農(nóng)業(yè)氣象學(xué)原理

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農(nóng)業(yè)氣象學(xué)原理 第一章 緒論 1 生物有機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成 生物體的全部生命過(guò)程 既存在它內(nèi)部生 命活動(dòng)的矛盾 又存在它與外界自然環(huán)境 的矛盾 這些矛盾構(gòu)成一個(gè)辯證的統(tǒng)一整 體 生物體的生命活動(dòng)就是這些矛盾作用 下的結(jié)果 生物有機(jī)體發(fā)展的內(nèi)因充滿(mǎn)著各種矛盾 同化和異化則是基本矛盾 貫穿于生命活 動(dòng)的始終 生物有機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育的外因也是一個(gè)復(fù)雜 的外部矛盾的總體 既有不同的外界自然 因子如土壤 氣候 地形地勢(shì)等與生物有 機(jī)體的矛盾 又有外界人為因素如農(nóng)業(yè)措 施 社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件條件等與其生育的矛盾 外部矛盾是生物體發(fā)展的條件 它和內(nèi)部 矛盾一起 影響生物體發(fā)展的進(jìn)程 參與 決定生物體發(fā)展的性質(zhì)和方向 2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件 在影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的外界自然環(huán)境的諸因子 中 氣象因子是十分重要的 它是動(dòng)植物 生活所必需的基本因子 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)特點(diǎn)是地域性和季節(jié)性都 很強(qiáng) 發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 必須 因時(shí)因地制 宜 所謂時(shí) 實(shí)際是指氣象條件 說(shuō)明氣 象條件對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要意義 我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)良傳統(tǒng)之一 就是推行 精耕細(xì)作技術(shù)體系 這也是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 一個(gè)顯著特點(diǎn) 3 農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的定義 農(nóng)業(yè)氣象學(xué)是研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件的 相互關(guān)系及其規(guī)律的科學(xué) 它是根據(jù)農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)的需要 運(yùn)用農(nóng)學(xué)和氣象科學(xué)技術(shù)來(lái) 不斷揭示和解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)業(yè)氣象問(wèn) 題 以謀求合理利用氣候資源戰(zhàn)勝不利氣 象因素 促使農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)用性學(xué)科 農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的研究對(duì)象不能單指生物體及 其生產(chǎn)過(guò)程 也不能單指生物體所處的氣 象環(huán)境 而是生物體與氣象條件兩者相互 作用的規(guī)律及其影響 一方面研究農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)對(duì)氣象條件的要求和反應(yīng) 氣象條件對(duì) 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響 同時(shí) 另一方面也研究 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)氣象條件的影響 4 農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的主要內(nèi)容大體可歸納為以 下幾個(gè)方面 一 農(nóng)業(yè)氣象基本方法與理論的研究 二 農(nóng)業(yè)小氣候研究 三 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害規(guī)律及防御措施的研 究 四 農(nóng)業(yè)氣候資源分析及其開(kāi)發(fā)利用研 究 五 農(nóng)業(yè)氣象情報(bào) 預(yù)報(bào)方法研究與服 務(wù) 六 因地制宜開(kāi)展專(zhuān)業(yè)氣象研究和服務(wù) 第二章 太陽(yáng)輻射與農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 1 光是生物體生命活動(dòng)的能量源泉 到達(dá)地球上的太陽(yáng)輻射就其最主要的 作用而言是產(chǎn)生光合效應(yīng) 熱效應(yīng)和 光的形態(tài)效應(yīng) 西曼等認(rèn)為地球生物 圈內(nèi)的光輻射的生物學(xué)效應(yīng)可分為 1 有機(jī)物質(zhì)的組成 其中包括光 合作用 維生素 D 和花青甙的形 成 2 物質(zhì)輸送 其中包括染色 紅 斑病的形成和殺菌作用 3 刺激作用 其中包括光周期現(xiàn) 象 向光性 趨光性 感光性 光發(fā)芽和暗發(fā)芽 光形態(tài)形成以 及葉脈與分泌腺的刺激作用 2 植物單葉的光學(xué)特性 葉片對(duì)光的反射 透射和吸 收 投射于葉面的太陽(yáng)輻射可分反射 吸 收和透射三部分 反射由外反射和內(nèi) 反射兩部分構(gòu)成 外反射是葉片表皮 層與空氣的界面所發(fā)生的反射現(xiàn)象 內(nèi)投射是反射到葉子內(nèi)部 又從投射 一側(cè)返回空氣中的輻射 反射率 R 透 射率 T 和吸收率 A 有如下關(guān)系 R T A 1 所謂透光率 就是農(nóng)田中各高度的照 度與農(nóng)田上方 對(duì)照點(diǎn) 照度的比值 常用小數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示 也稱(chēng)相對(duì)照 度 太陽(yáng)光能中的可見(jiàn)光 紅外線(xiàn)和紫外 線(xiàn)到達(dá)地面上的比例雖因季節(jié) 緯度 地勢(shì)和氣象條件等而有不同 但大體 上可見(jiàn)光約占 45 55 紅外線(xiàn) 50 60 紫外線(xiàn)僅占 0 5 植株葉子在吸收太陽(yáng)光后能量平衡的 粗略計(jì)算 1 能量用于光合作用 2 能量用于葉子向周?chē)h(huán)境散熱 3 余下的能量轉(zhuǎn)化為熱能 可使 623 640 克的水分蒸騰 并在光合作 用中形成約 1 克干物質(zhì) 粗略地說(shuō) 光合有效輻射約占太陽(yáng)總 輻射的 50 3 植物的光周期現(xiàn)象 光周期現(xiàn)象是指植物生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)晝夜長(zhǎng)短 的不同反應(yīng) 即白天光照和夜晚黑暗的交 替與它們的持續(xù)時(shí)間對(duì)植物開(kāi)花有很大的 影響 稱(chēng)為光周期現(xiàn)象 自然界中很多植物的開(kāi)花對(duì)光照長(zhǎng)度非常 敏感 有的只有在光照長(zhǎng)度超過(guò)一個(gè)臨界 值 臨界光長(zhǎng) 時(shí)開(kāi)花 否則停留在營(yíng)養(yǎng) 狀態(tài) 這類(lèi)植物稱(chēng)為長(zhǎng)日性植物 有的植 物只在光照長(zhǎng)度短于一定臨界值時(shí)開(kāi)花 這類(lèi)植物稱(chēng)為短日性植物 中日性植物是 指當(dāng)晝夜長(zhǎng)短的比例接近于相等時(shí)才能開(kāi) 花的植物 中間型植物是指開(kāi)花受光長(zhǎng)的 影響較小 只要其它條件適合 在不同的 光長(zhǎng)下都能開(kāi)花 植物分成短日或長(zhǎng)日性類(lèi)型 需要有一個(gè) 客觀(guān)的光照時(shí)數(shù)標(biāo)準(zhǔn) 長(zhǎng)日性植物光長(zhǎng)不 能短于這個(gè)界限長(zhǎng)度 而短日性植物相反 不能長(zhǎng)于這個(gè)界限長(zhǎng)度 短于或長(zhǎng)于這個(gè) 長(zhǎng)度 短日性植物都不能開(kāi)花結(jié)實(shí) 而始 