概述
第一节 农业气象的基本概念
一、气象学的基本概念及其研究范围 （一）气象学的概念
1、大气—地球表面被一层厚厚的气体包围着，这层气体通常称为地球大气 2、气象—大气中产生的各种各样的物理现象，就称为气象
如：冷、热、干、湿、风、霜、雨、雪、雷、电等 3、气象学—就是研究大气中所发生的各种物理现象和物理过程的形成原因、时空分布和变化规律的科学。
随着科技的发展，气象学的研究已经扩展到地球以外的行星和卫星大气。如“神州六号”的诞生 4、气象要素—用来表示大气中的物理过程、物理现象及其大气状态的各种物理量就称为气象要素。
主要气象要素有：气压、温度、湿度、降水、蒸发、风、云、能见度、日照、辐射以及各种天气现象
各种气象要素之间相互联系相互制约，在不同的地方和时间内错综复杂地结合在一起，就表现为不同的天气和气候
5、天气—是指一个地区在短时间内各种气象要素的综合表现。
它是短时间的、不稳定的、瞬间多变的
6、气候—是指一个地区多年的大气平均统计状态。它既包括多年来正常的天气情况，也包括极端的天气特征
研究气象学的目的就是利用有用的气象条件和防御有害气象条件，最终为人类服务、造福人民
（二）气象学的研究对象及其分支—了解 二、农业气象的概念、任务和研究方法 （一）农业气象学的概念 1、农业气象学—是研究气象条件与农业生产相互关系及相互作用规律的一门科学，它是广义农学和气象学之间相互渗透的交叉学科 2、农业气象要素—就是气象要素中与农业生产关系密切的要素如：辐射、温度、降水、湿度和风等
这些要素不仅为生物提供物质和能量，也是构成生物生育和产量形成的外界条件 3、农业气象学的研究对象：①研究与农业生产有关的气象条件的发生、变化和分布规律②研究受气象条件影响和制约的有关农业问题及其解决途径 （二）农业气象学的任务
农业气象学的形成与发展是与农业生产密切相关的，它一方面研究农业生产对气象条件的要求和反应，研究气象条件对农业生产的影响；另一方面，也研究农业对气象条件的影响，从而不断地揭示和解决农业生产中存在的存在的气象问题，以保证农业丰产、稳产、低耗、优质，谋求农业的可持续发展。
主要任务包括：①农业气象基础理论的研究 ②农业气象的信息和预报 ③农业气候资源（光热水气）的开发利用与保护 ④农业小气候的利用与调节⑤农业气象灾害规律的
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掌握及预防⑥农业气象监测
（三）农业气象学的研究方法和研究内容
农业气象学的研究对象既有气象条件又有农业对象，所以其研究方法也必须从作和两个方面考虑。在研究时，要求遵循平行观测的原则。
①分期播种法②地理播种法③地理分期播种法④地理移植法或小气候栽种法⑤人工气候实验法⑥气候分析法 三、农业气象的发展史
（一）我国古代的农业气象成就（二）近代农业气象科技的发展 （三）中国现代农业气象学的发展
第一章 太阳辐射与农业
第一节 节气、季节和日照时间
一、昼夜及四季的形成
地球自转产生昼夜更替：由于地球是一个不透明的星球，是太阳给了地球光明，照上太阳的一面就是白天，另一面就是车黑夜。地球不停地绕着自转轴由西向东旋转，天体东升西落的现象就是地球自转的反映。地球自转一周，相当于太阳从东升起、落下，再升起的一周，也是我们日常的一天。
地球公转产生四季变化：地球在自转的同时还在不停地绕着太阳公转，太阳公转的方向是自西向东。地球公转的轨道是接近正圆的椭圆，太阳位于一个焦点上。地球的公转周期需要365天5小时48分46秒，即为一年。
地球公转轨道（黄道平面）与地球的自转平面（赤道平面）之间的夹角为黄赤夹角，角度是23度26分，其结果就造成了太阳直射点以一年为周期在南北回归线之间移动，形成了温带地区的四季更替。 每年的3月21日，太阳直射点从南往北移至赤道，全球昼夜平分，是我们的春分日，到了6月22日，太阳直射点北移至北回归线，成为北半球白昼最长的一天，也就是我们说的夏至日，其后太阳直射点转向南移，9月23日直射赤道，为秋分日，12月22日移至南回归线，就到了我们的冬至日。
四季更替其实是地球的自转倾角和绕太阳公转共同作用的结果，如果没有了其中的一个条件，四季更替就不会产生，地球上的一切也将随之而改变。 二、可照时数和光照时间
可照时数—从日出到日没得时间，也就是昼长，它是指不受任何遮蔽时每天从日出到日没的总时数。可理论计算或查气象常用表得到。
