土壤温度对植物生长的影响1
论温度对农业生产的影响
论温度对农业生产的影响适宜的温度是作物生存及生长发育的重要条件之一,一方面温度直接影响作物生长、分布界限和产量;另一方面,温度也影响着作物的发育速度,从而影响作物生育期的长短与各发育期的长短与各发育期出现的早晚。
此外,温度还影响着作物病虫害的发生、发展。
一、植物在环境中生长的要求。
(一)三基点温度。
植物的三基点温度植物生长发育都有三个温度基本点,即维持生长发育的生物学下限温度〔最低温度〕、最适温度和生物学上限温度〔最高温度〕,这三者合称为三基点温度。
在最适温度下,植物的生命活动最强,生长发育速度最快;在最高和最低温度下,植物停止发育,但仍能维持生命。
如果温度继续升高或降低,就会对植物产生不同程度的影响,所以在植物温度三基点之外,还可以确定使植物受害或致死的最高与最低温度指标,即最高致死温度和最低致死温度,合成为五基点温度。
不同的植物对三基点的温度要求不同,同一植物不同生命阶段的三基点温度也不相同,生长发育的不同生理过程的三基点温度也不相同。
对大多数植物来说,维持生命温度一般在-10~50℃,生长温度在5~40℃,发育温度在10~35℃。
在最适温度下植物生长发育迅速而良好,在生长发育的最低和最高温度下植物停止生长发育。
但仍能维持生命;如果温度继续上升或降低,就会发生不同程度的危害,到达生命最低或最高温度时,植物开始死亡。
在三基点温度之外,还可以确定最高与最低致死温度,统称为5个基本温度指标。
不同作物或同一种作物的不同发育期,三基点温度是不相同的。
三基点温度是最基本的温度指标,用途很广。
在确定温度的有效性、作物的种植季节和分布区域,计算作物生产潜力等方面都必须考虑三基点。
〔二〕受害、致死温度植物遇低温导致的受害或致死,称为冷害或冻害。
在0℃以上的低温危害称冷害或寒害,在0℃以下的危害则为冻害。
植物因温度过高而造成的危害称热害。
二、周期性变温对植物的影响。
据研究,植物的生长和产品品质,在有一定昼夜变温的条件下比恒温条件下要好。
气候与土壤条件对植物生长的影响论文
气候与土壤条件对植物生长的影响摘要:植物的健康生长与多种因素有关,其中气候与土壤条件在植物生长过程中起着举足轻重的作用。
因此本文从以上两个方面论述了其对植物生长的影响,从而改善植物生长条件,这对于提高植物产量具有深远的意义。
关键词:温湿度光合作用土壤酸碱性物理条件化学元素影响植物生长的因素有很多,研究影响植物生长的因素,可以人为的调节某些条件来改善植物的生长环境,使其达到最佳的生长状态,这将有利于植物增产增收。
科学家经过长期的研究,认为这些因素大致可以分为两大类:气候条件与土壤条件。
因此本文主要从气候与土壤两个大的方面研究其影响植物生长的具体过程。
1、气候条件气候条件作为影响植物生长的一个方面,起着非常重要的作用,主要包括以下几个方面:温度、湿度、光照度等。
1.1、温度温度对植物生长的作用并不是单纯的,而是通过影响植物的光合作用、呼吸过程以及植物的蒸腾作用等过程综合的影响植物的生长。
气温以及土温的变化会直接影响植物吸收水肥的过程,进而影响有机物的合成、输运等代谢过程。
另外,温度的高低会直接影响参与新陈代谢酶的活性:温度过低时,酶的活性降低,代谢过程减缓,抑制植物的生长;温度过高时,代谢过程中额外消耗的有机物增多,同样不利于植物的茁壮成长。
通常情况下,植物根、冠、叶的温度是不同的,而植物生长对根温非常敏感[1],因此研究根温对植物的生长显得尤为重要。
根温可以通过影响植物叶片的水分,生长区的温度和弹性模量来间接影响植物的生长[2]。
根温的变化会影响气孔的阻力、叶绿素的含量以及酶的活性,进而影响植物的光合作用,最终影响植物的生长。
根温所产生的产物在一定程度上降低植物光合作用的效率,这可能是根温影响植物的生长又一重要原因。
1.2、湿度空气湿度是影响植物生长的有一重要因素,适当的保持植物生长的空气湿度有利于植物旺盛生长。
在空气湿度较小时,土壤的水分适宜,植物蒸腾作用旺盛,便处于旺盛的生长间断。
过饱和的空气湿度会抑制植物的生长,这时需要采取有效措施降低湿度,来保持植物的成长。
植物生长环境
植物生长环境植物生长环境是指植物所处的自然或人工环境,包括气候条件、土壤质地、光照强度、水分供应等因素。
这些因素对植物生长发育起着至关重要的作用。
本文将就植物生长环境的关键因素展开讨论,帮助读者更好地理解植物的生长过程。
一、气候条件气候条件是植物生长环境的重要组成部分。
不同植物对气候条件有不同的要求。
温度是影响植物生长的重要因素之一。
一般来说,植物的最适生长温度范围是15℃-30℃。
过高或过低的温度都会对植物的生长造成不利影响。
光照是植物进行光合作用的重要能源,不同植物对光照强度的要求有所不同,但一般都需要充足的光照才能正常生长。
此外,湿度、风速等气候因素也会对植物生长产生影响。
二、土壤质地土壤质地对植物生长环境有着重要影响。
土壤是植物生存的重要载体,它提供植物所需的水分、氧气和养分。
土壤的质地包括砂壤土、壤土和黏土等,每种土壤质地的特点不同,所提供的水分和养分也会有差异。
不同的植物对土壤质地有着不同的适应性,一些植物对砂壤土适应性较好,而另一些植物则对壤土或黏土更为适应。
三、光照强度光照强度是植物进行光合作用的重要因素之一。
光照强度的不同会直接影响植物的光合效率和生长速度。
一般来说,光照强度越高,植物的光合作用效果越好,生长也会更加健壮。
而光照强度过弱则会导致植物生长缓慢甚至停滞不前。
因此,在栽培植物时,合理调节光照强度非常重要,可以通过调整灯具的高度和使用人工照明等手段来实现。
四、水分供应水分是植物生长发育所必需的重要物质之一。
植物通过水分的吸收和运输来维持细胞的结构和功能。
水分供应不足会导致植物发生脱水现象,从而影响光合作用的进行和养分的吸收。
另一方面,水分供应过多也会对植物的生长造成不利影响,容易引发病害并导致根部缺氧。
因此,合理控制植物的灌溉量和灌溉频率,保持适度的水分供应对植物的生长至关重要。
总结:植物生长环境对植物的生长发育起着重要的影响。
气候条件、土壤质地、光照强度和水分供应是植物生长环境的关键因素。
园林百科知识问答--温度与园林植物的关系-高温低温对植物的影响
园林百科知识问答--温度与园林植物的关系1、问:温度对园林植物有什么影响?答:温度影响着园林植物的生长发育,对植物的影响巨大,主要体现在:在适宜的温度下,促进植物生长、发育,低于某一温度,停止生长发育,高于某一温度,减缓生长。
不论是土壤温度还是大气温度,都直接影响植物的生命活动。
2、问:高温和低温对植物都有哪些危害?答:高温条件下,对植物产生日灼,加大蒸发量,容易出现缺水导致植物萎蔫或死亡,还会导致病害发生。
高温下浅层根系处于休眠状态。
低温会导致冻害、霜害,减缓生长或停止生长发育,导致植物进入休眠。
低温一般发生在秋冬季和早春。
3、问:土壤温度高低对植物的影响?答:一般根系生长在低温下,比如早春和晚秋,是一年中根系生长的两个高峰期,随着气温升高,根系吸收速度加快,输送养分水分的能力加强,当夏季高温,土壤温度升至一定温度,加速根系成熟老化,降低表层土壤根系吸收。
4、问:根据温度对植物的影响,一般在什么季节移植树木较好?答:一般以春季、秋季为主,冬季次之,夏季不建议。
早春利于根系生长、萌发,根系恢复快,利于后期生长,秋季也是如此。
夏季高温,蒸发量大,根系恢复慢,容易烂根,树木成活较低。
5、问:根据温度对植物的影响,夏季为什么不能中午浇水?答:夏季高温,表层土温较高,浇水会导致土温骤降,根系吸收降低,供应的水分减少,蒸发量一直较大,就会导致缺水,出现萎蔫、死亡等情况。
所以夏季中午不要浇水是有道理的。
6、问:夏季高温草坪如何浇水?答:早上浇水。
避开中午傍晚浇水,原因就是温度高时浇水不利于根系吸收,导致缺水。
另外就是傍晚晚上不浇水,是为了减少病害发生,高温高湿是病害发生的条件,所以要控制在此期间浇水,降低病害发生几率。
7、问:低温冻害,为什么有的植物没事,有的就出问题了呢?答:主要是因为不同植物的自身抗冻能力不同,还有就是是否做防寒保温措施都有关系。
在低温冻害下,耐寒植物一般没事,新栽植物或不耐冻植物,比如大叶女贞、香樟等,就会出现冻害。
环境因素对植物生长的影响及调控措施
环境因素对植物生长的影响及调控措施植物的生长受到许多环境因素的影响,包括光照、温度、水分、土壤质地和营养元素等。
这些因素会直接或间接地影响植物的生理代谢、生长发育、免疫防御等生命过程。
了解这些影响因素,并采取适当的调控措施,可以改善植物的生长环境,提高农作物产量和品质,促进生态平衡。
