使用土壤溫(wēn)濕度儀對農作物生長發育進(jìn)行(háng)改善

2020-06-01 21:41:14 艾方立科(kē)技
許多科學成果證實了(le)土(tǔ)壤(rǎng)溫度以及水分對植物芽期(qī)的(de)生理機構是有影響的,這些影響具體到(dào): 

  1.土壤溫度(dù)是直接(jiē)或間接影響植物(wù)生長(zhǎng)和發育的重要環境因子。許多生(shēng)理過程(如(rú)氣孔導度、蒸騰、養分傳(chuán)輸和二氧化碳(tàn)的吸收)都與(yǔ)溫度密切相關,在這些生理過程中,土壤水分含量也同樣是直接影響著這個量的變化的,土壤水分溫(wēn)度的監測可以使用土壤水分溫度檢測儀。土壤溫度,可(kě)以改變植物很多因(yīn)素,對於芽期的植物而言,直接影響到芽的生理機(jī)能。
  2.通過使用土壤水分溫度速測儀來進行對土壤溫(wēn)度進行檢測,並查看植(zhí)物的根(gēn)係來進行查看(kàn),發現(xiàn)較高的(de)土壤溫度,可以改變根係(xì)的生長、呼吸作用及養分吸收。在植物的發芽以及(jí)芽期的生長過程中,較高的土壤溫度、外界機械阻力(lì)、較低的基質勢是引起作物發芽不良、出苗率低和成苗率低(dī)的(de)主(zhǔ)要原因。據報道:低土壤溫(wēn)度(dù)加上高濕環境可使土壤中(zhōng)滋生導致作物誘發各類的的病原體。不合適的根(gēn)區溫度通過改(gǎi)變根係吸水和芽耗水之間(jiān)的平衡(héng)可導致芽水分虧缺。而在(zài)苗期的(de)生長過程中土壤水(shuǐ)分對作物的影響也是極(jí)為的大的,在苗(miáo)期水分的控製,可以使用土壤水分(fèn)溫度測試儀來進行測量並調(diào)控。
  3.植物(wù)根係生長對土(tǔ)壤溫度變化非常敏感,每(měi)個物種都(dōu)有一個根係發育的(de)最適溫度範圍。根(gēn)係發育(yù)和活動的最適溫度通常是(shì)根據他們對根的幹重、長度、分生、養分吸收(shōu)、水分吸收和微(wēi)生(shēng)物的相互作用的綜合影響確定的(de)。土壤溫度主要影響種(zhǒng)子萌發、根係(xì)生長和吸收水分及養分(fèn)。土壤溫度(dù)越(yuè)高,種子萌發越快。土壤(rǎng)溫度過高,根係呼吸(xī)作用加強,消耗大量光合產物,不利於碳水化合物的累積,這對塊根類作物影響很大。
  土壤溫(wēn)度與土壤肥力的關係主要表現在:①影響土壤中各種化學反應;②影響微生物的活性,從而影響到有機物的(de)分解、硝化作用、反硝化(huà)作用、固氮作用等;③影響土壤養分離子的擴散、水分和空氣的運動。 
  在植(zhí)物的生長(zhǎng)過程中如果土壤中的溫度以及最適宜溫度存在(zài)一定的差異,根係的結構以及功能均會隨之發生改(gǎi)變,低溫下的根係將會比常規溫度下生長的溫度(dù)來的小一些。每一種作物均有它的一個最適(shì)溫度,在這最適的溫度中作物的根係發展的最佳,但(dàn)是超過這一範圍都會引起作物的根(gēn)係發生一(yī)定的變化,通過使(shǐ)用溫濕度監測儀來進行檢測土壤中的溫(wēn)濕度變化,了(le)解植物中的最佳溫濕(shī)度(dù),通過此來進行調節根係的發展,避免因溫濕度(dù)不服而引起植物幼苗的生理機構發生變化是一(yī)種比較理想的改善和平衡植物根係對養分吸收能力的方式。

