農(nóng)業(yè)氣象學(xué)講義

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1、農(nóng)藝師職稱考試輔導(dǎo)講義 ?農(nóng)業(yè)氣象學(xué) 第一節(jié)? 黑龍江災(zāi)害性天氣與預(yù)防 一、霜凍與冷害 （一）霜凍 1．霜凍的概念 霜凍是指日平均氣溫高于0℃的溫暖時(shí)期，地面和作物體表面的溫度迅速降低到0℃以下，使作物遭受凍害或死亡的現(xiàn)象，是由于低溫造成的作物生理現(xiàn)象。一般霜凍出現(xiàn)在春末和秋初作物生長季節(jié)的夜晚和凌晨。 形成霜凍的原因：一是發(fā)生大寒潮時(shí)，冷空氣席卷的地區(qū)會(huì)劇烈降溫，這叫平流霜凍；第二種是輻射霜凍。在晴朗無風(fēng)的夜晚，由于地表或作物強(qiáng)烈地向外輻射散熱冷卻時(shí)，霜凍隨之而生；第三種叫平流輻射霜凍，它要在既有冷空氣，又有地表散熱作用時(shí)才發(fā)生。 霜與霜凍是兩個(gè)不同概念。霜是近地面水汽凝結(jié)

2、現(xiàn)象，出現(xiàn)霜時(shí)植物可能受凍也可能不受凍，而霜凍是氣溫陡降，引起植物遭受傷害的現(xiàn)象。 氣象上常以秋季最低氣溫降至0℃時(shí)作為霜凍指標(biāo)，它必須與作物的是否受傷害相聯(lián)系, 這是與霜的重要區(qū)別，群眾常以“白霜”、“黑霜”加以區(qū)別。 2．霜凍的危害 霜凍發(fā)生時(shí)，由于溫度過低，植物細(xì)胞間隙的水分結(jié)冰，這些冰不斷地從鄰近細(xì)胞中奪取水分從而導(dǎo)致原生質(zhì)膠體物質(zhì)的凝固，細(xì)胞死亡。最有害的是霜凍后植物受到陽光直接輻射，溫度迅速升高，蒸發(fā)加強(qiáng)，受凍細(xì)胞來不及從根系吸水導(dǎo)致受涼部位枯萎、死亡。作物受害程度因其品種、種類、器官的不同而異。繁殖器官（花和蕾）最不抗低溫，大多數(shù)情況下輕微或短時(shí)間的低溫（0～2℃）即可使之

3、受害。扁桃、杏桃的開花期在－3℃低溫即可產(chǎn)生危害。早春谷類和豆類能忍受短時(shí)間的－8～－10℃的霜凍。大豆、苘麻能耐－3～－5℃的霜凍。 3．霜凍的防御 防御霜凍的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施主要有：培育和選育抗霜凍能力強(qiáng)的品種；選擇適當(dāng)?shù)牟シN期；根據(jù)小氣候特征合理配置作物種類和品種。此外還可采用灌水法、熏煙法、人工煙霧法及覆蓋法等物理方法來進(jìn)行防御。 由于霜凍發(fā)生在農(nóng)作物生長期內(nèi)，并且霜凍發(fā)生時(shí)間的年際變化大，所以就限制了各地區(qū)熱量資源的充分利用。采取有效措施防止霜凍危害，提高生產(chǎn)效益的潛力是巨大的。 （二）冷害 1．冷害的概念 冷害系指溫度在0℃以上，有時(shí)甚至是在20℃左右時(shí)，引起農(nóng)作物的生育

4、期延遲，或使生殖器官的生理機(jī)能受到損害，造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)的一種氣象災(zāi)害。 2．冷害的類型與防御 2.1 延遲型冷害:作物生育期遇到較長時(shí)間的低溫，使作物生育期延遲，不能在初霜到來之前正常成 熟，而導(dǎo)致產(chǎn)量降低。 2.2 障礙型冷害:在作物生殖生長期，主要是孕穗期、抽穗開花期，遭受短時(shí)間低溫，使花器的生理機(jī)能受到破壞，造成穎花不育、結(jié)實(shí)率降低，收獲時(shí)空殼增多，導(dǎo)致減產(chǎn)。 2.3 混合型冷害:兩種冷害在同一生長季節(jié)中相繼再現(xiàn)或同時(shí)發(fā)生給作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成帶來危害。 2.4 冷害的防御：掌握低溫規(guī)律實(shí)行安全栽培（合理安排作物品種布局和種植比例,確定適宜播期、移栽期,以防冷害）；根據(jù)冷害