本文将探讨环境因素对植物生长的影响以及相应的调控措施。
1. 光照光照是植物进行光合作用的重要能源,直接影响植物的生长和发育。
过强或过弱的光照都会对植物造成损害。
光合作用产生的光合产物为植物提供能量,同时也调节植物体内的激素合成和活性,影响植物的生长方向和叶片形态。
因此,在种植过程中应根据不同作物的需光量,合理选择种植地点,控制光照强度和光照时间,使用遮阳网等配套措施,以满足植物生长的需求。
2. 温度温度是影响植物生长的重要环境因素之一。
不同植物对温度的适应范围不同,过高或过低的温度都会影响植物的生长发育。
高温会导致植物体内水分蒸发量增加,影响光合作用进行和养分吸收,进而影响生长;低温会导致植物体内代谢过程减慢,养分吸收能力下降,进而影响生长。
针对这些问题,可以通过合理选用适应温度的植物品种、调整种植季节、设置覆盖物等方法来调控温度,以提供适宜的生长环境。
3. 水分水分是植物生长不可或缺的资源。
植物通过根系吸收土壤中的水分,通过蒸腾作用将水分输送至叶片进行光合作用。
因此,水分的不足或过剩都会对植物的生长产生负面影响。
水分不足会导致植物缺水,影响光合作用进行和养分吸收;水分过剩则会造成根系缺氧,引起根腐病等病害。
采取适当的灌溉策略,确保土壤水分的合理利用和保持,是调控水分的重要措施之一。
4. 土壤质地土壤质地对植物的生长发育和根系生理活动有重要影响。
土壤质地的理化性质直接决定了土壤的保水性、透气性和肥力。
粘性土壤难以渗水和透气,容易造成根系缺氧;砂质土壤保水能力差,容易导致水分不足。
因此,在种植过程中应根据不同作物的需求,选择适宜的土壤质地,并通过土壤改良、施肥等措施改善土壤质地,以提供良好的生长环境。
植物生产与环境单元6 习题一
习题一一、名词解释1.土壤热容量2.土壤导热率3.最高受害、致死温度4.积温5.逆温6.植物的感温性二、填空1.温度日、年变化的特征常用和来描述。
是指最高温度和最低温度出现的时刻。
2.土壤容积热容量是指单位的土壤,温度每升高1℃或降低1℃时所吸收或释放的,单位。
3.热容量大,则土温变化;热容量小,则土温随环境温度的变化而变化。
4.土壤各组分中容积热容量最大的是,最小的是。
5.土壤导热率指土层厚度 cm,两端温度相差℃时,单位内通过单位土壤断面的热量。
6.土壤导温率越,则土温变化越迅速;反之,土温变化慢。
7.在正常条件下,一日内土壤表面最高温度出现在时左右,最低温度出现在。
8.土壤温度的年变化主要取决于的年变化、土壤的自然覆盖、土壤、地形、天气等。
9.三基点温度指植物生长的、、。
10.在范围内,植物生命活动最强,生长发育最快。
三、选择题1.土壤温度的变化幅度为:A. 沙土>壤土>黏土B. 壤土>沙土>黏土C. 黏土>沙土>壤土D. 黏土>壤土>沙土2.冬季从海洋上来的气团流到冷却的大陆上,或秋季空气由低纬度流向高纬度时,容易产生。
A.辐射逆温B.平流逆温C. 湍流逆温D. 下沉逆温3.逆温现象在农业生产上应用不正确的是。
A.清晨熏烟防霜冻B.清晨喷农药C.寒冷季节将农副产品晾晒在地面上D.果树嫁接部位高4.球内有一玻璃针,深入毛细管,使球部和毛细管之间形成一窄道,这支温度表是。
A. 最低温度表高B. 最高温度表C. 地面温度表D. 曲管温度表5.水稻的感温性最强的是。
A. 中稻B. 早稻C. 晚稻6.播种最低温度常以温度为标准。
A.空气 B.水体 C.10cm土壤 D.土表温度7. 主要有增温、稳温和提墒。
A.耕翻松土B.镇压C.垄作D.灌溉8. 作用主要有增大受光面积,提高土温,排除渍水,土松通气。
A.耕翻松土B.镇压C.垄作D.灌溉9.气温的日较差土壤温度的日较差,并且随着距地面高度的增加,气温日较差逐渐,位相也在不断落后。
植物生长与温度环境调控—植物生长的环境温度
植物生长的土壤环境温度
(三)土壤温度的变化 4. 土壤的冻结与解冻 (3)土壤冻结与解冻对农业生产的影响 土壤冻结与解冻对土壤的物理特性影响很大。由于土壤冻结时,冰 晶体膨胀,能使土块破裂,空隙增大,解冻后,土壤变得比较疏松, 有利于土壤中空气流通和水分渗透性的提高。 在地下水位不深的地区,冻结能使下层水汽向上扩散,增加耕作层 的水分贮存量,这对干旱地区的农业生产有很大的意义。
植物生长的土壤环境温度
(二)土壤的热特性 1. 土壤热容量
土壤各组成成分的热特性
热特性 成份
土壤固体 空气 水
容积热容量(C) (J/m3·℃)
(2.06~2.43)x106 0.0013x106 4.19x106
导 热 率(λ) (J/·s·℃)
0.8~2.8 0.021Hale Waihona Puke 0.59植物生长的土壤环境温度
植物生长的空气环境温度
(二)空气温度的变化 4. 空气温度的垂直变化 (2)对流层中的逆温现象 在对流层中,气温是随着高度增加而递减的,但在一定条件下,气 温随高度的增高而增高,气温直减率为负值的这种现象称为逆温。 发生逆温的气层称逆温层。发生逆温时,冷而重的空气在下,暖而 轻的空气在上,不易形成对流运动,气层处于稳定状态,阻碍了空气垂 直运动向上发展,因而在逆温层下部常聚集大量的尘埃、水汽凝结物等。
植物生长的空气环境温度
(一)空气中的热量交换 2. 空气和空气的热交换 大气是流体,以流体运动热交换为主。在平流、对流、乱流三种 形式中,平流热交换的作用最大,它在气温变化中扮演着主角,主宰 着季节更替和天气冷暖的变化;对流热交换作用次之,它是对流性降 水形成的主要原因;乱流交换则对一些低云和雾的生消起着重要的作 用。
水分与温度对植物生长的影响
水分与温度对植物生长的影响水分与温度是影响植物生长的两个重要因素。
植物对水分和温度的要求较高,不同的植物对这两个因素的需求也有所不同。
下面将详细介绍水分和温度对植物生长的影响。
首先,水分是植物生长中必不可少的因素。
对大多数植物而言,水分是植物体内重要的构成物,也是营养物质和激素的运输介质。
水分参与着光合作用和呼吸作用,是植物合成有机物质的重要原料。
同时,水分还具有调节体温的作用,使植物能够保持恒温。
如果植物缺水,会导致植物无法进行光合作用,严重影响其生长和发育。
然而,水分过剩也会对植物生长造成不利影响。
当土壤过于湿润时,根系无法得到足够的氧气,会导致植物根系的缺氧和坏死。
此外,过量的水分还容易导致土壤的盐分浓度升高,影响植物的离子吸收和正常代谢。
其次,温度对植物生长的影响也非常重要。
植物对温度有一定的适应范围,低温和高温都会对植物的生长发育产生负面影响。
低温会导致植物的生理活动减缓。
当温度低于植物的耐寒极限时,植物的休眠状态会被打破,导致植物的幼苗或嫩叶冻害。
此外,低温会限制植物的光合作用,使植物无法有效地吸收和利用光能,影响植物的生长和发育。
高温对植物的影响主要表现在蒸腾作用和光合作用方面。
当温度过高时,会引起植物的蒸腾作用增强,导致植物过度脱水。
同时,高温还会破坏叶绿体中的光合色素和酶的结构,降低光合作用的效率。
高温还会引发植物细胞的 DNA 损伤,影响植物细胞的正常分裂和生长。
总的来说,水分和温度对植物的生长发育具有非常重要的影响。
植物对水分和温度的需求因植物的种类而异,不同的植物对水分和温度的耐受范围也不同。
因此,在种植不同植物时,需要根据其对水分和温度的要求进行合理调节,以保证植物能够正常生长和发育。
在高温和低温等极端天气条件下,采取适当的措施,如增加灌溉量或提供防寒措施,可以减轻水分和温度对植物生长的负面影响。
继续上文的内容,水分和温度对植物生长和发育的影响是相互关联的。
首先,水分与环境温度的相互作用对植物生长有重要影响。
土壤对植物的生态作用
关键是改良土壤
具备团粒结构的 土壤才能自动调 节土壤水分的均 匀,改善土壤水、 肥、气的矛盾, 为植物的生长发 育提供了良好的 生活条件。
一、间接影响(土壤的 各种性状) 二、直接影响(种子发 芽的温度)
一、植物本身(蛋白质、 酶) 二、土壤各种性状
一般植物能生长的范围 在土壤酸度 3.5~9 之 间, 最适宜的范围是在 5~8 之间, 常见的农作 物大都适宜于中性土壤。
土壤对植物的生态作用
土壤性状与植物的生态关系
土壤类型与植物的生态关系
土壤污染与植物的生态关系
土壤空气
一、重要性 1、植物根系
2、微生物活动
二、对植物的影响(有机 质、养分)
•
一、作用(溶解、运输、调 节温度) 二、对植物的影响 1、植物生理活动 2、好氧与厌氧微生物
土壤水分
•
如何才能建立起合 理的土壤水分关系 呢?
土壤中微生物的数量非常庞大 一、还原者 二、固肥
三、合成生长素
樟子松
如何净化被污 染的土壤?
