admin 一、土壤温度概念
土壤温度简称地温，是指地面以下土壤中的温度。随着太阳辐射的昼夜或季节变化，地表温度亦随之发生周期变化，在每一个温度变化周期里，各出现一次最高值和一次最低值。土壤温度除了有周期性的日变化和季节变化外，还有空间上的垂直变化。一般说来，夏季的土壤温度随深度的增加而下降，冬季的土壤温度随深度的增加而上升。白天的土壤温度随深度的增加而下降，夜间的土壤温度随深度的增加而上升。土壤温度在35~100厘米深度以下无昼夜变化，30米以下无季节变化。土壤温度随地形、土壤水分、耕作条件、天气及作物覆盖等影响而变化。一般作物的根系在土壤温度2~4℃时开始生长，在10℃以上根系生长比较活跃，超过35℃时根系生长受到阻碍。
（一）土壤热量的来源
（1）太阳的辐射能：太阳辐射是指太阳以电磁波的形式向外传递能量 ，太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流。太阳辐射所传递的能量，称太阳辐射能。
（2）生物热：土壤微生物的分解
（3）地球内热：由地球内部的岩浆传导至地表的热。但因地壳导热能力差，因此这部分热量占的比例小，但温泉附近，这一热源不可忽视。
（二）土壤温度的影响因子：地面热量差额
地面热量差额：地面热量的收入与支出之差Qs。
土壤热特性：指土壤的热容量和土壤的热导率。
所以∶Qs为正值时，地面得热大于失热，地面升温;
Qs等于零时，地面热量收支相等，地温保持不变；
Qs为负值时，地面得热小于失热，地面降温;
土壤的热特性包括∶
（1）土壤热容量∶是土壤容热能力大小的物理量；热容量大的土壤升温降温慢，温度变化慢。反之则变化快。一般来说，土壤中含水量越高，热容量越大；空气含量越高，热容量越小，升温和降温都很剧烈。
（2）土壤导热率∶土壤传热能力大小的物理量，土壤导热率大，地表温度升降就越缓和。土壤水分的导热率较大，土壤空气的导热率较小，水分越多，导热率越大。干燥疏松的土壤导热率小，热量不易下传，白天得热后表层温度高，晚间表层温度低。
（三）土壤温度的变化(Soil temperature variation)
（1）土壤温度的日变化（Daily variation）特点∶① 土表温度最大值出现在午后、最小值出现在日出前。② 表层土壤温度日较差最大，土壤深度愈深，温度日较差愈小，土壤深度40厘米以下，温度日变化基本消失。③ 土壤深度每增加10厘米，温度最大值、最小值出现的时间落后2.5 ~ 3.5小时。
（2）土壤温度的年变化（Annual variation）特点∶① 纬度愈高，温度的年较差愈大；② 表层土壤月平均温度的最大值出现在7月，最小值出现1月；③ 随土壤深度的增加，温度的变幅减少，10米以下的土壤，已为常温层；
（3）土壤温度的垂直变化
辐射型∶土壤温度随深度增加而升高。夜间和冬季
日射型∶土壤温度随深度增加而降低。白天和夏季
过渡型∶土壤上下层的温度具有辐射型和日射型的综合特征。昼夜或四季交替时期。
（四）土壤的冻结与解冻
土壤冻结∶土壤温度低于0 ℃，水分结冰，土壤坚硬，称为冻结。与天气、地势自然覆盖等因素有关。
土壤解冻∶太阳辐射增强和土壤深处热量向上传递，冻土融解，为解冻。由下而上、由上而下两个方向解冻。
二、土壤温度对农业的影响
（一）土壤温度与农业生产
（1）它直接影响作物的生长、分布和产量；