終保持營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)狀態(tài) 這個(gè)界限長(zhǎng)度即為 臨界光照長(zhǎng)度 4 光照強(qiáng)度及其對(duì)植物的影響 光飽和現(xiàn)象 在一定的光照強(qiáng)度范圍 內(nèi) 并在植物生長(zhǎng)適宜的外界條件下 光合強(qiáng)度隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增強(qiáng) 當(dāng)光強(qiáng)超過(guò)一定限度時(shí) 光強(qiáng)再增大 光合強(qiáng)度并不相應(yīng)增強(qiáng) 它以一個(gè)最 高值為漸近線(xiàn)而不再上升 這種現(xiàn)象 稱(chēng)為光飽和現(xiàn)象 光 光合作用曲線(xiàn) 大體呈雙曲線(xiàn)型 5 光飽和點(diǎn) 光強(qiáng)增強(qiáng)時(shí) 光合量也 增加 光強(qiáng)達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí) 光合量 不再增加 這種現(xiàn)象如前所述 稱(chēng)為 光飽和現(xiàn)象 這個(gè)光的臨界點(diǎn)稱(chēng)為光 飽和點(diǎn) 6 植物的光合強(qiáng)度和呼吸強(qiáng)度達(dá)到相 等時(shí)的光強(qiáng)值稱(chēng)為補(bǔ)償點(diǎn) 在這一光 強(qiáng)下 光合作用制造的產(chǎn)物與呼吸作 用消耗的產(chǎn)物相等 在光補(bǔ)償點(diǎn)以上 植物的光合作用超過(guò)呼吸作用 可以 積累有機(jī)物質(zhì) 在光補(bǔ)償點(diǎn)以下 植 物的呼吸作用超過(guò)光合作用 此時(shí)非 但不能積累有機(jī)物質(zhì) 反而要消耗貯 存的有機(jī)物質(zhì) 如長(zhǎng)時(shí)期在光補(bǔ)償點(diǎn) 以下 植物將逐漸枯黃以至死亡 對(duì)于水稻 小麥等 C3 植物 光飽和點(diǎn) 為 3 5 萬(wàn)勒克斯 C4 植物的光飽和點(diǎn) 一般比 C3 植物高 作物群體的光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)均較 單葉為高 光照量度就是每晝夜植物所獲得的光 照能量的總和 到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射大致分為三 部分 紫外輻射 可見(jiàn)光及紅外輻射 7 可見(jiàn)光各個(gè)波段的作用 真正對(duì)有機(jī)物合成和產(chǎn)量有實(shí)際意義 的 只是 400 700nm 范圍內(nèi)的光 即 光合有效輻射 其中最有效的部分為 紅橙光和藍(lán)紫光 藍(lán)紫光部分為 400 510nm 之間 這是一個(gè)強(qiáng)的葉綠 素吸收帶和強(qiáng)的黃色素吸收帶 它的 效率雖只及紅橙光的一半 但對(duì)于植 物的化學(xué)成分有強(qiáng)烈的影響 能促進(jìn) 蛋白質(zhì)和脂肪的合成和數(shù)量增加 8 紅外線(xiàn)對(duì)植物的影響 紅外線(xiàn)可分為近紅外輻射和遠(yuǎn)紅外輻 射 兩者對(duì)植物的影響不同 波長(zhǎng)大 于 1000nm 的輻射為遠(yuǎn)紅外輻射 對(duì)于 植物無(wú)特殊效應(yīng) 一旦被植物吸收 即轉(zhuǎn)換成熱能而不參加光化學(xué)反應(yīng) 過(guò)程 波長(zhǎng)在 1000 710nm 之間的輻 射是近紅外輻射 它是一個(gè)對(duì)于植物 具有特殊作用的光譜帶 雖然伸長(zhǎng)效 應(yīng)的光譜區(qū)并不準(zhǔn)確地符合此帶的范 圍 但人們已經(jīng)肯定了這個(gè)光譜帶的 輻射能量對(duì)于植物的伸長(zhǎng)效應(yīng) 9 光能利用率的概念與計(jì)算 光能利用率是投身到作物表層的太陽(yáng) 光能或光合有交輻射能被植物轉(zhuǎn)化為 化學(xué)能的比率 10 影響光能利用率的因素 影響植物群體的光能利用率的因子 主要有光合面積 光合時(shí)間和光合能 力 光合面積主要指葉面積 要使群體有最大的光能利用率 就應(yīng) 求出最適葉面積系數(shù)值 大豆的最適 葉面積系數(shù)約為 3 2 玉米約為 5 0 小麥約為 6 0 8 8 水稻約為 4 0 7 0 11 光合時(shí)間 是指作物在整個(gè)生育 期間或在全年中利用太陽(yáng)光能進(jìn)行光 合作用的時(shí)間 適當(dāng)延長(zhǎng)植物的光合 時(shí)間 可以增加體內(nèi)有機(jī)物質(zhì)的積累 而提高產(chǎn)量 為了延長(zhǎng)光合時(shí)間 農(nóng)業(yè)栽培管理主要從兩方面入手 一 是延長(zhǎng)葉片的壽命 即延長(zhǎng)葉片的功 能期 防止葉片早衰 對(duì)禾谷類(lèi)作 物來(lái)說(shuō) 每張葉片特別是近穗葉片的 壽命長(zhǎng)短對(duì)籽粒產(chǎn)量有極為重要的作 用 二是適當(dāng)延長(zhǎng)植物的生長(zhǎng)期 我國(guó)的間作套種是增加光合面積 延長(zhǎng)光合時(shí)間 從而提高光合效率的 有效措施 12 光合能力 當(dāng)植物的環(huán)境因素處 于最佳狀態(tài) 包括大氣中 CO2 的深 度為正常含量 時(shí) 植物的最大凈光 合作用速率稱(chēng)為光合能力 于滬寧等 人在威廉和約瑟夫提出光合生產(chǎn)圖解 模式的基礎(chǔ)上將光合生產(chǎn)的過(guò)程分為 三個(gè)階段來(lái)剖析 并提出了各階段限 制因素 第一個(gè)階段是能源和原料的輸送階段 光及 CO2 通過(guò)輻射及擴(kuò)散 進(jìn)入植物 層直達(dá)葉綠素內(nèi)的光合作用反應(yīng)中心 并進(jìn)行再分配 第二個(gè)階段是能量轉(zhuǎn) 化階段 無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物 光能 轉(zhuǎn)化為生物化學(xué)潛能 第三個(gè)階段是 生物化學(xué)階段 葉子中初步合成的碳 水化合物用于生長(zhǎng)發(fā)育和轉(zhuǎn)送到其它 器官貯藏 或轉(zhuǎn)化為還原程度更高的 化合物 此外 光合作用也依賴(lài)于溫 度 水分等其它外界因子 所以 設(shè) 法改善這些生境條件 也能提高植物 的光能利用率 各類(lèi)植物光合作用的最適溫度范圍不 同 C4 植物凈光合作用的最適溫度在 30 以上 C3 植物的凈光合作用的最 適溫度則較低 陽(yáng)性植物的凈光合作 用最適溫度為 20 30 耐蔭植物比 陽(yáng)性植物為低 一般為 10 20 13 光能利用率的提高 14 一 增加植物對(duì)太陽(yáng)能的吸 收比例 減少透射 反射和漏射損失 1 增加群體中光合作用面積 即 增加吸收太陽(yáng)光能的葉面積 合理密 植是充分利用光能 空間 地力 提 高植物光能利用密度率的重要措施 合理密植的關(guān)鍵是栽培密度要合理 既要有一個(gè)較大的葉面積系數(shù) 但又 不能過(guò)大 2 造成群體中多層立體配置 二 增加農(nóng)作物生長(zhǎng)的日數(shù) 高 效地利用全年太陽(yáng)能進(jìn)行光合生產(chǎn) 間作套種能充分利用時(shí)間和空間 使 田間作物始終有旺盛的群體 保持較 高的光能利用率 間作套種也提高了 復(fù)種指數(shù) 延長(zhǎng)了生長(zhǎng)季節(jié) 較充分 地利用了各種資源 從而提高了光能 與土地利用率 間作套種還把單作的 間歇用光變?yōu)樘鬃鞯难永m(xù)交替用光 生長(zhǎng)了群體的光合時(shí)間 同時(shí)加大了 總體光合面積 三 改善水 肥 熱 氣等外界 條件 增加光合能力 四 減少呼吸消耗 增加凈光合 生產(chǎn)率 抑制光呼吸就能減少 CO2 的釋放 大 大提高光合強(qiáng)度 增加干物質(zhì)積累 另外 防止病蟲(chóng)等危害 也是減少光 合產(chǎn)物消耗的重要措施 五 提高 經(jīng)濟(jì)系數(shù) 禾谷類(lèi)作物經(jīng)濟(jì)系數(shù)大多 為 0 3 0 4 高的可達(dá) 0 5 通過(guò)育 種和先進(jìn)栽培措施 經(jīng)濟(jì)系數(shù)可以提 高 從上述五個(gè)方面來(lái)看 農(nóng)作物產(chǎn)量實(shí) 際等于 光合面積 光合能力 光合時(shí)間 消耗 經(jīng)濟(jì)系數(shù) 可 稱(chēng)之為光合性能 它是決定農(nóng)作物產(chǎn) 量高低和光能利用率大小的關(guān)鍵 總之 光是植物生產(chǎn)有機(jī)物的能源 農(nóng) 林 牧業(yè)生產(chǎn)的各種產(chǎn)品都是太 陽(yáng)潛能的表現(xiàn)形態(tài) 提高植物的光能 利用率 可以發(fā)揮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的極大增 產(chǎn)潛力 第三章 熱量條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 1 溫度表示熱量的物理學(xué)基礎(chǔ) 首先 根據(jù)熱力學(xué)原理 熱量是傳遞著 的能量 溫度是決定一個(gè)系統(tǒng)是否與其 它系統(tǒng)處于熱平衡的客觀(guān)標(biāo)志 其特征 在于一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同 的溫度 亦即溫度是系統(tǒng)本身內(nèi)部熱運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)的特征反映 因此 溫度的高低 可反映了熱量的水平 而溫度的也為熱 量的測(cè)量和用溫標(biāo)表示提供了可能 其 次 在反映地方氣候條件時(shí) 用溫度比 用熱量具有更大的優(yōu)越性 因?yàn)闇囟燃?