◆消除污染源、调换已被污染的土壤 ◆调整土壤的酸碱度 ◆利用植物对重金属元素或有毒元素 的选择吸收作用来消除土壤中的有害 元素
做为万物生长的根基,生命的摇篮。 土壤对植 物有重要的生态作用, 它不仅提供了植物生长 发育所必须的水分、养料、温度和空气,同时植 物生命活动所需要的各种不同矿质元素的吸收和 运输也与土壤环境密不可分。 土壤是植物生存 的重要的生态环境。 长在不同类型的土壤上的植物,由于长期适应, 可以产生出相应的植物生态类型, 这说明植物 对土壤因子的变化可以作出不同的反应和适应, 同时植物对受污染的土壤还有改造和恢复的能力。
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植物生长的土壤环境温度
植物生长的土壤环境温度土壤冷热的程度叫土壤温度,简称地温。
一般为地面温度和不同深度的土壤温度的统称。
土壤温度影响着植物的生长、发育和土壤的形成,是影响土壤肥力的重要因素之一。
一、地面热量平衡地面温度变化主要是由地面热量收支不平衡所引起的。
地面热量的收入与支出之差,称为地面热量平衡。
其为正值时,即热量收入大于支出时,土壤就会增热升温;其为负值时,土壤会冷却降温。
地面热量的收入与支出之差(Qs)是由四个方面的因素所决定的。
①以辐射方式进行的热量交换,即地面辐射平衡(R);②地表面层与下层土壤间的热量交换(B);③地表面层与近地面气层间的热量交换(P);④通过水分的凝结和蒸发进行的热量交换(LE)。
白天,地表面层吸收的太阳辐射超过地表面层有效辐射,地面辐射平衡(R)为正值。
地表面层温度高于贴近气层和下层土壤的温度,产生以温度高的一方向温度低的一方的热量传递。
地面将热量传给空气(P)及下层土壤(B)。
土壤水分蒸发也要耗去部分潜热(LE)。
夜间,地面辐射平衡(R)为负值,地面失去热量,地表面层温度低于邻近气层和下层土壤的温度,P和B项热量输送方向恰好与白天相反。
同时水汽的凝结也放出潜能(LE)给地表面层(如下图)。
在上图中,箭头指向地面的是收入项,示意地面得到热量,Qs为正值;箭头由地面指向空气或下层土壤是支出项,示意地面失去热量,Qs为负值。
即相对地面而言,白天R为正,P、B、LE项为负,夜间R为负,P、B、LE项为正。
因此,地表层热量收支情况可用下列方程表示:Qs=R—P—B—LE式中,Qs为正值时,表层土壤得到热量,温度升高,于是下层土壤和近地面空气也随之增热升温;当Qs为负值时,表示表层土壤失去热量而降温,于是下层土壤和近地面空气也随之冷却降温。
地表面层热量差额Qs的绝对值越大,则地表面层升温或降温也越明显。
当Qs等于零时,地面热量收支相等,地面温度保持不变。
二、土壤热特性1.土壤热容量土壤热容量是反映土壤容热能力大小的物理量。
土壤在植物生长中的作用
土壤在植物生长中的作用植物生长与土壤密不可分,土壤作为植物生长的基质,起着重要的作用。
本文将从供给养分、保持水分、提供机械支持、调节土壤温度和pH值以及促进根系生长等方面探讨土壤在植物生长中的作用。
土壤是植物的重要养分来源。
土壤中含有植物所需的各种营养元素,如氮、磷、钾等。
这些养分是植物正常生长所必需的,它们参与植物的新陈代谢、生理活动和产物合成等过程。
土壤中的有机质和微生物也能分解有机物质并转化为植物可吸收的养分,进一步满足植物的生长需求。
土壤能保持水分,为植物提供水分来源。
土壤中的微孔隙和孔隙度可以吸附和储存水分,形成土壤水分的库容。
当植物需要水分时,可以通过根系吸收土壤中的水分满足生长需求。
同时,土壤还能减少水分蒸发速度,降低植物受到干旱的影响。
第三,土壤提供机械支持,维持植物的稳定生长。
植物的根系是植物的支撑系统,能够在土壤中扎根并吸收养分。
而坚实的土壤可以提供足够的机械支持,使植物能够稳定地生长和抵抗外力的影响。
如果土壤质地疏松或贫瘠,将会影响植物的根系发育和稳定性,进而影响植物的生长和发育。
土壤还能调节土壤温度和pH值,影响植物的生长环境。
土壤具有一定的保温性能,可以缓冲气温变化对植物的影响,为植物提供适宜的生长温度。
同时,土壤的pH值也会影响植物的吸收和利用养分的能力。
不同的植物对土壤pH值有不同的要求,适宜的pH值有利于植物的生长和发育。
土壤促进植物根系的生长和发育。
植物根系在土壤中生长并扩展,形成根系系统。
土壤中的细小颗粒和有机质能够为根系提供物理支持,并形成根系与土壤颗粒之间的结合,进一步稳定根系。
同时,土壤中的养分和植物激素也能促进根系的生长和发育,使其更好地吸收土壤中的水分和养分。
土壤在植物生长中起着至关重要的作用。
它不仅为植物提供了养分、水分和机械支持,还能调节温度和pH值,促进根系生长和发育。
因此,在进行农业生产和植物栽培时,我们应该充分重视土壤的质量和管理,以保证植物能够得到良好的土壤环境,实现健康生长和高产。
植物的生长环境
植物的生长环境植物是地球上最基本的生命形式之一,它们在自然界中扮演着至关重要的角色。
植物的生长环境对其生存和发展至关重要。
本文将探讨植物的生长环境,包括土壤、水分、阳光和气温等因素对植物生长的影响。
一、土壤土壤是植物生长的基础。
良好的土壤应具备通气性、保水性和肥力。
通气性决定了根系能否得到充足的氧气供应,保水性要求土壤能够保持一定的湿度,而肥力则是指土壤中含有丰富的养分。
不同植物对土壤的要求不同。
例如,酸性土壤适合蓝莓和杜鹃等喜酸植物的生长,而中性或碱性土壤适合大多数蔬菜和水果的生长。
另外,土壤的质地也对植物的生长起着重要影响。
粘土质地的土壤保水性好,但通气性较差,砂质土壤则相反。
因此,在栽培植物时,根据不同植物对土壤要求的差异来选择合适的土壤种类是非常关键的。
二、水分水分是植物生长不可或缺的因素之一。
植物通过根系吸收土壤中的水分,并通过蒸腾作用将水分输送到植物的各个部分。
水分的供给状况直接影响着植物的生长状态。
过多或过少的水分都会对植物的生长造成不良影响。
过多的水分会导致根系缺氧,造成根腐病等问题;而缺水则会使植物无法正常进行光合作用,导致叶子枯萎和凋落。
因此,合理控制植物的灌溉量,并注意排水良好的土壤是保证植物健康生长的重要因素之一。
三、阳光阳光是植物进行光合作用的能量来源,对植物生长至关重要。
通过光合作用,植物能够将阳光能转化为化学能,用于制造自身所需的营养物质。
不同植物对阳光的需求也各不相同。
一般而言,植物可分为喜阴植物、喜光植物和耐阴植物。
喜阴植物适宜在较阴暗的环境下生长,如铁线莲和铁皮石斛等;喜光植物则需要充足的阳光照射,如向日葵和玉米等;而耐阴植物则能较好地适应不同光照条件,如常见的绿萝和蕨类植物等。
因此,在种植不同种类的植物时,要根据其对光照的需求进行合理安排,以促进植物的正常生长。
四、气温气温是植物生长的重要环境因素。
不同植物对气温的适应性也有所不同。
一般而言,植物可分为寒冷植物、温和植物和热带植物。
大气和土壤增温对杉木幼苗地上物候及生长的影响
第40卷第12期2020年6月生态学报ACTAECOLOGICASINICAVol.40,No.12Jun.,2020基金项目:国家自然科学基金项目(31830014)收稿日期:2018⁃11⁃19;㊀㊀网络出版日期:2020⁃04⁃09∗通讯作者Correspondingauthor.E⁃mail:gshuichen@163.comDOI:10.5846/stxb201811192506张礼宏,钟波元,陈廷廷,熊德成,闫晓俊,陈光水.大气和土壤增温对杉木幼苗地上物候及生长的影响.生态学报,2020,40(12):4146⁃4156.ZhangLH,ZhongBY,ChenTT,XiongDC,YanXJ,ChenGS.EffectsofairandsoilwarmingonabovegroundphenologyandgrowthofCunninghamialanceolataseedlings.ActaEcologicaSinica,2020,40(12):4146⁃4156.大气和土壤增温对杉木幼苗地上物候及生长的影响张礼宏1,2,3,钟波元1,2,陈廷廷1,2,熊德成1,2,闫晓俊1,2,陈光水1,2,∗1福建师范大学地理科学学院,福州㊀3500072福建师范大学湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地,福州㊀3500073福建省顺昌县气象局,顺昌㊀353200摘要:为了探讨全球变暖对杉木幼苗地上物候和生长的影响,在福建三明森林生态系统与全球变化研究站陈大观测点开展大气温度控制(ambient,open⁃topchamber)和土壤温度控制(ambient,ambient+4ħ)双因子试验,设置对照㊁单独大气增温㊁单独土壤增温㊁大气和土壤同时增温4种处理,大气增温采用开顶箱被动式增温,土壤增温采用电缆增温㊂建立48个单株水平的根箱,每个根箱内种植1棵1年生2代半短侧枝杉木幼苗,于2016年开始对杉木幼苗地上物候和生长动态进行为期1年的研究㊂结果表明:(1)大气温度控制对杉木幼苗物候和生长具有显著影响;与无大气增温相比,大气增温使杉木幼苗顶芽膨胀㊁顶芽展开和顶芽新稍生长时间显著提前,树高生长季长度显著延长,杉木幼苗树高生长得到显著促进㊂(2)土壤温度控制对杉木幼苗的物候和生长均没有显著影响㊂(3)大气温度控制和土壤温度控制的交互作用对杉木幼苗生长具有显著影响,大气和土壤同时增温处理的杉木幼苗树高和侧枝生长显著大于单独大气增温处理㊂表明全球气候变暖可能对杉木生产力具有一定的促进作用㊂关键词:大气增温;土壤增温;杉木;物候;生长EffectsofairandsoilwarmingonabovegroundphenologyandgrowthofCunninghamialanceolataseedlingsZHANGLihong1,2,3,ZHONGBoyuan1,2,CHENTingting1,2,XIONGDecheng1,2,YANXiaojun1,2,CHENGuangshui1,2,∗1SchoolofGeographicalScience,FujianNormalUniversity,Fuzhou350007,China2StateKeyLaboratoryforSubtropicalMountainEcologyoftheMinistryofScienceandTechnologyandFujianProvince,FujianNormalUniversity,Fuzhou350007,China3MeteorologicalBureauofShunchangcountyinFujianProvince,Shunchang353200,ChinaAbstract:AprobeintotheinfluenceofglobalwarmingonthephenologyandgrowthofCunninghamialanceolataseedlingswasconductedinordertounderstandhowC.lanceolataplantationsmayrespondandadapttothefutureclimateinahumidsubtropicarea.InFujianNormalUniversityᶄsForestEcosystemandGlobalChangeResearchStationinChenda,Sanming,FujianProvince,afactorialairtemperaturemanipulation(AT;ambient,open⁃topchamber)ˑsoiltemperaturemanipulation(ST;ambient,ambient+4ħ)whichincludedfourtreatments,i.e.,control,airwarming,soilwarming,airandsoilwarming,wascarriedout.Airtemperaturemanipulationswereimplementedbytheopen⁃topchambermethodandsoiltemperaturemanipulationswereimplementedbysoilcableheating.In2016,48rootboxeswerebuiltandeachplantedwithone1⁃year⁃oldC.lanceolataseedling,toexaminephenologyandgrowthdynamics.Theresultsshowedthatairtemperaturemanipulationshadsignificanteffectsonbothshootphenologyandgrowthoftheseedlings.Airwarmingsignificantlyadvancedthetimingofapicalbudswelling,apicalbudbreakandapicalbudnewshootgrowth,aswellassignificantlyprolongedgrowingseasonlengthandpromotedtreeheightgrowth.Soiltemperaturemanipulationhadnosignificanteffectoneithershootphenologyorgrowthoftheseedlings.Thereweresignificantinteractiveeffectsofairandsoiltemperaturemanipulationongrowth.Simultaneousairandsoilwarmingpromotedtreeheightandlateralbranchgrowthmorethanindividualwarmingtreatments.WeconcludedthatclimatewarmingwouldbenefitthegrowthofC.lanceolataplantationstosomeextent.KeyWords:airwarming;soilwarming;Cunninghamialanceolata;phenology;growth由于温室气体的高排放,预计在本世纪末全球地表平均温度将升高0.3 4.8ħ[1]㊂虽然热带亚热带增温幅度可能小于高纬度地区,但越来越多证据表明,热带亚热带森林对全球变暖的响应十分敏感[2]㊂然而,全球变暖如何影响亚热带地区林木生长㊁森林生态系统结构和功能仍缺乏深入研究㊂物候变化是植物对气候变暖高度敏感和强烈反馈的指示[3⁃4],研究物候与气候之间的关系有助于认识植被对气候变化的响应机制㊂全球气候变暖增加了人们对植物物候和生长季长度的关注[5],因为气候变暖引起的物候模式的改变将对全球碳循环和植被生产力产生重大影响[6]㊂一些研究表明,大气增温导致植物物候期发生变化,植物生长季延长,这是由于春季物候期提前,秋季物候期推迟所致[7⁃9];这些现象在北半球高纬度㊁高海拔地区[10⁃11]尤为明显㊂植物展叶提前和叶衰老的延迟使得光合作用有效时间增加[12]㊂土壤增温对植物物候的影响存在一定差异,有研究表明土壤增温对红枫树幼苗物候影响显著[13],但对矮灌木物种和黑云杉影响不显著[14⁃15]㊂植物生长作为森林生态系统固碳过程的重要组分之一,影响着生态系统功能㊁碳吸收及气候反馈[16⁃18]㊂但植物地上生长对全球变暖响应的结论尚不统一㊂大气增温对植物地上生长的影响结果不一,有研究表明增温显著增加了以灌木为主植被和欧洲越桔的生长[19⁃20],对青藏高原灌木生长没有影响,甚至降低青藏高原草地的质量[21]㊂而土壤增温对植物地上生长影响的研究结果也存在着差异,对欧洲越桔和岩高兰的生长影响显著增加[14],对黑云杉生长影响不显著[15]㊂但通过Meta分析表明,增温有利于植物地上部分生产力的增加,特别是在寒冷生态系统[19,22]㊂增温下植物光合速率提高,生长季延长,且凋落物分解和氮矿化速率提高,进而引起土壤养分有效性增加,从而促进植物的生长以及生产力的增加㊂而这有益于更多的C存储在植物生物量中,增加叶㊁根系向土壤的碳输入,一定程度上抵消增温导致的土壤C排放的增加[19]㊂目前关于植物对增温响应的研究主要分布在中高纬度地区[23],有关热带亚热带增温对林木物候和生长的研究鲜有报道,且考虑对整个植物系统地上和地下同时增温的更是少有研究[15],而地上和地下同时增温可以更好地模拟未来变暖的环境㊂我国人工林面积占世界1/3,湿润亚热带则是我国最重要的人工林基地㊂杉木(Cunninghamialanceolata)作为我国南方亚热带地区重要的造林树种,已占世界人工林面积的6.5%,在我国林业生产和森林碳汇中发挥着重要作用[24]㊂在全球气候变化背景下,探究大气增温和土壤增温对杉木幼苗地上物候及生长的影响,可为揭示杉木对全球气候变暖的响应与适应提供基础科学数据㊂1㊀材料与方法1.1㊀研究区概况试验样地位于福建三明森林生态系统与全球变化研究站陈大观测点(26ʎ19ᶄN,117ʎ36ᶄE)㊂该地区为中亚热带季风气候,年均温19.1ħ,年降雨量1749mm,多集中在3 8月,年均蒸发量1585mm,相对湿度81%㊂土壤以花岗岩发育的红壤和黄壤为主,并分布着中国面积最大的常绿阔叶林,区内物种多样性丰富㊂7414㊀12期㊀㊀㊀张礼宏㊀等:大气和土壤增温对杉木幼苗地上物候及生长的影响㊀1.2㊀试验设计本试验为双因子试验,两个因素分别为大气温度控制(AT,两水平,不增温和大气增温)与土壤温度控制(ST,两水平,不增温和土壤增温),共设置4个处理,分别为对照(CT),单独大气增温处理(AW),单独土壤增温处理(SW)及大气和土壤同时增温处理(AW+SW),每个处理12个重复㊂其中土壤增温为电缆增温,增温幅度为+4ħ;大气增温为利用开顶箱(Open⁃topchamber,OTC)被动式增温㊂共建立48个单株水平的根箱,每个根箱大小为50cmˑ50cmˑ60cm,四面为钢化玻璃,为了防止玻璃与土壤表面接触部分的根系生长受到外界光照和温度的影响,四周安上隔热板㊂根箱底部敞开置于地面土壤上,以利根系向箱下土壤扩展,避免受生长空间限制㊂根箱内土壤取自附近杉木林,取土时按0 20㊁20 40㊁40 60cm分层,在去除杂物后充分混拌均匀,以消除土壤异质性,然后分层回填,并采用压实法调整土壤容重与取土杉木林基本相同㊂在每个根箱内种植1棵1年生2代半短侧枝杉木幼苗,不同处理的苗高和地径相近㊂杉木苗的培育是2014年1月开始培育,2015年1月移栽至根箱㊂大气增温采用建立2个OTC进行被动式增温,高度为4.8m㊂OTC内外温度和湿度采用温湿度探头连续自动观测,每个OTC内建立3个不同高度的温湿度探头㊂由于单独土壤增温处理(SW)与对照的大气温度差别不大,从而仅测定对照的大气温度(图1)㊂土壤增温方式为在根箱土壤10cm处安装加热电缆主动持续增温,增温电缆埋设间隔20cm,并在最外围环绕一圈电缆,以保证增温的均匀性㊂同时在每个根箱布设5个温度传感器(德国JUMO)和2个水分传感器(美国Decagon),温度和水分传感器均布设在两条电缆线中间位置㊂其中3个温度传感器埋在10cm处,另外2个温度传感器分别埋在5cm和20cm土壤㊂土壤增温控制是通过采集无土壤增温处理(CT㊁AW)根箱和有土壤增温处理(SW㊁AW+SW)根箱的土壤温度进行对比(图1)㊂水分传感器测定土壤10cm处含水量(图1)㊂图1㊀不同处理大气温度㊁土壤温度㊁土壤含水率㊁降水量Fig.1㊀Monthlyairtemperature,soiltemperature,watercontentandprecipitationunderdifferenttreatmentsCT:对照处理Control;SW:土壤增温处理Soilwarmingtreatment;AW:大气增温处理Airwarmingtreatment;AW+SW:大气和土壤同时增温处理Airandsoilwarmingtreatment8414㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀40卷㊀1.3㊀生长及物候观测于2016年3月开始观测杉木幼苗生长及物候,到2016年11月结束㊂用游标卡尺(ʃ0.02mm)和钢卷尺,每月测定每株苗木的树高㊁地径㊂地径的测定是在位于地面以上0.1m处按南北和东西两个方向㊂每个根箱选择主枝(观测顶稍)和生长良好的2条中上部南向侧枝(每条侧枝各观测1个侧枝顶稍和1个侧枝侧稍)进行物候相观测㊂同时测定标定枝条长,并通过相邻测定时间的枝长变化量,计算该测定间隔内的枝长生长量㊂图2㊀物候相观测㊀Fig.2㊀PhotosforthephenologyphasesofCunninghamialanceolataseedlings对选取的枝条进行物候相观测㊂主要观测的物候相为叶芽膨胀㊁展叶㊁新梢生长㊁顶芽形成㊂物候观察间隔期为物候相未出现前每5天观测1次,当有苗木物候相出现后1 2天观测一次㊂具体观测方法:1.芽膨胀(budswelling)(图2):越冬芽膨胀,苞鳞微裂,以能见到裂开后露出的黄绿色或嫩绿色为准;2.芽展开(budbreak)(图2):顶芽为呈长圆锥形,芽鳞散开,小侧梢顶芽张开如喇叭口;3.新梢生长(newshootgrowth)(图2):顶芽或侧稍顶芽完全展开,鳞片长度超过1cm以上为新梢生长;4.