有效積溫法則及其應(yīng)用

1、有效積溫法則及其在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用（law of effective temperature）,,,,有效積溫法則的概念由有效積溫公式推算出K和C有效積溫法則在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用,有效積溫法則的概念,溫度與生物生長發(fā)育關(guān)系的最普遍規(guī)律是有效積溫法則。法國雷米爾（Reaumur，1735）從變溫動(dòng)物生長發(fā)育過程中總結(jié)出有效積溫法則。,,生物為了完成某一發(fā)育期所需要的一定的總熱量，可以稱為熱常數(shù)（thermal constant)或總積溫（su

2、m of heat),也可叫做有效積溫（sum of effective temperature),描述有效積溫法則的雙曲線公式為： K=N(T-C),K=N(T-C),其中K是指熱常熟，即完成某一發(fā)育階段所需要的總熱量，用“日度”來表示;N是指發(fā)育歷期，即完成某一發(fā)育階段所需要的天數(shù)；T是指發(fā)育期的平均溫度；C是指發(fā)育起點(diǎn)溫度，即生物學(xué)零度（注：生物的生長和發(fā)育是需要一定溫度范圍的，

3、低于某一溫度，動(dòng)物就停止生長發(fā)育，高于這一溫度，動(dòng)物才開始生長發(fā)育，這一溫度閾值就叫做發(fā)育起點(diǎn)溫度或生物學(xué)零度）,,按照上述定義，（T-C)就是有效溫度，它以℃ 表示。因此，該公式描述的生物學(xué)含義就是：熱常數(shù)是發(fā)育歷期中每日的有效溫度的積累數(shù)。,由有效積溫公式推算出K和C,如果能在兩種溫度（T1,T2)的實(shí)驗(yàn)中，分別觀察記錄兩個(gè)相應(yīng)的發(fā)育歷期（N1,N2),就可以求出熱常數(shù)（K) 和發(fā)育起點(diǎn)溫度（C）。,K=N(T-C),例1：地中海

4、果蠅在26 ℃下發(fā)育需要20天， 19.5 ℃下需要41.7天，根據(jù)K是一常數(shù)的原理： K=N1（T1 - C ) K=N2（T2 - C ) 所以C= (N2T2 – N1T1 )/ (N2 - N1 ）=13.5 K=N(T-C)=250 這就是說地中海果蠅的發(fā)育起點(diǎn)溫度為13.5 ℃，

5、完成發(fā)育需要的有效積溫共250日度。,例2：玉米象在溫度為18 ℃，相對(duì)濕度70%和小麥含水量14.2%時(shí)，完成一個(gè)世代需要110.1天；而在溫度為30 ℃，相對(duì)濕度和小麥含水量與上述條件都相同的情況下，完成一個(gè)世代只需要28.4 天,求玉米象的發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫？ 玉米象的發(fā)育起點(diǎn)溫度： C= (N2T2 – N1T1 )/ (N2 - N1 ）=13.8 ℃ 玉米象的有效積溫： K=N(T-C

6、)=462.4日度,有效積溫法則在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用,（1）推測一種昆蟲的地理分布界線和在不同地區(qū)可能發(fā)生的的世代數(shù)。確定一種昆蟲完成一個(gè)時(shí)代的有效積溫（K），根據(jù)氣象資料，計(jì)算出某地對(duì)這種昆蟲全年有效積溫的總和（K1），兩者相比，便可以推測該地區(qū)1年內(nèi)可能發(fā)生的世代數(shù)（N）。,有效積溫（K）和發(fā)育起點(diǎn)溫度（C）決定后，可以推測一種昆蟲在不同地區(qū)可能發(fā)生的世代數(shù)，估計(jì)昆蟲在地理上可能分布的界限，預(yù)測害蟲的發(fā)生期等。,,N=K/K1

7、 如果N<1，意味著在該地全年有效積溫總和不能滿足該蟲完成一個(gè)世代的積溫，即該蟲1年內(nèi)不能完成一個(gè)世代。如果這種昆蟲是1年發(fā)生多個(gè)世代的昆蟲（不是多年發(fā)生一個(gè)世代的昆蟲），也將會(huì)成為地理分布的限制。例如：如果N=2，該蟲在當(dāng)?shù)?年可能發(fā)生2代；如果N=5.5，該蟲在當(dāng)?shù)?年內(nèi)可能發(fā)生五六代。,（2）預(yù)測和控制昆蟲的發(fā)育期 如已知一種昆蟲的發(fā)育起點(diǎn)溫度（C）和有效積溫（K），則可在預(yù)測氣溫（T）的基礎(chǔ)上預(yù)測

8、下一發(fā)育期的出現(xiàn)。同樣，可以調(diào)控昆蟲的飼養(yǎng)溫度，以便適時(shí)獲得需要的蟲期。,（3）有效積溫法則在預(yù)報(bào)預(yù)測害蟲中的應(yīng)用,預(yù)報(bào)預(yù)測儲(chǔ)糧害蟲的目的，在于及時(shí)發(fā)現(xiàn)害蟲，準(zhǔn)確地判斷害蟲的發(fā)展趨勢(shì)，以便選擇有利時(shí)機(jī)進(jìn)行治理，爭取用最小的代價(jià)取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。,⑴預(yù)測害蟲的發(fā)生期⑵推測一種害蟲在某地區(qū)一年發(fā)生的世代數(shù)⑶描出廣大地區(qū)某種害蟲的世代分布圖⑷益蟲的保存和利用,預(yù)測害蟲的發(fā)生期,例如6月5日在庫存的糧食中發(fā)現(xiàn)2頭（雌雄各一頭）剛羽化爬出

9、糧粒的玉米象成蟲，當(dāng)時(shí)倉內(nèi)平均溫度為19.0 ℃，利用有效積溫法則可知玉米象的發(fā)育起點(diǎn)溫度為13.8 ℃，有效積溫為462.4日度，根據(jù)N=K/(T-C)=88.9天就可以算出下一代玉米象的發(fā)生期。 根據(jù)玉米象的生物學(xué)特性，產(chǎn)卵后還得經(jīng)過88.9天，才能羽化出下一代成蟲。因此，上例中發(fā)現(xiàn)的玉米象成蟲得到9月7-8日才能出現(xiàn)下一代成蟲。,推測一種害蟲在某地區(qū)一年發(fā)生的世代數(shù),發(fā)生世代數(shù)=某地區(qū)一年的有效總積溫∕某蟲

10、 種完成一代所需要的有效積溫 上式只要確定了某蟲種完成一代所需的有效積溫和根據(jù)某地區(qū)的氣象資料，計(jì)算出的某地區(qū)該蟲種全年有效總積溫，便可以計(jì)算出該蟲種在該地區(qū)一年可能發(fā)生的世代數(shù)。,物候與物候期,物候(現(xiàn)象)（Phenological phenomenon）生物長期適應(yīng)于溫度條件的周期性變化，形成與此相適應(yīng)的生長發(fā)育節(jié)律植物的物候期（ phenophase）,A.D.Hopkins物候定律,在其他因素相同的條