決定于輻射熱的大小 還決定于下墊面 的條件及其它的物理和非物理特性 它 是一個(gè)受綜合影響的度量指標(biāo) 每三 植物生化反應(yīng)的速率與溫度的關(guān)系比用 焦耳 表示的關(guān)系更為密切 因?yàn)樯?化反應(yīng)速率主要決定于活化分子的數(shù)目 濃度 而不是決定于反應(yīng)物質(zhì)的平均 動(dòng)能的變化 活化分子數(shù)目的變化則主 要依賴(lài)于溫度的高低 第四 和表示熱 量的其他物理量相比 溫度的測(cè)量方法 最為簡(jiǎn)單 儀器普通 易于普及等 為 用溫度表示熱量提供了方便 2 溫度的農(nóng)業(yè)意義 溫度作為熱量條件的標(biāo)志 對(duì)生物體的 影響是多方面的 它影響其生理生態(tài)特 性 分布 同化 呼吸及其蒸騰等各生 理過(guò)程 生長(zhǎng)發(fā)育與產(chǎn)量形成以及產(chǎn)品 的產(chǎn)量與質(zhì)量等等 根據(jù)溫度對(duì)作物生 理生態(tài)特性的影響及作物對(duì)溫度的要求 可把作物分為喜溫作物和耐寒作物 前 者指生長(zhǎng)發(fā)育的起點(diǎn)溫度與全生育期中 所要求的溫度都比較高 后者指生長(zhǎng)發(fā) 育的起點(diǎn)與全生育期中所要求的溫度相 對(duì)較低 根據(jù)溫度尋植物分布的影響及 植物對(duì)溫度的適應(yīng)性 也可把植物分成 廣溫植物 植物生長(zhǎng)要求的溫度范圍較 寬 分布較廣 和窄溫植物 植物的生 活對(duì)溫度條件要求嚴(yán)格 分布范圍也較 窄 溫度除直接影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育外 還通過(guò)影響農(nóng)業(yè)環(huán)境中的其它因子 如 水分 土壤等 間接地影響作物的發(fā)育 溫度條件還是作物病蟲(chóng)發(fā)生 發(fā)展以至 蔓延的基本條件之一 人從溫度的物理學(xué)意義出發(fā) 系統(tǒng)本身 是決定溫度水平高低的條件之一 因此 土壤溫度 動(dòng)植物體溫及水溫在研究溫 度對(duì)農(nóng)業(yè)生物的影響及其間關(guān)系時(shí)有著 特殊的意義 3 土壤溫度的農(nóng)業(yè)意義 土壤溫度對(duì)于在土壤中以及在鄰近氣層 中所出現(xiàn)的各種過(guò)程和現(xiàn)象都產(chǎn)生影響 自然也影響到農(nóng)業(yè)生物的生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)境 及其生命活動(dòng) 地溫對(duì)作物整個(gè)生育期都有一定影響 而且前期影響大于氣溫 在氣溫低而又 不至于危害作物正常發(fā)育的情況下 增 加地溫對(duì)促進(jìn)作物生長(zhǎng)是十分有利的 地溫對(duì)作物的影響包括對(duì)地上部和根系 的生長(zhǎng)量 種子的萌發(fā)與幼苗的生長(zhǎng) 作物的安全越冬 作物光合作用 作物 對(duì)水分及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收與輸送以及土 壤中有效養(yǎng)分的變化等等影響 土壤溫 度不太高時(shí) 對(duì)根系生長(zhǎng)比較有利 種 子發(fā)芽 出苗以及幼苗的生長(zhǎng)與土壤溫 度的關(guān)系最為密切 土壤溫為對(duì)植物塊 根 塊莖及其它作物產(chǎn)量影響很大 在 土壤水分充足的條件下 土壤上層分蘗 節(jié)處的溫度是影響分蘗強(qiáng)度的主要因素 此外 土壤溫度還影響根的吸水量 農(nóng) 田 CO2 的釋放量 以及通過(guò)影響作物吸 水而影響氣孔阻力和限制作物的光合作 用 4 生物體體溫的農(nóng)業(yè)意義 生物體體溫與其周?chē)h(huán)境溫度并不一致 體溫才是真正影響生物體生命活動(dòng)的 作物的 一切生理活動(dòng)除受環(huán)境影響外 還決定植株本身的熱量收支 熱傳導(dǎo)和 蒸騰作用等 而葉溫與作物的光合 呼 吸 蒸騰及極端溫度對(duì)作物的危害等都 有直接關(guān)系 因而用葉溫表示作物的溫 度狀況更為客觀(guān) 5 溫度強(qiáng)度及其對(duì)農(nóng)業(yè)生物的影響 一 農(nóng)業(yè)生物生命活動(dòng)的基本溫度 一 三基點(diǎn)溫度與受害 致死溫度 不論對(duì)于哪種溫度 僅就其生理過(guò)程來(lái) 說(shuō) 都有三個(gè)基本點(diǎn) 即通常所說(shuō)的三 基點(diǎn)溫度 最低溫度 最適溫度 和最 高溫度 或稱(chēng)為下限溫度 最適溫度 上限溫度 對(duì)于作物的生長(zhǎng) 下限溫度 是指在一定低溫影響的一定時(shí)間內(nèi) 作 物不能繼續(xù)生長(zhǎng) 最適溫度是指生長(zhǎng)最 適宜的溫度 上限溫度是指作物處于一 定高溫的一定時(shí)間內(nèi) 不能繼續(xù)生長(zhǎng) 但也不受傷害的溫度 就某一項(xiàng)生理過(guò)程而言 也有三基點(diǎn)溫 度 作物光合作用和呼吸作用就存在三 基點(diǎn)溫度 一般地說(shuō) 光合作用的最低 溫度為 0 5 最適溫度為 20 25 最高溫度為 40 50 對(duì)呼吸作用 則 分別為 10 36 40 50 不同 作物及品種 作物的光合與呼吸作用的 三基點(diǎn)溫度也有變化 而 光照強(qiáng)度 CO2 濃度 土壤水分含量以及農(nóng)業(yè)技術(shù)措 施等都會(huì)影響三基點(diǎn)溫度值的大小 如果溫度高于上限溫度或低于下限溫度 作物就會(huì)逐漸受到不同程度的危害 此 時(shí)稱(chēng)為受害高溫或受害低溫 溫度進(jìn)一 步升高或降低 則會(huì)使作物受害致死 稱(chēng)為致死高溫或致死低溫 結(jié)合上面所 講的三基點(diǎn)溫度 這就是通常所說(shuō)的五 基點(diǎn)溫度或七基點(diǎn)溫度 二 有效溫度與溫度的有效性 從農(nóng)業(yè)生物存在三基點(diǎn)溫度的事實(shí)出發(fā) 就產(chǎn)生有效溫度與無(wú)效溫度的概念 農(nóng) 業(yè)氣象學(xué)通常把生物生命活動(dòng)或生長(zhǎng)發(fā) 育的下限溫度稱(chēng)為各自相應(yīng)的生物學(xué)下 限溫度 或生物學(xué)零度 并以 B 表示 當(dāng)日平均氣溫在 B 值以上 或以下 時(shí) 則該溫度就是有效 或無(wú)效的 故可以 認(rèn)為低于 B 值的日平均溫度為無(wú)效溫度 當(dāng)日平均溫度在 B 值以上 則該溫度為 活動(dòng)溫度 活動(dòng)溫度中扣除 B 值以下 上限溫度 C 值 以上的溫度而余下的溫 度為有效溫度 三 界限溫度的農(nóng)業(yè)意義 農(nóng)作物生命活動(dòng)的另一個(gè)基本溫度是農(nóng) 業(yè)界限溫度 又叫指標(biāo)溫度 它表明某 些重要物候現(xiàn)象或農(nóng)事活動(dòng)開(kāi)始終止的 溫度 所謂 界限 完全是從農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 和氣象條件的關(guān)系上劃定的 農(nóng)業(yè)氣候 上常用的界限溫度 日平均溫度穩(wěn)定通 過(guò)日期 0 3 5 10 15 20 6 溫度條件與作物引種 1 北種南引 或高山引向平原 比 南種北移 或平原引向高山 容易成功 2 草本植物比木本植物容易引種成 功 一年生植物比多年生植物容易引種 成功 落葉植物比常綠植物容易引種成 功 3 溫度條件對(duì)植物生長(zhǎng)的作用在一 定程度上是相對(duì)的 各種植物都有一定 的適應(yīng)性 任何一種植物引種到另一地 方種植后 在一定范圍內(nèi)外界氣候條件 都能促使植物發(fā)生變異 以提高其后代 適應(yīng)新環(huán)境的能力 即在植物引種過(guò)程 中 存在著氣候馴化的現(xiàn)象 4 當(dāng)然 具體引種時(shí) 不能單獨(dú)考 慮溫度的作用 在其他條件如土壤適宜 時(shí) 還必須綜合光溫條件進(jìn)行分析 