（2）温度影响作物的发育速度，从而影响作物全生育期的长短及各发育期出现的早晚，而发育期出现的季节不同，又会遇到不同的综合条件，发生不同的影响与后果；
（3）温度影响光、水资源的利用和作物生产的安排；
（4）温度还影响作物病虫害的发生和发展；
（5）影响地下微生物和昆虫的活动；
（6）影响耕作和肥效；
（二）土壤温度与农业的关系
（1）土温影响种子发芽与出苗
当描述温度对种子发芽、出苗的影响时，用土温做指标比用气温做指标更为确切。小麦、大麦、燕麦当土温平均为1～2℃即能萌发；棉花、水稻、高粱则需12～14℃。土温的高低对出苗时间也有很大影响，例如冬小麦，当温度在5～ 20℃时，温度每升高1℃，达到盛苗期的时间可减少1.3 d（天）。
土温对发芽生长的影响，不仅取决于日平均温度的高低，还和土壤温度的日变化有关。
（2）土温与根系的生长
土温与作物根系的生长关系很密切，一般情况下，根系在2～4℃时开始微弱生长，10℃以上根系生长比较活跃， 土温超过30～35℃时根系生长受阻另外，土温的高低还影响根的分布方向，如大豆根系的分布和地温的关系：
在低温土壤中，大豆根系横向生长，几乎与地表面平行；而在高温土壤中， 大豆根系却是纵向生长，能够伸向深层土壤当中，这对根系吸收土壤中的水分和养分都是十分有利的。
（三）土温对块茎和块根形成的影响
（1）土温的高低不仅影响马铃薯的产量，还影响块茎的大小、比重、含糖量与形状等。马铃薯块茎形成最适宜的土温是15.6～23.9℃，但也有人认为17.8℃是块茎形成的最适宜温度，21.1℃对地上部营养体生长最好。土温低（8.9℃）则块茎个数多，但小而轻；土温适当（15.6～22.2℃）块茎个数少而薯块大；温过高（28.9℃）则个数少而薯块小，块茎变成尖长型，大大减产。
（2）甘薯块根着生土层（5～25cm）的土壤温度日较差与上下层土温的垂直梯度的大小，对块根的形成有明显影响，土温日较差与土温垂直梯度大，可使块根长得较圆，反之成尖长型。昼夜温差大的砂性土壤对甘薯的块根形成较为有利。
（四）土温影响对水分和养分的吸收
（1）低温减少作物根系对水分的吸收。其主要原因是，低温使根系代谢活动减弱，增加了水与原生质的粘滞性，减少了细胞质膜的透性。但是，土温过高，酶易钝化，根系代谢失调，对水分的吸收也不利。土温的高低还影响作物根系对矿物质营养的吸收。
（2）低温可减少根系对多种矿物质营养的吸收，但对不同元素的影响程度不同。这与所遇低温的强度与时间有关系，例如水稻，以30℃与16℃短期（48h） 处理做比较，低温影响对矿物质的吸收顺序是∶ 磷、氮、硫、钾、镁、钙; 如果长期 （从移栽到成熟）进行冷水灌溉，降低土温3～5℃，则影响大小的顺序为∶ 镁、锰、钙、氮和磷。
（五）土温对昆虫的影响
很多昆虫终生生活在土壤中，如蝼蛄、蟋蟀、白蚁等，另外有很多昆虫生命过程的某些阶段是在土壤中度过的，如金龟子、金针虫、地老虎、枣尺蠖、季尺蠖等，还有很多昆虫则以某一个虫期潜入土中越冬或滞育。据统计，约有95%～ 98%的昆虫种类，在它的某一生育时期与土壤有密切关系。因此，土温对昆虫，特别是对地下害虫的发生发展有很大作用。土温除影响昆虫发育速度和繁殖力外，还影响土栖昆虫的垂直移动。一般当秋季土温下降时，昆虫向下移动; 而春季土温上升后昆虫向地表移动；夏季地表温度过高时，昆虫又下潜。昆虫在土中的潜入深度，不仅在一年中随适温区的变化而不同，即使在一天中，也有一定的移动规律。如蛴螬，夏季时大多在夜间及早晨上升到土表危害作物，日中下降到土壤稍深处。掌握土壤温度的变化和土壤中昆虫垂直迁移活动的规律，就能更好地测报和防治这类害虫。
