許多科學(xué)成果證實(shí)了土壤溫度以及水分對(duì)植物芽期的生理機(jī)構(gòu)是有影響的，這些影響具體到：
1.土壤溫度是直接或間接影響植物生長(zhǎng)和發(fā)育的重要環(huán)境因子。許多生理過(guò)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(guò)程中，土壤水分含量也同樣是直接影響著這個(gè)量的變化的，土壤水分溫度的監(jiān)測(cè)可以使用土壤水分溫度檢測(cè)儀。土壤溫度，可以改變植物很多因素，對(duì)于芽期的植物而言，直接影響到芽的生理機(jī)能。
2.通過(guò)使用土壤水分溫度速測(cè)儀來(lái)進(jìn)行對(duì)土壤溫度進(jìn)行檢測(cè)，并查看植物的根系來(lái)進(jìn)行查看，發(fā)現(xiàn)較高的土壤溫度，可以改變根系的生長(zhǎng)、呼吸作用及養(yǎng)分吸收。在植物的發(fā)芽以及芽期的生長(zhǎng)過(guò)程中，較高的土壤溫度、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。據(jù)報(bào)道：低土壤溫度加上高濕環(huán)境可使土壤中滋生導(dǎo)致作物誘發(fā)各類(lèi)的的病原體。不合適的根區(qū)溫度通過(guò)改變根系吸水和芽耗水之間的平衡可導(dǎo)致芽水分虧缺。而在苗期的生長(zhǎng)過(guò)程中土壤水分對(duì)作物的影響也是極為的大的，在苗期水分的控制，可以使用土壤水分溫度測(cè)試儀來(lái)進(jìn)行測(cè)量并調(diào)控。
3.植物根系生長(zhǎng)對(duì)土壤溫度變化非常敏感，每個(gè)物種都有一個(gè)根系發(fā)育的zui適溫度范圍。根系發(fā)育和活動(dòng)的zui適溫度通常是根據(jù)他們對(duì)根的干重、長(zhǎng)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確定的。土壤溫度主要影響種子萌發(fā)、根系生長(zhǎng)和吸收水分及養(yǎng)分。土壤溫度越高，種子萌發(fā)越快。土壤溫度過(guò)高，根系呼吸作用加強(qiáng)，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(lèi)作物影響很大。
土壤溫度與土壤肥力的關(guān)系主要表現(xiàn)在：①影響土壤中各種化學(xué)反應(yīng)；②影響微生物的活性，從而影響到有機(jī)物的分解、硝化作用、反硝化作用、固氮作用等；③影響土壤養(yǎng)分離子的擴(kuò)散、水分和空氣的運(yùn)動(dòng)。
在植物的生長(zhǎng)過(guò)程中如果土壤中的溫度以及zui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，低溫下的根系將會(huì)比常規(guī)溫度下生長(zhǎng)的溫度來(lái)的小一些。每一種作物均有它的一個(gè)zui適溫度，在這zui適的溫度中作物的根系發(fā)展的，但是超過(guò)這一范圍都會(huì)引起作物的根系發(fā)生一定的變化，通過(guò)使用溫濕度監(jiān)測(cè)儀來(lái)進(jìn)行檢測(cè)土壤中的溫濕度變化，了解植物中的溫濕度，通過(guò)此來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)根系的發(fā)展，避免因溫濕度不服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。
有研究表明土壤溫度對(duì)作物根系生長(zhǎng)發(fā)育和吸收養(yǎng)分對(duì)土壤溫度有一定的一定的要求。大多數(shù)作物根系生長(zhǎng)zui適宜溫度為15—25℃，而在吸收養(yǎng)分上，溫度在0—30℃范圍內(nèi)，隨著溫度的上升，吸收養(yǎng)分的速度加快，吸收的數(shù)量也增加。當(dāng)溫度下降時(shí)，植物的呼吸減弱，養(yǎng)分吸收的數(shù)量也隨之減少。但是，當(dāng)溫度超過(guò)zui適宜溫度時(shí)，吸收的數(shù)量也會(huì)減少。一般在40℃以上，養(yǎng)分吸收數(shù)量就劇烈減少了。溫度過(guò)高使根系老化，也容易引起作物體內(nèi)酶蛋白的活性下降。同時(shí)也妨礙作物的呼吸，細(xì)胞膜在高溫下透氣性增加，已被吸收的養(yǎng)分會(huì)有流失（外滲）現(xiàn)象。溫度過(guò)低，根系的生長(zhǎng)和代謝都受到抑制，吸收能力也顯著下降，自然也會(huì)影響對(duì)養(yǎng)分吸收產(chǎn)生不利影響。
一般說(shuō)來(lái)，溫度影響植物對(duì)磷、鉀的吸收要比對(duì)氮肥明顯。有資料說(shuō)明，春天耕層土壤溫度小于10℃時(shí)，根系對(duì)磷的吸收就比較困難。常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、蘿卜等的影響就比較小。這說(shuō)明不同作物對(duì)溫度的反應(yīng)也是不同的。