7 積溫的種類(lèi) 農(nóng)業(yè)氣象學(xué)中 應(yīng)用最為廣泛的是活動(dòng) 積溫與有效積溫 活動(dòng)積溫是作物在某 時(shí)段內(nèi)活動(dòng)溫度的總和 而有效積溫是 在某時(shí)段內(nèi)有效溫度的總和 可根據(jù)該 時(shí)期內(nèi)日平均溫度計(jì)算 8 凈效溫度就是活動(dòng)溫度減去生物學(xué)下 限溫度和有效溫度上限以上的數(shù)值 凈 效溫度的累積即為凈效積溫 9 造成積溫不穩(wěn)定的原因有這樣幾個(gè)方 面 1 積溫學(xué)說(shuō)的假定 2 環(huán)境因子的干擾 3 作物本性的影響 4 人為造成的誤差 10 氣溫日周期變化比較量是指作物生 育期的平均氣溫在 20 30 范圍內(nèi) 同一 平均氣溫值的氣溫日周期變化的程度 11 作物的感溫性 熱量條件隨各地的 緯度 經(jīng)度 拔海高度 地形 和栽培季 節(jié)不同而變化 溫度是作物發(fā)育過(guò)程中不 可缺少的條件 但不同作物 品種對(duì)濕度 的與反應(yīng)不同 品種受溫度的影響表現(xiàn)出 發(fā)育速度不同的特性稱(chēng)為感溫性 某品種 在高溫下能顯著表現(xiàn)出縮短抽穗日數(shù) 則 該品種感溫性強(qiáng) 反之則弱 前者可稱(chēng)為 對(duì)溫度反應(yīng)敏感 后者不敏感 有些作物 在其發(fā)育過(guò)程中 需要一定的低溫環(huán)境或 低溫刺激 否則不能正常抽穗結(jié)實(shí) 如小 麥 這是作物感溫效應(yīng)的另一特點(diǎn) 12 溫周期現(xiàn)象 在自然條件下 氣溫 呈現(xiàn)著周期性變化 許多植物長(zhǎng)期生活于 某一自然條件下 適應(yīng)了某種節(jié)律性變化 規(guī)律 并遺傳成為某生物學(xué)特性之一 這 一現(xiàn)象稱(chēng)為作物的溫周期現(xiàn)象 13 溫度過(guò)低對(duì)農(nóng)業(yè)生物的危害 一般 可把低溫危害分成冷害 寒害 霜凍和凍 害四種類(lèi)型 14 冷害類(lèi)型 依照農(nóng)作物受害情況 可將冷害分成 1 延遲型冷害 指作物 在其營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期 有時(shí)也包括生殖生長(zhǎng)期 內(nèi)遭遇低溫 使作物生育進(jìn)程減慢 延遲 生育 最終秕粒增加 導(dǎo)致減產(chǎn)的現(xiàn)象 2 障礙型冷害 指作物在其生殖生長(zhǎng) 期 主要是生殖器官分化期到抽穗開(kāi)花期 遭受短時(shí)間 一般只有幾天異常的低溫 使生殖器官的生理活動(dòng)受阻 造成穎花不 育 籽實(shí)空粒而減產(chǎn)的現(xiàn)象 3 混合型 冷害 指在作物生長(zhǎng)季中相繼出現(xiàn)或同時(shí) 發(fā)生上述兩種類(lèi)型的冷害 即在生育前期 遇低溫延遲生育 在孕穗 抽穗 開(kāi)花期 又遇低溫冷害 造成不育或部分不育 產(chǎn) 生大量空秕粒 產(chǎn)量銳減 4 間接型冷 害 或稱(chēng)稻瘟病型冷害 指水稻在其生長(zhǎng) 期內(nèi)因低溫陰雨而發(fā)生稻瘟病 使作物受 害減產(chǎn) 依照發(fā)生地區(qū)分 可把冷害分成 東北 冷害 南方冷害 北方冷害 依照發(fā)生的季節(jié)分 則主要有春季 春 末夏初 低溫 夏秋季低溫和秋季低溫 15 冷害對(duì)作物的危害 各種作物品 種在其個(gè)體發(fā)育過(guò)程中都要求一定的 溫度條件 其生育的適溫范圍也不一 樣 若溫度低于生育適溫的下限溫度 作物就將受到不利影響 引起體內(nèi)的 一系列生理變化 低溫冷害的影響主 要有 影響作物的生理過(guò)程 2 引塌起作物生理失調(diào) 3 限制作物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng) 4 危害作 物的生殖生長(zhǎng) 16 寒害類(lèi)型 依寒害發(fā)生時(shí)的農(nóng)業(yè) 天氣條件 一般可將寒害分成 1 平流型寒害 指平流型降溫引起的寒 害 2 輻射型寒害 指在冷高壓 控制下 夜間晴朗無(wú)風(fēng) 植物表面強(qiáng) 烈輻射降溫而發(fā)生的霜凍 又稱(chēng)為 靜霜 或 晴霜 3 平流輻射 型霜凍 也稱(chēng)混合型霜凍 指冷平流 和輻射冷卻共同作用下發(fā)生的霜凍 通常是先有冷空氣侵入 溫度明顯下 降 到夜間天空轉(zhuǎn)晴 地面有效輻射 很強(qiáng) 植株體溫進(jìn)一步降低而發(fā)生霜 凍 此種霜凍發(fā)生次數(shù)最多 影響范 圍大 危害也最重 4 蒸發(fā)霜凍 指由于空氣變干或植被 土壤表面水 分蒸發(fā)迅速 植物體耗熱較多 株體 冷卻 而使作物受害的一種霜凍 17 霜凍發(fā)生的一般規(guī)律 除了天氣條件以外 地形條件是影響 霜凍強(qiáng)度最主要的因子 山的北坡迎 冷風(fēng) 少陽(yáng)光 霜凍重 南坡背風(fēng)向 陽(yáng) 霜凍輕 東坡和東南坡早晨首先 照到陽(yáng)光 植株體溫變化劇烈 霜凍 害往往較重 山坡冷空氣能沿坡下流 霜凍輕 山下谷地及洼地冷空氣堆積 霜凍輕 冷空氣易流進(jìn)而又難排出的 地形地勢(shì)條件下 霜凍重 冷空氣難 進(jìn)而又易排出的地形霜凍就輕 靠近 水體的地方霜凍較輕 疏松的土壤 熱容量小 導(dǎo)熱率低 使貼地層溫度 迅速下降 霜凍重 緊實(shí)潮濕的土壤 則霜凍輕 另外 林中空地的輻射霜 凍強(qiáng)弱主要取決于空地面積 一般若 空地直徑在四周林體高度 3 20 倍 林帶又郁閉 輻射型霜凍最嚴(yán)重 這 樣的林中空地稱(chēng)為 霜穴 18 凍害及其對(duì)作物的影響 凍害是 指越冬作物和果木在越冬期間由于 0 以下低溫或劇烈變溫所造成的一 種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害 凍害的類(lèi)型 1 冬季嚴(yán)寒型 2 入冬劇烈降 溫型 3 早春融凍型 按凍害發(fā)生 的時(shí)期 可分為初冬凍害 嚴(yán)寒凍害 和晚冬凍害 19 凍害對(duì)作物的危害 這主要與冬 季低溫強(qiáng)度 低溫持續(xù)時(shí)間及作物的 越冬性和抗寒性有關(guān) 一般低溫強(qiáng)度 越強(qiáng) 持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng) 越冬性及抗寒 性越弱 凍害就越嚴(yán)重 所謂越冬性 是指農(nóng)作物在越冬期間對(duì)凍害和其他 不良?xì)庀髼l件 如干旱 風(fēng)抽 冰害 雪害等 的忍耐和抵抗能力的總稱(chēng) 抗寒性則僅指作物在越冬期間抵抗低 溫凍害的能力 作物抗寒性是其越冬 性的最主要的組成部分 20 光 溫 水等氣象條件對(duì)作物抗 寒性形成的影響 1 溫度條件的 影響 溫度對(duì)抗寒性的影響的一般規(guī) 律是 溫度降低時(shí)抗寒性升高 溫度 升高時(shí)抗寒性降低 2 光照條件 的影響 一般光合作用強(qiáng) 光照中直 射光成份大 日照長(zhǎng)度縮短 都利于 作物抗寒性的形成 3 水分條件 的影響 秋季適宜的土壤水分有利于 抗寒能力的提高 水分過(guò)多易引起作 物徒長(zhǎng) 降低抗寒性 但若植株生長(zhǎng) 弱 長(zhǎng)時(shí)間的土壤干旱易導(dǎo)致作物脫 水萎蔫 也不利于抗寒性的形成 一 般當(dāng)作物生長(zhǎng)過(guò)旺時(shí) 適當(dāng)?shù)乃植?足是有利的 21 溫度過(guò)高對(duì)農(nóng)業(yè)生物的危害 溫 度過(guò)高的危害 即高溫危害 與低溫 危害相比 其程度要輕 范圍也小 一般意義上的高溫危害 指農(nóng)業(yè)生物 因高溫出現(xiàn) 超過(guò)其生長(zhǎng)發(fā)育甚至生 命活動(dòng)的上限溫度而導(dǎo)致傷害的一種 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害 高溫不實(shí) 是指高 溫影響作物的受精過(guò)程形成空粒的現(xiàn) 象 高溫逼熟 是高溫天氣對(duì)成熟期 作物產(chǎn)生的危害 22 高溫危害作物的原因在于 高溫 使植株葉綠素失去活性 陰滯光合作 用的暗反應(yīng) 破壞光合作用和呼吸作 用的平衡 降低光合效率 消耗大大 增強(qiáng) 促進(jìn)蒸騰作用 破壞水分平衡 使細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)凝聚變性 細(xì)胞膜半 透性喪失 導(dǎo)致有害代謝產(chǎn)物的積累 如蛋白質(zhì)分解時(shí)氨的積累 植株 中毒 作物的器官組織受到損傷 高 溫還使光合同化物輸送到穗和粒的能 力下降 酶的活性降低 致使灌漿期 縮短 籽粒不飽滿(mǎn) 產(chǎn)量下降 23 覆蓋的作用及其利用 在目前條 件下 利用覆蓋改變地面反射或吸收 能力是可以辦到的 如春季苗床上撒 草木灰 有機(jī)肥料或其他深色覆蓋物 