土壤有機(jī)質(zhì)和水分對(duì)溫室土壤特性及植物生長的影響

李連智 韓琳

摘 要 以土壤有機(jī)質(zhì)和水分對(duì)溫室土壤特性及植物生長的關(guān)系為研究對(duì)象，通過介紹溫室的起源與發(fā)展及其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的作用，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)與土壤溫度、土壤水分之間的關(guān)系進(jìn)行討論，得出三者之間多維交互的關(guān)系狀況，并由此獲得土壤有機(jī)質(zhì)、水分與溫室土壤特性及植物生長之間一定程度上正相關(guān)的聯(lián)系，為生物生長研究提供研究資料。

關(guān)鍵詞 有機(jī)質(zhì);水分;溫室;土壤

中圖分類號(hào)：S153 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.14.095

相較于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)受自然條件影響較大的特性，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)通過對(duì)農(nóng)作物生長過程中各種自然因素的干預(yù)來達(dá)到控制其生長周期與生長結(jié)果的目的。同時(shí)，這些干預(yù)措施也達(dá)到了彌補(bǔ)我國水、耕地、能源資源在農(nóng)業(yè)發(fā)展中短缺的問題。溫室就是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的控制手段之一，是實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。溫室有多種類型，本次以日光溫室這類投資小、操作便捷的溫室類型為例，探討土壤有機(jī)質(zhì)和水分對(duì)溫室土壤特性及溫室內(nèi)生物生長的影響。

1 溫室在農(nóng)業(yè)中的作用

1.1 解除季節(jié)限制

通過設(shè)施栽培可以打破農(nóng)作物供應(yīng)的季節(jié)限制，起到調(diào)節(jié)農(nóng)產(chǎn)品市場價(jià)格的作用。由于農(nóng)產(chǎn)品尤其是果品的果皮較薄，缺乏對(duì)高水分的膠質(zhì)果肉的保護(hù)，儲(chǔ)存與運(yùn)輸都十分困難，造成存儲(chǔ)運(yùn)輸成本高，價(jià)格昂貴。而設(shè)施栽培技術(shù)的出現(xiàn)使得農(nóng)作物的成熟期可以人為的提前或推后，從而延長了農(nóng)產(chǎn)品的上市期，增加了產(chǎn)品供給，降低了成本，進(jìn)而降低了農(nóng)作物的市場價(jià)格。

1.2 解除地區(qū)限制

設(shè)施栽培技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，使得農(nóng)作物生產(chǎn)可以完全在保護(hù)地中進(jìn)行，對(duì)外界環(huán)境的要求大大降低，光照不足的可以增加燈光照射，溫度可以通過設(shè)備調(diào)節(jié)，有機(jī)械化的灌溉系統(tǒng)和土壤營養(yǎng)液灌溉系統(tǒng)，氧氣可以灌注。因此，農(nóng)作物的生產(chǎn)地將不再僅限于適宜其栽植的區(qū)域。

1.3 解除病蟲害限制

設(shè)施栽培解決了種植地氣候等對(duì)農(nóng)作物生長的限制，使得農(nóng)作物在全年均可根據(jù)生長周期結(jié)果，有利于培養(yǎng)一年多次豐產(chǎn)的良種，減少病蟲害發(fā)生率。同時(shí)，設(shè)施栽培技術(shù)下的農(nóng)作物由于覆膜的保護(hù)避免了昆蟲、病菌和細(xì)菌菌絲的感染，使得農(nóng)作物不易受病蟲害感染[1]。

2 土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)溫室土壤特性和植物生長的影響

2.1 土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)溫室土壤理化性質(zhì)的影響

土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響主要表現(xiàn)在其能夠調(diào)節(jié)溫室土壤的物理性質(zhì)方面。土壤有機(jī)質(zhì)的主要成分為腐殖質(zhì)，腐殖質(zhì)的腐殖化作用能夠?qū)⒌乇砩矬w轉(zhuǎn)化為有機(jī)質(zhì)的化學(xué)元素。同時(shí)，腐殖質(zhì)還是良好的土壤結(jié)構(gòu)膠結(jié)物，能夠促進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)形成，使土壤疏松、通透，增加土壤含氧量，其團(tuán)聚作用還能夠幫助植物的根系抓緊土壤，減少水土流失與養(yǎng)分流失。溫室土壤內(nèi)溫度較高，能夠促進(jìn)腐殖質(zhì)加快對(duì)土壤中有機(jī)物的分解及轉(zhuǎn)化，使溫室土壤中堿解氮含量下降，有效磷含量提高。有機(jī)質(zhì)含量較高的土壤呈黑色，例如東北的黑土，能夠吸納與存儲(chǔ)光照熱量，提高土壤溫度，調(diào)節(jié)土壤內(nèi)水熱狀況。

