探析地溫變化對(duì)農(nóng)作物生長的影響

文/郭 陽

地溫對(duì)農(nóng)作物生長發(fā)育和投入產(chǎn)出有很大的影響，適宜的溫度和水分，對(duì)農(nóng)作物增產(chǎn)增收及作物品質(zhì)等有著重要的作用。加強(qiáng)土壤水分溫度的監(jiān)控，合理調(diào)節(jié)土壤水肥及地溫，是農(nóng)業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。

1 地溫對(duì)農(nóng)作物芽期的生理機(jī)構(gòu)的影響

1.1 地溫是影響植物生長和發(fā)育的重要環(huán)境因子

植物的許多生理過程（如氣孔導(dǎo)度、蒸騰、養(yǎng)分傳輸和二氧化碳的吸收）都與溫度密切相關(guān)，在這些生理過程中，地溫可以改變植物的很多因素，對(duì)于芽期的植物而言，直接影響到芽的生理機(jī)能。

1.2 較高的地溫可以改變根系的生長、呼吸作用及養(yǎng)分吸收

在植物的發(fā)芽以及芽期的生長過程中，較高的地溫、外界機(jī)械阻力、較低的基質(zhì)勢(shì)是引起作物發(fā)芽不良、出苗率低和成苗率低的主要原因。

1.3 低地溫加上高濕環(huán)境可使土壤中滋生導(dǎo)致作物誘發(fā)各類疾病的病原體

不合適的根區(qū)溫度通過改變根系吸水和芽耗水之間的平衡可導(dǎo)致芽水分虧缺。地溫過高，根系呼吸作用加強(qiáng)，會(huì)消耗大量光合產(chǎn)物，不利于碳水化合物的累積，這對(duì)塊根類作物影響很大。

1.4 植物根系生長對(duì)地溫變化非常敏感

每個(gè)物種都有一個(gè)根系發(fā)育的最適溫度范圍。根系發(fā)育和活動(dòng)的最適溫度通常是根據(jù)其對(duì)根的干重、長度、分生、養(yǎng)分吸收、水分吸收和微生物的相互作用的綜合影響來確定。地溫主要影響種子萌發(fā)、根系生長和水分及養(yǎng)分吸收。地溫越高，種子萌發(fā)越快。

2 地溫對(duì)農(nóng)作物根系生長的影響

第一，在植物的生長過程中，如果土壤中的溫度與最適宜溫度存在一定的差異，根系的結(jié)構(gòu)以及功能均會(huì)隨之發(fā)生改變，根系在低溫下的生長溫度會(huì)比在常溫下低一些。每種作物均有它的最適溫度，最適溫度下的作物根系發(fā)展得最佳，但是超過這一范圍會(huì)使作物的根系發(fā)生一定的變化，通過此來調(diào)節(jié)根系的發(fā)展，避免因溫濕度不適而引起植物幼苗的生理機(jī)構(gòu)發(fā)生變化，是一種比較理想的改善和平衡植物根系對(duì)養(yǎng)分吸收能力的方式。

第二，作物根系生長發(fā)育和養(yǎng)分吸收對(duì)地溫有一定的要求。大多數(shù)農(nóng)作物根系生長的最適宜溫度為15～25℃，而養(yǎng)分吸收需要的溫度為0～30℃，隨著溫度的上升，養(yǎng)分吸收的速度加快，吸收的數(shù)量增加；當(dāng)溫度下降時(shí)，植物的呼吸減弱，養(yǎng)分吸收的數(shù)量隨之減少；當(dāng)溫度超過最適宜溫度時(shí)，吸收的數(shù)量也會(huì)減少。溫度過低，根系的生長和代謝都受到抑制，吸收能力會(huì)顯著下降，自然也會(huì)對(duì)養(yǎng)分吸收產(chǎn)生不利影響。

第三，溫度影響植物對(duì)磷、鉀的吸收要比對(duì)氮肥明顯。

有資料表明，春天耕層地溫小于10℃時(shí)，根系對(duì)磷的吸收比較困難，這是造成小麥弱苗的原因之一。因此，在低溫寒冷地區(qū)，對(duì)越冬作物增施磷、鉀肥很有必要。試驗(yàn)還表明，低溫會(huì)明顯地影響燕麥、四季蘿卜對(duì)磷的吸收，而對(duì)蔥、黃瓜、蘿卜等的影響比較小。

