土壤学.docx

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土壤学

Chap.2岩石、矿物的风化与土壤的形成

§1形成土壤的主要岩石类型

岩石：

矿物的集合体。

根据岩石的成因分为：

岩浆岩、沉积岩和变质岩

岩浆岩又可根据二氧化硅的含量分为：

酸性岩、中性盐、基性岩和超基性岩

岩石类别

SiO2（%）

FeO,Fe2O3

MgO,CaO

Na2O,K2O

主要岩石

主要矿物

颜色

比重

超基性岩

〈45

多

少

少

多

橄榄岩

橄榄石,辉石

深

浅

大

小

基性岩

45-52

辉长岩,玄武岩

斜长石,辉石

中性盐

52-65

闪长岩,安山岩

正长岩,粗面岩

斜长石,角闪石

酸性岩

〉65

花岗岩,流纹岩

石英,正长石,斜长石

沉积岩：

（在地表常温常压下，先生成的岩石风化剥蚀的产物、以及生物作用与火山作用的产物在原地或经外力搬运形成沉积层，再经固结成岩作用而成的岩石。

虽占地壳重量5%，占大陆面积75%）

砾岩（颗粒直径>2毫米）

砂岩（颗粒直径0.05-2毫米）

粉砂岩（颗粒直径0.005-0.05毫米）

粘土岩（颗粒直径<0.005毫米）

石灰岩（贝类动物的残骸堆积、压实和固结而成；也有纯化学沉淀作用生成的石灰岩）

变质岩：

（岩浆岩或沉积岩受到地壳运动或岩浆运动造成的高温高压和热气热液作用，而发生变质的岩石。

在变质过程中，矿物重新结晶或产生新矿物，或作定向排列，使原有岩石的结构、构造和矿物成分发生变化。

）

片麻岩（多由花岗岩变质而成）

石英岩（一般由石英砂岩变质而成）

大理岩（一般由石灰岩重新结晶而成）

片岩（大多由基性岩和超基性岩变质而成）

千枚岩（页岩、长石砂岩和酸性喷出岩变质而成）

§2形成土壤的主要矿物类型

矿物：

是经各种地质作用，自然产生于地壳中的化合物或化学元素，是具有一定化学成分和物理性质的自然均质体，是组成岩石的基本单位。

自然界矿物有三千多种，造岩矿物只有几十种，且主要是硅酸盐类（即硅的含氧盐）矿物（占地壳重量的80%）。

原生矿物：

形成于高温高压下的矿物即岩浆熔融体或热液中形成的矿物，这部分矿物仅经物理机械作用、破碎变小，保留在土壤中。

次生矿物：

原生矿物风化和成土过程中经化学变化，或由分解产物重新结合而成的矿物。

原生矿物

次生矿物

次生层状硅酸盐：

高岭石、蒙脱石、水云母、蛭石、绿泥石；

氧化物及其水化物：

氧化铁、氧化铝、氧化硅、氧化锰；

碳酸盐：

方解石（CaCO3）、白云石[CaMg（CO3）2]

§3岩石矿物的风化作用

风化作用：

地表矿物、岩石由于温度变化、水、大气以及生物的作用而发生崩裂、粉碎、分解和产生新矿物的现象。

岩石、矿物风化的程度和特点：

一方面决定于矿物、岩石本身的化学成分和结构，另一方面也取决于外界环境条件。

风化作用类型：

物理风化

化学风化：

溶解作用、水解作用、水化作用、氧化作用、碳酸化作用

生物风化

§4成土母质

矿物岩石经各种风化作用后形成的疏松多孔体——成土母质（与岩石矿物及土壤的差别）

母质类型

岩石矿物风化形成的母质，有的就地堆积，但大多数是在重力、水流、风力、冰川等外力的作用下搬运到其他地方，形成各种沉积物，有的甚至经过多次搬运沉积。

按风化物搬运动力与沉积特点的不同，可将成土母质分为以下8种类型：

成土母质初步具备了提供养分、对水分的通透性和吸持保蓄性、对气热的调节能力。

§5土壤原始成土过程

由于母质具有疏松多孔性和初步的透水透气性以及释放、供应部分养分的能力，这就为生物生长发育提供了可能。

Chap.3土壤的物质组成

土壤三相组成：

固相、液相和气相

Chap.4土壤矿物质

§1土壤矿物质的化学成分

土壤矿物质的化学组成很复杂，几乎包括地壳中所有的元素。

其中氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、钛、碳等10种元素占土壤矿物质总量的99%以上，这些元素中以氧、硅、铝、铁四种元素含量最多。