三、土壤温度最适宜值范围
由于各种作物的根系深度和对气温及土壤温度的要求是不同的。各种作物根系需要的适宜地温。［提示：最适宜地温值参照：蔬菜作物主要根群深度及温度要求指标］
从上表可以看出，只有提供适合各类作物生长发育所需要的温度条件，才能满足各种果菜类蔬菜作物的正常生长发育。
四、耕作指导
（一）灌溉对温度的影响
在温暖季节与时期的灌溉可起降温作用，寒冷季节可以起保温作用，一般对10cm的土温来说，冬水保温效应可有1℃左右，夏季灌溉的降温作用可达 1-3 ℃，具体效应的大小，因天气、土壤、植物覆盖以及灌水量、水温与面积等条件而异。
（二）松土与镇压对土温的影响
（1）锄地（松土）对土温的影响作用是综合的，可有增温、保墒、通气及一系列生理生态效应，仅就温度效应来说，如果锄地（包括搂地）质量高而条件适宜，可使暖季晴天土壤表层（3cm）日平均温度增高约1℃，最高可增加2～3℃或更多。锄地增高地温的主要原因，一是切断土壤毛细管，撤掉表墒减少了蒸发耗热，二是使锄松的土层热容量降低，得到同样的热能而增温明显，三是锄松的土层热导率低，热量向下传导减少，而主要是用于本层增温。这样，对于锄松层以下的实土层来说，情况可能相反即锄地可使表层增温而使下层降温，另外，白天表层增温，但由于锄松后表层热容量与热导率均小，夜间常常降温，即比未锄的地温度反而低。另外春季，特别是早春，当低土温是影响作物生长的主要因素时，锄地增温对促进作物生长起着重要作用；增温、通气还可促进土壤微生物活动，加快养分的分解与供给; 锄地还可以增加表层土温日较差与垂直梯度；并可使晴朗白天贴地气层的温度略有提高，可有利于作物长根发叶，制造、输送与积累有机养分。
（2）镇压对土温的影响作用与锄地相反，它能增加土壤容重，减少土壤孔隙，增加表层土壤水分，从而使土壤热容量，热导率都有增加。观察，从地表到15cm深度土壤热容量的相对数值，镇压后增大11%～14%，热导率增加80%～260%。土壤经镇压后，白天热量下传较快，使土壤表层在一天的高温期间有降温趋势；夜间下层热量上传较多，故在一天的低温期间可提高土温，即缓和了土壤表层的温度日变化。据观测，早春测得5cm与10cm深度土温日变幅，镇压的比未镇压的小2.2℃。镇压过的耕地，夜间土壤表层不易结冻。此外镇压可以消灭坷垃与土壤裂缝，防止因风抽而造成越冬作物的死亡。镇压对深层土温的影响一般与表层相反。
（三）垄作对土温的影响
（1）在一年的温暖季节，垄作可以提高土壤表层温度，有利于种子发芽与幼苗生长，一般可使垄背土壤（5cm）日平均温度提高1～2℃，并可加大土温日较差。寒冷季节垄作反而降温，有的地区利用垄作秋季降温作用来防止马铃薯退化。
（2）暖季垄作使土壤增温的原因主要有：
① 垄背的反射率比平作平均低3%，对散射辐射之吸收略高于平作。
② 垄面有一定坡度，在一定时间，对一定部位，特别是靠垄顶的部位，可较多得到太阳辐射。垄顶在一定时间遮挡了垄沟的阳光，在太阳辐射的分配上垄顶多于垄沟，故使垄上增温，垄沟降温。
③ 垄上土壤水分少，因而蒸发耗热较少。
④ 垄上土壤水分少，可使垄上土壤热容量与热导率减小。