    有研究表明土壤溫度對作物根係生(shēng)長發育和吸(xī)收養分對土壤溫度有(yǒu)一定的一定的要(yào)求。大多數(shù)作物根係生長最適宜溫度為15—25℃,而在吸收養分上,溫度在(zài)0—30℃範圍內,隨著(zhe)溫度的上升,吸收養(yǎng)分的速度加快(kuài),吸收的數量也(yě)增加(jiā)。當溫度下降時,植(zhí)物的(de)呼吸(xī)減弱,養分吸收的數量也隨之減少。但是,當溫度超過最適宜溫度時,吸收的數量也會減(jiǎn)少。一般在40℃以上,養分吸(xī)收數量(liàng)就劇烈減少了。溫度過高使根係(xì)老化,也容易引起(qǐ)作物體(tǐ)內酶蛋白的活性下降。同時也妨礙作物的呼吸,細(xì)胞膜在高溫下透氣性增加,已被吸收的養分會有流失(外滲)現象。溫度(dù)過低,根係的生長和代(dài)謝都受到抑製,吸收能(néng)力也顯著下降,自然也會影響對養分吸(xī)收產生不利(lì)影響。    

    一般說來,溫(wēn)度影響植物對磷、鉀的吸收要比對(duì)氮肥明顯。有(yǒu)資料(liào)說明,春天耕層土(tǔ)壤溫度小於10℃時,根係對磷的(de)吸收就比較困(kùn)難。常是造成小麥弱(ruò)苗的原因之一(yī)。因此,在低溫寒冷地區,對越冬作物增施磷鉀肥很有必要。試驗還表明,低(dī)溫會(huì)明顯地影響燕麥(mài)、四季蘿卜對磷的吸收,而對蔥、黃瓜、蘿卜(bo)等的影響就比(bǐ)較(jiào)小(xiǎo)。這說明不同作物對溫度的反應也是不同的。        

  土壤溫度(地溫)影響著植物的生長、發育和土壤的形成。土壤中各種(zhǒng)生物化學過程,如微生物活動(dòng)所引(yǐn)起的生物化學過程和非生命(mìng)的化學過程,都受土壤溫(wēn)度的影響。土壤溫度與農業生產的關係有以下兩個方麵。直接影響在一定的(de)溫度範圍內,土壤溫(wēn)度越高,作物的生長發育越快。一年內某時段出現低溫(wēn)或(huò)高溫,常(cháng)常給農業生產帶來危害。作物的種子必須在適宜的土壤溫度範圍內才萌發。一般耐寒(hán)的穀類作物,種子 萌發的平均土溫為1一5℃;喜(xǐ)溫作物為8一10℃。與氣溫相比,對種子發芽和出苗的影響,土壤溫度更要直接得多。       一般作物的根係在土壤溫度2一4℃時開(kāi)始生長(zhǎng),在10℃以上根係生長比較活躍,超過(guò)35℃時根係生長受到(dào)阻礙。冬麥在12一(yī)16℃時生長良好,玉米、棉花(huā) 等為(wéi)25℃左右,豆科作物的根係在22一26℃生長良好; 馬鈴薯塊莖(jīng)成熟期30天內,15一27℃是塊莖形成的最適上壤(rǎng)溫度。過高的(de)土壤溫度使植物根係組(zǔ)織(zhī)加速成熟,根係木質化的部位幾乎達到根尖,降低了根表麵的吸收效率。土壤溫度低,作物根係吸水緩慢,當氣候條件適於蒸騰(téng)時,植株地上部分常(cháng)呈現脫水或缺水(shuǐ)。土壤溫度過低,常使冬作物的分孽節或根係產(chǎn)生 凍害,強低溫延續(xù)的時間長短和降溫(wēn)及凍融的速度都(dōu)影響到凍害的程度。土壤溫(wēn)度影響作(zuò)物的生理過程。在O一40℃之間, 細胞質的流動隨升溫而加速。

  在20一30℃的範圍內,溫度升高能促進有機質的(de)輸送。溫(wēn)度過低,影響營養 物質的輸送率,阻礙作物(wù)生(shēng)長。在O一35℃範圍內,溫度升高能促進呼吸,但對光合作用的影響較小,所以低溫有利於作物體內碳水化合物的積累。適宜的土壤溫度還能促進作物的營養(yǎng)生長和生殖生長。春小麥苗期,地上部分生長最適宜的(de)土壤溫度為20一24℃,後(hòu) 期為12一16℃,8℃以下或32℃以上很少抽穗;冬小麥(mài)生長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(rǎng)溫度影響環境條件中(zhōng)的其他因子,從而間接影響作物的生長發育(yù)。土壤溫度(dù)對微(wēi)生物 活性的影響極其明顯。

