토양 온도 및 통기
토양 온도와 통기는 토양 환경의 열적 및 기체적 구성 요소로서, 생물학적 및 화학적 과정의 속도와 뿌리 및 미생물에 대한 산소 공급을 조절합니다.
Definition
토양 온도는 표면에서의 에너지 교환과 토양 단면을 통한 열 전도로 인해 발생하는 토양의 열적 상태를 의미하며, 토양 통기는 토양 공극 공간과 대기 사이에서 산소, 이산화탄소 및 기타 가스의 교환을 의미합니다.
Scope
이 주제는 토양 온도 체계를 설정하는 열 균형 및 열적 특성, 토양 공기의 구성 및 교환, 그리고 통기, 수분 함량 및 토양의 산화환원 상태 간의 연관성을 다룹니다. 이는 물과 함께 토양의 물리적 그림을 완성하는 기체 및 열 상을 다룹니다.
Core questions
- 하루 및 연간 토양 온도 체계를 조절하는 요인은 무엇입니까?
- 토양 공기의 구성은 무엇이며 대기와 어떻게 교환됩니까?
- 수분 함량은 통기 및 산소 공급을 어떻게 조절합니까?
- 온도와 통기는 생물학적 및 화학적 과정에 어떻게 영향을 미칩니까?
Key concepts
- 토양 표면 에너지 균형
- 열전도율 및 열용량
- 토양 온도 체계
- 토양 공기 구성
- 가스 확산 및 공기 충전 공극률
- 통기, 침수 및 산화환원
Key theories
- 토양 열 균형 및 전도
- 토양 온도는 표면 에너지 균형과 토양 단면으로의 열 전도에 의해 결정되며, 열전도율과 열용량은 수분 함량에 크게 의존하므로 습한 토양은 더 느리게 따뜻해지고 식습니다.
- 통기 및 가스 확산
- 산소는 주로 공기로 채워진 공극을 통한 확산에 의해 뿌리와 미생물에 도달하므로 통기는 공극률과 수분 함량에 따라 달라집니다. 공극이 물로 채워지면 확산이 붕괴되고 토양은 혐기성으로 변하여 산화환원 상태가 바뀝니다.
Mechanisms
표면에서의 복사, 전도, 대류 및 잠열 교환은 토양의 열 유입을 설정하며, 이는 아래로 전도되고 깊이에 따라 감쇠 및 지연되어 일일 및 계절별 온도 파동을 생성합니다. 토양 공기는 뿌리와 미생물의 호흡으로 인해 대기보다 이산화탄소가 풍부하고 산소가 부족하며, 산소는 주로 공기로 채워진 공극을 통한 확산에 의해 보충됩니다. 물이 공극을 채우면 가스 확산이 급격히 감소하고 산소가 고갈되어 토양이 혐기성으로 변하며 화학적 및 생물학적 특성이 변화합니다.
Clinical relevance
토양 온도는 종자 발아, 뿌리 성장 및 영양분 순환 속도를 조절하며, 통기는 뿌리와 호기성 미생물이 충분한 산소를 확보하는지 여부를 결정합니다. 토양이 적절히 따뜻하고 통기되도록 배수, 잔류물 피복 및 다짐을 관리하는 것은 작물 생산성과 탈질과 같은 손실을 제한하는 데 중요합니다.
History
토양 열 체계에 대한 연구는 토양 표면 에너지 균형에 적용된 고전적인 열 전도 이론을 기반으로 하였으며, 토양 통기에 대한 연구는 가스 확산, 수분 함량 및 산화환원 화학을 연결하여 토양 기능에서 기체 및 열 상의 역할을 확립했습니다.
Key figures
- Daniel Hillel
- Nyle C. Brady
- Ray R. Weil
Related topics
Seminal works
- hillel1998
- brady2016
Frequently asked questions
- 왜 침수된 토양은 산소가 부족해집니까?
- 산소는 주로 공기로 채워진 공극을 통해 토양에 도달하며, 이는 물을 통한 확산보다 수천 배 빠릅니다. 공극이 물로 채워지면 산소 공급이 붕괴되는 동안 호흡은 계속되므로 토양은 빠르게 혐기성으로 변합니다.
- 왜 습한 토양은 봄에 더 느리게 따뜻해집니까?
- 물은 열용량이 높고 유입되는 에너지의 대부분이 온도를 높이는 대신 증발하는 데 사용되므로, 습한 토양은 따뜻해지는 데 더 많은 에너지가 필요하며 봄에 더 건조한 토양보다 뒤처집니다.