§2土壤矿物质的颗粒组成

土壤颗粒组成又称土壤机械组成：

土壤中不同粒径矿质颗粒的组合比例，一般以各粒级所占百分比表示。

土壤粒级：

土粒大小的等级。

一般将土粒分为石砾、砂粒、粉砂粒和粘粒四级。

土粒分级标准：

国际制；前苏联制；中国制：

各粒级土粒的矿物组成（图示）

砂粒和粉砂粒以石英和长石等原生矿物为主，二氧化硅含量较高；

粘粒中，则以次生层状硅酸盐矿物为主，铁、钾、钙、镁等的含量较多。

§3次生层状硅酸盐矿物

硅四面体是由四个氧原子和一个硅原子所组成。

许多硅四面体可以共用氧原子形成一层。

氧原子排列成为中间有空的六角形，称为硅氧片。

硅四面体构造图及硅氧片连接方式（如图）

铝氧片和铝八面体

铝八面体为6个氧原子围绕一个铝原子而构成。

许多个铝八面体相互连接成片称为铝氧片。

铝八面体构造图及铝八面体相互连接方式（如图）

硅四面体与铝八面体的构造图

几种矿物的结构：

Kaolinite（1:

1）、Illite（2:

1）、Montmorillonite（2:

1）

§4土壤质地及其与土壤肥力的关系

1.土壤质地：

土壤中各粒级土粒含量（质量）百分率的组合,及其所表现的粘砂性质。

2.土壤质地分类：

根据土壤中各粒级含量的百分率进行的土壤分类。

国际制：

前苏联制：

中国制：

3.土壤质地与土壤肥力

土壤质地是土壤的重要物理性质之一，对土壤肥力有重要的影响。

土壤质地常常是土壤通气、透水、保水、保肥、供肥、保温、导温和耕性等的决定性因素。

（1）砂土类：

a粒间孔隙大，毛管作用弱，通气透水性强，内部排水通畅，不易积聚还原性有害物质，有机质分解快，易释放有效养分；

b矿物成分主要是石英，含养分少，要多施有机肥料；保肥性差，施肥后因灌水降雨而易淋失；

c含水量低，热容量较小，易增温也易降温；

d松散易耕，缺少有机质的砂土泡水后容易沉淀、板结、闭气。

（2）粘土类：

a粒间孔隙小，多为极细毛管孔隙和无效孔隙，通气透水性差，内部排水慢，易受渍害和积累还原性有毒物质，有机质分解慢，不易释放有效养分；

b粘土一般含养分较丰富，特别是钾、钙、镁等含量较多，保肥力强；

c含水量多、热容量较大，升温慢降温也慢；

d粘土干时紧实坚硬，温时泥烂，耕作费力，宜耕期短。

（3）壤土类：

这类土壤由于砂粘适中，兼有砂土类、粘土类的优点，消除了砂土类和粘土类的缺点，是农业生产上质地比较理想的土壤。

4.土壤质地的层次性

土壤质地的层次性表现为上砂下粘、上粘下砂或砂粘相间。

上砂下粘：

胶泥底、上浸地，托水又托肥；

上粘下砂：

砂砾底、菜蓝地，漏水又漏肥。

上部为轻壤质，下层为中壤~重壤，这种土壤既有利于种子出苗，又利于苗期根系下扎吸水吸肥，对土壤水、肥、气、热状况具有较强的调节能力。

有利于植物生长。

这种土称为“蒙金土”。

5.不同质地土壤的利用和改良：

1）土壤质地与作物生长：

土宜：

适宜作物种植的土壤条件。

各种作物的生物学特性及耕作栽培要求不同，所需的最适宜的土壤条件也不同，土壤质地是重要的土宜条件之一。

（主要作物的适宜土壤质地范围）

2）土壤质地的改良措施

（1）增施有机肥料；

（2）掺砂掺粘、客土调剂；

（3）翻淤压砂、翻砂压淤；

（4）引洪放淤、引洪漫沙；

（5）根据不同质地采用不同的耕作管理措施。

Chap.5土壤有机质

§1土壤有机质的概念

土壤有机质：

泛指土壤中来源于生命的物质。

包括：

土壤微生物和土壤动物及其分泌物以及土体中植物残体和植物分泌物。

§2土壤有机质的来源及形态

来源：

1）高等植物（地上部和地下部）

2）土壤中的动物

3）土壤中的微生物

4）施用的有机肥

形态：

1）新鲜有机质（未分解有机质）

2）半分解有机质

3）腐殖质

1）高等植物

森林植被下有机残体主要来自地上部凋落物，4-5吨/公顷?

