(yin)农业气象教案 - 图文(2)

2019-09-01 17:15

(3)采取合理的栽培措施。再不倒伏和不妨碍通风的前提下,扩大群体的叶面积指数,并维持较长的功能期,使之有利于光合产物的积累和运输。 (4)提高叶片的光合效率。抑制光合呼吸、补施二氧化碳肥等

(5)加强田间管理,改善作物群体的生态环境。水肥、灭虫、除草等

第二章 温度与农业

土壤温度和空气湿度是生物生命活动所必需的重要因子。农作物的生化反应和生理过程都必须在一定的温度条件下才能进行。温度条件影响着作物的生长、发育、生育期出现的迟早,农作物的栽培界限。种植制度主要受气温决定的。温度条件还影响着病虫害的发生和发展。

第一节 土壤温度

一、土壤热量的来源

1.太阳的辐射能

太阳辐射能是土壤热量的主要来源,地球表面所获得的平均辐射强度,又称太阳常数。

2. 生物热

土壤微生物在分解有机质的过程中常放出一定的热量,但数量较少。 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、土壤的热性质

1.土壤热容量

是指单位重量或单位容积的土壤,当温度增或减1℃时所需要吸收或放出的热量,一般用焦耳数表示。

土壤热容量愈大,则土温升高或降低愈慢,反之则愈快。

土壤水的热容量最大。通过调控土壤水分状况可以调节土壤热状况。 2.土壤导热率

土壤吸收一定的热量后,除用于本身的升温外,还将热量传给临近土层。 土壤传导热量的特性称土壤导热性。土壤导热性的大小用导热率衡量。

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土壤导热率:指厚度为1cm,两端温度相差1℃时,每秒钟通过1cm土壤断面的焦耳数。(J/cm2.S.K)

土壤导热率主要受含水量、松紧程度孔隙状况影响。土壤导热率随含水量的增加而增加,因为含水量增加后不仅在数量上水分增加易于导热,而且水分增加后使土粒间彼此相连,增加了传热途经。所以湿土比干土导热快。导热率低的土壤,昼夜温差大,导热率高的土壤昼夜温差小。

3. 土壤热扩散率

指标准状态下,在土层垂直方向上,每cm距离内有1℃的温度梯度(即单位距离的温差),每秒钟流入1cm3土壤断面面积的热量,使单位体积(1cm3)土壤所发生的温度变化。

与导热率成正比,与容积热容量成反比。

土壤导温率的大小同样取决于三相物质的比例:一般而言,土壤固相部分较稳定。土壤导温率主要取决于水和空气的比例,干土温度易上升,湿土温度不易上升。

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土壤热扩散率=?/cv ?—导热率 cv —热容量 热容量不变时,导温率与导热率的增高是一致的,但如果热容量发生变化时,则二者的表现就不一致了。如当干土水分开始增加时,土壤导温率因导热率的增大而增大。但当水分增加到一定程度后,导温率反而降低。 三、土壤热平衡及其影响土温变化的因素

1.土壤热量平衡

当土壤表面吸收辐射热后,部分以辐射形式再返回大气,另一部分传给下层土壤,以用以土壤水分蒸发的消耗,余下的热量才用于土壤本身的升温。

土壤热量平衡是指土壤热量在一年中收支情况,可用下式表示: S=W1+W2+W3+R

式中:S—土壤表面接受的太阳辐射能

W1—地面辐射所损失的热量 W2—土壤增稳的热量

W3—土壤水分蒸发所消耗的热量 R—其它方面所消耗的热量 一般情况下,在太阳辐射能量为一固定量的情况下,如果能减少W1地面辐射能损失的能量、W3土壤水分蒸发所消耗的热量和R土壤温度可随之增加;反之,土壤温度会降低。

农业生产中,常采用中耕松土,地表覆盖,设置风障,塑料大棚等措施以调节土壤温度。

2.影响土壤热状况的因素 ①土壤湿度 ②土壤颜色

③土壤机械组成和腐殖质的影响 ④地面覆盖物的影响 ⑤地形和天气条件的影响

第二节农业生物生命活动的基本温度

维持植物生命的温度有一个温度,在生命存在的前提下才能进行生命活动。因此,保证生长的温度是在维持生命的范围内;植物只有在生长量变的基础上才能进行发育,所以,保证植物发育的温度又在生长温度范围内。对多数植物来说维持生命的温度一般在-10~50℃范围内,发育温度一般在10~35℃。

1、三基点温度---温度对于植物生命、生长和发育过程的影响,从其生理过程来讲,都有三个基本点温度,简称三基点温度,即最适温度、最低温度、最高温度 还可以确定最高、最低受害、致死温度,统称为5个基本温度指示

