土壤有機質和水分對溫室土壤特性及植物生長的影響

李連智 韓琳

摘 要 以土壤有機質和水分對溫室土壤特性及植物生長的關系為研究對象，通過介紹溫室的起源與發展及其對農業生產的作用，對土壤有機質與土壤溫度、土壤水分之間的關系進行討論，得出三者之間多維交互的關系狀況，并由此獲得土壤有機質、水分與溫室土壤特性及植物生長之間一定程度上正相關的聯系，為生物生長研究提供研究資料。

關鍵詞 有機質;水分;溫室;土壤

中圖分類號：S153 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.14.095

相較于傳統農業受自然條件影響較大的特性，現代農業通過對農作物生長過程中各種自然因素的干預來達到控制其生長周期與生長結果的目的。同時，這些干預措施也達到了彌補我國水、耕地、能源資源在農業發展中短缺的問題。溫室就是現代農業的控制手段之一，是實現我國農業現代化的重要標志。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，探討土壤有機質和水分對溫室土壤特性及溫室內生物生長的影響。

1 溫室在農業中的作用

1.1 解除季節限制

通過設施栽培可以打破農作物供應的季節限制，起到調節農產品市場價格的作用。由于農產品尤其是果品的果皮較薄，缺乏對高水分的膠質果肉的保護，儲存與運輸都十分困難，造成存儲運輸成本高，價格昂貴。而設施栽培技術的出現使得農作物的成熟期可以人為的提前或推后，從而延長了農產品的上市期，增加了產品供給，降低了成本，進而降低了農作物的市場價格。

1.2 解除地區限制

設施栽培技術的出現與應用，使得農作物生產可以完全在保護地中進行，對外界環境的要求大大降低，光照不足的可以增加燈光照射，溫度可以通過設備調節，有機械化的灌溉系統和土壤營養液灌溉系統，氧氣可以灌注。因此，農作物的生產地將不再僅限于適宜其栽植的區域。

1.3 解除病蟲害限制

設施栽培解決了種植地氣候等對農作物生長的限制，使得農作物在全年均可根據生長周期結果，有利于培養一年多次豐產的良種，減少病蟲害發生率。同時，設施栽培技術下的農作物由于覆膜的保護避免了昆蟲、病菌和細菌菌絲的感染，使得農作物不易受病蟲害感染[1]。

2 土壤有機質對溫室土壤特性和植物生長的影響

2.1 土壤有機質對溫室土壤理化性質的影響

土壤有機質對土壤理化性質的影響主要表現在其能夠調節溫室土壤的物理性質方面。土壤有機質的主要成分為腐殖質，腐殖質的腐殖化作用能夠將地表生物體轉化為有機質的化學元素。同時，腐殖質還是良好的土壤結構膠結物，能夠促進土壤結構形成，使土壤疏松、通透，增加土壤含氧量，其團聚作用還能夠幫助植物的根系抓緊土壤，減少水土流失與養分流失。溫室土壤內溫度較高，能夠促進腐殖質加快對土壤中有機物的分解及轉化，使溫室土壤中堿解氮含量下降，有效磷含量提高。有機質含量較高的土壤呈黑色，例如東北的黑土，能夠吸納與存儲光照熱量，提高土壤溫度，調節土壤內水熱狀況。

在溫室土壤酸堿度的調節上，有機質也能發揮重要作用。如今，進行作物種植的土壤都并非呈現酸堿平衡狀態，主要是因為大氣污染所帶來的酸雨使得土壤酸性上升，土壤中鋁元素活化，抑制植物生長。而過度使用氮、磷、鉀等有機肥，再加上地表、地下徑流量的降低，會造成土壤鹽堿化，同樣不利于作物生長。通過生物性有機質補充技術，能夠有效地調節土壤中腐殖質含量，降低重金屬對土壤及作物的影響，調節土壤酸堿度，從而使土壤中有機質、水之間的比例達到平衡[2]。

