植物與土壤 文章

　　一.植物與土壤的關(guān)系
　　1. 土壤的生態(tài)意義
　　土壤是巖石圈表面的疏松表層，是陸生植物生活的基質(zhì)。它提供了植物生活必需的營(yíng)養(yǎng)和水分，是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與能量交換的重要場(chǎng)所。由于植物根系與土壤之間具有極大的接觸面，在土壤和植物之間進(jìn)行頻繁的物質(zhì)交換，彼此強(qiáng)烈影響，因而土壤是植物的一個(gè)重要生態(tài)因子，通過(guò)控制土壤因素就可影響植物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量。土壤及時(shí)滿(mǎn)足植物對(duì)水、肥、氣、熱要求的能力，稱(chēng)為土壤肥力。肥沃的土壤同時(shí)能滿(mǎn)足植物對(duì)水、肥、氣、熱的要求，是植物正常生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)。
　　2. 土壤的物理性質(zhì)及其對(duì)植物的影響
　?。?）土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu) 土壤是由固體、液體和氣體組成的三相系統(tǒng)，其中固體顆粒是組成土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)，約占土壤總重量的85%以上。根據(jù)固體顆粒的大小，可以把土粒分為以下幾級(jí)：粗砂（直徑2.0~0.2mm）、細(xì)砂（0.2~0.02mm）、粉砂（0.02~0.002mm）和粘粒（0.002mm以下）。這些大小不同的固體顆粒的組合百分比稱(chēng)為土壤質(zhì)地。土壤質(zhì)地可分為砂土、壤土和粘土三大類(lèi)。砂土類(lèi)土壤以粗砂和細(xì)砂為主、粉砂和粘粒比重小，土壤粘性小、孔隙多，通氣透水性強(qiáng)，蓄水和保肥性能差，易干旱。粘土類(lèi)土壤以粉砂和粘粒為主，質(zhì)地粘重，結(jié)構(gòu)致密，保水保肥能力強(qiáng)，但孔隙小，通氣透水性能差，濕時(shí)粘、干時(shí)硬。壤土類(lèi)土壤質(zhì)地比較均勻，其中砂粒、粉砂和粘粒所占比重大致相等，既不松又不粘，通氣透水性能好，并具一定的保水保肥能力，是比較理想的農(nóng)作土壤。
　　土壤結(jié)構(gòu)是指固體顆粒的排列方式、孔隙和團(tuán)聚體的數(shù)量、大小及其穩(wěn)定度。它可分為微團(tuán)粒結(jié)構(gòu)（直徑小于0.25mm）、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)（0.25~10mm）和比團(tuán)粒結(jié)構(gòu)更大的各種結(jié)構(gòu)。團(tuán)粒結(jié)構(gòu)是土壤中的腐殖質(zhì)把礦質(zhì)土粒粘結(jié)成0.25~10mm直徑的小團(tuán)塊，具有泡水不散的水穩(wěn)性特點(diǎn)。具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤是結(jié)構(gòu)良好的土壤，它能協(xié)調(diào)土壤中水分、空氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的關(guān)系，統(tǒng)一保肥和供肥的矛盾，有利于根系活動(dòng)及吸取水分和養(yǎng)分，為植物的生長(zhǎng)發(fā)育提供良好的條件。無(wú)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)不良的土壤，土體堅(jiān)實(shí)，通氣透水性差，土壤中微生物和動(dòng)物的活動(dòng)受抑制，土壤肥力差，不利于植物根系扎根和生長(zhǎng)。土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)與土壤的水分、空氣和溫度狀況有密切的關(guān)系。
　　（2）土壤水分 土壤水分能直接被植物根系所吸收。土壤水分的適量增加有利于各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)溶解和移動(dòng)，有利于磷酸鹽的水解和有機(jī)態(tài)磷的礦化，這些都能改善植物的營(yíng)養(yǎng)狀況。土壤水分還能調(diào)節(jié)土壤溫度，但水分過(guò)多或過(guò)少都會(huì)影響植物的生長(zhǎng)。水分過(guò)少時(shí)，植物會(huì)受干旱的威脅及缺養(yǎng)；水分過(guò)多會(huì)使土壤中空氣流通不暢并使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)流失，從而降低土壤肥力，或使有機(jī)質(zhì)分解不完全而產(chǎn)生一些對(duì)植物有害的還原物質(zhì)。
　?。?）土壤空氣 土壤中空氣成分與大氣是不同的，且不如大氣中穩(wěn)定。土壤空氣中的含氧量一般只有10~12%，在土壤板結(jié)或積水、透氣性不良的情況下，可降到10%以下，此時(shí)會(huì)抑制植物根系的呼吸，從而影響植物的生理功能。土壤空氣中CO2含量比大氣高幾十至幾百倍，排水良好的土壤中在0.1%左右，其中一部分可擴(kuò)散到近地面的大氣中被植物葉子光合作用時(shí)吸收，一部分可直接被根系吸收。但在通氣不良的土壤中，CO2的濃度常可達(dá)10~15%，這不利于植物根系的發(fā)育和種子萌發(fā)，CO2的進(jìn)一步增加會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用，破壞根系的呼吸功能，甚至導(dǎo)致植物窒息死亡。土壤通氣不良會(huì)抑制好氣性微生物，減緩有機(jī)物的分解活動(dòng)，使植物可利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少；但若過(guò)分通氣又會(huì)使有機(jī)物的分解速率太快，使土壤中腐殖質(zhì)數(shù)量減少，不利于養(yǎng)分的長(zhǎng)期供應(yīng)。