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其中,植物遇低温而导致的受害或致死,称冷害或冻害 植物因温度过高而造成的危害称为热害

生命温度范围 生长温度范围 发育温度范围 致死

最低

最高

致死

-10 0 5 10 20

温度/℃

30 35 40 50

不同作物或同一作物的不同生育期,三温度基本点是不同的。

作物种类 最低温度 最适温度 最高温度 小麦 3~4.5 20~22 30~32 玉米 8~10 30~32 40~44 水稻 10~12 30~32 36~38 棉花 12~14 28 35 豌豆 1~2 30 35 2、农业界限温度:

对农业生产具有普遍意义的,标志某些重要的物候现象和农事活动的开始和终终的温度称农业界限温度,简称界限温度

0℃:土壤冻结或解冻,农事活动终止或开始。0℃以上持续的日数称为农耕期

5℃:早春作物开始播种;喜凉作物开始或停止生长。5℃以上持续的日数称为生长期或生长季

10℃: 春季喜温作物开始播种与生长,喜凉作物开始迅速生长。常称10℃以上持续的时期为喜凉作物的生长期 15℃:喜温作物积极生长,春季的棉花、花生开始播种;茶叶开始采摘;稳定通过15℃的终日为冬小麦的播种期,水稻此时停止灌浆,热带作物将停止生长。 20℃:水稻安全抽穗、开花的指标;热带作物橡胶正常生长、产胶的界限温度

界限温度资料一般有如下用途:

①分析与对比年代间与地区间稳定通过某界限温度日期的早晚,以比较其回暖、变冷的早晚及对作物的影响。

②分析与对比年代间与地区间稳定临界(或选定)两界温度日期之间的间隔日数,以比较升温或降温的快慢,分析其对作物的利与弊等

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③分析与对比年代间与地区间春季到秋季稳定通过某界限温度日期之间的持续日数,可作为鉴定生长季长短的标准之一,可与无霜期指标结合使用,相互补充。使用时灵活掌握。

第三节 土壤温度对农业生物生长发育的影响

一、土温对植物的影响

土壤温度的高低直接影响植物的生长发育,大多数作物根区温度在20~30℃时生长最快。具体影响分以下几个方面:

1、土温影响种子发芽、出苗

土温对种子发芽、出苗的影响比气温更直接,故用土温作指标更准确。目前,作物播种时所要求的最低温度指标一般以5cm土温为标准。

2、根系生长的影响

一般根系在2~4℃时开始生长,10℃以上根系生长旺盛,土温超过30~35℃时根系生长受阻;另一方面影响根系的分布方向,如kaspar等发现,大豆低温横向生长,高温纵向生长。

3、对根系吸收水分和养分的影响

低温可减少根系的吸水性及对多种矿质营养的吸收。但过高,则使根系木质化,破坏根系的正常代谢过程。

4、对植物块根、块茎形成的影响

不仅影响产量,还影响块茎的形状和含糖量。 5、土温对虫害发生的影响

很多昆虫生命过程的某些阶段是在土壤中渡过的,因此,土温对昆虫,特别是地下害虫的发生发展有很大作用。如沟金针虫,当10cm土温达到6℃左右时,开始上升活动,当10cm土温达到17℃左右时活动最旺盛并为害种子和幼苗,高于21℃时又向土壤深层活动。

二、积温及其在农业生产上的应用

积温—某一时段内逐日平均气温的总和。其单位为℃?d(度?日)或℃。 (一)积温的种类

由于研究目的不同,积温有不同的表达形式,如活动积温、有效积温、负积温、地积温、净效积温和危害积温等,其中最后重要的是:

1、活动积温

活动温度—高于生物学下限温度(B)的日平均温度(ti)称为活动温度 活动积温—一段时间内有效温度的总和称为活动积温(Y) Y=∑

2、有效积温

有效温度—活动温度与生物学下限温度之差称有效温度 有效积温—一段时间内有效温度的总和(A)

此二种积温相比,活动积温的统计比较方便,常用来估计地区的热量资源;有效积温在用来表示植物生长发育对热量的需求时稳定性较强,比较确切。 (二)积温的稳定性

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积温作为热量指标,计算方便,在农业生产上得到广泛应用,但其也有不稳定性,如同一作物,完成同一生命阶段所需积温,在不同地区、不同年份、甚至不同播种期,其积温在值不同。原因如下:

(1)影响作物生长发育的外界环境因子,除气象因子外还有其他因子。本身 (2)积温学说是建立在假定其他因子基本满足的条件下,温度对作物发育起主导作用的理论基础之上的。 (三)积温的应用

(1)积温是作物与品种特性的主要指标之一。

(2)作为物候期预报、收获期预报、播种期预报、病虫害发生时期预报等的重要依据。

(3)作为农业气候专题分析与区划的重要依据。

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