年；

草本植物的有机残体主要来自根系，黑土地区达9.3吨/公顷?

年（风干根重）；

耕作土壤，植物残体主要来源根茬，达2-3吨/公顷?

年。

由于各地区的气候条件、植被类型及耕作管理不同，进入土壤中的植物残体数量和化学组成有很大的差异2）土壤动物

根据躯体大小区分：

小型、中型和大型土壤动物；

大型：

（体长>2mm）蚯蚓、蚂蚁、甲虫、马陆、蜈蚣等；

中型：

（体长0.2-2mm）螨类、弹尾虫；

小型：

（体长<0.2mm）原生动物、线虫。

根据在土壤中滞留时间区分：

①全期土壤动物：

②周期土壤动物：

③部分土壤动物：

④暂时土壤动物：

⑤过度土壤动物：

⑥交替土壤动物：

根据在土壤中栖息层次区分：

①真土居动物：

②半土居动物：

③地表土居动物：

④上方土居动物：

根据食性区分：

①根食者：

②枯食者：

③尸食者：

④粪食者：

⑤菌食者：

⑥捕食者：

⑦杂食者：

蚯蚓;螨类;弹尾虫;线虫

3）微生物

（1）微生物类群：

细菌、放线菌和真菌。

（2）微生物营养型：

§3土壤有机质的组成

主要有五类有机化合物和灰分物质：

1）糖类化合物：

2）纤维素、半纤维素

3）木质素

5）脂肪、树脂、蜡质和单宁

6）灰分物质：

Ca、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、Al、Mn

§4土壤有机质的转化

有机质的矿化作用：

有机质在生物作用下分解为简单的无机化合物的过程。

有机质的腐殖化作用：

有机质在分解的同时，形成腐殖质的过程。

通常把每克干重的有机质经过一年分解后转化为腐殖质（干重）的克数，称为腐殖化系数。

植物物质当年的腐殖化系数

腐殖质形成的机理：

1）30年代：

木质素和微生物原生质中的蛋白质相互作用形成木质素-蛋白质复合体。

2）60年代：

木质素不能参与腐殖质的形成，而是通过降解产生酚、醌型化合物，再与氨基酸缩合而成。

3）80年代及以后：

细胞自溶假说：

死亡细胞释放自溶酶，使细胞成分（糖、氨基酸、酚和其他芳香族化合物）形成自由基而迅速缩合成腐殖质。

微生物合成学说：

微生物利用植物物质作碳源和能源，在细胞内合成各种腐殖质的高分子化合物，微生物死亡后再释放到土壤中，在细胞外降解为腐殖质。

§5土壤腐殖质的组成和特性

1）腐殖质的组成

2）腐殖质在土壤中存在的形态

①游离状态的腐殖质；

②与盐基化合成稳定的盐类（腐质酸钙镁）；

③与含水三氧化物化合成复杂的凝胶体；

④与粘粒结合成胶质复合体（有机无机复合体）。

3）腐殖质分子结构

包括芳香族化合物、含氮化合物、和碳水化合物。

官能团（功能团）：

羧基、酚羟基、醇羟基、甲氧基、甲基、醌基等

这些官能团使得腐殖质具有：

离子吸附性、对金属离子的络合性、氧化还原性及生理活性。

4）腐殖质具有带电性（可变电荷）（图示）

5）腐殖质的溶解性、分散性和吸水性

溶解性强，能强烈地破坏矿物质。

腐殖质是亲水胶体，吸水能力强，最大吸水量可达500%以上。

6）腐殖质的稳定性

腐殖质具有抵抗微生物分解的能力。

胡敏酸的平均存留时间为780~3000年；

富啡酸的平均存留时间为220~630年；

新形成土壤的有机质为4.7~9年；

残体易分解组分为0.25年。

§6土壤有机质转化的影响因素

内部因素：

有机质的碳氮比（C/N=25）

物理状态（分散性或致密性）

外部因素：

土壤水、热状况

土壤通气状况

土壤酸碱性

§7土壤有机质对土壤肥力的作用

1）是土壤养分的主要来源；

2）促进土壤结构形成，改善土壤物理性质；

3）提高土壤的保肥能力和缓冲性能；

4）腐殖质具有生理活性，能促进作物生长发育；

5）腐殖质具有络合作用，有助于消除土壤的污染。

§8土壤有机质的积累和调控

1）种植绿肥，增施有机肥料；

2）秸秆还田，

3）调节土壤水热状况

Chap.6土壤水分

§1土壤水分的重要性

土壤水=土壤溶液