在溫室土壤酸堿度的調(diào)節(jié)上，有機(jī)質(zhì)也能發(fā)揮重要作用。如今，進(jìn)行作物種植的土壤都并非呈現(xiàn)酸堿平衡狀態(tài)，主要是因?yàn)榇髿馕廴舅鶐淼乃嵊晔沟猛寥浪嵝陨仙?，土壤中鋁元素活化，抑制植物生長。而過度使用氮、磷、鉀等有機(jī)肥，再加上地表、地下徑流量的降低，會(huì)造成土壤鹽堿化，同樣不利于作物生長。通過生物性有機(jī)質(zhì)補(bǔ)充技術(shù)，能夠有效地調(diào)節(jié)土壤中腐殖質(zhì)含量，降低重金屬對(duì)土壤及作物的影響，調(diào)節(jié)土壤酸堿度，從而使土壤中有機(jī)質(zhì)、水之間的比例達(dá)到平衡[2]。

2.2 土壤有機(jī)質(zhì)與溫室土壤肥力因素關(guān)系

土壤有機(jī)質(zhì)又被稱為土壤活性物質(zhì)，活性高的土壤往往能夠提高作物產(chǎn)量。溫室土壤肥力高低除肥料的投入外，與土壤水分、空氣、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、溫度相關(guān)，尤其與作為養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的有機(jī)質(zhì)密切相關(guān)。有專家在研究中檢測到土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤磷元素固定能力有關(guān)，即土壤有機(jī)質(zhì)含量升高則土壤的磷元素固定能力升高，為土壤有機(jī)質(zhì)與土壤肥力之間的直接聯(lián)系找到證據(jù)。

2.3 土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)溫室植物生長的影響

土壤有機(jī)質(zhì)含量決定了植物生長的速度與產(chǎn)量。作物的產(chǎn)量主要與溫室土壤中的全氮、有效磷含量相關(guān)，而溫室土壤中有機(jī)質(zhì)能夠有效調(diào)節(jié)土壤中氮元素、有效磷元素含量，同時(shí)降低堿解氮含量，降低土壤鹽堿化的可能性，有利于植物生長[3]。

3 土壤水分對(duì)溫室土壤特性和植物生長的影響

溫室土壤中水分來源主要由降水、人工灌溉、地下徑流等三部分組成，土壤水分狀況與溫室土壤的黏著性、塑性、黏結(jié)性密切相關(guān)。同時(shí)，土壤水分狀況與土壤的熱容量、土壤肥力也密切相關(guān)。

3.1 土壤水分對(duì)溫室土壤熱容量的影響

由于土壤水分來源多樣，因此對(duì)土壤水分進(jìn)行調(diào)節(jié)非常便利。土壤的含水量時(shí)刻處在變化之中，不同季節(jié)、不同氣候、甚至一天中的不同時(shí)刻土壤中的含水量均不相同，測量土壤含水量的目的在于對(duì)土壤溫度進(jìn)行控制。水的熱容量較大，因此排水功能較強(qiáng)的土壤往往熱容量低，導(dǎo)致土壤溫度變化較大。土壤水分會(huì)影響土壤的導(dǎo)熱率，不同濕度土壤在遭受霜凍后受災(zāi)狀況各有差異，水分含量高的土壤較水分含量低的土壤夜間導(dǎo)熱量大，土壤溫度保持相對(duì)較好，霜凍受災(zāi)狀況較輕。但水的熱容量有限，且導(dǎo)熱率也不是無限增加的，當(dāng)土壤水分含量到達(dá)土壤所能容納的極限時(shí)，雖然熱容量在繼續(xù)增加，但導(dǎo)熱率卻呈反向變化，反而不利于土壤溫度的保持。

