀況。

排水散墒

動腦筋：“早耪地、澇澆園”是生產上常用的方法，理論依據是什麼？

地勢低窪，土壤過於潮濕，地温較低，只有排除積水與降低地下水位才能提高地温。黏重土壤，雨季滯澇也應採取排水措施，還要搞好中耕散墒，它能使土壤熱容量和導熱率降低，有利於提高地温。

灌溉

灌水可增加土壤濕度，從而提高土壤熱容量，使土温平穩。冬前灌水可防止寒潮危害。

向陽壟作

起壟種植，白天可提高對太陽輻射能的吸收，提高表層土壤温度。

温室效果

利用玻璃、透明塑料薄膜等建立温室或塑料大棚，既能透過太陽輻射，又能阻止因地温升高所產生的長波輻射透出，同時避免冷空氣的直接襲擊，可以提高地温，此法多用於苗牀和蔬菜栽培。

覆蓋

利用秸稈、草蓆、草簾等覆蓋地面，可減少土壤蒸發與散熱，防止地温下降，抵抗冷空氣侵襲。利用馬糞、半腐熟肥覆蓋地面，也能起到提高地温的作用。

風障栽培與防風林

風障和防風林能使風速降低，氣流流動減少，減少土壤與冷空氣的熱量交換，從而防止土温下降，風障在蔬菜栽培中採用較多。