1）供作物生长需要

2）影响养分的溶解和移动

3）土壤的氧化还原电位

4）有机质的分解与积累

5）土壤热量状况

6）土壤的耕性

§2土壤水分的类型和性质

1.土壤吸湿水

固相土粒靠其表面的分子引力和静电引力从大气和土壤空气中吸附气态水，附着于土粒表面成单分子或多分子层，称为吸湿水。

吸湿水的特点：

水分子呈定向紧密排列、密度1.2~2.4g/cm3、无溶解能力、不能以液态水自由移动，也不能被植物吸收。

吸湿水达到最大值，此时的土壤吸湿水量就叫做最大吸湿量。

2.膜状水

吸湿水达到最大后，土粒还有剩余的引力吸附液态水，在吸湿水的外围形成一层水膜，这种水分称为膜状水。

当膜状水达到最大厚度时的土壤含水量称为最大分子持水量。

膜状水能从膜厚的地方向薄的部位移动，这部分能移动的水可被作物吸收利用。

作物无法从土壤中吸收水分而呈现永久凋萎，此时的土壤含水量就称为凋萎系数。

3.毛管水

靠毛管力保持在土壤孔隙中的水分称为土壤毛管水。

毛管水的特点：

这种水可以在土壤毛管中上下左右移动、具有溶解养分的能力、作物可以吸收利用。

毛管水的数量主要取决于土壤质地、腐殖质含量和土壤结构状况。

根据土层中毛管水与地下水有无连接，通常将毛管水分为：

毛管支持水和毛管悬着水

毛管悬着水达到最大时的土壤含水量称为田间持水量。

田间持水量的变化范围：

砂土为：

160~220g/kg；壤土为：

220~300g/kg；粘土为：

280~350g/kg。

4.重力水

土壤重力水是指土壤水分含量超过田间持水量之后，过量的水分不能被毛管吸持，而在重力的作用下沿着大孔隙向下渗漏成为多余的水。

土壤所有孔隙都充满水分时的含水量称为土壤全蓄水量或饱和持水量。

§3土壤水分含量的表示和测定方法

1.土壤质量含水量

土壤质量含水量是指土壤中保持的水分质量占土壤质量的分数,单位g/kg（也曾用%表示）。

θm=[（m1-m2）/m2]×1000

式中θm为土壤质量含水量（g/kg）、m1为湿土质量（g）、m2为干土质量（g）。

2.土壤容积含水量

土壤容积含水量是指土壤水分容积与土壤容积之比，常用θv表示单位为cm3/cm3。

θv（%）=（土壤水分容积/土壤容积）×100

θv（%）=土壤质量含水量×容重/1000×100

3.土壤相对含水量

在生产实际中常以某一时刻土壤含水量占该土壤田间持水量的百分数作为相对含水量来表示土壤水分的多少。

土壤相对含水量=（土壤含水量/土壤田间持水量）×100%

4.水层厚度

这是指一定深度（mm）土层中水分总量相当于若干水层厚度（mm）。

水层厚度=（土壤质量含水量×土壤容重×土层深度）/1000

5.烘干法

6.水分张力计法

7.中子法

8.时域反射仪（TDR）法：

time-domain-reflectometry

§4土壤水分能态

1.土水势

土水势表示土壤水分在土—水平衡体系中所具有的能态。

它是指将单位水量从一个土—水系统移到温度和气压完全相同的纯水池时所做的功。

常用（Ψ）来表示。

土水势主要由以下几个分势组成：

基质势（Ψm）；压力势（Ψg）；

溶质势（Ψs）；重力势（Ψg）。

基质势（Ψm）：

它是指将单位水量从一个平衡的土-水体系统移到另一个没有土壤基质（纯水），而其它状态完全相同的水池时所做的功。

或由吸附力和毛管力所制约的土水势。

基质势随土壤含水量的增加而增加，在非饱和含水量情况下为负值，饱和水时达最大，为0。

压力势（Ψg）：

它是指将单位水量从一个土-水体系移到另一个压力不同，而温度、基质、溶质等状态完全相同的参比系统时所做的功。

或在土壤饱和水的情况下，由于受压力而产生土水势变化。

不饱和水土壤条件下，土壤水的压力势一般与参比标准相同，等于0。

压力势一般为正值。

溶质势（Ψs）：

它是指将单位水量从一个平衡的土-水体系统中移到另一个没有溶质而其它状态均相同的水池时所做的功。

或指土壤水中溶解的溶质而引起的土水势的变化。

