红壤中的水热动态平衡与近地表大气进行的对流与交换，是决定红壤形成的基本动力。红壤的水热动态变化，实质上是红壤物理环境特性的具体反映。因此，研究红壤上热的动态平衡，必须从红壤的物理环境性质入手，阐明红壤水份与热量变化的规律及其对红壤形成的影响，在这方面主要包括土壤水，土壤热，土壤通气性，土壤机械阻力及上述的因素的相互协调等[5]。1、土壤水
水是植物组织的主要成分和产生植物生化反应的溶剂，但这方面所需的水量，比起植物生长过程中，因运输养分和蒸发降温而蒸腾到空气中所需的水量要小得多。据报道，在夏季晴天，植物为降叶温而所需的水量可能每m2土地面积超过10kg，这样的需求量无疑对根系吸水造成困难。我国热带、亚热带丘陵地区的季节性缺水非常严重。以江西丘陵区为例，虽然年总降水量可达1300mm或更多，干燥度约0.7，但7～9月的降水量仅占全年的1/5，蒸发量却占全年一半，干燥度可增加到2.0以上，干旱十分严重。有的研究者则认为，当土水势为-0.1～-0.8Mpa时根系生长受阻。我国粘质红壤达1.5Mpa水势时，其含水量可高达20%(质量%)左右，而且红壤中的非饱和导水率低。因此，即使当表土含水量还较高时，作物同样易受干旱的威胁。
水分能否通畅地流入根系，除含水量或土水势影响外，还受根区土壤中非饱和流的影响。红壤中有时含水量不低，但随着含水量的减少，非饱和流下降很快。而且，其在水分特征曲线-10KPa的高水势段已明显下降，在-50KPa时的吸水容量下降到10-2数量级。因此，诸如玄武岩和第四纪红粘土发育的红壤，尽管主体中的粘粒含量可高达40%以上，但其供水特性却不像一般粘质土壤，而是类似砂性土壤。
由第四纪红粘土发育的红壤土层较深厚的粘质红壤中具有深层贮水。测定表明，即使在7～9月的旱季，旱地红壤100～200cm和200～300cm土层内仍分别保持有390.5mm和433.6mm的贮水量。怎样有效利用这部分的贮水量，对缓解这一地区的伏秋旱具有重要意义。2、土壤热
土壤热是影响种子发芽和根系生长的最重要的物理环境之一。因为它不仅向植物生长提供热源，而且还影响土壤中一系列的物理、化学和生物学过程。影响植物生长的热指标主要是土壤温度。土壤温度主要影响植物根系发育，吸收水分和养分的速度，叶的长宽和根的长粗，植物的呼吸和光合作用，植株干物质积累以及地上部分和地下部分的比例，植物生长后期籽粒的灌浆速度等。虽然土壤温度是一个很重要的因素，但在土壤学文献中报道极少，未得到应有的反映。
我国南方丘陵地区的热资源比较丰富，但是早春的低温和伏秋期的高温同样是影响农林果木生产的障碍因素。赣中丘陵红壤温度状况研究表明，10月到翌年3月，1m以内的土温上层较低、下层较高，热流主要由下往上流动，而4月到9月上层温度高下层温度低，热流由上往下流动。但不同年份和不同植被类型下不完全相同。茶园红壤中的温度变化幅度较小，而旱地红壤中的变化较大。3、土壤的通气性
不良的土壤通气性既影响新根的形成，又制约根的生理功能和土壤组成。根系呼吸需耗O2，通过代谢又放出CO2和C2H4等，这些气体都是通过土壤孔隙系统与近地表大气对流和交换。因此，植物根区土壤的通气性是影响植物生长的最重要的物理环境之一。
适宜的土壤孔隙系统是提供水分养分的通道和保证植物根系正常生长的基础。经过半个多世纪的研究，现已查明，在有结构的土体中能贮水的细孔隙一般都处于团聚体内，而行使通气排水的粗孔隙多居于团聚体之间，通常称通气孔隙，多数研究者认为其直径在0.03mm(相当于pF2或100cm水柱高土壤吸力时计算出的孔径)，而有的认为应划在0.05mm或0.06mm为限。早在1956年，Baver就报道了粘质土壤上甜菜所需的通气孔隙度为8～10%。Boekel(1963)则认为，粘质土上获得高产的通气孔隙度为14～17%。我国结构好的红壤性水稻土和旱地红壤，其耕层中的通气孔隙度均比相应结构差的要高。而在一般新垦旱地红壤中，由于表层土中的水稳性团聚体较好，所以通气孔隙度发育仍较好，除荒地表面有时有一层很薄的结壳外，一般并不影响通气透水。有的研究者认为，通气孔隙度是根据田间持水量计算而得，后者数值不是常数。因此，最好先测定土壤水分和通气孔隙度的关系曲线，然后在田间判别和测定植物生长受抑制时的土壤含水量，再根据含水量找出相应通气不足的通气孔隙度，作为评定指标。4、土壤机械阻力
土壤介质的阻力对根系生长起有重要作用。土壤阻力愈大。根尖为插入土体须消耗大量能量。如果供应根系吸收的养分和水分被迫消耗于本身插入土体时所作的功，那么就会影响植株或籽粒的产量。
赣中丘陵荒地红壤的表层常有一层结壳，其容重可达1.40g/cm3，土壤阻力达0.6MPa，茅草根系常呈鸡爪状匍匐在表层而不易下扎，这也与土壤机械阻力有关。与土壤机械阻力具有相同作用的另一个指标是土壤容重。它是常用的一个物理量。对赣中丘陵红壤的研究表明，当红壤的容重大于1.5g/cm3，玉米幼苗根系生长明显受阻，严重影响干物质积累量。据Shierlaw等报道，玉米和黑麦根不能插入大于1.55g/cm3的土层，还有的报道说明，甘蔗根系生长严重受阻的容重值为1.38g/cm3，菠萝为1.5g/cm3，容重对根系影响也受土壤含水量、质量和不同植物品种所制约。5、土壤水、热等因素的协调与平衡
从红壤形成的水热平衡看，上述4个土壤物理环境因子中，水是主要的控制因素，其他3个因子都受含水量的影响。土壤容重和大小孔隙分配影响到水和通气性以及水和土壤机械阻力间的关系，而水和通气性间与水和机械阻力间的都是反相关。在具体条件下，分析4大物理因素的相互关系时，必须因地制宜的抓住重点。一般说，红壤的结构性较好，旱地红壤通常不存在通气性不足，主要问题在于保水性差和有效水含量较低。因此，在研究诸多的物理因素中，水是中心问题，特别是如何提高土壤的保水性提高有效含水量。
