1、概述
研究土壤对作物的生产有重要意义。土壤温度、水分、水势、土壤热通量是农业监测系统的基本要素。
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土壤温度
土壤温度影响着植物的生长、发育和土壤的形成。土壤中各种生物化学过程都受土壤温度的影响。土壤温度与农业生产的关系有以下两个方面：
直接影响：在一定的温度范围内，土壤温度越高，作物的生长发育越快。土壤温度影响作物的生理过程。
间接影响：土壤温度影响环境条件的其他因子，从而间接影响作物的生长发育。土壤有机质的转化也受土温的影响。土壤水的移动，土壤水存在的形态以及土壤气体的交换等都受土壤温度的影响。
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土壤湿度
水对农业生产的意义是不言而喻的，它是农业生物体生长、发育与产量形成不可缺少的因素，而且也需要大量的水。水分对于作物影响的程度视作物品种而异，每种作物都有最适合的土壤含水量。作物在不同的阶段也有不同的需水量。
土壤湿度是土壤含水量的一种相对度量。一般以土壤水分的重量占干土重的百分数表示。常有两种表达方法。
土壤质量含水量θm：土壤中水分的质量WW和相应的固相物质??干土的质量WS之比，即：
土壤容积含水量θV ：土壤中水分所占有的体积VW和土壤的总体积V0之比，即：
质量含水量θm和容积含水量θV之间有以下关系：
式中ρb为土壤干容重，干土质量与土壤体积之比。
目前国内外的土壤水分测定仪有TDR（时域反射法）、TDT（时域传播法）、FD（频域分解法）及SWR（驻波率法）等。
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土壤水势
土壤中的水势一般主要由重力势、基质势、渗透势、压力势、温度势等构成。土壤水势绝对值的大小反映土壤水分运动和植物吸水的难易。通过测量土壤的电容和电导率推导出土壤的水分和盐分。土壤水势可以用土壤水分特性曲线（PF曲线）表示。
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| 土壤水分特性曲线图 |
PF 曲线图 |
结构对土壤水分特性曲线的影响 |
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土壤热通量
在农业气象学中，通过测量土壤的热导率可以科学的安排农作物的灌溉时间，这对于缺水地区尤为重要。准确的土壤热通量测量对于进行土壤表面温度、结露，或者霜冻状况研究同样非常重要，因为土壤中存储的热量对于土壤达到能量平衡至关重要。
土壤热通量(也称土壤中的热量交换)表示单位时间内通过单位面积的热量,它与土壤中的垂直温度梯度成比例。从本质上讲，土壤为多相、异质性介质，其性质随时间和土壤中水分含量的变化而变化。由水分导致的土壤热学性质的变化使得土壤的性质变得复杂，因而其热通量的测量也变得非常重要。
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2、农业土壤研究的意义
农业土壤为植物提供必需的营养和水分，是生物和非生物环境的一个极为复杂的复合体，土壤的概念总是包括生活在土壤里的大量生物，生物的活动促进了土壤的形成，而众多类型的生物又生活在土壤之中。
土壤无论对植物来说还是对土壤动物来说都是重要的生态因子。植物的根系与土壤有着极大的接触面，在植物和土壤之间进行着频繁的物质交换，彼此有着强烈影响，因此通过控制土壤因素就可影响植物的生长和产量。对动物来说，土壤是比大气环境更为稳定的生活环境，其温度和湿度的变化幅度要小得多，因此土壤常常成为动物的极好隐蔽所，在土壤中可以躲避高温、干燥、大风和阳光直射。
土壤是所有陆地生态系统的基底或基础，土壤中的生物活动不仅影响着土壤本身，而且也影响着土壤上面的生物群落。因此，研究农业土壤对整个国家的农业发展乃至生物生存发展都有重要意义。
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