顶芽形成(apicalbudformation)(图2):芽鳞紧包成圆锥形或扁球形,即树高生长停止㊂当同种处理观测个体数中在出现某一物候的数量ȡ50%时,则作为这一物候相的出现日期㊂树高㊁地径及侧枝绝对生长速率=前后两次测定的差值除以两次测定的间隔天数,单位为mm/d㊂同时计算树高㊁侧枝生长季长度㊂树高生长季长度采用芽膨胀到顶芽形成的间隔天数表示;侧枝生长季长度采用新稍生长到生长达到总生长95%的间隔天数来表示;侧枝生长到总生长95%的确切时间采用线性拟合的方法计算㊂1.4数据处理采用双因素方差分析检验大气温度控制(AT)与土壤温度控制(ST)对各物候时间的影响;采用双因素方差分析检验AT与ST对树高㊁侧枝顶稍㊁侧枝侧稍生长季长度,以及树高㊁地径㊁侧枝顶稍㊁侧枝侧稍总生长量的影响㊂当存在交互作用时,进一步采用LSD多重比较检验不同处理之间的差异;不存在交互作用时则仅考虑因子的主效应㊂采用混合线性模型检验AT㊁ST和日期(D)对树高生长速率㊁地径生长速率㊁侧枝顶稍生长速率㊁侧枝侧稍生长速率的影响,以AT㊁ST和D及其交互作用为固定效应,根箱为随机效应㊂所有统计分析均在SPSS20.0软件上进行,显著性水平设定为P=0.05㊂采用Origin9.0软件作图㊂2㊀结果与分析2.1㊀增温对杉木幼苗物候的影响大气温度控制(AT)对春季物候,包括顶芽膨胀时间㊁顶芽展开时间以及顶芽新稍生长时间具有显著影响(P<0.05),其中有大气增温比无大气增温顶芽膨胀时间平均提前9.0d,顶芽展开时间平均提前7.0d,顶芽新稍生长时间平均提前6.0d㊂由于本研究中大气平均增温1.5ħ,所以平均增温1ħ,顶芽膨胀时间㊁顶芽展开时间㊁顶芽新稍生长时间以及顶芽春季物候分别提前6.0d㊁4.7d㊁4.0d和4.9d㊂但AT对侧枝芽膨胀时间㊁侧枝芽展开时间以及侧枝芽新稍生长时间影响均不显著(图3)㊂同时AT对以顶芽形成时间为标志的秋季物候(图3d)的影响亦不显著㊂土壤温度控制(ST)以及ST与AT的交互作用则对各物候时间影响均不显著㊂AT对树高㊁侧枝顶稍㊁侧枝侧稍生长季长度有显著影响(P<0.05),ST及ST与AT的交互作用对树高㊁侧枝顶稍㊁侧枝侧稍生长季长度影响均不显著㊂有大气增温条件下树高生长季长度㊁侧枝顶稍生长季长度和侧9414㊀12期㊀㊀㊀张礼宏㊀等:大气和土壤增温对杉木幼苗地上物候及生长的影响㊀图3㊀模拟增温对杉木幼苗顶芽膨胀㊁顶芽展开㊁顶芽新稍生长㊁顶芽形成㊁侧枝芽膨胀㊁侧枝芽展开和侧枝芽新梢生长时间的影响Fig.3㊀Effectsofsimulatedwarmingontimingofapicalbudswelling,apicalbudbreak,apicalnewshootgrowth,apicalbudformation,lateralbranchbudswelling,lateralbranchbudbreakandlateralbranchnewshootgrowthofC.lanceolataseedlings∗表示显著性(P<0.05);ns表示不显著枝侧稍生长季长度得到显著延长,树高生长季长度平均延长9.2d,侧枝顶稍生长季长度平均延长24.0d,侧枝侧稍生长季长度平均延长25.1d(图4)㊂2.2㊀增温对杉木幼苗生长的影响AT㊁D㊁ST与AT的交互作用以及AT与D的交互作用对树高生长速率具有显著影响(P<0.05);D㊁AT与D的交互作用对地径生长速率具有显著影响(P<0.05);D以及ST与AT的交互作用对侧枝顶稍生长速率具有显著影响(P<0.05);D以及ST与AT的交互作用对侧枝侧稍生长速率具有显著影响(P<0.05)(图5)㊂0514㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀40卷㊀图4㊀模拟增温对杉木幼苗树高㊁侧枝顶稍㊁侧枝侧稍生长季长度的影响Fig.4㊀Effectsofsimulatedwarmingongrowthseasonlengthoftreeheight,apicalshootoflateralbranchandlateralshootoflateralbranchgrowthofC.lanceolataseedlings∗表示显著性(P<0.05);ns表示不显著不同处理树高生长速率4月中旬开始上升,并表现出不同的变化趋势㊂CT处理树高生长速率在5月初达到峰值,而后生长速率开始下降㊂在整个生长季内,SW处理树高生长速率均与CT接近㊂AW㊁AW+SW处理夏季和秋季的树高生长速率均显著高于SW处理和CT,并均在7月末达到峰值,且AW+SW处理生长速率最大㊂随着时间变化不同处理地径生长速率的波动比较大,但都在8月中达到峰值㊂在生长季内侧枝顶稍生长速率变化趋势大体一致㊂CT㊁SW㊁AW+SW三个处理均在4月中生长速率达到峰值,且AW+SW处理侧枝顶稍生长速率最大,比CT高了47.9%;而AW处理在5月初出现峰值,在生长季内AW+SW处理侧枝顶稍生长速率均要大于其他处理㊂四个处理杉木幼苗侧枝侧稍生长速率峰值均出现在4月中旬,其中AW+SW处理最大,比CT高了41.2%㊂从总体上看AW+SW处理的平均树高生长速率和侧枝生长速率都最高㊂2.3㊀增温对杉木幼苗总生长量的影响AT以及AT与ST交互作用对树高总生长量具有显著影响(P<0.05);不同处理间树高总生长量具有显著差异(P<0.05),其中AW和AW+SW处理显著高于CT和SW处理,且AW+SW处理显著高于AW处理㊂AT㊁ST及其交互作用对地径总生长量的影响均不显著㊂ST与AT交互作用对侧枝顶稍总生长量具有显著影响(P<0.05);不同处理间侧枝顶稍总生长量具有显著差异(P<0.05),其中AW+SW处理侧枝顶稍总生长量显著高于AW㊁SW和CT三个处理,而AW㊁SW和CT三个处理之间无显著差异㊂ST与AT交互作用对侧枝侧稍总生长量亦具有显著影响(P<0.05);不同处理间侧枝侧稍总生长量具有显著差异(P<0.05),AW+SW处理侧枝侧稍总生长量显著高于AW㊁SW和CT三个处理,而AW㊁SW和CT三个处理之间侧枝侧稍总生长量无显著差异(图6)㊂由此可见,土壤和大气同时增温更有利于杉木幼苗树高和侧枝的生长㊂1514㊀12期㊀㊀㊀张礼宏㊀等:大气和土壤增温对杉木幼苗地上物候及生长的影响㊀2514㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀40卷㊀图5㊀增温对杉木幼苗生长速率的影响Fig.5㊀EffectsofwarmingongrowthrateofC.lanceolataseedlings∗表示显著性(P<0.05);ns表示不显著图6㊀模拟增温对杉木幼苗树高㊁地径㊁侧枝顶稍㊁侧枝侧稍总生长量的影响Fig.6㊀Effectsofsimulatedwarmingonabsolutetotalincrementoftreeheight,basaldiameter,apicalshootoflateralbranchandlateralshootoflateralbranchofC.lanceolataseedlings∗表示显著性(P<0.05);ns表示不显著;不同小写字母表示不同处理间的差异性(P<0.05)3㊀讨论3.1㊀大气和土壤增温对杉木幼苗物候的影响㊀㊀本研究中大气增温显著提前了顶芽膨胀㊁顶芽展开和顶芽新稍生长时间,但土壤增温对物候均没有显著影响㊂与其他模拟增温实验的结果类似,Buizer等[25]研究发现大气增温2ħ下岩高兰(Empetrumnigrum)芽膨胀显著提前5 8d,平均增温1ħ物候提前2.5 3.5d㊂Xu等[26]对青藏高原地区研究发现大气增温2.9ħ下凹叶瑞香(Daphneretusa)㊁蒙古绣线菊(Spiraeamongolica)和金露梅(Potentillafruticosa)芽展开分别显著提前10.2d㊁2.8d和3.5d,平均增温1ħ分别提前3.5d㊁1.0d和1.2d㊂而本研究中大气增温平均增温1.5ħ显著改变杉木幼苗顶芽物候,平均增温1ħ,顶芽膨胀时间㊁顶芽展开时间㊁顶芽新稍生长时间及顶芽春季物候分别提前6.0d㊁4.7d㊁4.0d和4.9d㊂相较于其他大气增温研究来说平均增温1ħ物候提前较多,这可能是本研究区亚热带地区纬度低,而其他研究多在中高纬度地区,低纬度地区植物春季物候对气候变化的敏感度要高于高纬度地区[27]㊂对于植物春季物候的影响因素是复杂的,不仅有外部的环境因素,也有其内在的机理,目前对于控制植物物候的内在机制尚不清楚[28]㊂本研究中大气增温显著提前了杉木春季物候,一方面可能是由于杉木春季物候对大气温度及大气增温所产生的环境因素变化比较敏感,另一方面可能是由于大气增温会促进杉木地上部分的生理代谢,进而提前解除杉木春季休眠时间,所以杉木春季物候提前[29]㊂本研究中,大气增温对于杉木顶芽形成时间没有显著影响,说明大气增温对杉木秋季物候影响不显著,一方面可能是由于杉木秋季物候主要受其遗传因素或者其他比较固定的周期性环境因素(如日长)影响,温度对其物候影响3514㊀12期㊀㊀㊀张礼宏㊀等:大气和土壤增温对杉木幼苗地上物候及生长的影响㊀4514㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀40卷㊀较小㊂另一方面可能是由于本研究中大气增温在秋季的增温幅度较小,所以导致大气增温对杉木地上部分的生理代谢的促进降低,不能显著延缓杉木秋季休眠[29⁃30]㊂而本研究发现,土壤增温对杉木幼苗物候的影响不显著㊂AnadonRosell等[14]通过对阿尔卑斯山林线矮灌木物种的研究亦发现土壤增温对物候的影响不显著㊂同样Bronson等[15]的研究也发现单独土壤增温对黑云杉(Piceamariana)芽膨胀影响不显著㊂一方面可能是土温升高对杉木幼苗地上部分的生理代谢影响不大,不会加快地上部分物候的进程;另一方面可能是由于土壤增温所产生的环境因素变化对杉木物候起到抑制作用从而使得土壤增温对杉木物候影响不显著,例如土壤增温会导致土壤含水量降低,而土壤水分减少对植物的物候具有抑制作用会延迟植物的物候期[31⁃32]㊂本研究中大气增温显著延长杉木幼苗树高生长季长度,表明杉木幼苗的生长季得到延长㊂虽然已有研究表明生长季的延长的主要原因包括春季物候提前和秋季物候推迟[7,11],但本研究中,树高生长季的延长则主要是因为春季物候显著提前造成㊂另外,本研究中大气增温亦显著延长侧枝顶稍和侧枝侧稍的生长季长度,这主要是由于侧枝生长停止时间的推迟所导致㊂3.2㊀大气和土壤增温对杉木幼苗生长的影响本研究中与没有大气增温相比,有大气增温显著增加了树高生长率和树高总生长量,但对侧枝和地径的影响不显著㊂Kudo和Suzuki[33]通过大气增温研究发现,增温使得杜香树(Ledumpalustre)高生长速率显著增加2.3 