  大多(duō)數土壤微生物的活動要求有(yǒu)15一45℃的溫度(dù)條件。超(chāo)出(chū)這個範(fàn)圍〔過低或過高), 微生物的活動就會受到(dào)抑(yì)製。土溫對(duì)土壤的腐殖化過程、礦質化過程以及植物的(de)養分供應等都有很大意義(yì)。 土壤有機質的轉化(huà)也(yě)受土溫的影響,南方高溫地區,有機質分解(jiě)快;北方溫寒地區,則(zé)分解慢,土壤中的(de)養料和碳的周轉期遠比南方要長。所以在高溫的 南方應加強有機質的累積,而在較(jiào)寒冷的北方則應(yīng)側重於加速有機質(zhì)的(de)分解,以釋放養分。土壤水(溶液)的移動,土壤水存在的形態以及土壤(rǎng)氣體的交換等都(dōu)受到土壤(rǎng)溫度的影響。

  土壤溫(wēn)度越高,上壤水的(de)移動越頻繁,上壤中的氣態水就較多; 土壤溫度低時,土壤水的移動近於(yú)停止(zhǐ)。土壤水常轉化為固態水。 而作物在一定的生育階段,適應不了過高的土壤溫度,則需要降(jiàng)低土壤溫度以保證作物的正常生長(zhǎng)發育。

  北方地區,氣候寒冷,土壤溫度低(dī)是農業生產上的主 要矛盾,采取壟作,可增加對太陽輻射(shè)的(de)吸收量和減少(shǎo)反射。壟作的晝夜平均土壤(rǎng)溫度(dù)可高(gāo)於平作;深耕鬆土,增加土壤中的孔隙,改善土壤底層的通氣透水(shuǐ) 狀況,也可提高土壤的吸熱和增溫、保溫能力;適(shì)時、適量(liàng)進行冬灌,使土壤含水量大,散熱緩慢,土壤溫度變化比幹燥土(tǔ)壤緩慢,可保(bǎo)護冬作物安(ān)全越(yuè)冬。

  

   用土壤溫濕(shī)度檢測儀持續檢測,可以發現,土壤的溫度(dù)是呈周期性變化的,隨著太陽輻射晝夜或季(jì)節變化,地表溫度亦隨之發生周期變化。在每一個溫(wēn)度變化周期裏,各出現一次最高值(zhí)和一次最低值。隨著土壤深度的增加,其溫度最高或最低出現(xiàn)的時間逐漸延遲。從許多地區圖文觀測資料得知,土層(céng)深度每增加1 m,最(zuì)高(gāo)(或最低)圖文出現的時間延遲20 ~ 30 d。同時,隨著土層深度的(de)增加,土溫的年(nián)變幅將迅速變小。土溫日變化與年變化相類似,表層土溫變(biàn)幅遠大於(yú)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(fú)度低於年變幅。

  

    同時發(fā)現,土壤溫度對土壤某些性質的影響也比較(jiào)顯著,具體表現在:

