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图4.1为冻融期未灌水深耕地和免耕地土壤剖面3~150cm土壤温度变化曲线。根据不同深度土壤温度变化幅度可知，3~40cm变幅较大，50~150cm
图4.1 未灌水深耕地和免耕地不同深度土壤温度变化曲线
变幅较缓。40cm处土壤温度于2016年1月26日达到最低值，60cm处土壤温度于2016 年 2 月 4 日达到最低值，150cm处土壤温度在 2015 年 12月1日—2016年3月2日基本呈下降趋势，冻融期结束时开始回升。受外界气温下降影响，12月至翌年1月深耕地和免耕地不同深度土壤温度呈下降趋势；受自然地温增温影响，由地表向下土壤温度呈上升趋势。表层土壤温度受外界气象条件变化的影响较大，3~40cm土壤温度变化剧烈，其中表层3cm土壤温度波动最为剧烈，变化范围-6.22~5.00℃，变化幅度11.22℃;40cm以下土壤温度随着深度的增加变化趋于平缓。随着土壤深度增加，土壤温度受太阳辐射、气温等外部气象条件的影响减弱，冻融期土壤温度最低值的出现时间较气温滞后，随土壤深度的增加滞后现象越发明显。
深耕地3cm、6cm、9cm、15cm、20cm、30cm、40cm和 50cm处的土壤温度在 1 月 26 日降到最低值，分别为-6.22℃、-6.14℃、-6.03℃、-5.40℃、-4.40℃、-2.92℃、-1.65℃和-0.70℃;2月，3~50cm土壤温度开始回升，而50cm以下的土壤温度仍处于下降阶段，且随着深度的增加温度梯度逐渐减小;2月4日，60~100cm处土壤温度达到最低值。
免耕地 3cm、6cm、9cm、15cm、20cm、30cm和 40cm土壤温度在 1 月26 日降到最低值，分别为-4.61℃、-4.78℃、-4.86℃、-4.40℃、-3.42℃、-1.95和-0.88℃;2月，3~40cm土壤温度开始回升，40cm以下的土壤温度仍处于下降阶段，且随着深度的增加温度梯度逐渐减小;2月4日50~80cm处土壤温度达到最低值。
深耕地土壤疏松，空隙较大，导热性较免耕地差，地表吸收的热量不能快速向下传递而在夜间散失较多，因此深耕地3~40cm土壤剖面温度低于免耕地。对比表明，1 月 26 日深耕地 3~40cm土壤温度较免耕地低0.77~1.61℃。
图4.2为未灌水深耕地和免耕地3~40cm土壤温度的对比。由图 4.2可见，1 月 26 日未灌水深耕地 3~15cm土壤温度较免耕地低 1.00~1.61℃,20~40cm土壤温度较免耕地块低0.77~1.10℃。冻融期未灌水深耕地和免耕地3cm处土壤温度变幅分别为9.87℃和9.40℃,40cm土壤温度变幅减小到6.32℃和 5.75℃。深耕地由于表层土壤导热性较差，孔隙度增大，受外界气温影响昼夜土壤温度变化较大，所以3~40cm深耕地土壤温度变幅大于免耕地。随着土壤深度的增加，土壤温度变化幅度呈减小趋势。
图4.2 未灌水深耕地和免耕地3~40cm土壤温度的对比
图4.3为未灌水深耕地和免耕地60～150cm土壤温度对比。由图4.3可见，随着土壤深度增加，60~150cm的土壤温度受外部气象条件变化的影响逐渐减弱，响应气温变化的时间逐渐增加，100~150cm土壤温度在试验期一直呈下降趋势。随着土壤深度的增加，土壤温度增加，且同一深度的深耕地土壤温度低于免耕地，60~100cm低于免耕地 0.53~0.79℃,110~150cm低于免耕地0.13~0.61℃。60~150cm土壤温度变化幅度仍然是深耕地大于免耕地。
图4.3 未灌水深耕地和免耕地60~150cm土壤温度对比
土壤耕作及灌水对土壤剖面温度分布会产生一定的影响，灌水增加了土壤颗粒骨架间的联系，使得土壤比热、导热系数及导温系数等热特性均发生改变，进而影响冻融期土壤剖面温度再分布。此外，冻融期土壤水分相变也会引起土壤剖面温度变化。一般地，冻融期灌水后大量水分相变成冰释放潜热，使得土壤温度短暂升高，且与灌水量有很大关系。但灌水后土壤导热系数增大，使得土壤剖面温度受外界气温变化的影响较为明显。
1.免耕地
冻融期免耕地不同灌水量条件下土壤剖面温度对比见表4.1。由表4.1可知，不稳定冻结阶段，灌水地块土壤剖面温度较未灌水地块低，20cm、40cm和60cm处土壤温度分别较未灌水地低0.12~0.29℃、0.03~0.29℃和0.05~0.10℃，随着深度增加灌水的影响减弱。
稳定冻结阶段，0~20cm土壤温度下降到0℃以下，灌水地块土壤剖面温度高于未灌水地块，20cm和 80cm土壤温度分别高于未灌水地块 0.36~0.73℃和0.13~0.60℃，说明土壤冻前灌水对稳定冻结阶段免耕地具有一定的增温效应。
表4.1 免耕地不同灌水量条件下不同冻融阶段土壤剖面温度对比
单位：℃
消融解冻阶段，随着太阳辐射增加和外界气温回升，0~20cm土壤温度增加，但60cm之下土壤温度仍呈下降趋势。与未灌水地块相比，0~100cm灌水地块土壤温度在消融期低于未灌水地块，但120~150cm处高于未灌水地块，可见灌水对120~150cm土壤具有增温效应。
2.深耕地
深耕地土壤疏松，土壤颗粒间空隙较大，灌溉水分下渗速率快于免耕地块。由于冬灌后土壤导热系数随着土壤含水率的增加而增加，所以土壤含水率较高的地表土壤对外界气温下降的响应向下传递速率大于未灌水地块（DP1），灌水地块在20~60cm土壤剖面温度低于未灌水地块（DP1）,80cm之下受灌水影响较弱。
深耕地不同灌水量条件下冻融期不同冻融阶段土壤剖面温度对比见表4.2。
表4.2 深耕地不同灌水量条件下冻融期不同冻融阶段土壤剖面温度对比
单位：℃
由表4.2可知，不稳定冻结阶段，灌水地块20cm土壤温度较未灌水地块DP1低0.34~0.39℃,40cm土壤温度较未灌水地块DP1 低 0.07~0.36℃,60cm土壤温度较未灌水地块DP1低0~0.36℃。
稳定冻结阶段，土壤剖面温度随外界气温下降而下降，0~40cm土壤温度下降到0℃以下，0~60cm土壤剖面温度低于未灌水地块，灌水地块 20cm、40cm和60cm土壤温度分别较未灌水地块DP1 低 0.27~1.20℃、0.22~0.36℃和0.01~0.27℃。120~150cm灌水地块土壤温度高于未灌水地块，这与土壤导热率高温度向下传递快有关。
消融解冻阶段，深耕地表层土壤疏松干燥，热容量较裸地低，所以土壤温度升高快，20cm土壤温度较免耕地块高0.22~0.37℃。灌水深耕地0~60cm土壤剖面温度低于未灌水地块，主要是因为土壤消融后土壤比热容量随灌水量增加而增加，使得灌水处理土壤增温缓慢。120~150cm温度回升快，土壤温度高于未灌水地块。