7.5倍,树高和枝条生长显著增加㊂徐振锋等[34]对川西亚高山林线交错带糙皮桦(Betulautilis)和岷江冷杉(Abiesfaxoniana)幼苗模拟增温的研究发现,大气增温促进了这两树种枝条的生长量和生长速率,因其研究地位于高山地区,温度低和较短的生长季是其植物生长发的重要限制因子,而大气增温有利于生长季的延长和高海拔地区林木的营养生长,因此增温表现出一个正影响㊂Buizer等[25]研究发现大气增温下岩高兰树高㊁枝条总生长量和生长速率显著增加,认为是生长季延长引起的直接生态效应㊂这说明生长季的延长是影响植物生长的一个重要因素,大气增温主要通过延长植物生长季来影响植物生长㊂本研究中大气增温显著延长树高和侧枝的生长季,但大气增温只显著增加了树高生长率和树高总生长量,对侧枝和地径的影响不显著㊂表明大气增温在本研究中对杉木营养生长的影响在增温初期更多的是体现在树高生长增加,侧枝和地径响应不敏感;这可能是本研究中大气增温对土壤氮矿化促进作用较弱,养分供应生长上存在权衡的现象,选择优先分配给树高生长以提高对光的获取能力;因为有研究表明在大气增温下植物高生长能力的增加,更有利于对光的竞争[19];而Kudo等[35]的研究也表明增温下寒温带林下植被为了竞争光,可能会选择更高的地上生长能力来获取光㊂本研究中土壤温度控制对杉木幼苗生长影响不显著㊂Wheeler等[13]研究发现土壤增温对红枫树(Acerpalmatum)幼苗地上生长有显著影响,树高生长增加,其驱动机制是增温后物候发生改变生长季延长㊂AnadonRosell等[14]通过6年土壤增温实验研究发现,欧洲越桔(Vacciniummyrtillus)和岩高兰的地上部分生长量显著增加,认为潜在的机制可能是增温导致光合速率增加和组织形成加快;也可能的机制是增温加速了土壤有机质的分解和矿化,植物可吸收利用的土壤养分有效性增加,通过促进养分循环在生长对增温的响应上扮演重要作用㊂而Rogiers等[36]研究发现土壤增温对金合欢树(Acaciasaligna)和枫树(Acernegundo)的树高及其生长速率均没有显著影响,但对糖桉树(Eucalyptuscladocalyx)和杨树(Populusdeltoides)生长却显著增加㊂Štraus等[37]研究认为土壤增温会促进地下部分的生长,而对地上部分生长影响较小㊂Bronson等[15]的研究同样发现3年土壤增温对黑云杉生长没有显著影响,在增温前2年甚至要低于对照㊂表明不同树种和生活型对土壤增温的响应模式存在差异㊂本研究土壤增温对杉木的生长并无显著影响,一方面是由于土壤增温对杉木的物候影响不显著不能显著延长杉木的生长季长度㊂另一方面可能是本实验土壤增温时间较短,地上生长对土壤增温的响应还不敏感;也可能是地上地下资源竞争的权衡,土壤增温会促进细根的周转,从而消耗掉较多的光合产物[38]㊂本研究中大气温度控制和土壤温度控制具有显著的交互作用;与单独大气增温处理相比,大气和土壤同时增温处理的树高生长率得到显著促进,树高㊁侧枝侧稍以及侧枝顶稍总生长量得到显著增加㊂这与Bronson等[15]得出的地上地下同时增温使物候提前,植物生长最大的结论相似㊂土壤增温会促进土壤有机质的分解和提高氮矿化速率,进而引起土壤养分有效性增加;而大气增温会改变杉木幼苗的物候,延长杉木幼苗的生长季㊂所以大气和土壤同时增温对杉木幼苗的营养生长促进更大,更有利于其组织形成和养分吸收㊂4㊀结论大气温度控制对杉木幼苗的物候和生长具有显著影响,与没有大气增温相比,大气增温使杉木幼苗顶芽膨胀㊁顶芽展开及顶芽新稍生长时间显著提前,生长季得到延长;同时,杉木幼苗树高生长得到促进,加速了杉木的营养生长㊂而土壤温度控制则对杉木幼苗的物候和生长均没有显著影响㊂大气温度控制和土壤温度控制的交互作用对杉木营养生长具有显著影响,大气和土壤同时增温处理的杉木幼苗树高㊁枝条生长量显著大于单独大气增温处理㊂研究表明全球气候变暖可能对杉木生产力具有一定的促进作用㊂参考文献(References):[1]㊀IPCC.ClimateChange2013:ThePhysicalScienceBasis.WorkingGroupItotheFifthAssessmentReportoftheIntergovernmentalPanelonClimateChange.Cambridge:CambridgeUniversityPress,2013.[2]㊀ClarkDA,PiperSC,KeelingCD,ClarkDB.Tropicalrainforesttreegrowthandatmosphericcarbondynamicslinkedtointerannualtemperaturevariationduring1984⁃2000.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica,2003,100(10):5852⁃5857.[3]㊀SherryRA,ZhouXH,GuSL,ArnoneIIIJA,SchimelDS,VerburgPS,WallaceLL,LouYQ.Divergenceofreproductivephenologyunderclimatewarming.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica,2007,104(1):198⁃202.[4]㊀RichardsonAD,KeenanTF,MigliavaccaM,RyuY,SonnentagO,ToomeyM.Climatechange,phenology,andphenologicalcontrolofvegetationfeedbackstotheclimatesystem.AgriculturalandForestMeteorology,2013,169:156⁃173.[5]㊀PeñuelasJ,FilellaI.Responsestoawarmingworld.Science,2001,294(5543):793⁃795.[6]㊀HänninenH,TaninoK.Treeseasonalityinawarmingclimate.TrendsinPlantScience,2011,16(8):412⁃416.[7]㊀ClelandEE,ChuineI,MenzelA,MenzelA,MooneyHA,SchwartzMD.Shiftingplantphenologyinresponsetoglobalchange.TrendsinEcology&Evolution,2007,22(7):357⁃365.[8]㊀KeenanTF,GrayJ,FriedlMA,ToomeyM,BohrerG,HollingerDY,MungerJW,OᶄKeefeJ,SchmidHP,SueWingI,YangB,RichardsonAD.Netcarbonuptakehasincreasedthroughwarming⁃inducedchangesintemperateforestphenology.NatureClimateChange,2014,4(7):598⁃604.[9]㊀GeQS,DaiJH,CuiHJ,WangHJ.Spatiotemporalvariabilityinstartandendofgrowingseasoninchinarelatedtoclimatevariability.RemoteSensing,2016,8(5):433.[10]㊀GonsamoA,ChenJM.Circumpolarvegetationdynamicsproductforglobalchangestudy.RemoteSensingofEnvironment,2016,182:13⁃26.[11]㊀ZhaoJJ,ZhangHY,ZhangZX,GuoXY,LiXD,ChenC.Spatialandtemporalchangesinvegetationphenologyatmiddleandhighlatitudesofthenorthernhemisphereoverthepastthreedecades.RemoteSensing,2015,7(8):10973⁃10995.[12]㊀VitasseY,FrançoisC,DelpierreN,DufrêneE,KremerA,ChuineI,DelzonS.AssessingtheeffectsofclimatechangeonthephenologyofEuropeantemperatetrees.AgriculturalandForestMeteorology,2011,151(7):969⁃980.[13]㊀WheelerJA,GonzalezNM,StinsonKA.Redhotmaples:Acerrubrumfirst⁃yearphenologyandgrowthresponsestosoilwarming.CanadianJournalofForestResearch,2017,47(2):159⁃165.[14]㊀Anadon⁃RosellA,RixenC,CherubiniP,WipfS,HagedornF,DawesMA.Growthandphenologyofthreedwarfshrubspeciesinasix⁃yearsoilwarmingexperimentatthealpinetreeline.PLoSOne,2014,9(6):e100577.[15]㊀BronsonDR,GowerST,TannerM,VanHerkI.Effectofecosystemwarmingonborealblacksprucebudburstandshootgrowth.GlobalChangeBiology,2009,15(6):1534⁃1543.[16]㊀BurgesA,EpeldeL,BlancoF,BecerrilJM,GarbisuC.Ecosystemservicesandplantphysiologicalstatusduringendophyte⁃assistedphytoremediationofmetalcontaminatedsoil.ScienceoftheTotalEnvironment,2017,584⁃585:329⁃338.[17]㊀ChamagneJ,TanadiniM,FrankD,MatulaR,PaineCET,PhilipsonCD,SvátekM,TurnbullLA,Volar㊅íkD,HectorA.ForestdiversitypromotesindividualtreegrowthincentralEuropeanforeststands.JournalofAppliedEcology,2017,54(1):71⁃79.[18]㊀KaarlejärviE,HosetKS,OlofssonJ.MammalianherbivoresconferresilienceofArcticshrub⁃dominatedecosystemstochangingclimate.GlobalChangeBiology,2015,21(9):3379⁃3388.[19]㊀WadaN,ShimonoM,MiyamotoM,SatoruK.Warmingeffectsonshootdevelopmentalgrowthandbiomassproductioninsympatricevergreenalpine5514㊀12期㊀㊀㊀张礼宏㊀等:大气和土壤增温对杉木幼苗地上物候及生长的影响㊀6514㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀40卷㊀dwarfshrubsEmpetrumnigrumandLoiseleuriaprocumbens.EcologicalResearch,2002,17(1):125⁃132.[20]㊀Anadon⁃RosellA,NinotJM,PalacioS,GrauO,NoguésS,NavarroE,SanchoMC,CarrilloE.Fouryearsofexperimentalwarmingdonotmodifytheinteractionbetweensubalpineshrubspecies.Oecologia,2017,183(4):1167⁃1181.