土壤温度与作物生长发育的关系

土壤温度与作物生长发育的关系

王玉玲张悦

（一）土壤温度的变化由于太阳辐射周期性日变化和年变化的影响，土壤温度也有相应的变化。这种变化可以到达一定的深度。

因为热量通过土层时要被各层土壤吸收掉一部分，所以土壤温度的日变化和年变化，在向土壤深层传递的过程中不断地变得缓慢，最终在一定深度上消失。土壤温度随深度的变化有一定的规律，当深度以算术级数增加时，土壤温度变化振幅按几何级数减小。到了某一个深度，可以认为日振幅近似为0。一般土壤温度日振幅在80-100厘米深处就消失了；而年振幅在高纬度地区约在25米土层深处消失，中纬度地区在16-20米深处消失，低纬度地区在5-10米深处消失。

土壤深层最高温度和最低温度出现的时间常比土壤表层落后，落后时间的长短与深度成正比。土壤深度每增加10厘米，日温最高与最低值约落后2.5-3.5小时。土壤深度每增加1米，年最高和最低温度约落后20-30天。

土壤温度变化的快慢，与土壤的热容量密切相关。土壤的热容量有重量热容量和容积热容量之分。通常我们多采用容积热容量，即单位容积的土壤，温度升高或降低1℃时，吸收或放出的热量，单位为焦/厘米2·度。热容量大的土壤，吸收热量后升温慢，热量散失后降温也慢；热容量小的土壤，升、降温度都比较快。在自然界中，水的热容量最大，为4.18焦/厘米2·度；空气热容量较小，为0.00126焦/厘米2·度；干土的热容量为1.6─2.5焦/厘米2·度，相当于水的一半。土壤中含水量多时，土壤热容量就大，反之，随着土壤变干，热容量就变小。干燥土壤比潮湿土壤的温度更容易随热量的变化而升降。疏松的干土容易升温，紧实的湿土不容易升温。保水性能好的粘土热容量大，白天比干燥的沙土增温慢，夜间降温也慢。春季是增温季节，北方土壤多砂性，升温早而快，南方土壤多粘性，含水量又多，升温晚而缓慢。

土壤温度的变化还和土壤的导热率有关。所谓导热率就是指在1厘米厚的物体上，两端温度相差1℃的条件下，单位截面积在单位时间所传导的热量，单位是焦/厘米·秒·度。它是表示土壤各层次间传导热量能力大小的指标。导热率大，传导热量的能力就强。在土层中，土壤固体部分的导热率较大。在一定结构的土壤中，水分含量多时，空气含量就少，导热率变大；土壤干燥，空气含量就多，导热率变小。

由于土壤性质不同，各种土壤的热容量和导热率都不相同，土壤温度的变化也就各有差异。其中土壤含水量的多少起着很重要的作用。潮湿的土壤热容量和导热率都比干燥土壤大，所以在白天或增温季节内，增温慢，在夜晚或降温季节内，冷却也慢，土壤温度的日较差和年较差都比较小。反之，干燥土壤的热容量和导热率都比较小，受热或冷却后易增温和降温，土壤温度的日较差和年较差比较大。

（二）土壤温度与农作物的生长发育

1．土壤温度与种子萌发及幼苗的生长种子发芽、出苗和幼苗生长与土壤温度的关系最密切。作物播种要求一定的土壤温度，温度太低，引起烂种、缺苗或幼苗生长弱。培育壮苗在生产上是很重要的，农谚说“看苗三分收”。幼苗生长不好，既影响作物产量，又影响农产品质量。

在自然条件下，种子出苗是在变温中进行的。对于许多作物来说，变温比定温更有利于出苗。种子发芽的最适温度指标有一定的变幅。在这个范围内，种子出苗率最高，幼苗健壮。种子出苗的最适温度不一定是种子发芽最快的温度，而发芽最快的温度不一定是出苗最全、幼苗最壮的温度指标。一般来说，如果土壤中水分充足，在一定的温度范围内，土壤温度越高，种子发芽越快；温度太低，种子停止发芽。

春天，只有当土壤温度上升到一定的数值后，播种才能出苗。各种作物都有各自的出苗最低温度，所以不同作物播种都有季节性。土壤温度对幼苗生长的影响也很大。在土壤水分充足的情况下，影响幼苗分蘖强度的主要因素是土壤上层的温度。

2．土壤温度对根系的影响土壤温度直接影响根系的生长和根系对水分和矿物营养的吸收、养分的运转、贮存以及根的呼吸作用等。

一般来说，土壤温度不太高时，对根系生育比较有利。如燕麦在土壤温度6-8℃时生长的根占整个植株的21%。当土壤温度为20℃时，棉花植株的根占整个植物体干重的6%，而当温度为35℃时，根只占3.5%。但是，如果土壤温度太低，则会影响根系的吸收作用和整个植株的生长发育。

3．土壤温度与农作物越冬对麦类作物、蚕豆、豌豆、油菜等主要越冬作物而言，土壤温度，特别是麦类作物分蘖节深处的温度（分蘖节深度平均为3-5厘米），对冬作物安全越冬影响最大。当分蘖节处土壤温度低于临界温度时，植株地上部和地下部都会受害，重者可造成整个植株死亡。冬作物越冬期受冻害除和低温强度有关外，还取决于低温持续时间。低温持续时间越长，作物受害越严重。北方地区，冬季的积雪对土壤和作物起着良好的保温作用。适量的积雪有利于冬作物越冬。

（三）叶温作物体温与其周围环境温度并不一致，而体温实际上是真正影响作物生命活动的因素，许多人主张用作物体温表示作物的热量状况。植株体的各部分：叶、茎、芽、穗、花、果实等的温度不尽相同，其中以植株的叶温最重要。用叶温表示作物所需要的温度条件比较确切，因叶子和作物的光合、呼吸、蒸腾以及极端温度对作物危害等有直接关系。

作物的一切生理反应，除受环境温度条件的影响外，也决定于植株本身的热量收支，热传导和蒸腾作用等。用叶温表示作物的温度状况比较客观。实际观测表明，在有太阳直接辐射的情况下，叶温常高于气温3-5℃，有时甚至高出10℃以上。阴天或阴蔽时，叶温与气温接近。雨后晴天，由于叶面水分蒸发，叶温低于气温，夜间叶温比气温低。在阳光照射下，直立叶与水平叶的温度也有较大的差别。在太阳高度角大的时候，直立叶温度低于水平叶，遮荫时水平叶温度低于直立叶。

（作者单位：133700吉林省敦化市气象局、130200吉林省农安县气象局）