1、第二章溫 度,溫度是表示物體冷熱程度的物理量，是物體熱量平衡的結(jié)果，是農(nóng)業(yè)環(huán)境的一個重要因子，不但直接影響農(nóng)業(yè)生物的生命活動，而且通過對土壤、水體及其他農(nóng)業(yè)環(huán)境因子的影響，間接影響農(nóng)業(yè)生物，同時還影響農(nóng)事活動的進(jìn)行。,第一節(jié) 熱量交換方式,地球表面吸收太陽輻射后，不僅引起本身增溫，同時將熱量傳遞給下層土壤和低層大氣，導(dǎo)致土壤溫度和空氣溫度發(fā)生變化。這種影響通過熱量交換實現(xiàn)。 一、輻射熱交換： 地面與大氣之間、 空氣層間熱交換的主要方式。 二、分子傳導(dǎo)熱交換：土壤中熱交換的主要方式 。,三、流體流動熱交換：,對流（熱力對流、動力對流）：空氣在垂直方向大規(guī)模、有規(guī)則的升降運動。對流是下墊面和低層大

2、氣的熱量向高層大氣傳遞的主要方式。 湍流（也稱亂流）： 地表受熱不均，或空氣沿粗糙下墊面移動時，出現(xiàn)空氣小規(guī)模、無規(guī)則的運動。是下墊面和低層大氣間熱量交換的主要方式。對緩解貼地氣層的溫度變化起重要作用。 平流：空氣水平方向的大規(guī)模運動。平流是水平方向上熱量交換的主要方式。對緩解地區(qū)間和緯度間的溫度差異有很大作用。,四、潛熱交換 潛熱能：物質(zhì)在發(fā)生相變時所需吸收或釋放的能量（或熱量），簡稱潛熱。 分為蒸發(fā)和凝結(jié)潛熱；升華和凝華潛熱；凍結(jié)和融化潛熱。 潛熱交換是下墊面和大氣之間的間接能量交換方式。,第二節(jié)土壤溫度,一、影響土壤溫度的因子 （）、地面熱量平衡 地面熱量差額（地面熱量收入與支出差）是決

3、定地面溫度變化 的重要因子。地表溫度變化主要由地面熱量收支不平衡引起。,輻射差額（R）：地面凈輻射； 分子傳導(dǎo)熱通量（B）：地面與下層土壤的熱量交換； 亂流交換熱通量（P）：地面與近地氣層之間的熱量交換； 潛熱交換（LE）：通過水分蒸發(fā)或凝結(jié)進(jìn)行的熱量交換。 （汽化潛熱L=2.5kJ/g，E-蒸發(fā)或凝結(jié)量） （Qs為表層土壤的熱量收支，B為下層土壤的熱量收支,熱通量：單位時間通過單位面積的熱量(J.m-1 S-1 )。）,由于地面有一定厚度: B =Qs+ B QsRPBLE 地面溫度的變化取決于熱量收支各項變化的情況： Qs為正值，地面得熱大于失熱，溫度上升； QS0，地面熱量收支相等，溫度

4、保持不變； QS為負(fù)值時，地面得熱小于失熱，溫度下降。,(二）、地面溫度的高低還取決于土壤熱特性,1土壤熱容量（Cv）：單位體積土壤溫度升高或降低1 所需吸收或放出的熱量。 Cv = Q T V 單位：J.m-3 -1 影響土壤熱容量的主要因素是土壤水分和空氣的比：一般，土壤熱容量隨著土壤水分增加而增大，隨著土壤空氣的增加而減小。灌溉、耕翻后土壤熱容變化？ 吸收或放出相同熱量時，熱容量大的土壤升溫或降溫緩慢。,2土壤導(dǎo)熱率（）：土壤垂直梯度為1/ m ，每秒鐘所通過單位面積的熱量。 B-土壤熱通量：每秒鐘所通過單位面積的熱量。 B = - T/ z 單位：J（m s ） 導(dǎo)熱率表示物質(zhì)內(nèi)部由溫

