土壤熱量狀況

土壤中任何一種化學(xué)和生物化學(xué)過程以及作物生長發(fā)育活動都是在一定溫度范圍內(nèi)進行的，在合適的溫度范圍內(nèi)，隨著溫度增加，各種活動都在增強。由于熱量的增加與減少，導(dǎo)致土壤溫度的變化，從而影響著有機質(zhì)的積累與分解、土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化以及作物的生長。因此，只有充分了解土壤的熱量狀況，掌握土壤溫度的變化規(guī)律，有效地控制和調(diào)節(jié)土壤的熱狀況，才能達到提高土壤肥力和作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目的。

土壤的熱特性

土壤的熱能主要來源于太陽輻射，土壤微生物活動產(chǎn)生的生物熱、土壤內(nèi)各種生化反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)熱和來自地球內(nèi)部的地?zé)?，也能不同程度地增加土壤的熱量。土壤的溫度狀況受環(huán)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(dǎo)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溫度增加１℃時所需的熱量數(shù)，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溫度的變化難易程度。土壤熱容量越大，土壤升溫所需要的熱量越多，土溫不易升降，溫差小，俗稱“冷性土”，如黏土。而熱容量小，土溫易升降，溫差大，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(zhì)組成的比例，三相物質(zhì)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(zhì)的重量是不變的，有孔隙中的水和空氣含量經(jīng)常互相消長，因此，土壤熱容量經(jīng)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，保持土溫平穩(wěn)，以保證作物正常生長發(fā)育的。

土壤組成成分礦物質(zhì)土粒有機質(zhì)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(dǎo)熱性

土壤溫度變化不僅決定于熱量多少，熱容量大小，同時還決定于土壤導(dǎo)熱性。所謂導(dǎo)熱性，就是指土壤傳導(dǎo)熱量的性質(zhì)，其大小用導(dǎo)熱率來度量。導(dǎo)熱率指的是面積為１ｃｍ２，相距為１ｃｍ，溫度差為１℃的兩個截面，在１ｓ內(nèi)交換的熱量數(shù)，單位是焦耳／（厘米·秒·度）［Ｊ／（ｃｍ·ｓ·℃）］。土壤導(dǎo)熱率的大小決定于土壤固、液、氣三相物質(zhì)的組成成分及其比例，實踐證明，空氣的導(dǎo)熱率最?。ū恚福玻膶?dǎo)熱率約為空氣的３０倍，土壤中常見礦物的導(dǎo)熱率大多為空氣的１００倍。由于土壤固相組成在數(shù)量上變化不大，因此，土壤導(dǎo)熱率的變化主要受土壤含水量及土壤松緊程度影響。土壤導(dǎo)熱率的大小，可以反映表層土壤受熱后土溫增加的難易程度以及土溫平穩(wěn)的程度。

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

土壤溫度狀況

土壤熱量基本來源于太陽輻射，環(huán)境和土地狀況影響著土壤對太陽輻射的吸收，氣溫的變化決定著土溫的變化。

土壤溫度的變化

土壤溫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，引起土壤溫度和大氣溫度的強烈晝夜變化。從表層１２ｃｍ的土溫來看，早晨自日出開始土溫逐漸升高，到下午兩點左右達到最高，以后又逐漸下降，最低溫度在天明之前５～６點（隨季節(jié)變化）。表層土溫日變化幅度較大，深層土溫變幅較小，一般在土深３０～４０ｃｍ處幾乎無變化。白天表層土溫高于底層，晚間底層土溫高于表層。

土壤溫度的年變化土溫和四季氣溫變化相似，通常全年表土最低溫度出現(xiàn)在１月～２月，最高溫出現(xiàn)在７月～８月。２月開始，土溫開始升高，９月中旬后土溫開始下降。表層土溫變化較大，隨著土層深度的增加，土溫的年變幅逐漸減少。

影響土溫變化的因素

緯度高緯度地區(qū)，由于太陽照射傾斜度大，地面單位面積上接受太陽輻射能就少、土溫低。而低緯度地區(qū)，太陽直射到地面上，單位面積上接受太陽輻射能就多，故土溫較高。

地形高山大氣流動頻繁，氣溫較平地低，土壤接受輻射能量強，但由于與大氣熱交換平衡結(jié)果，土溫仍較低于平地。

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，土溫高。

大氣透明度白天空氣干燥，雜質(zhì)少（透明度高），地面吸收太陽輻射能較多，土溫上升快。但晴空的夜晚，土壤散熱也多，因此晝夜溫差大。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(fā)而損失的熱能，霜凍前，地面增加覆蓋物可保土溫不驟降，冬季積雪也有保溫作用。地膜覆蓋，即不阻礙太陽直接照射，又能減少熱量損失，是增高土溫的最有效措施。土壤顏色深色物質(zhì)吸熱快，向下散熱也多，初春菜畦撒上草木灰可以提高土溫。

土壤質(zhì)地砂土持水量低，疏松多孔，空氣孔隙多，土壤導(dǎo)熱率低，表土受熱后向下傳導(dǎo)慢，熱容量小，地表增溫快，且溫差較大，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，春天播種要向后推遲。

土壤松緊與孔隙狀況疏松多孔的土壤導(dǎo)熱率低，表層土溫受熱上升快。表土緊實、孔隙少，土壤導(dǎo)熱率大，土溫上升慢。

土壤溫度的調(diào)節(jié)

土壤溫度與作物生長及土壤肥力有著極為密切的關(guān)系。土溫影響著種子萌發(fā)及根系生長，土溫變化對礦物風(fēng)化、微生物活動和有機養(yǎng)分轉(zhuǎn)化等也產(chǎn)生重大影響。為適應(yīng)作物生長需要及提高肥力，土壤溫度要進行人為地調(diào)節(jié)，主要是通過改變土壤熱特性來改善土溫狀況。

排水散墑

動腦筋：“早耪地、澇澆園”是生產(chǎn)上常用的方法，理論依據(jù)是什么？

地勢低洼，土壤過于潮濕，地溫較低，只有排除積水與降低地下水位才能提高地溫。黏重土壤，雨季滯澇也應(yīng)采取排水措施，還要搞好中耕散墑，它能使土壤熱容量和導(dǎo)熱率降低，有利于提高地溫。

灌溉

灌水可增加土壤濕度，從而提高土壤熱容量，使土溫平穩(wěn)。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，提高表層土壤溫度。

溫室效果

利用玻璃、透明塑料薄膜等建立溫室或塑料大棚，既能透過太陽輻射，又能阻止因地溫升高所產(chǎn)生的長波輻射透出，同時避免冷空氣的直接襲擊，可以提高地溫，此法多用于苗床和蔬菜栽培。

覆蓋

利用秸稈、草席、草簾等覆蓋地面，可減少土壤蒸發(fā)與散熱，防止地溫下降，抵抗冷空氣侵襲。利用馬糞、半腐熟肥覆蓋地面，也能起到提高地溫的作用。

風(fēng)障栽培與防風(fēng)林

風(fēng)障和防風(fēng)林能使風(fēng)速降低，氣流流動減少，減少土壤與冷空氣的熱量交換，從而防止土溫下降，風(fēng)障在蔬菜栽培中采用較多。