第四，地溫越高，作物的生長發(fā)育越快。過高的地溫使植物根系組織加速成熟，根系木質(zhì)化的部位幾乎達(dá)到根尖，降低了根表面的吸收效率。地溫低，作物根系吸水緩慢，當(dāng)氣候條件適于蒸騰時(shí)，植株地上部分常呈現(xiàn)脫水或缺水狀態(tài)。地溫過低，常造成冬作物的分蘗節(jié)或根系的凍害，強(qiáng)低溫延續(xù)的時(shí)間長短和降溫及凍融的速度都會(huì)影響到凍害的程度。地溫影響作物的生理過程，在O～40℃之間， 細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)隨溫度上升而加速。

第五，地溫越高，土壤水的移動(dòng)越頻繁，土壤中的氣態(tài)水就較多；地溫低時(shí)，土壤水的移動(dòng)近于停止。土壤水常轉(zhuǎn)化為固態(tài)水。而作物在一定的生育階段，適應(yīng)不了過高的地溫，需要降低地溫以保證作物的正常生長發(fā)育。

3 地溫對(duì)土壤性質(zhì)的影響

3.1 地溫對(duì)土壤中有機(jī)質(zhì)和N素的積累的影響

土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化與溫度的關(guān)系很大，熱帶地區(qū)溫度高，有機(jī)質(zhì)分解快；寒溫帶溫度低，有機(jī)質(zhì)分解慢，其所含養(yǎng)料周轉(zhuǎn)期遠(yuǎn)比南方長。所以，在南方，調(diào)節(jié)土壤的有機(jī)質(zhì)偏重于加強(qiáng)有機(jī)質(zhì)的積累，而在寒冷地區(qū)則側(cè)重于加速有機(jī)質(zhì)的分解以釋放養(yǎng)分。由地溫引起的土壤N素供應(yīng)的季節(jié)性差異，是制定施肥制度的一個(gè)重要依據(jù)。

3.2 地溫對(duì)土壤K素容量和強(qiáng)度關(guān)系的影響

溫度是影響土壤中K素動(dòng)態(tài)變化的一個(gè)重要因素。地溫的變化影響到土壤中K 的固定和釋放，影響到K+在土壤中的擴(kuò)散過程和黏土礦物對(duì)K+的選擇吸收。溫度對(duì)土壤中K+的影響是多方面的。溫度可以改變土壤K素的Q/I關(guān)系，升高溫度可以增加土壤溶液中K+的活度，提高土壤的K能力。可見地溫是影響土壤中K素動(dòng)態(tài)變化和土壤供K能力的一個(gè)不可忽視的重要因素。尤其是在我國北方經(jīng)常發(fā)生早春低溫冷害的地區(qū)，溫度的影響可能更為明顯。

3.3 地溫對(duì)土壤電導(dǎo)性的影響

地溫對(duì)于土壤介質(zhì)的性質(zhì)影響較大，對(duì)于土壤電導(dǎo)尤為明顯。土壤電導(dǎo)率隨溫度升高而增大。溫度每升高1℃所引起的電導(dǎo)率的變化量(電導(dǎo)溫度變率)因土壤介質(zhì)而異，順序?yàn)椋蝴}土＞黃棕壤＞可變電荷土壤。不同土壤之間電導(dǎo)溫度變率的順序?yàn)椋簽I海鹽土＞內(nèi)陸鹽土＞蘇打鹽土＞黃棕壤＞磚紅壤＞紅壤＞赤紅壤。

3.4 地溫對(duì)土壤水分狀況的影響

地溫對(duì)土壤水分狀況的影響是多方面的。土溫升高時(shí)，土壤水的粘滯度和表面張力下降，土壤水的滲透系數(shù)隨之增加，地溫25℃時(shí)水的滲透系數(shù)為0℃的2倍。土壤水分的自由能與地溫密切相關(guān)。在等吸力時(shí)，溫度高者，含水量較低。

3.5 地溫對(duì)土壤中生物學(xué)過程的影響

地溫對(duì)微生物活性的影響極其明顯。大多數(shù)土壤微生物的活動(dòng)，要求溫度為15～45℃。在此溫度范圍內(nèi)，溫度愈高，微生物活動(dòng)能力越強(qiáng)。地溫過低或過高，則微生物活動(dòng)受到抑制，從而影響到土壤的腐殖或礦質(zhì)化過程，以及各種養(yǎng)分的形態(tài)轉(zhuǎn)化及植物的養(yǎng)分供應(yīng)。

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