  1.土壤溫度(dù)影響(xiǎng)土壤中有機質和(hé)N素的積累

  土壤(rǎng)有(yǒu)機質的轉化與溫度的關係很大,熱帶地區溫度高(gāo),有機質分解快;寒溫(wēn)帶溫度低,有機質分解慢,其所含養料周轉期遠比南方長(zhǎng)。所以,在(zài)南方,調節土(tǔ)壤(rǎng)的有機質偏重於加強有機質的積累,而在寒冷地(dì)區則更多的側重於加速有機質的分解(jiě)以釋放養分(fèn)。在南方水田中,早春使(shǐ)用大量的綠肥(féi)後(hòu),由於(yú)春後氣溫和土溫的(de)升(shēng)高,土壤有機質(zhì)的分解相當迅速,加之地表水(shuǐ)膜已隔絕了大氣與土壤之間的氣體交換,如果(guǒ)土壤中地下水位又高(gāo),土體內所蔽蓄的空氣本來就不多,這就已造成缺氧(yǎng)條件,特別是在大量(liàng)使用新鮮綠肥或未腐熟肥(féi)的情況下,由於肥(féi)量的迅速分解耗(hào)盡了氧氣,就更造成土壤(rǎng)氧化還(hái)原電位的急(jí)劇下降,產生H2S和過多的Fe2+、Mn2+離子,引起有(yǒu)機酸的積(jī)累(lèi)造成對水稻根係的毒(dú)害,抑製其(qí)吸收養分的機能。旱地土壤中(zhōng)最有利於硝化過程的土壤溫度是27 ℃~ 32 ℃。在冰凍土壤中,硝化作用幾乎處於停頓狀態;在-1 ℃~ 4 ℃時,土壤中(zhōng)開始有硝化作用,但反應非常緩慢,其硝化速率僅相(xiàng)當於(yú)25 ℃時的1% ~ 10%,隨著溫度(dù)的升高,硝化細菌漸趨活躍,10 ℃、15 ℃、20 ℃時(shí)的(de)硝代速(sù)度相應為25 ℃的20%、50%、80%。由土溫引起的土壤N素供應的季節(jiē)性差異,是製定施肥製(zhì)度的一個重要依據。

  

2.對土壤(rǎng)P素供應的影響(xiǎng)

  土壤P素的季節性變(biàn)化較為複雜。水稻土中暖季(jì)裏土(tǔ)壤P素有效性增加,主要由於土壤漬水後(hòu),硫(liú)酸鐵在還(hái)原條件逐漸變為(wéi)可利用態的緣故(gù)。彭幹濤等(děng)(1980)在江蘇宜興(xìng)的定位觀察表明,6種不同肥力水平的土(tǔ)壤上,不(bú)同季節土壤速效P量的差(chà)異,並未達到統計上的顯著,並(bìng)發現土壤速效P量並不受季節溫度變化的影響。他(tā)們認為,溫度對植物(wù)P素營養的影響,可能是根係吸(xī)收P素受溫度影響較大緣故。根據侯光炯等研究,鐵鋁膠體結合的P要(yào)在30 ℃左右才能活化,一般夏季氣溫高時,土壤中的P活性大;冬季(jì)氣溫低(dī)時,土壤(rǎng)中的P活性小。萬兆良(1981)的實驗表明,土溫對P 的固定似有一定影響,紫色(sè)土和山地(dì)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(shǎo)20% ~ 70%。

3.對土壤K素容量和(hé)強度(dù)關係的影響

  溫度是影響土壤中K素動態變化的一個重要因素。土壤溫度的變化影響到土壤(rǎng)中K 的固定和釋放,影響到K+在土壤中的擴(kuò)散過程和粘土礦(kuàng)物對K+的選(xuǎn)擇(zé)吸收(shōu)。溫度對土壤中K+的影響是多方麵的。Ching和Barber曾經研究過溫(wēn)度(dù)對土壤中(zhōng)K+擴散過程的影(yǐng)響,發現K+的擴散係數隨溫度的(de)升高而增加。Feigenbaun和Shainberg發現(xiàn)提高溫度可以增加土壤中緩效(xiào)K的釋放速率。Sparks和Liebhardt研究了溫度對土壤中K+平衡過(guò)程的影響,發現升高溫度增加土壤對K+的選擇吸附。金繼運等(1992)的實驗結果表明,隨著溫度(dù)的升高,土壤供K能力增加,緩衝性能下降。本項研究(jiū)結果表(biǎo)明,溫度可以改變土壤K素的Q/I關係,升高(gāo)溫度增加了土壤溶(róng)液(yè)中K+的活度(dù),提高了土(tǔ)壤的K能力。可見土壤溫度是影響土壤中K素動(dòng)態變化和土壤供(gòng)K能力的一(yī)個不可忽視的重要因素。尤其是在我國北方經常發生早春低溫(wēn)冷(lěng)害的地(dì)區,溫(wēn)度的影響可能更為明顯。

