農(nóng)業(yè)氣象基礎(chǔ)知識(shí)

1、第四講 植物生產(chǎn)與農(nóng)業(yè)氣象,竹溪職校 吳立新2015年10月,學(xué)習(xí)目標(biāo),農(nóng)業(yè)氣象要素的種類、概念；氣象災(zāi)害和防御措施；農(nóng)業(yè)氣候的成因、類型及特點(diǎn)；農(nóng)業(yè)氣候資源及合理利用；,農(nóng)業(yè)氣象學(xué)是研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件相互關(guān)系及其規(guī)律以求農(nóng)業(yè)趨利避害、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、 高效的科學(xué)。,林業(yè)氣象,作物氣象,畜牧氣象,漁業(yè)氣象,農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的分支,,,,,,,,一、農(nóng)業(yè)氣象概況,農(nóng)業(yè)氣象要素包括太陽(yáng)輻射、空氣溫度、土壤溫度、空氣濕度、降水、氣壓、

2、風(fēng)等。,1. 光照長(zhǎng)度對(duì)作物的影響（1）植物的光周期現(xiàn)象：白天光照和夜晚黑暗的交替及其持續(xù)時(shí)間對(duì)植物的開花有很大的影響，這種現(xiàn)象稱之為光周期現(xiàn)象。,二、 光照條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn),（2）光周期對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響光周期主要是對(duì)植物開花的誘導(dǎo)效應(yīng)。光周期對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的影響不大。,,根據(jù)作物開花對(duì)光照長(zhǎng)度的反應(yīng)，可分為：a.長(zhǎng)日性植物。光照長(zhǎng)度超過(guò)一個(gè)臨界光長(zhǎng)（如小麥、大麥、黑麥、油菜、天仙子等） b.短日性植物。光照長(zhǎng)度短

3、于一定臨界值（大豆、蒼耳、菊花、晚稻、美洲煙草等 ）c.中日性植物。晝夜長(zhǎng)短接近于相等d.中間型植物。開花受光長(zhǎng)影響較小的植物 光周期反應(yīng)與光強(qiáng)無(wú)關(guān),2．光照強(qiáng)度對(duì)作物的影響（1）光強(qiáng)與光合作用 在一定的光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增強(qiáng)。當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定強(qiáng)度后，光合作用強(qiáng)度不再相應(yīng)地增強(qiáng)，我們把這種現(xiàn)象稱為光飽和現(xiàn)象。這個(gè)光的臨界點(diǎn)稱為光飽和點(diǎn)。,在光合作用進(jìn)行的同時(shí)，植物的呼

4、吸過(guò)程也在進(jìn)行。把植物的光合強(qiáng)度和呼吸強(qiáng)度達(dá)到相等時(shí)的光強(qiáng)值稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。,喜陽(yáng)植物和耐蔭植物 根據(jù)植物對(duì)光照強(qiáng)度的反應(yīng)，可分為喜陽(yáng)植物和耐蔭植物。最喜陽(yáng)植物不存在光飽和現(xiàn)象，耐蔭植物在光照強(qiáng)度僅及晴天時(shí)的1/10時(shí)，光合作用就不再增加了。,喜陽(yáng)植物 光飽合點(diǎn)較高，所以植物對(duì)太陽(yáng)能的利用率也較高，生產(chǎn)潛力較大。另外強(qiáng)光有利于作物果實(shí)和籽粒的生長(zhǎng)，產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)、含糖量等都比較高。 栽培的農(nóng)作物多屬喜陽(yáng)植物。,耐蔭植物

5、 雖然要求一定強(qiáng)度的陽(yáng)光，但可忍耐不同程度的蔭蔽。 相對(duì)較弱的光照條件有利于植物營(yíng)養(yǎng)器官的生長(zhǎng)，一般植物生長(zhǎng)較細(xì)長(zhǎng)、嫩弱，蛋白質(zhì)含量較少，水分含量較高。這對(duì)于以植物營(yíng)養(yǎng)部分為收獲對(duì)象的作物很有利。,光照因子異常的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害1、日灼：樹木枝干、果實(shí)因受強(qiáng)烈日射而引起的傷害。2、陰害：持續(xù)陰天光照不足導(dǎo)致光合作用下降，養(yǎng)分積累不足，莖稈細(xì)弱易倒折，授粉不良等現(xiàn)象。,對(duì)大多數(shù)作物而言：維持生命的溫度一般