能提高土壤對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收率 達(dá) 到苗床增溫的目的 在不同天氣條件 下 各種覆蓋物都有增溫效應(yīng) 覆蓋 物顏色不同 增溫效應(yīng)不同 黑色覆 蓋物吸收能力強(qiáng) 反射率低 增溫效 果好 白色覆蓋物則相反 用塑料薄 膜覆蓋 能更有效地增溫 形成特定 的良好的小氣候環(huán)境 目前大面積使 用塑料薄膜育秧 取得了良好效果 薄膜能透過(guò)太陽(yáng)短波輻射同 防止或 削弱地面的長(zhǎng)波輻射 起到 花房 效應(yīng)是 同時(shí)阻隔水汽向外擴(kuò)散 蒸 發(fā)受到抑制 膜內(nèi)風(fēng)速為 0 濕度高 24 灌溉的作用 我國(guó)農(nóng)民利用灌溉 改變農(nóng)田熱量狀況已有悠久歷史 農(nóng) 田經(jīng)灌溉后能使反射率減小 地面溫 度下降 空氣溫度增加 導(dǎo)致有效輻 射減小 輻射平衡增加 另一方面 由于水的熱容量遠(yuǎn)大于空氣熱容量 灌溉后 土壤含水量增加 空氣含量 減少而使土壤熱容量增加 保溫效果 較好 因此在夏季灌溉可以降溫 冬 季灌溉可以增溫 且溫度日變化也較 小 25 加熱的作用 對(duì)空氣加熱主要是 燃燒和吹風(fēng) 26 農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的作用 結(jié)合農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)上的需要 采取相應(yīng)的農(nóng)業(yè)技術(shù) 措施 可以改變影響土壤熱物理特性 的因子 從而改變土層的熱量交換 提高土壤溫度 常用的方法有鎮(zhèn)壓 中耕 鋤地 壟作等 鎮(zhèn)壓 其作用 是增加土壤熱容量 減少土壤孔隙 使土壤上層水分增加 結(jié)果使熱容量 導(dǎo)熱率都有增加 中耕 早春時(shí)作物 正是苗期 中耕后上層土壤疏松 接 受太陽(yáng)輻射的面增大 提高上層土壤 溫度 鋤地 鋤松土壤既增加接受太 陽(yáng)輻射的面積 又使鋤松的表層土中 空氣含量增加 結(jié)果使土壤熱容量和 導(dǎo)熱率降低 這樣得到同樣的熱量 卻增溫明顯 同時(shí)傳給下層的熱量少 白天熱量積聚于松土層 表土層增溫 壟作 壟作可增加土壤對(duì)太陽(yáng)輻射的 吸收面積 約提高 20 25 壟背的 反射率較低 比平地低 3 有利于 土壤溫度的提高 第四章 水分與農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 1 降水后的分配 土壤水分平衡方 程的各組成分量中 除降水 蒸發(fā) 蒸騰 徑流等在一般情況下可作一個(gè) 常數(shù)處理外 其他還有 1 植物 的截留 所謂截留 即降水落到地面 之前 首先被植物冠層截去的那部分 降水 2 下滲 滲透 降水經(jīng)植 物截后剩余的水透過(guò)地表滲入土壤中 的過(guò)程稱(chēng)為滲透 若再向下滲 匯入 地下的水稱(chēng)為滲漏 水分滲入土壤的 速率主要取決于 1 時(shí)間 2 土壤 初始含水量 3 土壤導(dǎo)水性能 4 土壤表面狀況 3 地表徑流 指 未被土壤吸收 也未在地表積存 而 是沿著地表向下坡流去 匯集于小溝 和小溪中的那部分水量 這在降水強(qiáng) 度大于入滲速率時(shí)才會(huì)發(fā)生 2 水分進(jìn)入土壤及再分布 在地面水 層消失后 水分滲入土壤 然后不斷 向各層次深入 在地面供水停止后水 分在土壤中下滲的進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為水 分再分布 3 土壤水分的再分布 入滲作用結(jié)束 后 在土壤內(nèi)部 水分向下移動(dòng)沒(méi)有 立即停止 還可持續(xù)一段時(shí)間 水分 在重力 吸力梯度和溫度梯度的作用 下 繼續(xù)向較干的下層移動(dòng) 這個(gè)過(guò) 程稱(chēng)為土壤水分再分布過(guò)程 4 土壤水分類(lèi)型 從力的角度來(lái)分析 水分在土壤中受到各種力的作用 使 它能夠保持在土壤中 產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象 對(duì)應(yīng)不同力所作用的水分存在狀態(tài) 可分為吸濕水 毛管水 重力水等常 規(guī)的土壤水分類(lèi)型 一 吸濕水 又稱(chēng)吸著水或緊束縛水 吸濕水 指烘干的土壤從含有飽和水蒸汽的空 氣中由吸附力吸附于土粒表面的水分 土粒表面吸附空氣中的水汽形成吸濕 水時(shí) 會(huì)放出一定熱量 稱(chēng)為吸濕熱 或濕潤(rùn)熱 砂土為 4 2 10 5 焦 克 粘土為 20 9 29 3 焦 克 土壤 吸濕水的含量與空氣的相對(duì)濕度成正 相比 當(dāng)空氣濕度達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí) 土壤吸濕水即達(dá)到最大數(shù)量 稱(chēng)為最 大吸濕量或吸濕系數(shù) 二 毛管水 這是被表面張力以水膜形式吸附于土 粒周?chē)?由毛管水面凹曲產(chǎn)生的力所 保持的水分 又分為薄膜水和毛管水 為毛管所保持又與地下水不相連通者 是毛管吸著水 毛管懸著水 吸著 水中在土粒表面成薄膜狀的水叫薄膜 水 在土粒相互接觸部位的水叫孔隙 水 毛管吸著水達(dá)到最大數(shù)量時(shí)的含 水量稱(chēng)為田間持水量 1 薄膜水 又稱(chēng)膜狀水 松吸著水 松束縛水 當(dāng)土壤的吸濕水達(dá)到最大量后 其 外層所形成的一層膜狀的液態(tài)水叫薄 膜水 當(dāng)薄膜水過(guò)到最大數(shù)量時(shí)稱(chēng)為 最大分子持水量 2 毛管水 毛 管水的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)主要取決于毛管力 毛管力就是指毛管壁與水分子間的吸 持力與水的表面張力的共同作用 三 重力水 因重力而排出的水 不能保持在土壤中 當(dāng)土壤中的水分 超過(guò)了土粒吸引力和毛管力的作用范 圍后 多余的水分就會(huì)在重力的作用 下沿著土壤非毛管孔隙而下滲 5 土壤水分常數(shù) 常用的土壤水分常 數(shù)有七個(gè) 吸濕系數(shù) 凋萎系數(shù) 最 大分子持水量 田間持水量 毛管斷 裂含水量 毛管蓄水量 全蓄水量 6 土壤水勢(shì)與水分傳輸 水勢(shì)定義為 系統(tǒng)中水的化學(xué)勢(shì)與同溫同壓下純水 化學(xué)勢(shì)之差 化學(xué)勢(shì)是指在一個(gè)無(wú)限 大的系統(tǒng)中 在等溫等壓下保持各組 分濃度不變時(shí) 加入 1 克分子 I 物質(zhì) 所引起的自由能的增量 依據(jù)水勢(shì)的 概念 對(duì)植物 大氣 土壤中的水分 能態(tài) 都可以用相對(duì)于根系的水勢(shì)來(lái) 衡量 按系統(tǒng)分析的方法 可以將農(nóng) 業(yè)生物層作為一個(gè)系統(tǒng)對(duì)待 即 SPAC 7 水分傳輸過(guò)程 植物根系從土壤中 吸收的水分釋放到大氣中去 這是一 個(gè)蒸騰過(guò)程 可以看作水分在系統(tǒng)中 運(yùn)動(dòng) 水分?jǐn)U散 輸送經(jīng)過(guò)了不同的 介質(zhì) 土壤 植物 空氣 它包括四 個(gè)過(guò)程 A 過(guò)程 水 液體 從土壤 向根系表面移動(dòng) B 過(guò)程為 水 液 體 從根系通過(guò)莖向柔軟細(xì)胞表面的 植物組織移動(dòng) C 過(guò)程 水 氣體 從柔軟細(xì)胞表面通過(guò)氣孔前室 由氣 孔向葉表面移動(dòng) D 過(guò)程 水 氣體 通過(guò)葉面邊界層周?chē)諝鈴娜~面向周 圍空氣中移動(dòng) 8 組成系統(tǒng)中水勢(shì)的分水勢(shì)有 基模 勢(shì) 滲透勢(shì) 壓力勢(shì) 重力勢(shì) 溫度 勢(shì) 系統(tǒng)中水勢(shì)是它們的代數(shù)和 9 土壤的壓力勢(shì)由三種分壓勢(shì)組成 1 氣壓勢(shì) 由于空氣被封閉在土 壤內(nèi)使平衡氣壓發(fā)生改變而產(chǎn)生的壓 力勢(shì) 2 靜水壓勢(shì) 土壤中存在 水層 對(duì)下面的土壤水分產(chǎn)生靜水壓 力所引起的作用 3 荷載壓勢(shì) 由 土壤水中含懸浮體物質(zhì)所產(chǎn)生的荷載 壓力引起的 10 蒸散 植物失水的方式主要是蒸 散 即植物生長(zhǎng)期內(nèi)葉面散發(fā)量 蒸 騰 和棵間土壤蒸發(fā)量之和 11 影響蒸騰作用的因子 葉片 葉 面積 根冠比例 葉片方位 葉片的 大小和形狀 葉片的表面特征 氣孔 12 作物需水量是指生產(chǎn) 1 克干物質(zhì) 所需的水量 以植物在整個(gè)生長(zhǎng)期或 某一個(gè)發(fā)育時(shí)期內(nèi)所吸收的水分總量 與該時(shí)期生產(chǎn)的總干物質(zhì)量的比表示 即以植物生理中的蒸騰系數(shù)作為需水 量 13 水分臨界期 農(nóng)作物在其生長(zhǎng)發(fā) 育的不同時(shí)期 對(duì)水分的敏感程度是 不一樣的 對(duì)水分最敏感的時(shí)期 也 就是由于水分的缺乏或過(guò)多 對(duì)產(chǎn)量 影響最大的時(shí)期 稱(chēng)為某作物的水分 臨界期 14 水分關(guān)鍵期 在作物水分臨界期 內(nèi) 如降水量較適宜 其保證率也高 則此時(shí)并不一定是當(dāng)?shù)赜绊懏a(chǎn)量的關(guān) 鍵時(shí)期 如在另一個(gè)時(shí)期 一方面作 物對(duì)水分也相當(dāng)敏感 另一方面 正 好遇上當(dāng)?shù)亟邓畻l件經(jīng)常出現(xiàn)不適宜 過(guò)多或過(guò)少 這一時(shí)期是當(dāng)?shù)厮?