土壤中溶解的溶质愈多，溶质势愈低。

溶质势一般为负值。

渗透作用和渗透压示意图

重力势（Ψg）：

它是指由于重力场位置不同于参比状态水平面而引起的势能变化。

总水势（ψt）：

ψt=ψm+ψp+ψs+ψg

2.土壤水吸力

土壤水吸力是指土壤水承受一定吸力的情况下所处的能态，是指土壤水的负压力。

由于基质势和溶质势一般为负值，在使用中不太方便，所以将基质势和溶质势的相反数定义为吸力（S），称之为基质吸力和溶质吸力。

其值与基质势和溶质势相等，但符号相反。

3.土壤水能态定量表示方法

土水势的定量表示是以单位数量土壤水的势能值为准。

单位数量可以是单位质量、单位容积或单位重量。

单位容积土壤水的势能值用压力单位，标准单位：

帕（Pa）也可用千帕（kPa）和兆帕（MPa），习惯上也是曾用巴（bar）和大气压（atm）表示；单位重量土壤水的势能值用相当于一定压力的水柱高厘米数表示。

§4土壤水分能态

3.土壤水能态定量表示方法

1Pa=0.0102厘米水柱

1atm=1033厘米水柱=1.0133bar

1bar=0.9896atm=1020厘米水柱

由于土水势的范围很宽，由零到上万个大

气压，故有人建议使用土水势的水柱高度厘

米数（负）的对数表示，称为pF。

例如土水

势为-1000厘米水柱则pF=3。

4.土壤水分特征曲线

土壤水分特征曲线又称土壤持水曲线。

它是指土壤水的基质势或土壤水吸力与含量水量的关系曲线。

影响土壤水分特征曲线的因素：

A、土壤质地，

b、土壤结构，

c、温度，

d、土壤中水分变化的过程（滞后现象）

几种不同质地土壤的水分特征曲线；土壤水分特征曲线的滞后现象

土壤水分特征曲线的用途：

A、可利用它进行土壤水吸力和含水率之间的换算；B、土壤水分特征曲线可以间接地反映出土壤孔隙大小的分布；C、土壤水分特征曲线可用来分析不同质地土壤的持水性和土壤水分的有效性；D、应用数学物理方法对土壤中的水运动进行定量分析时,水分特征曲线是必不可少的重要参数。

§5土壤水运动

在土壤中存在三种类型的水分运动，即：

饱和水流、非饱和水流和水汽运动。

1.饱和土壤中的水流

饱和土壤中的水流，简称为饱和流，即土壤孔隙全部充满水时的水流，这主要是重力水的运动。

饱和流可分为垂直向下流、垂直向上流和水平流。

饱和流的推动力主要是重力势梯度和压力势梯度。

饱和流服从达西定律：

即单位时间内通过单位面积土壤的水通量与土水势梯度成正比。

式中，q表示土壤水流通量；ΔH表示总水势差；L为水流路径的直线长度；K为土壤饱和导水率。

土壤饱和导水率反映了土壤的饱和渗透性能，任何影响土壤孔隙大小和形状的因素都会影响饱和导水率。

2.非饱和土壤中的水流

非饱和土壤中的水流简称为非饱和流或不饱和流，即土壤中只有部分孔隙中有水时的水流，这主要是毛管水和膜状水的运动。

土壤非饱和流的推动力主要是基质势梯度和重力势梯度。

也可用达西定律来描述：

非饱和条件下土壤水流的数学表达式与饱和条件下的类似，二者的区别在于：

A.饱和条件下的总水势可用差分形式，而非饱和条件下则用微分形式；

B.饱和条件下的土壤导水率（K）对特定土壤为一常数，而非饱和导水率是土壤含水量或基质势的函数。

土壤水吸力和导水率之间的关系（如图5-11）土壤水吸力为零或接近于零，饱和导水率最大。

3.土壤中的水汽运动

土壤气态水的运动表现为水汽扩散和水汽凝结两种现象。

水汽扩散运动的推动力是水汽压梯度，这是由土壤水势梯度或由土壤水吸力梯度和温度梯度所引起的。

土壤水不断以水汽的形式由表土向大气扩散而逸失的现象称为土面蒸发。

水汽凝结的两种现象：

一是“夜潮”现象；二是“冻后聚墒”现象。

4.入渗、土壤水的再分布和土面蒸发

水进入土壤包括两个过程即入渗（也称渗吸、渗透）和再分布。

（一）入渗：

入渗过程一般是指水自土表垂直向下进入土壤的过程，但也不排斥如沟灌中水分沿侧向甚至向上进入土壤的过程。

水进入土壤的情况是由两方面因素决定的，

一是供水速度;