土壤溫度(地溫)影響著植物的生長(zhǎng)、發(fā)育和土壤的形成。土壤中各種生物化學(xué)過(guò)程，如微生物活動(dòng)所引起的生物化學(xué)過(guò)程和非生命的化學(xué)過(guò)程，都受土壤溫度的影響。土壤溫度與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系有以下兩個(gè)方面。直接影響在一定的溫度范圍內(nèi)，土壤溫度越高，作物的生長(zhǎng)發(fā)育越快。一年內(nèi)某時(shí)段出現(xiàn)低溫或高溫，常常給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)危害。作物的種子必須在適宜的土壤溫度范圍內(nèi)才萌發(fā)。一般耐寒的谷類(lèi)作物，種子 萌發(fā)的平均土溫為1一5℃；喜溫作物為8一10℃。與氣溫相比，對(duì)種子發(fā)芽和出苗的影響，土壤溫度更要直接得多。 一般作物的根系在土壤溫度2一4℃時(shí)開(kāi)始生長(zhǎng)，在10℃以上根系生長(zhǎng)比較活躍，超過(guò)35℃時(shí)根系生長(zhǎng)受到阻礙。冬麥在12一16℃時(shí)生長(zhǎng)良好，玉米、棉花 等為25℃左右，豆科作物的根系在22一26℃生長(zhǎng)良好； 馬鈴薯塊莖成熟期30天內(nèi)，15一27℃是塊莖形成的zui適上壤溫度。過(guò)高的土壤溫度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。土壤溫度低，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。土壤溫度過(guò)低，常使冬作物的分孽節(jié)或根系產(chǎn)生 凍害，強(qiáng)低溫延續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)短和降溫及凍融的速度都影響到凍害的程度。土壤溫度影響作物的生理過(guò)程。在O一40℃之間， 細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)隨升溫而加速。
在20一30℃的范圍內(nèi)，溫度升高能促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的輸送。溫度過(guò)低，影響營(yíng)養(yǎng) 物質(zhì)的輸送率，阻礙作物生長(zhǎng)。在O一35℃范圍內(nèi)，溫度升高能促進(jìn)呼吸，但對(duì)光合作用的影響較小，所以低溫有利于作物體內(nèi)碳水化合物的積累。適宜的土壤溫度還能促進(jìn)作物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)。春小麥苗期，地上部分生長(zhǎng)zui適宜的土壤溫度為20一24℃，后 期為12一16℃，8℃以下或32℃以上很少抽穗；冬小麥生長(zhǎng)適宜的上壤溫度要低一些，24℃以上能抽穗， 但不能成熟。間接影響土壤溫度影響環(huán)境條件中的其他因子，從而間接影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育。土壤溫度對(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)要求有15一45℃的溫度條件。超出這個(gè)范圍〔過(guò)低或過(guò)高)， 微生物的活動(dòng)就會(huì)受到抑制。土溫對(duì)土壤的腐殖化過(guò)程、礦質(zhì)化過(guò)程以及植物的養(yǎng)分供應(yīng)等都有很大意義。 土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化也受土溫的影響，南方高溫地區(qū)，有機(jī)質(zhì)分解快；北方溫寒地區(qū)，則分解慢，土壤中的養(yǎng)料和碳的周轉(zhuǎn)期遠(yuǎn)比南方要長(zhǎng)。所以在高溫的 南方應(yīng)加強(qiáng)有機(jī)質(zhì)的累積，而在較寒冷的北方則應(yīng)側(cè)重于加速有機(jī)質(zhì)的分解，以釋放養(yǎng)分。土壤水(溶液)的移動(dòng)，土壤水存在的形態(tài)以及土壤氣體的交換等都受到土壤溫度的影響。
土壤溫度越高，上壤水的移動(dòng)越頻繁，上壤中的氣態(tài)水就較多； 土壤溫度低時(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(guò)高的土壤溫度，則需要降低土壤溫度以保證作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育。