分影響產(chǎn)量的關(guān)鍵時(shí)期 稱(chēng)為作物的 水分關(guān)鍵期 15 影響需水量的因素 1 氣象 因素的影響 2 植物因素的影響 3 土地面積大小的影響 4 能 量平衡 16 降水與土壤水分貯存 土壤水分 貯存主要是由大氣降水提供的 滲入 土壤的水分多少與降水強(qiáng)度有很大的 關(guān)系 另一方面也決定于土壤的性質(zhì) 農(nóng)業(yè)氣象中常用 透雨 來(lái)分析降水 的有效性和對(duì)土壤水分的增墑程度 所謂透雨就是在天氣比較干旱的條件 下 一次降水過(guò)程可以使當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)作 物在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)得到為維持作 物正常生長(zhǎng)所需要的水分 這樣的一 次降水過(guò)程稱(chēng)為透雨 具體要多少毫 米降水才達(dá)要求 則要滿(mǎn)足兩個(gè)條件 一是降水量必須超過(guò)某一深度范圍 使土壤達(dá)到作物的適宜土壤濕度 二 是降水滲透進(jìn)土壤深度大于作物所要 求的適宜土壤濕度的深度 17 降水強(qiáng)度和降水量對(duì)作物的影響 降水也是灌溉水的來(lái)源 對(duì)無(wú)灌溉條 件旱地農(nóng)區(qū) 降水更是決定作物產(chǎn)量 的主要因子之一 相同的降水量 強(qiáng) 度不同 就有不同效果 強(qiáng)雷雨 陣 雨等強(qiáng)度過(guò)大 持續(xù)時(shí)間短 土壤的 入滲速率小 徑流大 易形成漬澇 且降雨強(qiáng)度過(guò)大 易造成作物機(jī)械損 傷 同量的降雨如雨日多而強(qiáng)度小的 連陰雨 則間接影響大 帶來(lái)陽(yáng)光不 足 易致作物倒伏與病害 光合產(chǎn)物 不足 形成秕粒 產(chǎn)量低 品質(zhì)差 一定的降水適當(dāng)?shù)胤稚⒔德湫Ч?特別是熱雷雨 夜雨最有利于植物的 生長(zhǎng)發(fā)育 因?yàn)闊崂子甓嘣诎斫德?夜雨則在夜晚降落 既保證了植物水 分供應(yīng) 又使作物有充足的光合作用 時(shí)間 熱雷雨還伴有閃電現(xiàn)象 它分 解了大氣中的氮 而給作物帶來(lái)氮肥 降水除改變土壤水分含量外 還改變 大氣干濕狀況 比灌溉濕潤(rùn)的面積大 而均勻 故有 橫水不如豎水 之說(shuō) 即人工灌水不如天然降水 18 降水時(shí)間分配對(duì)作物的影響 降 水的季節(jié)分配涉及到兩方面 一是降 水的分布與溫度條件是否配合 如果 水熱同季 熱量條件保證水分條件得 到充分利用 對(duì)植物極為有利 二是 降水的時(shí)間分配與植物對(duì)水分的需要 是否一致 降水效應(yīng)隨植物發(fā)育期不 同而有很大變化 19 空氣濕度與農(nóng)作物的關(guān)系 空氣 濕度與農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系主要表 現(xiàn)在空氣濕度影響植物散以及植物組 織中水分平衡的變化 相對(duì)濕度小一 些 植物蒸騰較旺 吸水較多 在土 壤水分充足的條件下 蒸騰旺盛可增 加植物對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收 加快生 長(zhǎng) 所以 在一定程度上 空氣相對(duì) 濕度較小對(duì)植物是有利的 在空氣飽 和濕度下植物的生長(zhǎng)受到抑制 谷物 籽粒的灌漿速度也降低 這是由于濕 度大抑制了蒸騰緣故 相對(duì)濕度高 還影響作物成熟時(shí)脫水過(guò)程 延遲收 獲 降低產(chǎn)品質(zhì)量 且不易貯藏 反 之 相對(duì)濕度小可能引起大氣干旱 特別是在氣溫高 土壤水分缺乏的條 件下 影響更為嚴(yán)重 它破壞植物的 水分平衡 使水分入不敷出 阻礙生 長(zhǎng) 造成減產(chǎn) 20 雪與農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 對(duì)于冬季積雪時(shí) 間長(zhǎng) 雪層豐厚的地區(qū) 積雪的農(nóng)業(yè) 意義有 1 保溫作用 2 積 雪能增加土壤水分 雪也有危害 冬 季積雪較少或積雪過(guò)多 使作物死亡 和受害 21 露與農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 露在某些干旱地 區(qū)和干旱時(shí)期 對(duì)植物有著重要作用 是某些植物生存的主要水分來(lái)源 重 的露水可在一段長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)抑制蒸發(fā) 等于等量地了土壤水分的消耗 露水 還可能被植物直接吸收 改變內(nèi)在的 水分平衡 植物夜間因露水而達(dá)到水 分飽和 既利于夜間減弱呼吸作用 又有利于早晨的光合作用 但凝露時(shí) 間的長(zhǎng)短對(duì)真菌病害的發(fā)生 發(fā)展關(guān) 系極大 22 干旱的概念 久晴不雨就要發(fā)生 干旱 它常發(fā)生在干季 降水比較少 的干燥少雨季節(jié) 或干期 無(wú)雨日數(shù) 持續(xù)一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)段 之內(nèi) 多數(shù)情況 下伴隨著大氣高溫 低濕 有時(shí)還伴 有風(fēng) 此時(shí)蒸散強(qiáng)烈 土壤供水不足 生物體內(nèi)水分平衡破壞 嚴(yán)重時(shí)則導(dǎo) 致生物體死亡 氣候干旱與農(nóng)業(yè)干旱 以及干旱氣候與干旱不是同一概念 一般干旱地區(qū)與干旱氣候是對(duì)濕潤(rùn)地 區(qū)與濕潤(rùn)氣候而言 氣候干旱更是一 個(gè)氣候?qū)W概念 農(nóng)業(yè)干旱簡(jiǎn)稱(chēng)干旱 是農(nóng)業(yè)氣象現(xiàn)象 是一種災(zāi)害性天氣 在濕潤(rùn)或半濕潤(rùn)地區(qū)也可發(fā)生 23 干旱的類(lèi)型及其危害 按干旱的 成因可把干旱分為以下三類(lèi) 1 土壤干旱是指土壤水分不能滿(mǎn)足植物 需要的一種干旱現(xiàn)象 20 大氣干 旱是指大氣中的干旱現(xiàn)象 3 生 理干旱是指植物不是因土壤缺水而出 現(xiàn)的干旱現(xiàn)象 按干旱發(fā)生的季節(jié) 可把我國(guó)干旱分 為春旱 夏旱 秋旱以及冬旱 1 春旱指發(fā)生在春季 3 5 月的干旱 它 的特點(diǎn)是 溫度不高 相對(duì)濕度低 缺雨或少雨 并常有使土壤變干的冷 風(fēng) 2 夏旱 也稱(chēng)伏旱 指發(fā)生在 6 8 月的干旱 其特點(diǎn)是 太陽(yáng)輻射 強(qiáng) 溫度高 相對(duì)濕度氏 蒸散旺盛 3 秋旱指發(fā)生在 9 11 月的干旱 它的特點(diǎn)與夏旱相類(lèi)似 但不及夏旱 特點(diǎn)那樣顯著 可在廣大地區(qū)發(fā)生 4 冬旱指發(fā)生在 12 2 月的干旱 它的特點(diǎn)是我國(guó)冬季降水各地都很少 但秋播作物需水也少 在北方 冬季 土壤水分主要保證來(lái)年春播和越冬植 物返青之用 因此冬旱本身對(duì)當(dāng)時(shí)越 冬植物基本沒(méi)有影響 只有冬旱連著 春旱 或者迎著秋旱 才加重春旱或 者冬旱的危害性 此外 還有幾旱連 著出現(xiàn)的情況 如伏秋旱 春伏旱 甚至春夏秋旱相連 對(duì)作物的危害更 加嚴(yán)重 24 干熱風(fēng) 干熱風(fēng)是指出現(xiàn)在溫暖 季節(jié)導(dǎo)致小麥乳熟期受害的一種干而 熱的風(fēng) 是一種大氣干旱現(xiàn)象 25 干熱風(fēng)的類(lèi)型及其危害 1 高溫低濕型 2 雨后熱枯型 雨 后猛晴型 3 旱風(fēng)型 26 水澇 水澇是水災(zāi)和澇災(zāi)的通稱(chēng) 水災(zāi)是指河流泛濫或山洪爆發(fā)淹沒(méi)了 河流鄰近的大片農(nóng)田所造成的災(zāi)害 27 水澇害的影響因素 1 降水 多且時(shí)間長(zhǎng) 2 地形是形成水澇 災(zāi)害的第二個(gè)主要因子 28 濕害 濕害 漬害 指長(zhǎng)江中下 游地區(qū)春季或秋末多雨地區(qū)麥類(lèi)等作 