土壤溫度

土壤溫度（soil temperature）簡稱地溫（groundtemperature）。地表溫度和地中溫度的總稱。土壤溫度的高低，與作物的生長發(fā)育、肥料的分解和有機(jī)物的積聚等有著密切的關(guān)系，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的環(huán)境因子。土壤溫度也是小氣候形成中一個極為重要的因子，故土壤溫度的測量和研究是小氣候觀測和農(nóng)業(yè)氣象觀測中的一項重要內(nèi)容。土壤溫度的升降，主要決定于土壤熱通量的大小和方向，但也與土壤的容積熱容量、導(dǎo)熱率、密度、比熱和孔隙度等土壤熱力特性和土壤含水量有夫。對于非水平地表來說，還與坡地方位和坡度大小有關(guān)。

對一般土壤來說，太陽輻射能是其熱量的主要來源，生物熱量與地?zé)嶂皇窃谀承┨囟ǖ臈l件下才能發(fā)揮作用。

（1）太陽的輻射能。土壤吸收的熱量首先決定于到達(dá)地球的有效太陽輻射能的數(shù)量。在相對少云干旱區(qū)，有75%的太陽輻射能可以到達(dá)地面。與此相反，在多云濕潤區(qū)，只有35%~40%的太陽輻射能到達(dá)地面。大概只有5%~15%的凈輻射在土壤及植被中以熱能儲存起來。任何特殊地點的太陽輻射能主要決定于氣候。但是進(jìn)入土壤的能量還受到其他因素的影響，如顏色、坡度、植被。眾所周知，暗色土壤要比淺色土壤吸收更多的熱能，并且紅色和黃色的土壤要比白色土壤的溫度上升的快，但是這種情況并不含有暗色土壤總是溫暖一些的意思。因為暗色土壤通常有機(jī)質(zhì)含量高而且保持著大量水分，水分本身也要升溫和蒸發(fā)，所以實際情況正好相反。

（2）生物熱。微生物分解有機(jī)質(zhì)的過程是放熱過程，釋放出的熱量，一部分被生物用來作為進(jìn)行同化作用的能源，而大部分用來提高土溫。一般來說細(xì)菌對于熱量的利用系數(shù)(指微生物同化的能量占有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化總能量的百分?jǐn)?shù))很少超過50%，無機(jī)營養(yǎng)型的細(xì)菌則更低，可見，微生物分解有機(jī)物在提高土溫上有一定的作用，但是，土壤的有機(jī)質(zhì)含量一般不多，故其作用有限。

（3）地球的內(nèi)熱。地球內(nèi)部也向地表傳熱。因為地殼導(dǎo)熱能力很差，每平方厘米地面全年從地球內(nèi)部獲得的熱量總共也不過54卡，比太陽常數(shù)小十余萬倍。從地層的20m深處往下，深入20~40m(平均為33m)，溫度才能增加1℃，所以與太陽輻射能相比，地球熱對土壤溫度的影響很小。但是，在地?zé)釒В鐪厝浇?，這一因素則不可忽視。

隨著太陽輻射晝夜或季節(jié)變化，地表溫度亦隨之發(fā)生周期變化。在每一個溫度變化周期里，各出現(xiàn)一次最高值和一次最低值。隨著土壤深度的增加，其溫度最高或最低出現(xiàn)的時間逐漸延遲。從許多地區(qū)圖文觀測資料得知，土層深度每增加1m，最高(或最低)圖文出現(xiàn)的時間延遲20~30d。同時，隨著土層深度的增加，土溫的年變幅將迅速變小。土溫日變化與年變化相類似，表層土溫變幅遠(yuǎn)大于深層土壤，而且＞20cm土層日變化曲線幾乎呈平行線，也就是說，土壤溫度日變化幅度低于年變幅。

1、耕作。耕作措施可以調(diào)節(jié)土壤，壟作、中耕、深翻、鎮(zhèn)壓、培土等措施，由于改變了太陽的入射角、土壤空隙度、土壤水分狀況等，均可起到調(diào)節(jié)土壤的作用。“鋤頭底下有火”，北方早春氣溫低，當(dāng)土壤含水量較高時，土溫不易上升，對春播和作物出苗不利，可采用深鋤，松表土，散表熵，提高地溫。作為苗期，早中耕，地發(fā)暖，通過深耕，可以提高土溫，同時加強(qiáng)土壤的穩(wěn)溫性。起壟種植能增加土壤表面及近地層氣溫，并有利于排水，據(jù)測定，壟作5cm深處，日平均土溫能增加2℃~3℃，溫度日較差比平地高3℃~4℃，最低洼下濕地和某些作物的良好的耕作種植形勢。

2、灌溉和排水。水分具有大的熱容量、導(dǎo)熱率和蒸發(fā)潛熱，土中水分含量又與土壤的反射率有關(guān)。因此，調(diào)節(jié)土壤水分含量對土壤熱狀況有較大影響。對土壤進(jìn)行灌溉，由于下述原因：①土色加深，地面反色率降低；②地表溫度下降，地面長波輻射減少；③由于近地面水汽增加、大氣逆輻射增加，因而，一般白天灌溉地表輻衡有所增加，土壤導(dǎo)熱率也因土壤濕度增加而增大了。因此，水運用的適宜，有增溫、降溫、保溫的作用。早春秧田，高溫晴天，日灌夜排，或全天灌水，以水層護(hù)田，緩和氣溫與土溫的突變，使土溫趨于穩(wěn)定，起到保溫的作用。寒冷晴天，則日排夜灌，田面水層消失，增加了土壤空氣容量，土溫上升快，起到保溫的作用。

3、施肥。肥料不僅可以肥田，而且可以調(diào)節(jié)土溫。各種有機(jī)肥，在其分解過程中，可以放出不同的熱量，按其發(fā)熱量的大小，有熱性肥、溫性肥、涼性肥。熱性肥如馬糞、羊糞、菜子餅；溫性肥如豬糞、人糞秸稈肥等；涼性肥如牛糞、塘泥、陰溝泥等?！袄渫辽蠠岱?，熱土上冷肥”，這種合理施肥方法，充分發(fā)揮了肥料的熱特性，對作物生長有很大的好處。此外，施用草木灰和有機(jī)肥料，能使土色變深，增加土壤的吸熱能力，也起提高土溫的作用。

4、覆蓋。覆蓋是調(diào)節(jié)土溫最常用的手段之一。根據(jù)其作用原理不同，可分為透明覆蓋與非透明覆蓋。前者是用尼龍薄膜、玻璃、油紙等材料。后者用植物稈、草簾、蘆葦、回飛瀝青制劑等。此外，一些地區(qū)還使用土面增溫劑以提高苗床溫度。其原料主要是脂肪酸渣制劑或瀝青制劑，也有的用天然動物植物油油腳制成。土面溫度劑的效果與土壤水分、天氣、季節(jié)等條件密切相關(guān)。噴施后，一般有效期為15~20d。

5、設(shè)置風(fēng)障。寒冷多風(fēng)地區(qū)風(fēng)障能起到降低風(fēng)速、減少地面亂流和蒸發(fā)耗熱的作用。障前地面(向陽面)還能增加反射輻射和減少地面有效輻射損失，因此，它可以有效地提高溫度，有利于作物育苗和安全越冬，減少霜凍危害。在大風(fēng)期間可減低風(fēng)速40%~60%，提高秧苗溫度1℃~3℃。北方地區(qū)設(shè)置風(fēng)障，使凍土層后變薄，春季解凍早，可早播種。一般風(fēng)障改善土溫的有效距離是障身高的5~8倍，增高障身，能提高投資效果。