[21]㊀KleinJA,HarteJ,ZhaoXQ.Experimentalwarming,notgrazing,decreasesrangelandqualityontheTibetanPlateau.EcologicalApplications,2007,17(2):541⁃557.[22]㊀LuM,ZhouXH,YangQ,LiH,LuoYQ,FangCM,ChenJK,YangX,LiB.Responsesofecosystemcarboncycletoexperimentalwarming:ameta⁃analysis.Ecology,2013,94(3):726⁃738.[23]㊀WolkovichEM,CookBI,AllenJM,CrimminsTM,BetancourtJL,TraversSE,PauS,RegetzJ,DaviesTJ,KraftNJB,AultTR,BolmgrenK,MazerSJ,McCabeGJ,McGillBJ,ParmesanC,SalaminN,SchwartzMD,ClelandEE.Warmingexperimentsunderpredictplantphenologicalresponsestoclimatechange.Nature,2012,485(7399):494⁃497.[24]㊀ChenGS,YangYS,RobinsonD.Allocationofgrossprimaryproductioninforestecosystems:allometricconstraintsandenvironmentalresponses.NewPhytologist,2013,200(4):1176⁃1186.[25]㊀BuizerB,WeijersS,vanBodegomPM,AlsosIG,EidesenPB,vanBredaJ,DeKorteM,vanRijckevorselJ,RozemaJ.Rangeshiftsandglobalwarming:ecologicalresponsesofEmpetrumnigrumL.toexperimentalwarmingatitsnorthern(highArctic)andsouthern(Atlantic)geographicalrangemargin.EnvironmentalResearchLetters,2012,7(2):25501.[26]㊀XuZF,HuTX,WangKY,ZhangYB,XianJR.Short⁃termresponsesofphenology,shootgrowthandleaftraitsoffouralpineshrubsinatimberlineecotonetosimulatedglobalwarming,EasternTibetanPlateau,China.PlantSpeciesBiology,2009,24(1):27⁃34.[27]㊀WangHJ,GeQS,DaiJH,TaoZX.GeographicalpatterninfirstbloomvariabilityanditsrelationtotemperaturesensitivityintheUSAandChina.InternationalJournalofBiometeorology,2015,59(8):961⁃969.[28]㊀BahugunaRN,JagadishKSV.Temperatureregulationofplantphenologicaldevelopment.EnvironmentalandExperimentalBotany,2015,111:83⁃90.[29]㊀ParentB,TurcO,GibonY,StittM,TardieuF.Modellingtemperature⁃compensatedphysiologicalrates,basedontheco⁃ordinationofresponsestotemperatureofdevelopmentalprocesses.JournalofExperimentalBotany,2010,61(8):2057⁃2069.[30]㊀LiLP,LiZK,CadotteM,JiaP,ChenGG,JinLS,DuGZ.Phylogeneticconservatismandclimatefactorsshapefloweringphenologyinalpinemeadows.Oecologia,2016,182(2):419⁃428.[31]㊀PeñuelasJ,FilellaI,ZhangXY,LlorensL,OgayaR,LloretF,ComasP,EstiarteM,TerradasJ.Complexspatiotemporalphenologicalshiftsasaresponsetorainfallchanges.TheNewPhytologist,2004,161(3):837⁃846.[32]㊀PrietoP,PeñuelasJ,OgayaR,EstiarteM.Precipitation⁃dependentfloweringofGlobulariaalypumandEricamultiflorainMediterraneanshrublandunderexperimentaldroughtandwarming,anditsinter⁃annualvariability.AnnalsofBotany,2008,102(2):275⁃285.[33]㊀KudoG,SuzukiS.Warmingeffectsongrowth,production,andvegetationstructureofalpineshrubs:afive⁃yearexperimentinnorthernJapan.Oecologia,2003,135(2):280⁃287.[34]㊀徐振锋,胡庭兴,张远彬,鲜俊仁,王开运.川西亚高山林线交错带糙皮桦和岷江冷杉幼苗物候与生长对模拟增温的响应.植物生态学报,2008,32(5):1061⁃1071.[35]㊀KudoG,NordenhällU,MolauU.Effectsofsnowmelttimingonleaftraits,leafproduction,andshootgrowthofalpineplants:comparisonsalongasnowmeltgradientinnorthernSweden.Ecoscience,1999,6(3):439⁃450.[36]㊀RogiersSY,SmithJP,HolzapfelBP,NielsenGL.Shiftsinbiomassandnitrogenallocationoftreeseedlingsinresponsetoroot⁃zonetemperature.AustralianJournalofBotany,2014,62(3):205⁃216.[37]㊀ŠtrausI,MrakT,FerlanM,ŽeleznikP,KraigherH.InfluenceofsoiltemperatureongrowthtraitsofEuropeanbeechseedlings.CanadianJournalofForestResearch,2015,45(3):246⁃251.[38]㊀PregitzerKS,KingJS,BurtonAJ,BrownSE.Responsesoftreefinerootstotemperature.NewPhytologist,2000,147(1):105⁃115.http://www.ecologica.cn。
温度对作物生长的影响及调控措施
温度对作物生长的影响及调控措施——张明伟农研1201提纲1.温度的相关概念1.1温周期 1.2三基点 1.3积温2.温度对作物生长的影响2.1土壤温度对作物发芽、出苗的影响2.2温度对生殖发育的影响2.3温度对作物酶的活性的影响2.4昼夜温差对农作物的影响3.极端温度对作物的危害(重点分析高温逆境对作物的危害)4.农艺措施对温度的调控5.参考文献温度是作物生长的关键因素,一方面温度直接影响作物生长、分布界限和产量;另一方面,温度也影响着作物的发育速度,从而影响作物生育期的长短与各发育期的长短与各发育期出现的早晚。
此外,温度还影响着作物病虫害的发生、发展。
因此,适宜的温度是作物生存及生长发育的重要条件之一。
1. 温度的相关概念1.1温周期温周期:作物生长发育与温度变化的同步现象称之为温周期。
年范围的温周期对植物开花的影响比较明显。
温带许多植物早在种子萌发期间就必须经受一定的温度条件作用,将来才能萌发或开花。
如牡丹的种子春季播种当年只生根不萌出地上芽,秋季播种则第二年春天发芽;冬小麦必须在0-2℃环境中经历5-8天以上才能开花(称春化作用)。
因此,昼夜变温对作物生长有很大影响。
一般来说:水稻以白天24-26℃,夜温14-16℃,最有利于籽粒灌浆;小麦以白天20℃,夜温17℃,最有利于麦穗中的小穗的形成;同时,小麦籽粒中蛋白质含量与日夜温差呈正相关R=0.85。
1.2三基点温度农作物生长的三基点温度指农作物生长的最适温度、最低温度和最高温度。
在最高温度和最低温度时,农作物生长发育停止,在最适温度时,农作物生长速度最快。
1.3积温积温:是指某一生育时期或某一时段内,逐日平均气温积累之和。
它是热量资源的表示方法,也是作物对热量指标的要求;也表示了作物某一生育时期或全生育时期所需要的温度总和。
高于生物学下限温度的温度值为活动温度。
活动温度与生物学下限温度之差称为有效温度。
作物全生育期(或某一生育期)中活动温度的总和,称活动积温。
气候与土壤条件对植物生长的影响
气候与土壤条件对植物生长的影响作者:张慧来源:《神州》2012年第33期摘要:植物的健康生长与多种因素有关,其中气候与土壤条件在植物生长过程中起着举足轻重的作用。
因此本文从以上两个方面论述了其对植物生长的影响,从而改善植物生长条件,这对于提高植物产量具有深远的意义。
关键词:温湿度光合作用土壤酸碱性物理条件化学元素影响植物生长的因素有很多,研究影响植物生长的因素,可以人为的调节某些条件来改善植物的生长环境,使其达到最佳的生长状态,这将有利于植物增产增收。
科学家经过长期的研究,认为这些因素大致可以分为两大类:气候条件与土壤条件。
因此本文主要从气候与土壤两个大的方面研究其影响植物生长的具体过程。
1、气候条件气候条件作为影响植物生长的一个方面,起着非常重要的作用,主要包括以下几个方面:温度、湿度、光照度等。
1.1、温度温度对植物生长的作用并不是单纯的,而是通过影响植物的光合作用、呼吸过程以及植物的蒸腾作用等过程综合的影响植物的生长。
气温以及土温的变化会直接影响植物吸收水肥的过程,进而影响有机物的合成、输运等代谢过程。
另外,温度的高低会直接影响参与新陈代谢酶的活性:温度过低时,酶的活性降低,代谢过程减缓,抑制植物的生长;温度过高时,代谢过程中额外消耗的有机物增多,同样不利于植物的茁壮成长。