物因土壤水過(guò)多而受害的一種農(nóng)業(yè)氣 象災(zāi)害 29 農(nóng)田土壤水分的調(diào)節(jié) 水分的循 環(huán)可以分為單循環(huán) 復(fù)循環(huán)兩種 單 循環(huán)是指大氣降水不滲入或少滲入下 層土壤 在土壤表面的耕作層直接而 較快地從土壤蒸發(fā)和通過(guò)作物的蒸騰 又回到大氣中去的水分循環(huán) 復(fù)循環(huán) 是指大氣降水滲入土壤中 在深層再 分布 變成深層貯水 然后通過(guò)植物 吸收利用再蒸騰到大氣中去的水分循 環(huán) 30 提高水分利用率 常用的措施有 灌溉 種植方式 密植 行距 行向 等 屏障 作物與品種配置等 都 對(duì)水分有效利用率有一定影響 31 風(fēng)障減少蒸散的原因 減低風(fēng)速 加大空氣阻力 使水汽輸送緩慢 且 障內(nèi)空氣濕度加大 第五章 空氣 風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 1 大氣中含有多種元素和氣體 歸納 起來(lái)可分惰性氣體 生物循環(huán)氣體和 短壽氣體三類(lèi) 按體積計(jì)算 大約有 78 的氮 21 的氧和 0 03 的二氧化 碳 2 大氣中二氧化碳主要來(lái)自以下途徑 1 海洋 2 人類(lèi)活動(dòng) 3 土壤 3 大氣中二氧化碳的主要去向有 1 溶解進(jìn)入水圈 2 淋化進(jìn)入 巖圈 3 光合作用進(jìn)入生物圈 4 二氧化碳飽和點(diǎn) 在輻射能充分滿(mǎn) 足的條件下 作物的光合作用強(qiáng)度不 再隨二氧化碳濃度增加而增大時(shí)的二 氧化碳濃度 稱(chēng)為二氧化碳飽和點(diǎn) 大多數(shù)作物二氧化碳飽和點(diǎn)在 800 1800ppm 左右 5 二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn) 作物光合作用所 消耗的二氧化碳與呼吸作用釋放的二 氧化碳達(dá)到平衡時(shí) 環(huán)境中的二氧化 碳濃度 稱(chēng)為二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn) 作物 處于二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)時(shí) 表示光合強(qiáng) 度等于零 作物沒(méi)有干物質(zhì)積累 6 作物同化二氧化碳的速率是與很多 因子有關(guān)的 1 種間差異 2 光 強(qiáng)的影響 3 溫度的影響 4 水 分的影響 5 風(fēng)的影響 7 二氧化碳增加對(duì)植物的影響 1 直接影響 1 提高植物光飽和點(diǎn) 2 增加生長(zhǎng)量和產(chǎn)量 3 對(duì)葉 片的影響 經(jīng)二氧化碳施肥能夠形成 較厚 內(nèi)含物較充實(shí)且葉面積較大的 葉片 葉片上氣孔的體積以及單位葉 面積的氣孔數(shù)也隨之增多 單位葉面 積的干物質(zhì)增和長(zhǎng)率也有提高 2 間接影響 1 對(duì)熱量狀況的影響 大氣二氧化碳對(duì)太陽(yáng)短波輻射幾乎不 吸收 而吸收地面長(zhǎng)波輻射 同時(shí)也 向地面放出長(zhǎng)波輻射 特別是在波長(zhǎng) 1200 1800nm 之間的紅外區(qū)域 它 集中了大部分從地球表面向空間發(fā)射 的熱輻射 二氧化碳這種強(qiáng)烈的吸收 大大地降低從地面向外層空間失去的 熱輻射量 2 對(duì)水分狀況的影響 氣候變暖的一個(gè)直接后果是冰雪消融 海平面上升 海陸面積發(fā)生變化 這 對(duì)水分循環(huán)產(chǎn)生一定影響 另一方面 二氧化碳濃度增高會(huì)使植物的水分利 用率隨之提高 總之 大氣中二氧化 碳濃度的增加引起氣候環(huán)境的改變將 對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)不配可忽視的作用 8 氧循環(huán)對(duì)生物的影響 氧 碳 氫 等元素的循環(huán)是緊密聯(lián)系在一起的 不可能獨(dú)立地研究某一元素的整個(gè)循 環(huán)過(guò)程 空氣中二氧化碳含量增加 必然消耗大的氧 兩者增加和減少到 一定限度時(shí) 就破壞了二氧化碳和氧 的平衡 對(duì)動(dòng)植物的生長(zhǎng)和人體健康 造成威脅 氧是植物生存 生長(zhǎng) 發(fā) 育的必需因子 植物的呼吸主要是有 氧呼吸 生物界所需的能量 主要是 靠氧化代謝產(chǎn)物 大氣中氧的另一作 用是 一部分氧將在高空發(fā)生聚合作 用 從而形成一個(gè)臭氧層 臭氧層能 保護(hù)地表面免受短波紫外線(xiàn)的照射 使地面生物免遭短波光的傷害 9 大氣污染是指由有害物質(zhì)排入大氣 破壞生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)正常生活條件 對(duì)人和物造成危害的現(xiàn)象 大氣污染 可以是人為的 也可以是因自然因素 引起的 如火山爆發(fā) 地震 風(fēng)暴等 不過(guò)人們多地注意人為的污染 其污 染源主要有 1 由燃料燃燒 交 通運(yùn)輸工具 工業(yè)生產(chǎn)工藝過(guò)程及工 業(yè)用水所產(chǎn)生的工業(yè)污染源 2 由 農(nóng)藥 肥料及農(nóng)業(yè)廢棄物所造成的農(nóng) 業(yè)污染源 3 由生活燃煤 生活污 水 生活垃圾等所形成的生活污染源 10 大氣污染的種類(lèi)繁多 對(duì)農(nóng)業(yè)有 危害的主要有 1 具有氧化作用 的污染物 如臭氧 過(guò)氧乙酰硝酸 酯及其同族體 二氧化氮 氯氣等 2 具有還原作用的污染物如二氧 化碳 醛類(lèi) 硫化氫 一氧化碳等 3 具有酸性作用的污染物如氟化 氫 四氟化硅 氯化氫 二氫化硫 硫酸煙霧 氰化氫等 4 具有堿 性作用的污染物如氨 5 其他有 機(jī)氣體如乙烯 丙烯 粉塵等 6 固體粒子狀物質(zhì)如煤煙 粉塵等 這 此污染物以氣態(tài)氣溶膠或微粒狀態(tài)存 在于大氣中 它們對(duì)植物的毒性不一 一般可分為三級(jí) 一級(jí) 強(qiáng)毒性污染 物如氟化氫 臭氧 過(guò)氧乙酰硝酸酯 等 二級(jí) 中性污染物如硫化物 氮 氧化物等 三級(jí) 弱毒性污染物如氨 氯化氫 硫化氫等 11 大氣污染對(duì)植物的危害 葉征是 植物與周?chē)諝膺M(jìn)行氣體交換的最活 躍部位 也是最敏感的器官 空氣污 染物主要通過(guò)氣孔有時(shí)也通過(guò)水孔進(jìn) 入植物體內(nèi) 所以植物的受害部位首 先是葉片 大氣了污染對(duì)植物的危害 一是傷害 二是損害 傷害是指植物 對(duì)空氣污染所產(chǎn)生的可識(shí)別和測(cè)量的 反應(yīng) 損害是指污染物對(duì)植物的預(yù)期 或產(chǎn)量造成可識(shí)別和測(cè)量的不利影響 它取決于植物的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)用作被降 低的程度 植物某一階段所出現(xiàn)的傷 害 不一定必然引起減產(chǎn) 12 大氣污染對(duì)植物的危害 又分為 能使植株產(chǎn)生特有傷害癥狀的可見(jiàn)危 害和在外表看不到癥狀的不可見(jiàn)危害 可見(jiàn)危害又有急 慢性之分 13 二氧化硫的危害性 二氧化硫?qū)?植物的生理影響主要有 1 刺激氣 孔不正常開(kāi)放或關(guān)閉 影響正常的生 理機(jī)能 保衛(wèi)細(xì)胞被麻痹 不能再可 靠地控制蒸騰作用 導(dǎo)致植物因大量 蒸騰而迅速枯萎 2 葉綠素中的葉 綠素 A 比 B 明顯減少 光合作用明顯 降低 3 新陳代謝受到干擾 呼吸 作用在初期迅速增加 隨著傷斑的發(fā) 生和擴(kuò)大 又迅速減少 4 使非 還原糖減少 總蛋白質(zhì)含量下降 氨 基酸總量 特別是谷氨酸和天冬酰氨 減少更明顯 5 花是抗性較強(qiáng)的器 官 常在葉片已受害的情況下仍保持 完好和繼續(xù)開(kāi)放 但花粉的萌發(fā)和花 粉管的伸長(zhǎng)受到影響 從而影響到正 常的授粉和受精 種子發(fā)芽率也明顯 降低 14 臭氧對(duì)植物的傷害主要表現(xiàn)在 1 對(duì)生長(zhǎng)的抑制及器官的脫落 可抑制根 莖的生長(zhǎng)和發(fā)育 抑制花 粉的發(fā)芽 引進(jìn)落葉落果等 2 使 光合作用下降 呼吸作用增強(qiáng) 氧化 磷酸化受抑制 15 氣象條件對(duì)污染的影響 風(fēng)的大 小 持續(xù)的長(zhǎng)短 直接影響空氣中污 染物的濃度 大氣中污染物濃度與污 染源排放量成正比 而與平均風(fēng)速成 反比 風(fēng)力加大 使單位時(shí)間內(nèi)通過(guò) 煙波斷面的空氣量增大和湍流擴(kuò)散增 強(qiáng) 起著稀釋污染物的作用 風(fēng)向 風(fēng)速與污染情況可用公式 污染系數(shù) 風(fēng)和頻率 平均風(fēng)速 湍流是污染 物垂直擴(kuò)散的主要?jiǎng)恿?