土壤有机质和水分对温室土壤特性及植物生长的影响

李连智 韩琳

摘 要 以土壤有机质和水分对温室土壤特性及植物生长的关系为研究对象，通过介绍温室的起源与发展及其对农业生产的作用，对土壤有机质与土壤温度、土壤水分之间的关系进行讨论，得出三者之间多维交互的关系状况，并由此获得土壤有机质、水分与温室土壤特性及植物生长之间一定程度上正相关的联系，为生物生长研究提供研究资料。

关键词 有机质;水分;温室;土壤

中图分类号：S153 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.14.095

相较于传统农业受自然条件影响较大的特性，现代农业通过对农作物生长过程中各种自然因素的干预来达到控制其生长周期与生长结果的目的。同时，这些干预措施也达到了弥补我国水、耕地、能源资源在农业发展中短缺的问题。温室就是现代农业的控制手段之一，是实现我国农业现代化的重要标志。温室有多种类型，本次以日光温室这类投资小、操作便捷的温室类型为例，探讨土壤有机质和水分对温室土壤特性及温室内生物生长的影响。

1 温室在农业中的作用

1.1 解除季节限制

通过设施栽培可以打破农作物供应的季节限制，起到调节农产品市场价格的作用。由于农产品尤其是果品的果皮较薄，缺乏对高水分的胶质果肉的保护，储存与运输都十分困难，造成存储运输成本高，价格昂贵。而设施栽培技术的出现使得农作物的成熟期可以人为的提前或推后，从而延长了农产品的上市期，增加了产品供给，降低了成本，进而降低了农作物的市场价格。

1.2 解除地区限制

设施栽培技术的出现与应用，使得农作物生产可以完全在保护地中进行，对外界环境的要求大大降低，光照不足的可以增加灯光照射，温度可以通过设备调节，有机械化的灌溉系统和土壤营养液灌溉系统，氧气可以灌注。因此，农作物的生产地将不再仅限于适宜其栽植的区域。

1.3 解除病虫害限制

设施栽培解决了种植地气候等对农作物生长的限制，使得农作物在全年均可根据生长周期结果，有利于培养一年多次丰产的良种，减少病虫害发生率。同时，设施栽培技术下的农作物由于覆膜的保护避免了昆虫、病菌和细菌菌丝的感染，使得农作物不易受病虫害感染[1]。

2 土壤有机质对温室土壤特性和植物生长的影响

2.1 土壤有机质对温室土壤理化性质的影响

土壤有机质对土壤理化性质的影响主要表现在其能够调节温室土壤的物理性质方面。土壤有机质的主要成分为腐殖质，腐殖质的腐殖化作用能够将地表生物体转化为有机质的化学元素。同时，腐殖质还是良好的土壤结构胶结物，能够促进土壤结構形成，使土壤疏松、通透，增加土壤含氧量，其团聚作用还能够帮助植物的根系抓紧土壤，减少水土流失与养分流失。温室土壤内温度较高，能够促进腐殖质加快对土壤中有机物的分解及转化，使温室土壤中碱解氮含量下降，有效磷含量提高。有机质含量较高的土壤呈黑色，例如东北的黑土，能够吸纳与存储光照热量，提高土壤温度，调节土壤内水热状况。

在温室土壤酸碱度的调节上，有机质也能发挥重要作用。如今，进行作物种植的土壤都并非呈现酸碱平衡状态，主要是因为大气污染所带来的酸雨使得土壤酸性上升，土壤中铝元素活化，抑制植物生长。而过度使用氮、磷、钾等有机肥，再加上地表、地下径流量的降低，会造成土壤盐碱化，同样不利于作物生长。通过生物性有机质补充技术，能够有效地调节土壤中腐殖质含量，降低重金属对土壤及作物的影响，调节土壤酸碱度，从而使土壤中有机质、水之间的比例达到平衡[2]。

2.2 土壤有机质与温室土壤肥力因素关系

土壤有机质又被称为土壤活性物质，活性高的土壤往往能够提高作物产量。温室土壤肥力高低除肥料的投入外，与土壤水分、空气、养分转化、温度相关，尤其与作为养分转化的有机质密切相关。有专家在研究中检测到土壤有机质含量与土壤磷元素固定能力有关，即土壤有机质含量升高则土壤的磷元素固定能力升高，为土壤有机质与土壤肥力之间的直接联系找到证据。

2.3 土壤有机质对温室植物生长的影响

土壤有机质含量决定了植物生长的速度与产量。作物的产量主要与温室土壤中的全氮、有效磷含量相关，而温室土壤中有机质能够有效调节土壤中氮元素、有效磷元素含量，同时降低碱解氮含量，降低土壤盐碱化的可能性，有利于植物生长[3]。