通常情况下,植物根、冠、叶的温度是不同的,而植物生长对根温非常敏感[1],因此研究根温对植物的生长显得尤为重要。
根温可以通过影响植物叶片的水分,生长区的温度和弹性模量来间接影响植物的生长[2]。
根温的变化会影响气孔的阻力、叶绿素的含量以及酶的活性,进而影响植物的光合作用,最终影响植物的生长。
根温所产生的产物在一定程度上降低植物光合作用的效率,这可能是根温影响植物的生长又一重要原因。
1.2、湿度空气湿度是影响植物生长的有一重要因素,适当的保持植物生长的空气湿度有利于植物旺盛生长。
在空气湿度较小时,土壤的水分适宜,植物蒸腾作用旺盛,便处于旺盛的生长间断。
研究不同环境因素对植物根系生长的影响
研究不同环境因素对植物根系生长的影响植物根系是植物体的重要组成部分,它对植物的生长和发育起着关键作用。
根系的生长受多种环境因素的影响,包括光照、温度、水分、土壤质量等。
本文将探讨不同环境因素对植物根系生长的影响,并分析其作用机制。
一、光照对植物根系生长的影响光照是植物进行光合作用的重要能源,同时也直接影响着植物根系的生长。
光照强度和光照周期对根系的生长起着直接的调控作用。
1. 光照强度:光照强度是指照射到植物上的光的强度。
适宜的光照强度能够促进植物的根系生长,使植物的根系更加发达和健壮。
然而,过强或过弱的光照都会抑制植物的根系生长。
因此,在对植物进行栽培和种植时,需要根据植物的种类和光照条件进行合理的调控。
2. 光照周期:光照周期指的是光照和黑暗交替的时间。
适宜的光照周期对植物的根系生长也是至关重要的。
例如,一些植物需要短日照条件下的生长,而另一些植物则需要长日照条件下的生长。
这是因为不同植物的生长需求和生物钟机制不同,相应的光照周期也会对植物根系的生长产生影响。
二、温度对植物根系生长的影响温度是植物根系生长的重要环境因素之一。
温度的变化会直接影响植物的生理代谢和根系的活动。
1. 适宜温度:适宜的温度能够促进植物的根系生长和发育。
一般来说,植物的根系生长最适宜的温度范围在20-30摄氏度之间。
在这个温度范围内,植物的根系可以更好地吸收水分和养分,促进根系的生长。
2. 高温和低温的影响:高温和低温都会对植物的根系生长产生不利影响。
高温会导致植物体内水分蒸发速度加快,根系水分吸收不足,从而抑制根系生长。
而低温则会降低植物的代谢速率,影响根系细胞的分裂和伸长。
因此,在高温和低温环境下,植物的根系生长往往受到抑制。
三、水分对植物根系生长的影响水分是植物生长不可或缺的因素之一,同时也是调控植物根系生长的重要环境因素。
1. 适宜的水分条件:植物的根系对适宜的水分条件有着较高的要求。
在土壤中含有适宜量的水分时,植物的根系能够很好地吸收水分和养分,促进根系的伸长和侧根的发生。
土壤温度
地面以下土壤中的温度。土壤温度主要指与花木生长发育直接有关的地面 下浅层内的温度
01 基本介绍
03 调节 05 性质影响
目录
02 关系 04 热量来源
土壤温度(soil temperature)是指地面以下土壤中的温度。土壤温度主要指与花木生长发育直接有关的地 面下浅层内的温度,测试土壤温度的方法主要是插入法。
热量来源
太阳的辐射能 生物热
地球内热 周期性变化
ห้องสมุดไป่ตู้
土壤吸收的热量首先决定于到达地球的有效太阳辐射能的数量。在相对少云干旱区,有75%的太阳辐射能可 以到达地面。与此相反,在多云湿润区,只有35% ~ 40%的太阳辐射能到达地面。大概只有5% ~ 15%的净辐射在 土壤及植被中以热能储存起来。 任何特殊地点的太阳辐射能主要决定于气候。
在0一40℃之间,细胞质的流动随升温而加速。在20一30℃的范围内,温度升高能促进有机质的输送。温度 过低,影响营养物质的输送率,阻碍作物生长。在0一35℃范围内,温度升高能促进呼吸,但对光合作用的影响 较小,所以低温有利于作物体内碳水化合物的积累。适宜的土壤温度还能促进作物的营养生长和生殖生长。
调节
谢谢观看
1
耕作
2
灌溉和排水
3
施肥
4
覆盖
5
设置风障
耕作措施可以调节土壤,垄作、中耕、深翻、镇压、培土等措施,由于改变了太阳的入射角、土壤空隙度、 土壤水分状况等,均可起到调节土壤的作用。“锄头底下有火”,北方早春气温低,当土壤含水量较高时,土温 不易上升,对春播和作物出苗不利,可采用深锄,松表土,散表熵,提高地温。作为苗期,早中耕,地发暖,通 过深耕,可以提高土温,同时加强土壤的稳温性。起垄种植能增加土壤表面及近地层气温,并有利于排水,据测 定,垄作5 cm深处,日平均土温能增加2 ℃~ 3 ℃,温度日较差比平地高3 ℃~ 4 ℃,最低洼下湿地和某些作物 的良好的耕作种植形势。
土壤温度对植物生长有什么作用?
土壤温度对植物生长有什么作用?1、土壤温度越高,植物生长越快。
2、直接影响在一抄定的温度范围内,土壤温度越高,作物的生长发育越快。
一年内某时段出现低温或高温,常常给农业生产带来危害。
作物的袭种子必须在适宜的土壤温度范围内才萌发。
3、土温,影响到土壤植物、微生物还有土壤肥力。
气体、无机盐等物质在土壤中的溶解度会受到温度影响百,水、气扩散受到温度影响,交换离子活性受到温度影响,微生物活动受到温度影响等等,这些环境的改变,就会影响到植物根系的生长,无机盐等离子浓度降低了,植物就吸收少了,微生物的呼吸作用度可以产热,还可以分解土壤中的矿质营养元素,温度不适宜根系呼吸降低,代谢减弱,生长缓慢,从而影响地上部生长,然后再影响根系生长,从而影响植问物生长。
土壤温度(地温)影响着植物的生长、发育和土壤的形成。
土壤中各种生物化学过程,如微生物活动所引起的生物化学过程和非生命的化学过程,都受土壤温度的影响。
辽宁赛斯科技有限公司生产的土壤温度测定仪能对土壤的温度有效的测量,能帮植物的生长。
功能特点:(1)主机及传输部分.主机低功耗设计,中文液晶显示,实时显示传感器采集数据、当前GPS位置(经度与纬度,此功能为选配)、电池电量、语音播报、报警功能、当前日期、存储容量及存储数据数量等信息并可设置数据存储时间间隔。
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2.土壤温度的日变化
土表日间增热和夜间冷却所引起的土温昼夜变 化称土温日变化。土表温度的最高值出现在下午1~2 点间,为一天中最强的太阳辐射后1h和最高气温前1h。 土表温度的最低值出现在早晨5-6点间。具体时间随 季节有所不同。
3.影响土壤热量状况的因素
(1)、环境因素
①.纬度和海拔高度。
②.坡向和坡度。 ③.天文及气象因素。 ④地面覆盖。 (2)、土壤因素
3、土壤空气的水汽含量多于大气。
4、土壤空气中有少量还原性气体。 5、土壤空气成分随时间和空间而变化。
沙
壤
粘
粘
壤
沙
图5-1
土壤剖面CO2和O2体积含量分布示意图
二、土壤通气性
(一)土壤空气的交换方式
1. 整体交换 土壤空气在温度、气压、风、降雨或灌水等因素作用下 整体排出土壤,同时大气整体进入,称整体交换。 2. 气体扩散 指气体分子由浓度高(气压大)向浓度小(气压低)处 移动。气体扩散是气体交换的主要方式。
CV —— 容积热容量
表5-3
土壤各组成成分的导温率
土壤组成
土壤水分
土壤空气 0.16或0.2
土粒 0.005或0.010
导温率 (cm2/ s) 0.0013-0.0014
三、土壤热量平衡及热量状况
(一)、土壤热量平衡
S=W1+W2+W3+R
(二)土壤热量状况
1.土壤温度的年变化
图5-4 图5-3
①土壤的组成和性质。
②土面状况。
第三节 土壤空气与土壤温度对植物生长的影响
一、土壤空气对植物生长的影响
1、影响种子的萌发: 2、影响根系的发育: 3、影响根系吸收功能: 4、影响土壤微生物的活动和养分状况 5、影响植物生长的土壤环境状况:
二、土壤温度对植物生长的影响
1、影响种子的发芽出苗: 2、影响植物根系的生长发育: 3、影响植物的营养生长与生殖生长: 4、影响土壤微生物活动,间接影响植物生长: 5.影响土壤中的物质转化和肥力变化,间接影 响植物的生长:
表5-1
土壤组成成分 土壤空气 土壤水分 矿物质土粒 有机质
土壤各组分的热容量
重量热容量 (J/g.℃) 1.00 4.19 0.71 1.93 容积热容量 (J/cm3.℃) 0.0013 4.19 1.93 2.51
(二)土壤导热率
单位厚度和单位温度梯度下单位时间通过单位土壤截面 的热量称为土壤导热率( λ )又称导热系数。单位:焦耳/ 厘米.秒.度 ( J/(cm. s .。C) )。 λ =Q/(t1-t2)×d
练习题
名词解释
土壤导热率 土壤热容量 土壤热扩散率 土壤呼吸系数
简述题 (1)与大气组成相比较,土壤空气有哪些特点?
(2)影响土壤热量状况的因素有哪些?如何调控?
(3)土壤空气及土壤温度对植物生长有何影响?
第五章
土壤空气及热量状况
第一节 土壤空气
一、土壤空气的组成及其特点
(一)、土壤空气的组成 氧气10.35-20.03%;二氧化碳0.15-0.65%, 氮气78.880.2%,一定量的还原性气体,如CH4,H2S,H2等;相对湿度100%。 (二)、 土壤空气的组成特点 1、土壤空气中的CO2含量高于大气。 2、土壤空气中的O2 含量低于大气。
Q——单位时间通过单位土壤截面的热量 (t1-t2)×d——单位厚度土层两端的温差
表5-2 土壤各组成成分的导热率
土壤组成
矿物质
有机质 水 0.011
分
空
气
导热率 0.019 J/(cm. s .。C)
0.502
0.021
(三)土壤热扩散率(导温率)
指常温和常压状态下,单位厚度土层,温差为1℃时, 单位时间流入单位面积土壤断面(1cm2)的热量使单位体 积(1cm3)土壤温度所发生的变化。单位厘米2/秒。 K= λ / CV K— 导温率 λ —— 导热率
1、太阳的辐射能: 2、生物热:土壤微生物分解有机质放出的热量。 3、反应热:土壤中的化学反应释放的热。
4、地球内热:由地球内部岩浆传至地表的热。
二、土壤的热学性质
(一)土壤热容量
单位质量土壤(或容积土壤)每升高(或降低)1℃温
度时所需要(或放出)的热量,称土壤热容量。
质 量 热 容 量 C( 土 壤 比 热 J/(g.℃ ) ) 和 容 积 热 容 量 CV (J/(cm3.℃ ) )两种表示方法。 CV= C*D D——土壤容重扩散率: 2.土壤通气孔隙度: 3.土壤呼吸系数: 4.土壤空气容量: 5. 氧化还原电位(Eh):
(三)、影响土壤通气性能的因素 土壤通气性主要受土壤质地、土壤 结构、土体构型、土壤孔性和土壤含水 率等因素的影响。
第二节 土壤热量状况
一、土壤热量的来源
三.土壤空气和热量状况的调节
(一)土壤空气状况调节 1.排水:降低土壤的含水量。 2.耕作:深耕、深松、中耕以及生物方式(轮作)等。 3.改良质地; 4.增施抗紧实的物料:有机肥料,膨化岩类等; (二)土壤热量状况调节 1、加强农田基本建设,改造地表条件。 2、合理灌排,以水调热: 3、精耕细作,蓄水调温。 4、地面覆盖。地膜覆盖、植物秸杆覆盖、砂石覆盖等。 5、保护地栽培。玻璃温室等人工控制栽培环境。 6、保墒增温剂的应用。高碳醇乳化液等 7. 设置风障。防护林、沟播栽培等