當(dāng)大氣呈不 穩(wěn)定狀態(tài)時(shí) 有利污染物擴(kuò)散 當(dāng)大 氣處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí) 污染物向高空方 向擴(kuò)散較少 這時(shí)若風(fēng)速也較小 會(huì) 使污染物停滯和積累在近地氣層 加 劇污染程度和延長(zhǎng)污染時(shí)間 16 植物的抗性 是指植物在污染物 影響下 能不受害 或受害后能很快 恢復(fù)生長(zhǎng) 繼續(xù)保持活力的特性 植 物抗性的強(qiáng)弱主要取決于 氣孔 表 皮細(xì)胞 角質(zhì)層 表皮毛 生理特性 及再生能力 其他形態(tài)特征 17 大氣污染的防御 1 大氣污染 的監(jiān)測(cè) 2 控制污染源 3 植物科研 機(jī)構(gòu) 凈化空氣 4 傷害后的恢復(fù)方 法 18 風(fēng)對(duì)植物外部形態(tài)的影響 1 植株低矮 樹(shù)冠過(guò)分尖削 呈流線(xiàn)型 的外形 2 葉子比正常葉小 常帶 有褐色或紅色的斑點(diǎn) 尤其在葉片邊 緣 3 樹(shù)干常向盛行風(fēng)所吹的方向 傾斜 較小的枝條成為屈曲狀 且整 株植物以同樣的狀態(tài)發(fā)生傾斜 4 小的枝條很短 常有不規(guī)則的分枝 彼此互相交錯(cuò) 5 許多向風(fēng)的枝條 死亡 6 樹(shù)干的橫剖面中心偏外 7 在寒冷風(fēng)大的迎風(fēng)坡面 森林可 能衰退成為密灌叢 且進(jìn)一步退化為 分散的孤立的墊狀個(gè)體 19 風(fēng)對(duì)植物的機(jī)械損傷 1 造成 植物的機(jī)械損傷 損傷的程度 主要 決定于風(fēng)速 風(fēng)的陣性以及植物對(duì)風(fēng) 的抗性等 2 大風(fēng) 尤其是臺(tái)風(fēng)帶 來(lái)的暴雨 可引進(jìn)山洪爆發(fā) 江河泛 濫 破壞水利設(shè)施 帶來(lái)水澇災(zāi)害 3 秋 冬季冷空氣南下時(shí)形成的大 風(fēng)常伴隨低溫 干燥 造成越冬作 物異常落葉 抑制花芽分化 花器官 發(fā)育不良 結(jié)實(shí)量降低或品質(zhì)下降 干冷的寒風(fēng)還加速農(nóng)田蒸發(fā) 加劇干 旱的危害 4 風(fēng)與農(nóng)作物病蟲(chóng)害的 關(guān)系主要表現(xiàn)為 1 風(fēng)是作物某 些病蟲(chóng)害侵染循環(huán)的必要外界條件 2 風(fēng)是某些病蟲(chóng)害的媒介 3 大風(fēng)造成的植物機(jī)械損傷 為病原菌 從傷口進(jìn)入植物體提供了條件 20 防風(fēng)措施 防風(fēng)措施根據(jù)性質(zhì)可 概括為兩類(lèi) 一類(lèi)是使作物免受風(fēng)害 的措施 如營(yíng)造防風(fēng)林 設(shè)置防風(fēng)籬 等 一類(lèi)是加強(qiáng)作物本身對(duì)風(fēng)害抵抗 能力的措施 主要有 1 選擇抗風(fēng) 作物與品種 2 改善栽培措施 3 支撐 第六章 農(nóng)業(yè)氣象模式 1 農(nóng)業(yè)氣象模式的意義和應(yīng)用是 1 定量表示農(nóng)業(yè)氣象研究中的各種關(guān)系 2 建立模式有助于進(jìn)一步判斷我們所 缺乏的知識(shí)和數(shù)據(jù) 3 建立模式能激 起新的研究思路和方法 4 建立模式 可以縮減不必要的試驗(yàn) 5 與傳統(tǒng)方 法比較 模式能更好地利用數(shù)據(jù) 6 匯集不同資料和結(jié)果 得出綜合性概念 7 模式可給出內(nèi)插 外推和預(yù)測(cè) 給 人們決策的依據(jù) 2 農(nóng)業(yè)氣象模式研究的對(duì)象就是土壤 植物 大氣系統(tǒng) 3 系統(tǒng)和外界環(huán)境的復(fù)雜性 研究各級(jí) 系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)是植物的總和 農(nóng)業(yè)群落 活的組織可分為幾級(jí) 生物圈 群落 有 機(jī)體 器官 細(xì)胞和亞細(xì)胞構(gòu)造 為了計(jì) 算農(nóng)業(yè)群落水分和熱量狀況的特征 必須 以下列外界環(huán)境參數(shù)作為邊界條件 空氣 的溫度和濕度 輻射強(qiáng)度 大氣反射 風(fēng) 速 土壤溫度和濕度等 一般地說(shuō) 外界 環(huán)境因子對(duì)農(nóng)業(yè)群落的作用不是累加的 而是由于其單優(yōu)勢(shì)性 協(xié)同作用 拮抗作 用等現(xiàn)象而復(fù)雜化 單優(yōu)勢(shì)性 當(dāng)一個(gè)因 子處于最小值或最大值時(shí) 對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生如 此強(qiáng)大的影響 及致壓倒所有其余因子的 作用 協(xié)同作用 兩個(gè)或更多的因子對(duì)系 統(tǒng)的增強(qiáng)作用 4 大多數(shù)氣象要素具有時(shí)間變化的特點(diǎn) 包括 天氣學(xué)最高值 與大約以 4 天為周 期的振動(dòng)相適應(yīng) 微氣象學(xué)最高值 與 大約以 1 分種為周期的擾動(dòng)相符 和劃 分得很廣泛 的中尺度氣象學(xué)最低值 頻 率的間距以幾分鐘到幾小時(shí)為周期 氣 象要素也受周期性變化 日變化和年變化 的影響 5 系統(tǒng)的非定常性 是土壤 植物 大 氣系統(tǒng)對(duì)外界環(huán)境條件作用做出反應(yīng)的性 質(zhì)在時(shí)間上的變化 6 系統(tǒng)的慣性 農(nóng)業(yè)群落植物量的增長(zhǎng) 是由許多慣性秘 葉面積 根系大小 土 壤根層的含水量所決定的 7 系統(tǒng)的適應(yīng)性 系統(tǒng)的重要特性是行 為的適應(yīng)性 現(xiàn)代生物學(xué)把生物有機(jī)體看 成一個(gè)開(kāi)放的自動(dòng)調(diào)節(jié)和自我建設(shè)的動(dòng)態(tài) 系統(tǒng) 對(duì)正在變化的情況具有適應(yīng)性 只 有生物才具備這種特性 個(gè)體發(fā)育過(guò)程中 起作用的調(diào)節(jié)原則有二 1 按遺傳因 子即發(fā)育的內(nèi)部因子進(jìn)行發(fā)育 2 發(fā)育 與外界環(huán)境的狀況相適應(yīng) 即以外界因子 為轉(zhuǎn)移 8 建立模式應(yīng)考慮如下因素 輸入變量 輸出變量 狀態(tài)變量 比率變量 9 作物氣象模式一般劃分為三類(lèi) 即經(jīng) 驗(yàn)統(tǒng)計(jì)械 理論統(tǒng)計(jì)模式 和理論模式 第七章 作物氣象 1 作物生產(chǎn)的實(shí)質(zhì)是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換 物 質(zhì)循環(huán)和積累的過(guò)程 影響作物生長(zhǎng)發(fā)育 和產(chǎn)量形成的外界環(huán)境因素 首先是太陽(yáng) 輻射 它是作物生產(chǎn)的能量源泉 天氣條 件的影響多注意到農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害 旱 澇 風(fēng) 霜 冷 凍等 2 水稻品種類(lèi)型的光周期反應(yīng) 1 早 稻的感光性 北方地區(qū)的水稻感溫性強(qiáng) 感光性弱 2 晚稻的感光性 晚稻是 感光性強(qiáng)的短日照類(lèi)型 對(duì)光照反應(yīng)極敏 感 晚稻感溫性也較強(qiáng) 在光周期誘導(dǎo)期 間 也要求較高的溫度條件 因此晚稻只 分布在較低緯度地區(qū) 3 中稻的感光性 中稻的基本營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)性 感光性 感溫性 都居于早稻和晚稻之間 是兩者的過(guò)渡類(lèi) 型 總的來(lái)說(shuō) 南方的水稻比北方水稻的 感光性強(qiáng) 晚稻比早稻強(qiáng) 遲熟品種比早 熟品種強(qiáng) 3 水稻品種類(lèi)型對(duì)溫度的反應(yīng) 晚稻的 感溫性比早 中稻強(qiáng) 而早稻又比中稻強(qiáng) 4 水稻生育對(duì)水分的要求 水稻各生育 期對(duì)水分的要求是不同的 以花粉母細(xì)胞 減數(shù)分裂到花粉粒形成階段對(duì)水分條件最 敏感 這正是水稻一生中需水的臨界期 水稻需水的第二個(gè)時(shí)期是開(kāi)花灌漿期 此 時(shí)對(duì)水分要求較多 缺水受旱 千粒重下 降 產(chǎn)量不高 5 引種 根據(jù)水稻氣候分析 由南向北 緯度增加 1 度 出穗平均延長(zhǎng) 2 4 天 由 平地向高山 海拔升高 100 米出平均延遲 2 4 天 由西向東移 5 個(gè)經(jīng)度 出穗可提 早 1 天左右 也有延遲也穗的 依品種而 異 一般說(shuō) 南稻北引 生育期延長(zhǎng)或不 出穗 宜用早熟品種 北稻南移 生育期 縮短 宜用遲熟品種 向高山