2.2 土壤有機質與溫室土壤肥力因素關系

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

2.3 土壤有機質對溫室植物生長的影響

土壤有機質含量決定了植物生長的速度與產量。作物的產量主要與溫室土壤中的全氮、有效磷含量相關，而溫室土壤中有機質能夠有效調節土壤中氮元素、有效磷元素含量，同時降低堿解氮含量，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、黏結性密切相關。同時，土壤水分狀況與土壤的熱容量、土壤肥力也密切相關。

3.1 土壤水分對溫室土壤熱容量的影響

由于土壤水分來源多樣，因此對土壤水分進行調節非常便利。土壤的含水量時刻處在變化之中，不同季節、不同氣候、甚至一天中的不同時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土壤溫度進行控制。水的熱容量較大，因此排水功能較強的土壤往往熱容量低，導致土壤溫度變化較大。土壤水分會影響土壤的導熱率，不同濕度土壤在遭受霜凍后受災狀況各有差異，水分含量高的土壤較水分含量低的土壤夜間導熱量大，土壤溫度保持相對較好，霜凍受災狀況較輕。但水的熱容量有限，且導熱率也不是無限增加的，當土壤水分含量到達土壤所能容納的極限時，雖然熱容量在繼續增加，但導熱率卻呈反向變化，反而不利于土壤溫度的保持。

3.2 土壤水分與土壤溫度、土壤肥力的關系

土壤溫度與土壤含水量及水分狀況具有顯著聯系，其規律主要表現在土壤溫度升高時，土壤中含水量下降，水分分布不足，黏滯度與張力表現較差，滲透系數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。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，土壤中相應養分含量越低。此外，土壤中水分含量的降低會造成溶于水的鹽、堿等土壤元素析出，使土壤出現板結狀況，降低土壤含氧量，從而影響農作物生長。

3.3 土壤水分對植物生長的影響

土壤水分對植物生長的影響主要通過影響土壤肥力與溫度來體現。土壤溫度與土壤中水分的自由能密切相關，土壤溫度升高時，土壤中含水量下降，水分分布不足，黏滯度與張力表現較差，滲透系數也隨著水分含量的下降而升高。植物生長周期中對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導致出芽率低、出芽不整齊情況出現，影響到花苞和結果數量，降低植物產量;出芽至盛花期如果溫度過高或溫度過低都會使植物生長停滯，嚴重的會導致生長點壞死，降低產量;若生長期溫度控制失調，植物會出現葉片生長速度慢，長勢弱，葉片泛黃的現象，且少花病果出現的可能性增大;過高的溫度還會導致植物開花期花序小，膨果期果實生長緩慢，后勁不足，從而延長植物的生長期或直接導致植物無法成熟。此外，土壤溫度過低會造成植物養分離子同化率降低。在相關研究中發現，較低的土壤溫度會影響根系對磷元素的吸收，使磷元素在植物內部由無機向有機轉化的效率有所降低。

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造成溶于水的鹽、堿等土壤元素析出，使土壤出現板結，降低土壤含氧量，從而影響農作物生長[4]。

4 總結

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，而土壤有機質與水分狀況對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。通過研究土壤有機質和水分對溫室土壤特性及植物生長影響的關系有利于溫室技術的進一步提升，從而在改善土壤有機質與水分的狀況下，使溫室土壤特性能夠更適合植物的生長，并將此技術推廣至農作物種植之中，大大提高我國農作物種植產量，保障“三農”目標的實現。

參考文獻：

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

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

[3] 景宇鵬，李躍進，姚一萍，等.鹽漬化土壤酶活性及其與微生物、理化因子的關系[J].中國農業科技導報，2016（2）：128-138.

[4] 羅勤，陳竹君，閆波，等.水肥減量對日光溫室土壤水分狀況及番茄產量和品質的影響[J].植物營養與肥料學報，2015（2）.

（責任編輯：趙中正）