土壤熱性質(zhì)

土壤的熱性質(zhì)

含濕土壤的熱物理性質(zhì)研究

水熱條件與土壤性質(zhì)對農(nóng)田消化作用的影響2100433B

土壤熱性質(zhì)是決定土壤熱狀況的內(nèi)在因素,也是農(nóng)業(yè)上控制土壤熱狀況,使其有利于作物生長發(fā)育的重要物理因素，可通過合理耕作、表面覆蓋、灌溉、排水以及施用人工聚合物等措施加以調(diào)節(jié)。

土壤熱容量又稱土壤比熱，即每單位土壤當溫度升高 1℃時所需的熱量。以土壤重量為單位時稱土壤重量熱容量(Cp)；以土壤容積為單位時稱土壤容積熱容量(Cv)。干燥土壤的容積熱容量等于土壤重量熱容量與土壤容重的乘積。

土壤各組分的熱容量不同。其中以水的熱容量為最大，空氣的容積熱容量最小，因而土壤水是影響熱容量的主導因素。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常通過水分管理來調(diào)節(jié)土壤溫度，如低洼易積水地區(qū)在早春采取排水措施促使土壤增溫，以利種子發(fā)芽等。

土壤導熱率　是表征土壤導熱性質(zhì)的物理參數(shù)或導熱系數(shù),即在穩(wěn)態(tài)條件下每秒鐘通過截面積為1平方厘米、長度為1厘米、兩端溫差為1℃的土柱時所需的熱量。數(shù)學表達式為：

式中λ為導熱率;Q為T 時間內(nèi)、流經(jīng)厚度為d、橫截面積為A的土柱的熱量;t1和t2為土柱兩端的溫度,(t1-t2)/d為溫度梯度。

土壤各組分的導熱率不同：礦物的導熱率最大，其次為水，空氣的導熱率最小。

土壤導熱性的調(diào)節(jié)主要依靠土壤水，如在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中通過灌水增加土壤含水量以防霜凍等。

土壤導溫率 　是表征土壤導溫性的物理參數(shù)（或導熱系數(shù)），有時也稱溫度擴散率或溫度擴散系數(shù)。其物理含義是在標準狀況下，在土層垂直方向單位土壤容積中，流入相當于導熱率λ時的熱量后所增高的溫度，單位為平方厘米/秒。其與導熱率的關系式：式中Kt為導溫率；Cv為容積熱容量。

土壤水分對土壤導溫性有明顯影響，一般呈雙曲線關系，即從干土變?yōu)闈裢習rKt值不斷增加，但當土壤水分含量超過一定限度時Kt值即不斷下降，其轉折點因土而異。耕層土壤的 Kt常數(shù)低于底層。如南京黃棕壤0～50厘米土層的Kt為3.11×10-3厘米2/秒，而50～100厘米土層的Kt值為4.92× 10-3厘米2/秒，上下土層間Kt的差異較大。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中為了解土壤剖面不同深度在不同時間內(nèi)土壤溫度的變化規(guī)律，常需測定土壤導溫率。

由于土壤是一個不均質(zhì)體，其組分的變化常受時間和空間變化的影響，決定土壤熱性質(zhì)的各個參數(shù)只是相對穩(wěn)定，并不是絕對常數(shù)。

見土壤物理。

土壤物理性質(zhì)之一。指影響熱量在土壤剖面中的保持、傳導和分布狀況的土壤性質(zhì)。包括3個物理參數(shù):土壤熱容量、導熱率和導溫率。土壤熱性質(zhì)是決定土壤熱狀況的內(nèi)在因素,也是農(nóng)業(yè)上控制土壤熱狀況,使其有利于作物生長發(fā)育的重要物理因素，可通過合理耕作、表面覆蓋、灌溉、排水以及施用人工聚合物等措施加以調(diào)節(jié)。

土壤物理土壤熱容量

又稱土壤比熱，即每單位土壤當溫度升高 1℃時所需的熱量。以土壤重量為單位時稱土壤重量熱容量(Cp)；以土壤容積為單位時稱土壤容積熱容量(Cv)。干燥土壤的容積熱容量等于土壤重量熱容量與土壤容重的乘積。

土壤各組分的熱容量不同。其中以水的熱容量為最大，空氣的容積熱容量最小，因而土壤水是影響熱容量的主導因素。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常通過水分管理來調(diào)節(jié)土壤溫度，如低洼易積水地區(qū)在早春采取排水措施促使土壤增溫，以利種子發(fā)芽等。

土壤物理土壤導熱率

是表征土壤導熱性質(zhì)的物理參數(shù)或導熱系數(shù),即在穩(wěn)態(tài)條件下每秒鐘通過截面積為1平方厘米、長度為1厘米、兩端溫差為1℃的土柱時所需的熱量。數(shù)學表達式為： 式中λ為導熱率;Q為T 時間內(nèi)、流經(jīng)厚度為d、橫截面積為A的土柱的熱量;t1和t2為土柱兩端的溫度,(t1-t2)/d為溫度梯度。

土壤各組分的導熱率不同：礦物的導熱率最大，其次為水，空氣的導熱率最小。

土壤導熱性的調(diào)節(jié)主要依靠土壤水，如在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中通過灌水增加土壤含水量以防霜凍等。

土壤物理土壤導溫率

是表征土壤導溫性的物理參數(shù)（或導熱系數(shù)），有時也稱溫度擴散率或溫度擴散系數(shù)。其物理含義是在標準狀況下，在土層垂直方向單位土壤容積中，流入相當于導熱率λ時的熱量后所增高的溫度，單位為平方厘米/秒。其與導熱率的關系式： 式中Kt為導溫率；Cv為容積熱容量。

土壤水分對土壤導溫性有明顯影響，一般呈雙曲線關系，即從干土變?yōu)闈裢習rKt值不斷增加，但當土壤水分含量超過一定限度時Kt值即不斷下降，其轉折點因土而異。耕層土壤的 Kt常數(shù)低于底層。如南京黃棕壤0～50厘米土層的Kt為3.11×10厘米2/秒，而50～100厘米土層的Kt值為4.92× 10厘米2/秒，上下土層間Kt的差異較大。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中為了解土壤剖面不同深度在不同時間內(nèi)土壤溫度的變化規(guī)律，常需測定土壤導溫率。

由于土壤是一個不均質(zhì)體，其組分的變化常受時間和空間變化的影響，決定土壤熱性質(zhì)的各個參數(shù)只是相對穩(wěn)定，并不是絕對常數(shù)。

土壤力學性質(zhì)(又稱機械物理性質(zhì))包括黏結性、黏著性、可塑性和脹縮性，以及其他受外力作用而發(fā)生變形的性質(zhì)，這些性質(zhì)又稱為土壤結持性。土壤力學性質(zhì)與土壤耕作中的諸多問題，如耕作難易、耕作質(zhì)量、土壤壓板等密切相關。土力學就是研究土壤力學特性的土壤學分支學科。