3 土壤水分对温室土壤特性和植物生长的影响

温室土壤中水分来源主要由降水、人工灌溉、地下径流等三部分组成，土壤水分状况与温室土壤的黏着性、塑性、黏结性密切相关。同时，土壤水分状况与土壤的热容量、土壤肥力也密切相关。

3.1 土壤水分对温室土壤热容量的影响

由于土壤水分来源多样，因此对土壤水分进行调节非常便利。土壤的含水量时刻处在变化之中，不同季节、不同气候、甚至一天中的不同时刻土壤中的含水量均不相同，测量土壤含水量的目的在于对土壤温度进行控制。水的热容量较大，因此排水功能较强的土壤往往热容量低，导致土壤温度变化较大。土壤水分会影响土壤的导热率，不同湿度土壤在遭受霜冻后受灾状况各有差异，水分含量高的土壤较水分含量低的土壤夜间导热量大，土壤温度保持相对较好，霜冻受灾状况较轻。但水的热容量有限，且导热率也不是无限增加的，当土壤水分含量到达土壤所能容纳的极限时，虽然热容量在继续增加，但导热率却呈反向变化，反而不利于土壤温度的保持。

3.2 土壤水分与土壤温度、土壤肥力的关系

土壤温度与土壤含水量及水分状况具有显著联系，其规律主要表现在土壤温度升高时，土壤中含水量下降，水分分布不足，黏滞度与张力表现较差，渗透系数也随着水分含量的下降而升高，因此可以说土壤温度与其水分的自由能密切相关。而土壤含水量、水分分布状况又影响到土壤肥力的变化。例如二氧化碳在水中的溶解状况为温度越高，溶解度越低，土壤中相应养分含量越低。此外，土壤中水分含量的降低会造成溶于水的盐、碱等土壤元素析出，使土壤出现板结状况，降低土壤含氧量，从而影响农作物生长。

3.3 土壤水分对植物生长的影响

土壤水分对植物生长的影响主要通过影响土壤肥力与温度来体现。土壤温度与土壤中水分的自由能密切相关，土壤温度升高时，土壤中含水量下降，水分分布不足，黏滯度与张力表现较差，渗透系数也随着水分含量的下降而升高。植物生长周期中对于热的需求差异很大，一般是在萌芽期、幼苗期、坐果期或灌浆期以及成熟期尤为明显。催芽和出芽期如果温度得不到良好的控制会导致出芽率低、出芽不整齐情况出现，影响到花苞和结果数量，降低植物产量;出芽至盛花期如果温度过高或温度过低都会使植物生长停滞，严重的会导致生长点坏死，降低产量;若生长期温度控制失调，植物会出现叶片生长速度慢，长势弱，叶片泛黄的现象，且少花病果出现的可能性增大;过高的温度还会导致植物开花期花序小，膨果期果实生长缓慢，后劲不足，从而延长植物的生长期或直接导致植物无法成熟。此外，土壤温度过低会造成植物养分离子同化率降低。在相关研究中发现，较低的土壤温度会影响根系对磷元素的吸收，使磷元素在植物内部由无机向有机转化的效率有所降低。

土壤含水量、水分分布状况又影响到土壤肥力的变化。例如土壤中水分含量的降低会造成溶于水的盐、碱等土壤元素析出，使土壤出现板结，降低土壤含氧量，从而影响农作物生长[4]。

4 总结

综上所述，温室的使用是为了控制土壤温度，以促使植物快速生长，缩短植物的生长期，而土壤有机质与水分状况对温室土壤温度有不同影响，并通过影响温室土壤温度间接影响温室土壤特性和植物生长状况。通过研究土壤有机质和水分对温室土壤特性及植物生长影响的关系有利于温室技术的进一步提升，从而在改善土壤有机质与水分的状况下，使温室土壤特性能够更适合植物的生长，并将此技术推广至农作物种植之中，大大提高我国农作物种植产量，保障“三农”目标的实现。

参考文献：

[1] 黄奕沄，张玲.土壤水分迁移对地埋管换热器夏季性能的影响[J].暖通空调，2015（2）：115-119.

[2] 申思雨，刘哲，吕贻忠.不同种植方式对温室土壤微形态的影响[J].土壤，2016（2）：355-360.

[3] 景宇鹏，李跃进，姚一萍，等.盐渍化土壤酶活性及其与微生物、理化因子的关系[J].中国农业科技导报，2016（2）：128-138.

[4] 罗勤，陈竹君，闫波，等.水肥减量对日光温室土壤水分状况及番茄产量和品质的影响[J].植物营养与肥料学报，2015（2）.

（责任编辑：赵中正）