土壤通氣

土壤空氣與近地層大氣之間不斷進行氣體交換的現象,也稱土壤通透性。

土壤和大氣間的氣體交換也主要是氧與二氧化碳氣體的互相交換,即土壤從大氣中不斷獲得新鮮氧氣,同時向大氣排出二氧化碳,使土壤空氣不斷得到更新·因而土壤與大氣的氣體交換,亦稱為土壤的呼吸作用·

基本介紹

  • 中文名:土壤通氣
  • 外文名:soil aeration
  • 概念:指土壤與近地面大氣之間的氣體交換
  • 意義:保證土壤空氣品質,使植物正常生長
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簡介

soil aeration

概念

土壤通氣性即土壤氣體交換的性能.主要指土壤與近地面大氣之間的氣體交換,其次是土體內部的氣體交換.

土壤通氣性的意義

土壤通氣性是土壤的重要特性之一,是保證土壤空氣品質,使植物正常生長,微生物進行正常生命活動等不可缺少的條件.
⑴土壤通氣不良,會影響微生物活動,降低有機質的分解速度及養分的有效性.
⑵土壤通氣不良還會使土壤中的有機質分解形成氫,氫能引起富含氧的鹽類以及三價鐵和四價錳的化學還原作用.
⑶土壤中氧少,二氧化碳多時,會使土壤酸度提高,適宜於致病黴菌的發育,易使作物感染病蟲害
⑷良好的通氣性是作物吸收大量水分必不可少的條件.

產生原因及影響因素

1,土壤通氣性產生的原因
⑴整體交換:土壤空氣交換也有人叫質流,對流. 主要由於近地層環境因子劇烈變遷所引起的土壤中所有空氣成分沿同一個方向的流動.如:風,氣壓變 化,溫度梯度變化,降水和灌溉的作用.
⑵氣體擴散:土壤中氣體分子因濃度梯度或氣體分壓不同而產生的氣體移動.土壤失出CO2,吸收O2,有人叫"土壤呼吸".氣體擴散規律服從FicK定律
2,影響土壤通氣性的因素
這是特定條件下的土壤氣體更新過程.土壤氣體交換要有兩個基本條件:一是土壤要有足量的孔隙容許氣體的進出;二是必須具有使氣體進出這些孔隙的充分可能性(各氣體的濃度具有差異,即具有壓力梯度).
⑴土壤與大氣間溫度和大氣壓的差異:
⑵土壤含水量的變化:
⑶土壤中空氣孔隙的數量,大小及聯通程度
⑷土壤與大氣或相鄰土層的氧和二氧化碳的濃度差

通氣性指標

1,土壤呼吸係數
單位時間內,單位面積的土壤表面擴散出的CO2容積對消耗O2的容積的比率.它可用來衡量土壤中生物活動的總強度.
正常情況下,土壤呼吸係數接近於1,若超過1則說明土壤通氣性差.
2,土壤中氧的擴散率
每分鐘內擴散通過每平方厘米土層的氧的克數(或微克數).其大小標誌著土壤空氣中氧的補給更新速率的快慢.
一般來說,土壤中氧的擴散率隨土層深度而降低.氧擴散率降低愈快,植物根系生長的深度愈淺.
3,土壤通氣量
單位時間,單位壓力下,通過單位體積土壤的空氣總量(CO2+O2).常用mL/(cm3·s)表示.土壤的通氣量大,表明土壤通氣性好.
4,土壤的通氣孔隙度
由於影響氣體擴散的主要因素是通氣孔隙的數量,氣體擴散速度(單位時間內通過土體的氣體數量)與土壤通氣孔隙的容積是直線函式關係,所以常用土壤中通氣孔隙的百分率作為衡量通氣性能好壞的指標.

土壤通氣性的調節

土壤通氣性好壞主要取決於土壤通氣孔隙的多少,調節土壤通氣性就要通過各種措施改善土壤孔隙狀況.
⒈改良土壤質地和結構
⒉耕作管理
⒊排水和灌溉

土壤的氧化還原狀況

土壤的氧化還原作用

土壤氧化還原作用主要是指土壤中某些無機物質的電子得失過程.
氧化反應即失去(或放出)電子的反應;還原反應則是得到(或吸收)電子的反應.
在土壤溶液中,氧化和還原反應是同時進行的.
對同一物質來說,以能吸收(得到)電子的狀態存在時為氧化劑,以放出(失去)電子的狀態存在時為還原劑.
土壤中氧化還原物質(除O2外)
還原態
元素
氧化態
CH4,CO
C
CO2
NH3,N2,NO
N
H2S
S
PH3
P
Fe2+
Fe
Fe3+
Mn2+
Mn
Mn4+
Cu+
Cu
Cu2+

土壤氧化還原體系的特點

⒈土壤中氧化還原體系有無機體系和有機體系兩類.
⒉土壤中氧化還原反應雖有純化學反應,但很大程度上是由生物參與的.
⒊土壤是一個不均勻的多相體系,即使同一田塊不同點位都有一定的變異,測Eh時,要選擇代表性土樣,最好多點測定求平均值.
⒋土壤中氧化還原平衡經常變動,不同時間,空間,不同耕作管理措施等都會改變Eh值.嚴格地說,土壤氧化還原永遠不可能達到真正的平衡.

土壤氧化還原電位

用此式可以說明土壤氧化還原電位和通氣性之間定性關係,不可計算而得,因為土壤是一個多體系平衡.一般是用電極法直接測定.
在不同類型土壤中,Eh值一般變動在100~800mV之間,有時會下降到負值.通氣良好的土壤表層Eh較高,沿著土壤剖面向下,Eh值逐漸降低,在地下水飽和處,土壤Eh有時為負值.
旱地土壤在田間持水量條件下Eh=200~750mV,多數為變化於300mV~400mV至600~700mV之間.
水田有時可以低到-200mv,此時,由於Fe,Mn的還原被淋溶到下層澱積,使水稻土壤發生明顯的土層分化.水稻土適宜的Eh為200~400mv

影響氧化還原作用的因素

⒈微生物的活動:消耗氧,釋放CO2.
⒉易分解有機的含量:有機物質分解過程是一個耗氧過程. 在一定的通氣條件下,土壤中的易分解的有機愈多,耗氧也愈多,其氧化還原電位就較低.
⒊土壤中易氧化和還原的無機物的含量:土壤的氧化體和硝酸鹽含量高時,可使Eh值下降得較慢.
⒋植物根系的代謝作用:根系呼吸和分泌物參與了氧化還原作用,水稻根系輸氧,根系附近為紅色的.
⒌土壤的pH值:一般隨pH升高而下降,下降幅度很複雜,隨母質類型,氣候特徵不同而不同.

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