3.2 土壤水分與土壤溫度、土壤肥力的關(guān)系

土壤溫度與土壤含水量及水分狀況具有顯著聯(lián)系，其規(guī)律主要表現(xiàn)在土壤溫度升高時(shí)，土壤中含水量下降，水分分布不足，黏滯度與張力表現(xiàn)較差，滲透系數(shù)也隨著水分含量的下降而升高，因此可以說土壤溫度與其水分的自由能密切相關(guān)。而土壤含水量、水分分布狀況又影響到土壤肥力的變化。例如二氧化碳在水中的溶解狀況為溫度越高，溶解度越低，土壤中相應(yīng)養(yǎng)分含量越低。此外，土壤中水分含量的降低會(huì)造成溶于水的鹽、堿等土壤元素析出，使土壤出現(xiàn)板結(jié)狀況，降低土壤含氧量，從而影響農(nóng)作物生長。

3.3 土壤水分對(duì)植物生長的影響

土壤水分對(duì)植物生長的影響主要通過影響土壤肥力與溫度來體現(xiàn)。土壤溫度與土壤中水分的自由能密切相關(guān)，土壤溫度升高時(shí)，土壤中含水量下降，水分分布不足，黏滯度與張力表現(xiàn)較差，滲透系數(shù)也隨著水分含量的下降而升高。植物生長周期中對(duì)于熱的需求差異很大，一般是在萌芽期、幼苗期、坐果期或灌漿期以及成熟期尤為明顯。催芽和出芽期如果溫度得不到良好的控制會(huì)導(dǎo)致出芽率低、出芽不整齊情況出現(xiàn)，影響到花苞和結(jié)果數(shù)量，降低植物產(chǎn)量;出芽至盛花期如果溫度過高或溫度過低都會(huì)使植物生長停滯，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致生長點(diǎn)壞死，降低產(chǎn)量;若生長期溫度控制失調(diào)，植物會(huì)出現(xiàn)葉片生長速度慢，長勢弱，葉片泛黃的現(xiàn)象，且少花病果出現(xiàn)的可能性增大;過高的溫度還會(huì)導(dǎo)致植物開花期花序小，膨果期果實(shí)生長緩慢，后勁不足，從而延長植物的生長期或直接導(dǎo)致植物無法成熟。此外，土壤溫度過低會(huì)造成植物養(yǎng)分離子同化率降低。在相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，較低的土壤溫度會(huì)影響根系對(duì)磷元素的吸收，使磷元素在植物內(nèi)部由無機(jī)向有機(jī)轉(zhuǎn)化的效率有所降低。

土壤含水量、水分分布狀況又影響到土壤肥力的變化。例如土壤中水分含量的降低會(huì)造成溶于水的鹽、堿等土壤元素析出，使土壤出現(xiàn)板結(jié)，降低土壤含氧量，從而影響農(nóng)作物生長[4]。

4 總結(jié)

綜上所述，溫室的使用是為了控制土壤溫度，以促使植物快速生長，縮短植物的生長期，而土壤有機(jī)質(zhì)與水分狀況對(duì)溫室土壤溫度有不同影響，并通過影響溫室土壤溫度間接影響溫室土壤特性和植物生長狀況。通過研究土壤有機(jī)質(zhì)和水分對(duì)溫室土壤特性及植物生長影響的關(guān)系有利于溫室技術(shù)的進(jìn)一步提升，從而在改善土壤有機(jī)質(zhì)與水分的狀況下，使溫室土壤特性能夠更適合植物的生長，并將此技術(shù)推廣至農(nóng)作物種植之中，大大提高我國農(nóng)作物種植產(chǎn)量，保障“三農(nóng)”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃奕沄，張玲.土壤水分遷移對(duì)地埋管換熱器夏季性能的影響[J].暖通空調(diào)，2015（2）：115-119.

[2] 申思雨，劉哲，呂貽忠.不同種植方式對(duì)溫室土壤微形態(tài)的影響[J].土壤，2016（2）：355-360.

[3] 景宇鵬，李躍進(jìn)，姚一萍，等.鹽漬化土壤酶活性及其與微生物、理化因子的關(guān)系[J].中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2016（2）：128-138.

[4] 羅勤，陳竹君，閆波，等.水肥減量對(duì)日光溫室土壤水分狀況及番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2015（2）.

（責(zé)任編輯：趙中正）