5、度高部分向溫度低部分傳遞熱量的能力。土壤垂直梯度相同時，導(dǎo)溫率較大土壤，熱量傳導(dǎo)的速度快，因此，表土層溫度變化小，,影響土壤導(dǎo)熱率的主要因素是土壤組成成分及比例。,一般，土壤固體成分很少變化。 土壤導(dǎo)熱率隨著土壤水分增加而增大； 隨著土壤空氣的增加而減小。 隨著有機(jī)質(zhì)含量增加而減小。,3土壤導(dǎo)溫率（K）：導(dǎo)溫率表示土壤因熱傳導(dǎo)而消除土層間溫度差異的能力。直接決定土壤溫度的垂直分布。 K / Cv 單位：m2 /s 導(dǎo)溫率較大時，土壤不同層次間溫度差異小，表土層溫度變化的幅度減小，地面不易出現(xiàn)極端溫度。而深土層溫度變化的幅度增大。 土壤導(dǎo)溫率與土壤水分的關(guān)系復(fù)雜：濕度較小時，導(dǎo)溫率隨土壤水分增大

6、而增大；濕度過大時導(dǎo)溫率隨土壤水分增大而減小。,思考題：,1、潮濕土壤和干燥土壤相比誰的表土層晝夜溫差大？2、在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常采用松土、鎮(zhèn)壓、灌溉等措施土壤熱特性發(fā)生怎樣變化？,二、土壤溫度變化規(guī)律,（）、土壤溫度隨時間的變化 1 土壤溫度的日變化：土壤溫度一晝夜間隨時間的連續(xù)變化。最高溫度在13時左右，最低溫度在接近日出時候。 思考：一天中土壤Tmax出現(xiàn)的時間為什么落后于輻射？,土壤溫度日較差（日振幅）: 土壤日最高溫度和日最低溫度之差。 土壤溫度日較差主要決定于太陽高度角和土壤熱特性。還受季節(jié)、緯度、地形、土壤顏色、天氣狀況、自然覆蓋（植被和雪的覆蓋）等因子影響。,土壤表面的日較差隨著深度

7、增加逐漸減小 ,中緯度地區(qū)大約消失在1m左右 ， 該深度以下叫日恒溫層 。 隨著深度的增加，日最高溫度和最低溫度出現(xiàn)時間逐漸落后，大約每深10cm落后2.53.5h,2 土壤溫度年變化：一年中土壤溫度的周期性變化。中高緯度地區(qū)，月平均最高在7-8月，月平均最低溫在1-2月。,土壤溫度年較差（年變幅）： 一年中土壤最高月平均溫度和最低月平均溫度之差。 土壤溫度年較差大小受緯度、地表狀況和天氣等因子影響。 隨著深度的增加， 年最高溫度和最低溫度出現(xiàn)時間逐漸落后 ， 約每深1 m落后20-30 d,3 影響地表溫度變化的因素,太陽高度角大的季節(jié)或地區(qū)，太陽輻射日變化較大，土壤溫度日較差大。 土壤表面

8、的日較差隨緯度增高而減小。土壤表面的年較差隨緯度增高而增大。 地面狀況：凹形與凸形比，凹形地表溫度日、年變化較大。 天氣：晴天時地表溫度日變化大于陰天。 土壤質(zhì)地：砂土、壤土和粘土相比，砂土地表溫度日、年變化最大，壤土次之，粘土最小。 坡度 ：陽坡地表溫度日、年變化比陰坡大。 土壤顏色 ：顏色越深的土壤反射率越小，吸收的太陽輻射越多，地表溫度日、年變化越大。,（二）、土壤溫度的垂直分布,1日射型:由于土壤表面首先增溫引起，土壤溫度隨深度增加而降低的類型。一般出現(xiàn)在白天和夏季，13時和7月份的土壤溫度代表。 2輻射型:由于土壤表面首先冷卻引起，土壤溫度隨深度增加而升高的類型。一般出現(xiàn)在夜間和冬季