光照时间—是指包括曙光和暮光在内的昼长时间（=可照时数+曙暮光时间）
三、季节与农业生产
掌握季节，不违农时，是农业生产最基本的要求之一。我们必须运用季节和节气的变化来适时安排农事活动，使农业取得较好的收成。
（一）季节的划分-------------季节划分，标准不同，划分各异
我国季节1～3月份、4～6月份、7～9月份、10～12月份；我国气候学上把平均气温大于22℃的时期成为夏季，小于10℃的时期成为冬季，10～22℃的时期称为春季，22～10℃的时期称为秋季。这样划分的季节能在一定程度上反映地区的热量条件，对农业生产具有一定的指导意义。
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（二）二十四节气与农业生产
在地球公转轨道上，每15℃划分一个节气，共划分24个：0℃为春分，15℃为清明，以此类推。
立春、立夏、立秋、立冬分别表示春、夏、秋、冬四季的开始。春分、夏至、秋分、冬至表示昼夜长短的转折日。大暑、小暑、处暑、大寒、小寒反映温度高低。雨水、谷雨、小雪、大雪表示降水的季节。白露、寒露、霜降反映水汽凝结状况和温度下降过程。惊蛰、清明、小满、芒种为反映物候现象的节气：惊蛰表示春雷乍动，惊醒蛰伏在地下的小动物，它们开始出土活动；清明表示气候温暖，大地回春；小满表示麦类等夏熟作物灌浆，籽粒开始饱满，但还未成熟；芒种表示麦类等有芒作物开始成熟，夏播作物开始播种，夏收、夏种的大忙季节。 （三）物候与农业生产
物候—又称物候现象，是自然环境中动植物生命活动的季节性现象和在一个特定时间出现的某些气象、水文现象。
如鸟类产卵、孵化、鸣叫、迁移，植物的发芽、开花、结实、落叶，霜、雪、冰、冻等
物候学—研究物候现象与气候条件周年变化之间关系的科学
各种物候现象都受气候要素的综合影响，每年出现的时间都有一定的规律性。 物候历（自然历）--将一个地方长期的物候现象按出现的时间顺序编排
根据物候历，不但能推断当地的农业气候条件，而且可以预告农业生产的物候期。布谷鸟—
总之，物候对农业生产具有重要的指导意义
第二节 辐射与太阳辐射
辐射—自然界中的一切物体，只要温度在绝对零度（-273.15℃）以上，都在不停的以电磁波的方式向外辐射能量，这种放射能量的方式 辐射能—放射的能量称为辐射能
投射到物体上的辐射能，一部分被物体吸收，一部分被物体反射，还有一部分可能透过物体
太阳辐射能—太阳是一个巨大的炽热的气体球，它也以电磁波的形式向四周空间放射巨大的能量
当太阳辐射穿过大气到达地面时，其强度明显减弱，光谱组成也发生变化，原因是大气对太阳辐射的吸收、散射和云层的反射作用造成的。
同时，地面在吸收太阳短波辐射的同时，本身也昼夜不停的以长波辐射方式向外辐射能量
大气---在中间，一方面接受太阳和地面的辐射，但对太阳的短波辐射吸收较少，对地面的长波辐射吸收较多（大气增温的主要热源）；另一方面，本身也不停的向四面八方放射能量—大气逆辐射（对地面保温—温室效应）。
地面有效辐射—地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差 地面辐射差额—地面吸收的太阳辐射与有效辐射之差
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第三节 太阳辐射与农业生产
太阳辐射能是地球上生物有机体的主要能量源泉，植物的光合作用使得所有的有机体与太阳辐射能之间发生了最本质的联系。太阳辐射以光合效应、热效应、形态效应对植物生长发育的各个方面产生影响，决定了植物的产量形成和形态分布。 一、太阳辐射光谱对植物的影响 （一）不同光谱成分对植物的影响
植物的生长发育是在日光的全光谱下进行的，不同光谱对植物的光合作用、色素形成、向光性、形态建成的诱导等影响是不同的，例如：红光有利于碳水化合物的积累，蓝光促进蛋白质和非碳水化合物的积累，紫外光则对植物的形状、颜色和品质优劣起重要作用，这就是高山、高原植物的茎叶短小、但色泽较深的原因。
到达地面的太阳能光谱大致可分为紫外光谱、可见光谱、红外光谱，其具体功能如下：
（1）红外光谱：不被叶绿素吸收，不能参加光合作用，主要功能是热效应
波长大于1.00um的辐射，被植物吸收转化为热能，影响植物体温和蒸腾，可促进干物质积累，但不参加光合作用