6、都在-10～50℃之間，適宜生長(zhǎng)的溫度在5～40℃之間，保證發(fā)育的溫度在10～35℃之間。,三、 熱量條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn),0℃——土壤凍結(jié)和解凍；農(nóng)事活動(dòng)開始或終止。冬小麥秋季停止生長(zhǎng)和春季開始生長(zhǎng)（有人采用3℃），冷季牧草開始生長(zhǎng)。0℃以上持續(xù)日數(shù)為農(nóng)耕期。 5℃——早春作物播種；喜涼作物開始或停止生長(zhǎng)，多數(shù)樹木開始萌動(dòng)。冷季牧草積極生長(zhǎng)。5℃以上持續(xù)日數(shù)稱生長(zhǎng)期或生長(zhǎng)季,具有普遍意義的，標(biāo)志某些重要物候現(xiàn)象或農(nóng)事活動(dòng)的開始

7、、終止或轉(zhuǎn)折的溫度叫農(nóng)業(yè)界限溫度，簡(jiǎn)稱界限溫度。    農(nóng)業(yè)上常用的界限溫度（用日平均氣溫表示）有：0℃、5℃、10℃、15℃和20℃。他們的農(nóng)業(yè)意義為：,10℃——春季喜溫作物開始播種與生長(zhǎng)，喜涼作物開始迅速生長(zhǎng)。常稱10℃以上的持續(xù)日數(shù)為喜溫作物的生長(zhǎng)期。    15℃——喜溫作物積極生長(zhǎng)，春季棉花、花生等進(jìn)入播種期，可開始采摘茶葉。穩(wěn)定通過(guò)15℃的終日為冬小麥適

8、宜播種的日期；水稻此時(shí)已停止灌漿；熱帶作物將停止生長(zhǎng)。    20℃——水稻安全抽穗、開花的指標(biāo)，熱帶作物正常生長(zhǎng)。,,溫度條件與作物引種作物引種有下列三條規(guī)律：一是：北種南引（或高山引向平原）比南種北引（或平原引向高山）容易成功。二是：一年生植物要比多年生植物引種容易成功，落葉植物要比常綠植物引種容易成功，草本植物要比木本植物引種容易成功，灌木要比喬木引種容易成功。三是：在植物引種過(guò)程中，存在著

9、氣候馴化現(xiàn)象。引種一定要遵循氣候相似原理。,溫度因子異常的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害1、冷害：作物在生長(zhǎng)季節(jié)內(nèi)，因溫度降到生育所能忍受的下限以下而受害。冷害發(fā)生時(shí)的日平均溫度都在0℃以上,有時(shí)甚至可達(dá)20℃左右，因作物及其所處的發(fā)育期而異。,2、凍害：即作物在0℃以下的低溫使作物體內(nèi)結(jié)冰，對(duì)作物造成的傷害。常發(fā)生的有越冬作物凍害、果樹凍害和經(jīng)濟(jì)林木凍害等。,（3）、寒害：主要指熱帶、亞熱帶作物在冬季生育期間溫度不低于0℃時(shí)，因氣溫降低引起作

10、物生理機(jī)能障礙，導(dǎo)致減產(chǎn)甚至死亡的一種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。 寒害多發(fā)生在我國(guó)華南地區(qū)，該地區(qū)冬季常遭受冷空氣影響，造成強(qiáng)烈降溫，對(duì)香蕉、荔枝、龍眼、甘蔗、橡膠等華南主要熱帶、亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物危害嚴(yán)重。熱帶植物遭低溫侵襲而受的損害主要發(fā)生于冬季。一般最低氣溫在10℃左右即已輕微受害，4～5℃左右將嚴(yán)重受害。,不同作物受害癥狀不同：橡膠樹受害后頂芽葉片嫩梢焦枯，樹枝或樹干爆皮流膠、干枯，根部死亡；椰子則出現(xiàn)葉枯、果凋甚至全株死亡。防御

11、寒害的主要措施有：選擇避寒宜林地、營(yíng)造防護(hù)林、采用耐寒品種。苗圃可設(shè)置防霜棚、風(fēng)障等；對(duì)小苗可搭蓋防寒罩、培土；對(duì)幼樹可采用包扎塑料薄膜、稻草防寒筒以及主稈基部培土、修枝和樹腳涂封等措施,霜凍,（4）霜凍：是指空氣溫度突然下降，地表溫度驟降到0℃以下，使農(nóng)作物受到損害，甚至死亡。與霜不同 。,霜凍的預(yù)防方法 灌水法：灌水可增加近地面層空氣濕度，保護(hù)地面熱量，提高空氣溫度（可使空氣升溫2℃左右）。 遮蓋法：就是用稻草、麥稈、草