⑤ 在实行免耕法（最少耕作法）的地区，前茬作物的秸秆（轧碎）可集中在垄沟，使垄背温度比平作秸秆平铺地高。
（四）染色剂与增温剂对温度的影响
（1）染色剂喷洒或施用黑色物质如草木灰、泥炭等，使土壤能更多吸收太阳辐射而增温，施用浅色物质如石灰、高岭土等，可反射太阳辐射而降温并缓和温度日变化。
（2）增温剂土壤增温剂是一种覆盖物，它具有保墒、增温、压碱和防止风蚀、水蚀的多种作用。其温度效应，晴天5cm深地温可增温3～4℃，中午最大可达 11～14℃多，阴天增温较少。增温原理主要是抑制了蒸发，减少了蒸发耗热。增温剂目前在我国主要用于早春水稻、棉花、蔬菜等的育苗，可使作物早出苗5～10 d（天），早移栽、早成熟，取得了良好的效果。
五、耕作改善
（一）土温调节的原则
（1）春季要求提高土温，以适时提早作物的播种期和促进幼苗的早生快发；
（2）夏季要求土温不要过高，防止作物受干旱和热害危害；
（3）秋冬季要求保持和提高土温，使作物及时成熟或安全越冬。
（二）土壤温度调节的措施
（1）增施有机肥料
有机肥料可使土色变深，提高土壤吸热能力。有机质多，分解放热也多，有利于提高土温。用马粪、羊粪作温床发热材料，就是利用有机质分解放热来提高土温的。
（2）中耕松土
中耕松土可使表土疏松，土壤热容量减小，导热性降低，有利于提高土温。如早春耕翻松土可使土壤疏松，提高表土温度，利于种子出芽，幼苗发根。
（3）覆盖与遮阳
覆盖是调节土壤温度最常用的手段之一。
① 秸秆覆盖既减少土壤对太阳辐射的吸收、又减少土壤辐射和蒸发。
② 一般来说，早春和冬季覆盖秸秆提高土壤温度; 夏季则能减少到达地表的太阳辐射能，降低土壤温度。果园、森林苗圃播种后，常用枯草覆盖，以防止土壤温度过高，灼伤幼苗。
③ 地膜覆盖可减少土壤辐射，具有增温、保墒、改善土壤理化性状的作用。
如春季地膜覆盖的土壤5~10cm地温可提高4℃，春季育秧盖草木灰、谷糠等， 可起到增温、保墒、通气，促进出苗保苗作用，冬季盖土或被降雪覆盖，可起到减少土壤热量散失、提高地温、防止冻害的作用。俗话说"雪是麦被"，就是这个道理。
对喜阴作物而言，如三七、茉莉、茶叶等，采取搭棚遮阳的方法，可降低土壤温度和近地表气温，有利于苗木生长。
（4）设置风障
寒冷多风地区设置风障可以降低风速，减少土壤与冷空气的热交换，阻止地面热量的散失，有效地防止土壤温度下降，提高局部地块的土温，以提早播种，促进生长发育，提早成熟。在蔬菜栽培上，利用风障较普遍。
（5）灌溉与排水
① 夏季灌水，可提高土壤热容量和导热性，加快地面水分蒸发而降低土温，防止高温烧苗。小麦越冬前浇冻水， 可提高土壤的导热性， 下部土层的热量向上传导， 就使得土温不易急剧下降， 利于麦苗安全越冬。但春季灌水不利于土壤温度回升， 如果进行植物扞插育苗时，早期灌水过多，会出现土壤温度偏低以致于产生不能发根的现象。此外，黏重土壤不宜灌水过多、过快，以免上层土壤滞水，通气不良。
② 排水可以改善土壤的通气状况，降低土壤热容量，使土壤温度容易提高，促进植物生长。
（6）应用土面增温剂
我国的土面增温剂有合成酸渣制剂、天然酸渣制剂、沥青制剂等。使用时先将平整的苗床湿润，然后用8~10倍水稀释增温剂，用喷壶或喷雾器喷在苗床面上，使其形成一层薄膜覆盖在土表，可以防止水分蒸发，提高土壤温度。
------------------------------
农卷风编辑：林伟涛