北方地區(qū)，氣候寒冷，土壤溫度低是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的主 要矛盾，采取壟作，可增加對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收量和減少反射。壟作的晝夜平均土壤溫度可高于平作；深耕松土，增加土壤中的孔隙，改善土壤底層的通氣透水 狀況，也可提高土壤的吸熱和增溫、保溫能力；適時(shí)、適量進(jìn)行冬灌，使土壤含水量大，散熱緩慢，土壤溫度變化比干燥土壤緩慢，可保護(hù)冬作物安全越冬。
用土壤溫濕度檢測(cè)儀持續(xù)檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)，土壤的溫度是呈周期性變化的，隨著太陽(yáng)輻射晝夜或季節(jié)變化，地表溫度亦隨之發(fā)生周期變化。在每一個(gè)溫度變化周期里，各出現(xiàn)一次zui高值和一次zui低值。隨著土壤深度的增加，其溫度zui高或zui低出現(xiàn)的時(shí)間逐漸延遲。從許多地區(qū)圖文觀測(cè)資料得知，土層深度每增加1 m，zui高(或zui低)圖文出現(xiàn)的時(shí)間延遲20 ~ 30 d。同時(shí)，隨著土層深度的增加，土溫的年變幅將迅速變小。土溫日變化與年變化相類(lèi)似，表層土溫變幅遠(yuǎn)大于深層土壤，而且>20 cm土層日變化曲線幾乎呈平行線，也就是說(shuō)，土壤溫度日變化幅度低于年變幅。
同時(shí)發(fā)現(xiàn)，土壤溫度對(duì)土壤某些性質(zhì)的影響也比較顯著，具體表現(xiàn)在：
1.土壤溫度影響土壤中有機(jī)質(zhì)和N素的積累
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(zhǎng)。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)則更多的側(cè)重于加速有機(jī)質(zhì)的分解以釋放養(yǎng)分。在南方水田中，早春使用大量的綠肥后，由于春后氣溫和土溫的升高，土壤有機(jī)質(zhì)的分解相當(dāng)迅速，加之地表水膜已隔絕了大氣與土壤之間的氣體交換，如果土壤中地下水位又高，土體內(nèi)所蔽蓄的空氣本來(lái)就不多，這就已造成缺氧條件，特別是在大量使用新鮮綠肥或未腐熟肥的情況下，由于肥量的迅速分解耗盡了氧氣，就更造成土壤氧化還原電位的急劇下降，產(chǎn)生H2S和過(guò)多的Fe2+、Mn2+離子，引起有機(jī)酸的積累造成對(duì)水稻根系的毒害，抑制其吸收養(yǎng)分的機(jī)能。旱地土壤中zui有利于硝化過(guò)程的土壤溫度是27 ℃~ 32 ℃。在冰凍土壤中，硝化作用幾乎處于停頓狀態(tài)；在-1 ℃~ 4 ℃時(shí)，土壤中開(kāi)始有硝化作用，但反應(yīng)非常緩慢，其硝化速率僅相當(dāng)于25 ℃時(shí)的1% ~ 10%，隨著溫度的升高，硝化細(xì)菌漸趨活躍，10 ℃、15 ℃、20 ℃時(shí)的硝代速度相應(yīng)為25 ℃的20%、50%、80%。由土溫引起的土壤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)。
2.對(duì)土壤P素供應(yīng)的影響
土壤P素的季節(jié)性變化較為復(fù)雜。水稻土中暖季里土壤P素有效性增加，主要由于土壤漬水后，硫酸鐵在還原條件逐漸變?yōu)榭衫脩B(tài)的緣故。彭干濤等(1980)在江蘇宜興的定位觀察表明，6種不同肥力水平的土壤上，不同季節(jié)土壤*P量的差異，并未達(dá)到統(tǒng)計(jì)上的顯著，并發(fā)現(xiàn)土壤*P量并不受季節(jié)溫度變化的影響。他們認(rèn)為，溫度對(duì)植物P素營(yíng)養(yǎng)的影響，可能是根系吸收P素受溫度影響較大緣故。根據(jù)侯光炯等研究，鐵鋁膠體結(jié)合的P要在30 ℃左右才能活化，一般夏季氣溫高時(shí)，土壤中的P活性大；冬季氣溫低時(shí)，土壤中的P活性小。萬(wàn)兆良(1981)的實(shí)驗(yàn)表明，土溫對(duì)P 的固定似有一定影響，紫色土和山地黃壤等6種不同土壤中，土溫由10 ℃~ 15 ℃上升到30 ℃，P素固定量減少20% ~ 70%。