12、木灰、雜草、尼龍等覆蓋植物，既可防止外面冷空氣的襲擊，又能減少地面熱量向外散失，一般能提高氣溫1－2℃。 熏煙法：是用能夠產(chǎn)生大量煙霧的柴草、牛糞、鋸木、廢機(jī)油、赤磷或其它塵煙物質(zhì)，在霜凍來(lái)臨前半小時(shí)或1小時(shí)點(diǎn)燃。一般能提高氣溫1－2℃。 施肥法：在寒潮來(lái)臨前早施有機(jī)肥，特別是用半腐熟的有機(jī)肥做基肥，可改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其吸熱保暖的性能。,（5）高溫?zé)岷Γ菏歉邷貙?duì)生物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成所造成的損害，一般是由于高溫超過(guò)植物（生物）生長(zhǎng)

13、發(fā)育上限溫度造成的。水稻開花-灌漿期受高溫危害的溫度指標(biāo)： 日最高氣溫持續(xù)３天以上≥３５℃。盛花期３６℃～３７℃嚴(yán)重受害。玉米各生育階段的熱害指標(biāo)： 以中度熱害為標(biāo)準(zhǔn)，苗期為３６℃；生殖期為３２℃；成熟期為２８℃。,調(diào)節(jié)溫度的農(nóng)業(yè)措施1、灌溉：在溫暖季節(jié)與時(shí)期的灌溉可起降溫的作用，寒冷季節(jié)可以起保溫作用。,2、松土與鎮(zhèn)壓：（1）鋤地（松土）對(duì)土溫的影響鋤地的作用是綜合的，可有增溫、保墑、通氣及一系列生理生態(tài)效應(yīng)。（

14、2）鎮(zhèn)壓對(duì)土溫的影響　鎮(zhèn)壓的作用與鋤地相反，它能增加土壤容重，減少土壤孔隙，增加表層土壤水分，從而使土壤熱容量、熱導(dǎo)率都有增加。,3、壟作：在一年的溫暖季節(jié)，壟作可以提高表層溫度，有利于種子發(fā)芽與幼苗生長(zhǎng)，一般可使壟背土壤（5cm）日平均溫度提高1—2℃，并可加大土溫日較差。,（1）土壤--植物--大氣水分傳輸在土壤--植物--大氣系統(tǒng)中，水流的各個(gè)過(guò)程和途徑是：,土壤中的水分,,植物根表皮,葉片的葉肉細(xì)胞,,,氣孔,大氣,,四、

15、 水分條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn),（2）農(nóng)田蒸散,農(nóng)田蒸散,植物的蒸騰,棵間土壤蒸發(fā),,蒸散是植物失水主要方式,蒸騰：植物的葉面蒸發(fā)。影響蒸騰作用的因子：作物本身特征（葉面積、根冠比、葉片方位、葉片大小、葉片表面特征、氣孔、生育期），氣象條件（光、溫、空氣濕度、風(fēng)），土壤條件（溫度、濕度和通氣狀況）。,,作物需水量主要包括三個(gè)部分：,作物需水量,,,,,光合作用和植物含水,蒸騰耗水（占絕大部分）,棵間蒸發(fā)和田間滲漏,,,生理需水,生態(tài)需水

16、,作物各生育期的需水量:,播種到生育盛期前,生長(zhǎng)盛期,開花以后,,,少30,少10-20,多50-60,營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng),植株體積不再增大,營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)生殖生長(zhǎng),﹪,﹪,﹪,（3）作物的水分臨界期和關(guān)鍵期水分臨界期：農(nóng)作物在不同生育期對(duì)水分最敏感的時(shí)期，即由于水分缺乏對(duì)產(chǎn)量影響最大的時(shí)期，稱之為某作物的水分臨界期。,水分臨界期一般在作物的穗花期,不一定就是作物需水量最多,31,水分關(guān)鍵期：在水分臨界期或?qū)λ忠蚕喈?dāng)敏感的另一個(gè)時(shí)期，正

17、好遇上當(dāng)?shù)亟邓畻l件經(jīng)常不足，這一時(shí)期即當(dāng)?shù)厮謼l件影響產(chǎn)量的關(guān)鍵時(shí)期，稱為作物的水分關(guān)鍵期。,水分臨界期和關(guān)鍵期是不同的概念：,水分臨界期,水分關(guān)鍵期,從作物本身考慮,綜合考慮作物的特性和當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件,生理問題,農(nóng)業(yè)氣象問題,,,（3）降水對(duì)作物的影響,降水強(qiáng)度和降水量對(duì)作物的影響,,,,,,,透雨 十分有利于作物,短時(shí)雷陣雨 對(duì)作物不利,熱雷雨、夜雨 對(duì)作物有利,連陰雨 對(duì)作物不利。,降水比人工灌