4.對土壤電導(dǎo)性的影響(xiǎng)

  土壤溫度對於土壤介質的性質影響較大,對於土(tǔ)壤(rǎng)電導尤為明顯。李成保和毛就庚(1989)以磚紅壤、赤紅(hóng)壤、紅壤(rǎng)、黃棕壤、濱海鹽土、內陸鹽土和蘇打鹽土為試材,用熱敏電阻性溫度(dù)傳感(gǎn)器,測出不同土壤處理及其電導率與溫度的回歸統(tǒng)計數(shù)據。結果表明(míng):實(shí)驗條件下,土壤電導率與(yǔ)溫度的(de)相關(guān)係數α為0.960 ~ 0.999,有很好的線性關係。土壤電導率隨溫度升(shēng)高而增大。溫度每(měi)升高(gāo)1℃所引起的電導率的變化量(“電導溫度變率”)是因土壤介(jiè)質而異,順序為:鹽土>黃棕壤>可變電荷土壤。不同土壤之間電導溫度(dù)變率的順序為:濱(bīn)海鹽土>內陸鹽土>蘇打鹽土(tǔ)>黃棕壤>磚紅壤>紅壤>赤紅壤。

5.對土壤水分狀(zhuàng)況的(de)影(yǐng)響(xiǎng)

  土溫溫度對(duì)土壤水分狀況(kuàng)的影響是多方麵的。土溫升高時,土壤水的粘滯度和表(biǎo)麵張力下降,土壤水的滲透(tòu)係數隨之(zhī)增加,土溫25℃時水的滲透係數為0℃的2倍。土壤水分的自由能與土壤(rǎng)溫度密切相關。張一平等(1990)以陝西省紅油土、壚土、黑壚土為供試土樣(yàng),試驗結果表明,溫度對土壤水勢具有明顯的影響,3種土壤皆呈現隨溫度升高(gāo)土(tǔ)壤水吸力降(jiàng)低的特點。在測定的含水量範圍內,溫度(dù)與吸水力之(zhī)間呈現(xiàn)極顯著的負相關,相關係數(r)在- 0.990 6 ~ 0.999 0(n=5)。這是由於溫度升(shēng)高時,水的粘滯度和表麵(miàn)張力降低所致。在(zài)等吸力時,溫度高者(zhě),含水(shuǐ)量則較低。

6.對土壤中生物學過程的(de)影(yǐng)響

土壤溫度對微生物活性的影響極其明顯。大多數土壤微生物的活動,要求(qiú)溫度為15 ℃~ 45 ℃。在此溫度範圍內,溫度愈高,微生(shēng)物活動能力越(yuè)強。土溫過低或過高,超出這一溫度範(fàn)圍,則(zé)微生物(wù)活動受到抑製,從而影響(xiǎng)到土壤的腐殖或礦質化過程,影響到各種(zhǒng)養分的形態轉化,也就影響到植物(wù)的養分供應(yīng)。例如,氨化細菌(jun1)和硝化細菌在土(tǔ)溫28 ℃~ 30 ℃時最(zuì)為活躍,如土(tǔ)溫(wēn)過低,往往由於硝化作用極其(qí)微(wēi)弱,而使作物的N素養分(fèn)供應不足。土壤溫度達到52 ℃時,硝化作用停止。

通過種(zhǒng)種實例,17c.com已經認識到土壤溫度對農作物生長發育,和投入產出有著密(mì)不可分(fèn)的(de)影響,適宜的溫度和水分,將對農作物增產增收及其作物品(pǐn)質等有著總要的作用,所以,進一步加強土壤水分溫度的監控,合理調節土壤水肥及地溫,是農業發展的大趨(qū)勢。中國是農業大國,作為(wéi)炎黃子孫,17c.com都應該(gāi)積極為農業發展做出貢獻,為農田增產增收(shōu)做出一份努力,合理使用農業(yè)設(shè)備及器械、儀器,作為農業發展的輔助工具是十分有必要的,如果17c.com能把(bǎ)科學種田、合理治田運用(yòng)到實(shí)處,將(jiāng)會(huì)為我國農業發展(zhǎn)展現一(yī)道(dào)新(xīn)的風景


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