波长为1.00～0.72um的辐射，只对植物伸长其作用。其中，0.72～0.80um的辐射称为远红外光，对光周期及种子形成有重要作用，并控制开花与果实的颜色。 （2）可见光谱：是植物进行光合作用制造有机物质的能源
波长为0.72～0.61um的红光、橙光可被叶绿素强烈吸收，光合作用最强并表现为强光周期
波长0.61～0.51um的光，主要为绿光，表现为低光合作用和弱成形作用
波长为0.51～0.40um的光，主要为蓝、紫光，被叶绿素和黄色素强烈吸收，表现次强的光合作用和成形作用
（3）紫外光谱：紫外辐射能促进果实成熟，提高蛋白质和维生素含量
波长为0.40～0.32um的紫外辐射，起形成和着色作用，如是植物变矮、颜色变深、叶片变厚等
波长小于0.29um的紫外线，对植物有伤害作用，并能杀死病菌孢子。波长越短，伤害越大（农民播种前晒种），有人将波长小于0.29um的辐射称为灭生性辐射（臭氧层吸收保护，使其到达地面对少） 利用这个知识，人们可以人工改变光质以改善作物的生长。如有色薄膜
（二）光合有效辐射（PAR）
定义—太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分称为光合有效辐射。
光合有效辐射的波长范围0.4～0.7um，与可见光基本一致，占太阳辐射能的50%，是计算作物光合生产潜力的重要依据。 二、光合强度与作物生长发育 （一）光照强度与光合作用
植物的光合作用是在一定光照条件下进行的，光照度的大小取决于可见光的强弱。植物生理上有：光饱和点、光补偿点等 （二）光照强度对作物品质、产量的影响
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强光有利于作物生殖器官的发育，相对的弱光有利于营养生长。
多云天气，对以营养器官为收获对象的作物有利；晴朗天气，果实或籽粒。小麦遮光试验 弱光使棉花徒长，落铃严重，果树已形成的花芽退化等
光照强度影响作物产品的品质如：光照强，禾谷类和豆类作物的蛋白质含量高，甜菜及瓜果类含糖量高
三、光照时间与作物生长发育 （一）植物的光周期现象
光周期现象—是植物的生长发育对昼夜长短的不同反应
根据植物的生长发育对昼夜长短的不同反应，可将植物分为三类： 1、长日照植物—-只有在光照时间长于某一时数才能开花，若减少就不能开花结实。如小麦、油菜、洋葱、豌豆等，若延长光照时间，就可使提前开花。此类植物南引出现不开花结实的现象
2、短日照植物--只有在光照时间短于某一时数才能开花，若延长光照就不能开花结实。如水稻、大豆、高粱、棉花、甘薯等，若缩短光照时间，就可使提前开花。
3、中性作物—不受光照时间长短的影响，均能开花结实如黄瓜、番茄、四季豆 临界光照强度—将植物能够通过光周期而开花的最长或最短光照长度的临界值，一般为12-14h为临界光照强度。但特殊如长日照植物苍耳，临界光长可达16h；短日照植物天仙子，临界光长可达12h （二）光照时间与作物引种
不同地区与季节的光照时间不同，原产 故引种时注意： （1）纬度相近的地区，因光照时间相近，成功的可能性大
（2）对短日照植物，南方品种北引时，导致生育期延长，甚至不能开花结实，因此应该引较早熟或感光弱的品种。相反，北方品种南引，日照变短，温度变高，缩短生育期，使其产量降低，故宜引晚熟或感光弱的品种。
（3）对长日照植物，北方品种南引，由于日照变短，将延迟发育和成熟；南方品种北引时，反之。引种时还要考虑温度的抵偿或叠加作用 四、光能利用率及其提高途径 （一）光能利用率
单位土地面积上作物收获物中所贮存的能量与同期投射到该单位面积的太阳辐射能或光合有效辐射之比称为光能利用率。 光能利用率的理论之可达6%-8%，但实际只有0.5%-1.0%，高产田也不过为2.0%，可见通过提高光能利用率来增产还是有很大的潜力。
目前，光能利用率低的主要原因 （1）生长初期植株矮小
（2）外界环境限制了作物的光合能力的提高，如二氧化碳等
（3）作物群体结构不合理导致群体内光分布不合理，限制了群体光合强度的提高。 （4）作物的遗传特性限制了光合能力的提高
（5）农业气象灾害和病虫害等导致作物减产而限制光能利用率 （二）提高光能利用率的途径
提高光能利用率可通过改善栽培措施和培育新品种来实现，具体如下： （1）充分利用生长季节。套种及轮作等 （2）选育高光效的作物品种。
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