18、水更有利于增加大氣中水分含量,積雪的農(nóng)業(yè)意義有：,降雪對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響,,,,,,保溫作用,增墑作用,飲水作用,致災(zāi)作用,,常用灌溉方式有:溝灌：適用于寬行距中耕作物,如棉花、玉米、薯類及有些蔬菜。淹灌：是一種滿足水稻喜溫好濕作物的灌溉方式。噴灌、滴灌：據(jù)研究,噴灌用水經(jīng)濟(jì),水分有效利用率高,與溝灌相比較,一般可省水20-30%,增產(chǎn)10-20%。滴灌經(jīng)濟(jì)效益最佳，但成本較高。,溝灌,淹灌,噴灌,滴灌,,37,水分異

19、常的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害,CO2飽和點(diǎn)與補(bǔ)償點(diǎn)CO2飽和點(diǎn)：在輻射能充分滿足的條件下，植物的光合速率不再隨CO2濃度增加而增大時(shí)的CO2濃度稱為CO2飽和點(diǎn)。,五 二氧化碳、風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn),CO2補(bǔ)償點(diǎn)：植物光合作用所消耗的CO2與呼吸作用所釋放的CO2達(dá)到平衡時(shí)，環(huán)境中的CO2濃度稱為CO2補(bǔ)償點(diǎn)。CO2補(bǔ)償點(diǎn)是了解和衡量光合作用與呼吸作用兩者關(guān)系的一個(gè)重要生理指標(biāo)。另外，CO2補(bǔ)償點(diǎn)還與作物發(fā)育和環(huán)境條件有關(guān)。,此時(shí)的光合速率等

20、于零。,土壤CO2釋放的調(diào)節(jié)： 松土、 增濕、 施肥。田間CO2濃度調(diào)控：a.合理密植，改善田間通風(fēng)條件；b.種植行向要與當(dāng)?shù)厥⑿酗L(fēng)向一致，改善田間通風(fēng)條件。c.栽培時(shí)要寬行窄株距，改善群體通風(fēng)條件。,CO2施肥最佳時(shí)間,CO2施肥： CO2氣源主要有： 干冰 CO2發(fā)生劑 工業(yè)尾氣 燃料。,,,,,CO2臨界期（生殖生

21、長(zhǎng)期）,最大需要期（營(yíng)養(yǎng)、生殖生長(zhǎng)兩旺時(shí)期）,CO2 限制期（光照強(qiáng)、氣溫較高、供水充分時(shí)）,,正常CO2濃度2～3倍效果較好，不宜超過(guò)10倍。,風(fēng)對(duì)作物的影響（1）有利影響 使群體內(nèi)外熱量相平衡，加快葉片的蒸騰，降低葉溫； 是植物被動(dòng)吸水、礦物質(zhì)運(yùn)輸?shù)脑瓌?dòng)力； 使葉片邊界層變薄，減小二氧化碳進(jìn)入到植物體內(nèi)的阻力； 使群體內(nèi)外、上下層得二氧化碳相平衡； 傳播花粉、孢子、種子、果實(shí)等。,（2）不利影響造成植物機(jī)械損傷；為病

22、原菌從傷口侵入植物體提供了條件；引起植物落花、落果、落鈴、落莢、落粒或大片倒伏等；加重干旱、低溫、暴雨、暴雪、污染等傳播病蟲害；風(fēng)蝕。,（3）防風(fēng)措施營(yíng)造防風(fēng)林，設(shè)置防風(fēng)籬；選擇背風(fēng)點(diǎn)；選擇抗風(fēng)作物與品種；改善栽培措施；支撐等。,,什么是氣候，天氣和氣候在哪些方面有著不同？概念：氣候是指一個(gè)地方多年的天氣平均狀況。特點(diǎn)：氣候具有相對(duì)穩(wěn)定性。,1. 短時(shí)間的2. 多變的,1.較長(zhǎng)時(shí)間2.變化不大,六 農(nóng)業(yè)氣候,氣

23、候成因：太陽(yáng)輻射、大氣環(huán)流、下墊面性質(zhì)、人類活動(dòng)等。氣候類型：海洋性氣候、大陸性氣候、季風(fēng)氣候、地中海氣候、高山氣候、高原氣候、草原氣候、沙漠氣候等。我國(guó)氣候類型多樣，具有季風(fēng)性顯著、大陸性強(qiáng)、氣候類型多樣和氣象災(zāi)害頻繁等特點(diǎn)。,下墊面 是指與大氣下層直接接觸的地球表面。大氣圈以地球的水陸表面為其下界，稱為大氣層的下墊面。它包括地形、地質(zhì)、土壤、河流和植被等，是影響氣候的重要因素之一。,農(nóng)業(yè)氣候——指某一地區(qū)各種農(nóng)業(yè)氣象條件和天氣條