9、，01時和1月份的土壤溫度代表。 3過渡型（混合型）:土壤上下層溫度的垂直分布分別具有日射型和輻射型特征。一般出現(xiàn)于晝與夜或冬與夏的過渡時期。分別以09時、19時和4月、10月份的土壤溫度垂直分布為代表。,（三）、土壤的凍結(jié)與解凍,1土壤的凍結(jié)與解凍: 土壤凍結(jié): 當(dāng)土壤溫度降低到0以下時，土壤中水分與潮濕土粒發(fā)生凝固或結(jié)冰，使土壤變得非常堅硬，稱為土壤凍結(jié)。 土壤凍結(jié)與天氣、地勢、土壤結(jié)構(gòu)與濕度、地表覆蓋等有關(guān)。 東北凍土層達(dá)3m,華北1m以內(nèi),西北1m以上,長江以南和西南不到cm。 土壤解凍: 春季由于太陽輻射增強和土壤深處的熱量向上傳遞使凍土融解，稱為土壤解凍 。 返漿： 土壤剛解凍時，

10、由于凍土未化通，上面化凍的水分不能下滲而造成地面泥濘的現(xiàn)象。,2土壤凍結(jié)與解凍對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響 有利于土壤中空氣流通和水分滲透性的提高，能使下層水汽向上擴(kuò)散，增加耕層的水分貯藏量，緩解春旱。 土壤的凍結(jié)與解凍對作物也有很大影響。 東北利用返漿水種春小麥或頂凌耙耢地、頂漿打壟搶墑抓苗。,生產(chǎn)鏈接-,我省氣候特點是“十春九旱”， 在整地上，最好實行秋翻、秋耙、秋起壟。來不及秋起壟的，早春要頂凌耙耢，頂漿起壟。整好地，保住墑，是實現(xiàn)一次播種保全苗的最基本一環(huán)。 春季土壤墑情大致分三個時期：即頂凌期、返漿期和煞漿期。 頂凌期：在清明前后，即土壤化凍6-9厘米深。 返漿期：在4月中、下旬的谷雨前后。即土

11、壤化凍20-30厘米時?；瘍龊腿谘┑乃执罅烤奂?0-30厘米耕層土壤中。這時地表呈現(xiàn)松軟，耕層內(nèi)的土壤水分含量達(dá)到高峰；以后氣溫增高，失墑漸增。 在頂凌和返漿期內(nèi)，水分的損失主要是經(jīng)過毛細(xì)管，從地表蒸發(fā)。所以，耙耢和頂漿打壟其作用在于切斷土壤表層的毛細(xì)管，在地表造成疏松的隔層，以阻止水分的蒸發(fā)。當(dāng)進(jìn)入煞漿期，土壤水分蒸散以氣態(tài)和毛管作用結(jié)合進(jìn)行。所以，這時應(yīng)以壓耢結(jié)合防止氣態(tài)水損失的措施為主，并應(yīng)注意減少或避免過多的翻動土壤。為此，應(yīng)做好以下幾項整地保墑措施。,1、頂凌耙耢地 春回大地，凍層融化，土壤表現(xiàn)濕潤，這便是土壤返漿。為預(yù)防春旱應(yīng)特別珍惜并設(shè)法保住返漿水。 當(dāng)土壤化凍5厘米以上時，就應(yīng)對秋翻地進(jìn)行頂凌耙耢，整平耙細(xì)，壓碎坷垃彌死地表裂縫，可以多保住5%左右的水分，對保墑保苗有明顯效果，實踐證明實行耙壓耢結(jié)合，使土層上虛下實，才能達(dá)到整地保墑的作用。 2、頂漿打壟在未經(jīng)秋翻的原壟地上（尤其是低洼粘重地塊） ，當(dāng)土壤化凍一犁深時進(jìn)行頂漿打壟可以散墑晾垡，提高地溫，有利于適時早播，促進(jìn)早出苗。 3、鎮(zhèn)壓 返漿期以后，在經(jīng)過耙耢的耕地上，播