3.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。土壤溫度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(guò)程和粘土礦物對(duì)K+的選擇吸收。溫度對(duì)土壤中K+的影響是多方面的。Ching和Barber曾經(jīng)研究過(guò)溫度對(duì)土壤中K+擴(kuò)散過(guò)程的影響，發(fā)現(xiàn)K+的擴(kuò)散系數(shù)隨溫度的升高而增加。Feigenbaun和Shainberg發(fā)現(xiàn)提高溫度可以增加土壤中緩效K的釋放速率。Sparks和Liebhardt研究了溫度對(duì)土壤中K+平衡過(guò)程的影響，發(fā)現(xiàn)升高溫度增加土壤對(duì)K+的選擇吸附。金繼運(yùn)等(1992)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著溫度的升高，土壤供K能力增加，緩沖性能下降。本項(xiàng)研究結(jié)果表明，溫度可以改變土壤K素的Q/I關(guān)系，升高溫度增加了土壤溶液中K+的活度，提高了土壤的K能力。可見(jiàn)土壤溫度是影響土壤中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(guó)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。
4.對(duì)土壤電導(dǎo)性的影響
土壤溫度對(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。李成保和毛就庚(1989)以磚紅壤、赤紅壤、紅壤、黃棕壤、濱海鹽土、內(nèi)陸鹽土和蘇打鹽土為試材，用熱敏電阻性溫度傳感器，測(cè)出不同土壤處理及其電導(dǎo)率與溫度的回歸統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)條件下，土壤電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)系數(shù)α為0.960 ~ 0.999，有很好的線性關(guān)系。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")是因土壤介質(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。
5.對(duì)土壤水分狀況的影響
土溫溫度對(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，土溫25℃時(shí)水的滲透系數(shù)為0℃的2倍。土壤水分的自由能與土壤溫度密切相關(guān)。張一平等(1990)以陜西省紅油土、壚土、黑壚土為供試土樣，試驗(yàn)結(jié)果表明，溫度對(duì)土壤水勢(shì)具有明顯的影響，3種土壤皆呈現(xiàn)隨溫度升高土壤水吸力降低的特點(diǎn)。在測(cè)定的含水量范圍內(nèi)，溫度與吸水力之間呈現(xiàn)極顯著的負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)(r)在- 0.990 6 ~ 0.999 0(n=5)。這是由于溫度升高時(shí)，水的粘滯度和表面張力降低所致。在等吸力時(shí)，溫度高者，含水量則較低。
6.對(duì)土壤中生物學(xué)過(guò)程的影響
土壤溫度對(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)。土溫過(guò)低或過(guò)高，超出這一溫度范圍，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(guò)程，影響到各種養(yǎng)分的形態(tài)轉(zhuǎn)化，也就影響到植物的養(yǎng)分供應(yīng)。例如，氨化細(xì)菌和硝化細(xì)菌在土溫28 ℃~ 30 ℃時(shí)zui為活躍，如土溫過(guò)低，往往由于硝化作用極其微弱，而使作物的N素養(yǎng)分供應(yīng)不足。土壤溫度達(dá)到52 ℃時(shí)，硝化作用停止。
通過(guò)種種實(shí)例，我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到土壤溫度對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育，和投入產(chǎn)出有著密不可分的影響，適宜的溫度和水分，將對(duì)農(nóng)作物增產(chǎn)增收及其作物品質(zhì)等有著總要的作用，所以，進(jìn)一步加強(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)。中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，作為炎黃子孫，我們都應(yīng)該積極為農(nóng)業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)，為農(nóng)田增產(chǎn)增收做出一份努力，合理使用農(nóng)業(yè)設(shè)備及器械、儀器，作為農(nóng)業(yè)發(fā)展的輔助工具是十分有必要的，如果我們能把科學(xué)種田、合理治田運(yùn)用到實(shí)處，將會(huì)為我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展展現(xiàn)一道新的風(fēng)景。
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