土壤空氣與水

土壤空氣

 

土壤團粒與團粒間存在著土壤空氣(如下圖)，空氣中的氧氣提供植物根、微生物及土壤動物呼吸作用之所需，二氧化碳幫助溶解養分使其易於被植物攝取，氮氣供給固氮微生物產生綜合性的氮素化合物，水蒸氣則阻止了植物根及微生物的失水且協助土壤內水的移動。

 

土壤水

 

土壤水(Soil water)是指存在於土壤孔隙中的水，即土壤固體粒子外圍的水。土壤孔隙中總是充滿著空氣及水(圖三)，但兩者所佔的容積比率也是經常改變的，當水多時則空氣少，水少時則空氣多。土壤孔隙中的水是藉著土壤粒子表面的一種物理的引力(Physical tension)把水分子吸附在固體粒子的外圍，而使得這部分的水能抵抗地心引力不致於全部脫離土壤固體粒子，但是能用105℃之溫度將之全部驅逐出去。這些脫離的水分即是一般所謂的土壤水。土壤中另有一小部分的水是存在土壤固體物質內部的，即是固體物質分子內所含有的。例如石膏(CaSO4.2H2O)、高嶺石(Al2Si2O5(OH)4)、白雲母(KAl2(AlSi3O10)(OH)2)、黑雲母(K(Mg,Fe)3(AlSiO10)(OH)2)等以及各種含有OH－根之礦物。又各種土壤有機質之分子內也多含有水。這些固體物質內部的水，必需用更高於105℃的溫度才能釋放出來。這些水常被稱為結合水(Combined water)或結構水(Water of Constitution)，這是固體物質內由一種分子內化學結合的水分子或OH根，這些水如有損失則該固體物質的內部組成都改變了。而土壤固體物質外圍的水如經過105℃的溫度驅逐之後，土壤固體物質本身的組成並未改變，只是土壤變乾了而已。因此，土壤固體物質內部的水不能稱作土壤水。

滲浸作用(Infiltration)是指雨水、熔冰水、灌溉水或自他處流來之水，從地面向下移動進入土壤內的作用稱之。土壤若能迅速吸入地面上的水，則具有良好的滲浸作用，若水不容易進入土壤而在地面上流動時，易造成逕流，引起地面上之土壤沖蝕(Soil erosion)。如地面排水困難時，則造成地表淹水。

 

 

土壤溫度

土壤溫度是影響微生物活動及植物生產的重要因素之一。此外也會影響土壤的某些性質。土壤溫度對植物生長有許多直接或間接的影響。茲說明如下：

一、土壤溫度影響土壤中微生物的活動與繁殖，土壤中有機質的分解，氮、磷、硫等營養元素的礦質化作用，固氮作用及硝化作用等的進行都需要有較高的土壤溫度。

二、土壤溫度影響土壤水分及植物養分效率。當土壤溫度升高時，水對植物的效用會升高。低溫時，微生物活動減弱會降低植物養分的效率。當植物生長於很低的土溫時，其根之發育會受阻，根短且分枝少，因此吸收水分及養分的能力減低。

三、土壤溫度對植物種子發芽的關係，種子發芽有其最低、最適與最高的土壤溫度。不同種類植物的種子在低溫時發芽能力並不相同。在低溫的土壤中種子發芽都是緩慢的，當土壤溫度升高時發芽速度也會隨著增快，直到一個最適溫度為止。種子發芽愈快則作物生長愈快。

四、土壤溫度會影響植物生長。植物根的活動，如吸收水分及養分，都與土壤溫度有關係，作物生長的速率與產量也都與土壤溫度有密切的關係。

五、土壤溫度對於土壤水、土壤構造以及土壤凍結所引起的現象，也間接影響作物的生長。