二是土壤的入渗能力。

土壤入渗速度谁时间的变化

入渗后，水在均一质地的土壤剖面上的分布情况如图5-13所示。

（二）土壤水的再分布

在地面水层消失后，入渗过程终止。

土内的水分在重力、吸力梯度和温度梯度的作用下继续运动。

这个过程，在土壤剖面深厚，没有地下水出现的情况下，称为土壤水的再分布。

中等质地土壤灌水后再分布期间的水分剖面变化图5-14所示

土壤水的再分布是土壤水的不饱和流。

（三）土面蒸发：

即单位时间内单位面积地面上所蒸发的水量。

土面蒸发的形成及蒸发强度的大小主要取决于两方面：

一是受辐射、气温、湿度和风速等气象因素的影响。

二是受土壤含水率的大小和分布的影响。

土面蒸发过程可区分为3个阶段：

表土蒸发强度保持稳定的阶段（图5-15中AB）；

表土蒸发强度随含水率变化的阶段（图5-15中BC）；

水汽扩散阶段。

5.田间土壤水分平衡

土壤水分平衡的数学表达式为：

ΔW=P+I+U-E-T-R-In-D

式中：

ΔW表示计算时段末与时段初土体储水量之差（mm）；P表示计算时段内降水量（mm）；I表示计算时段内灌水量（mm）；U表示计算时段内上行水总量（mm）；E表示计算时段内土面蒸发量（mm）；T表示计算时段内植物叶面蒸腾量（mm）；R表示计算时段内地面径流损失量（mm）；In表示计算时段内植物冠层截留量（mm）；D表示计算时段内下渗水量（mm）。

图5-16是一田间土壤水分平衡示意图

§6土壤水分状况与作物生产

1.作物对土壤水分的需求

若某一生育期土壤缺水,对作物产量影响最为严重,这一时期称为需水临界期。

2.土壤水分影响作物对养分的吸收

土壤水分状况直接影响作物对养分的吸收，土壤中有机养分的分解矿化离不开水分，施入土壤中的化学肥料只有在水中才能溶解，养分离子向根系表面迁移，以及作物根系对养分的吸收都必须通过水分介质来实现。

3土壤缺水的影响

Chap7.土壤空气

§1土壤空气的组成

组成与大气相似，但有差别。

表现在：

1）二氧化碳含量高；

2）氧气含量低；

3）相对湿度高；

4）含还原性气体；

5）组成和数量处于变化中。

§2土壤通气性

土壤通气性又称土壤透气性：

是指土壤空气与近地层大气进行气体交换以及土体内部允许气体扩散和流动的性能。

土壤通气性产生的机制生要有以下两方面：

1）土壤空气扩散

土壤空气扩散是指某种气体成分由于其分压梯度与大气不同而产生的移动。

其原理服从气体扩散公式：

F=-D·dc/dx

式中：

F是单位时间气体扩散通过单位面积的数量；dc/dx是气体浓度梯度或气体分压梯度；D是扩散系数，负号表示其从气体分压高处向低处扩散。

土壤呼吸：

土壤空气与大气间通过气体扩散作用不断地进行着气体交换，使土壤空气得到更新的过程。

（类似生物呼吸）

2）土壤空气整体交换

土壤空气整体交换也称土壤气体的整体流动，是指由于土壤空气与大气之间存在总的压力梯度而引起的气体交换,是土体内外部分气体的整体相互流动.

土壤空气的整体交换常受温度、气压、刮风、降雨或灌溉水的影响。

§3土壤通气状况与作物生长

1）土壤通气状况对种子萌发的影响

要求氧浓度>10%，否则，嫌气呼吸产生有机酸类物质

2）土壤通气性对作物根系生长及其吸收水肥功能的影响

根系生长需要氧：

氧浓度<9~10%，生长受阻；<5%时，发育停止。

影响养分的形态和有效性（特