　?。?）土壤溫度 土壤溫度具有季節(jié)變化、日變化和垂直變化的特點(diǎn)。一般夏季、白天的溫度隨深度的增加而下降，冬季、夜間相反。但土壤溫度在35~100cm以下無(wú)晝夜變化，30m以下無(wú)季節(jié)變化。土壤溫度能直接影響植物種子的萌發(fā)和實(shí)生苗的生長(zhǎng)，還影響植物根系的生長(zhǎng)、呼吸和吸收能力。大多數(shù)作物在10~35℃的范圍內(nèi)生長(zhǎng)速度隨溫度的升高而加快。溫帶植物的根系在冬季因土溫太低而停止生長(zhǎng)。土溫太高也不利于根系或地下貯藏器官的生長(zhǎng)。土溫太高或太低都能減弱根系的呼吸能力，如向日葵在土溫低于10℃和高于25℃時(shí)其呼吸作用都會(huì)明顯減弱。此外，土溫對(duì)土壤微生物的活動(dòng)、土壤氣體的交換、水分的蒸發(fā)、各種鹽類(lèi)的溶解度以及腐殖質(zhì)的分解都有顯著影響，而這些理化性質(zhì)與植物的生長(zhǎng)有密切關(guān)系。
　　3. 土壤的化學(xué)性質(zhì)對(duì)植物的影響
　?。?）土壤酸堿度 土壤酸堿度是土壤最重要的化學(xué)性質(zhì)，因?yàn)樗峭寥栏鞣N化學(xué)性質(zhì)的綜合反映，它與土壤微生物的活動(dòng)、有機(jī)質(zhì)的合成和分解、各種營(yíng)養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化與釋放及有效性、土壤保持養(yǎng)分的能力都有關(guān)系。土壤酸堿度常用pH值表示。我國(guó)土壤酸堿度可分為5級(jí)：pH<5.0為強(qiáng)酸性，pH5.0~6.5為酸性，pH6.5~7.5為中性，pH7.5~8 .5為堿性，pH>8.5為強(qiáng)堿性。土壤酸堿度對(duì)土壤養(yǎng)分有效性有重要影響，在pH6~7的微酸條件下，土壤養(yǎng)分有效性最高，最有利于植物生長(zhǎng)。在酸性土壤中易引起P、K、Ca、Mg等元素的短缺，在強(qiáng)堿性土壤中易引起Fe、B、Cu、Mn、Zn等的短缺。土壤酸堿度還能過(guò)影響微生物的活動(dòng)而影響?zhàn)B分的有效性和植物的生長(zhǎng)。酸性土壤一般不利于細(xì)菌的活動(dòng)，真菌則較耐酸堿。pH3.5~8.5是大多數(shù)維管束植物的生長(zhǎng)范圍，但其最適生長(zhǎng)范圍要比此范圍窄得多。pH>3或<9時(shí)，大多數(shù)維管束植物便不能生存。
　　（2）土壤有機(jī)質(zhì) 土壤有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成部分，它包括腐殖質(zhì)和非腐殖質(zhì)兩大類(lèi)。前者是土壤微生物在分解有機(jī)質(zhì)時(shí)重新合成的多聚體化合物，約占土壤有機(jī)質(zhì)的85~90%，對(duì)植物的營(yíng)養(yǎng)有重要的作用。土壤有機(jī)質(zhì)能改善土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)，有利于土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，從而促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和養(yǎng)分的吸收。
　?。?）土壤中的無(wú)機(jī)元素。植物從土壤中攝取的無(wú)機(jī)元素中有13種對(duì)其正常生長(zhǎng)發(fā)育都是不可缺少的（營(yíng)養(yǎng)元素）:N、P、K、S、Ca、Mg、Fe、Mn、Mo、Cl、Cu、Zn、B。植物所需的無(wú)機(jī)元素主要來(lái)自土壤中的礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)的分解。腐殖質(zhì)是無(wú)機(jī)元素的儲(chǔ)備源，通過(guò)礦化作用緩慢釋放可供植物利用的元素。土壤中必須含有植物所必需的各種元素及這些元素的適當(dāng)比例，才能使植物生長(zhǎng)發(fā)育良好，因此通過(guò)合理施肥改善土壤的營(yíng)養(yǎng)狀況是提高植物產(chǎn)量的重要措施。

　　二.植物為土壤“解毒”
　　春天的風(fēng)吹來(lái)了綠色，也偶然間吹來(lái)了我做這個(gè)課題的想法。在沈陽(yáng)郊區(qū)踏青時(shí)，我發(fā)現(xiàn)有一片土地草枯葉黃。出于好奇，我采集了一些土壤。經(jīng)過(guò)化驗(yàn)，“元兇”終于現(xiàn)身，是一種重金屬——鎘。鎘對(duì)植物生長(zhǎng)極為有害，而且可以長(zhǎng)時(shí)間累積。冥思苦想之后，我終于找到了解決問(wèn)題的巧妙途徑：在廢棄的土壤上種植耐受性強(qiáng)的植物，將土壤中的鎘“吸”出來(lái)，再把植物收割后回收利用，以此改良土壤。
　　植物能夠富集重金屬。培養(yǎng)液略顯酸性、有大量有益微生物如有機(jī)磷細(xì)菌對(duì)植物生長(zhǎng)有利，而且渾河水竟也可以改善植物生長(zhǎng)情況而使鎘的總富集量增加!我完成了這次屬于自己的創(chuàng)新性學(xué)習(xí)，找到了一條通向探究神秘自然、奇妙宮然、科學(xué)自然的路!