5、發(fā)生規(guī)律，選育耐冷、早熟、高產(chǎn)品種；采用綜合栽培技術(shù)防御低溫冷害；加強(qiáng)低溫冷害預(yù)報(bào)。 二、干旱與水澇 干旱是指在農(nóng)業(yè)技術(shù)水平不高的條件下，引起作物對(duì)水分的需求得不到滿足而使作物的生長受到抑制或死亡的氣象災(zāi)害。水澇是由于長期連陰雨或大而和暴雨，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量降水，形成巨大地表徑流，淹沒低洼地區(qū)或江河泛濫，淹沒大片土地，致使作物被淹死，造成歉收或失敗。旱澇的級(jí)別一般可分成不同等級(jí)，如旱、大旱、特大旱；澇、大澇、特大澇等。 三、冰雹 冰雹的發(fā)生通常山區(qū)多平原，降雹一般出現(xiàn)在 4~9月，并隨季節(jié)的變化逐漸向北推移。就一天來說，大部分地區(qū)降雹出現(xiàn)在午后到傍晚，以14~16時(shí)最為常見。雹擊地帶都

6、比較窄，一般呈寬幾米到幾千米，長20~30km的狹長地帶，故有“雹打一條線”之說。 四、大風(fēng)與龍卷風(fēng) 風(fēng)力大到足以危害人們的生產(chǎn)活動(dòng)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和日常生活的風(fēng)，稱為大風(fēng)。國家氣象臺(tái)規(guī)定，6級(jí)以上的風(fēng)稱為大風(fēng)。 大風(fēng)的危害：危害性大風(fēng)主要是由臺(tái)風(fēng)、寒潮大風(fēng)、雷暴大風(fēng)、龍卷風(fēng)等所造成。 第二節(jié) 農(nóng)業(yè)氣象要素光、熱、水對(duì)作物的影響 一、光對(duì)作物的影響 （一）光照強(qiáng)度對(duì)作物的影響 1．光飽和點(diǎn)與光補(bǔ)償點(diǎn) 光飽和點(diǎn) 光合作用達(dá)到最強(qiáng)的光照強(qiáng)度。 光補(bǔ)償點(diǎn) 當(dāng)光照強(qiáng)度減弱到一定程度以后，使制造與消耗的有機(jī)物質(zhì)平衡時(shí)的光照強(qiáng)度。 2．光照強(qiáng)度與作物 在光飽和點(diǎn)之內(nèi)，光合作用隨著光照強(qiáng)度

7、的增加而增加。光照強(qiáng)度超過光飽和點(diǎn)時(shí)，光合作用下降，導(dǎo)致葉綠素分解，造成灼傷死亡。光照不足，使作物生長風(fēng)與不良，莖稈伸長，株體細(xì)弱，易發(fā)生倒伏，低于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)死亡。 （二）光照時(shí)間對(duì)作物的影響 1．光照時(shí)間與作物 光照時(shí)間是指當(dāng)?shù)貜娜粘龅饺章鋾r(shí)間，以小時(shí)為單位。根據(jù)光照時(shí)間的長短和開花結(jié)實(shí)的關(guān)系，把作物分為長日照、短日照和中性作物。 長日照作物：只有在光照時(shí)間長于某一數(shù)值時(shí)才能開花，短于這一數(shù)值則不能正常開花的植物。如麥類、油菜、胡蘿卜、亞麻、甜菜、豌豆、馬鈴薯等屬此類。 短日照作物：只有在光照時(shí)間短于某一數(shù)值時(shí)才能開花，長于這一數(shù)值則不能正常開花的植物。如玉米、大豆、水稻、高粱、谷

8、子、向日葵等屬此類。 日中性作物：無論關(guān)照時(shí)間長短，均能正常開花結(jié)實(shí)的作物。如蕎麥、黃瓜、番茄等。 2．光照時(shí)間與引種 （1） 對(duì)短日照作物 南方品種北引：由于北方生長季內(nèi)日照時(shí)間長，將使作物生育期延長，嚴(yán)重的甚至不能抽穗與開花結(jié)實(shí)，為使其能及時(shí)成熟，宜引用較早熟的品種或感光性較弱的品種； 北方品種南引：由于南方春夏生長季內(nèi)日照時(shí)間較短，使作物加速發(fā)育，縮短生育期，如生育期縮的太短，過多地影響了營養(yǎng)體的生長，將影響作物產(chǎn)量。為使向南引種保持高產(chǎn)，宜選用晚熟與感光性弱的品種，或調(diào)整播種期，以便在季節(jié)上利用南方相對(duì)較長的日照。 （2） 對(duì)長日照作物 北方品種南引，由于日照時(shí)間短將延遲

9、發(fā)育與成熟。南方品種北引反之。此類品種引種困難較小。因?yàn)槿绮豢紤]地勢(shì)影響，我國一般南方比北方溫度高，長日照作物由北南引，溫度高使之加快發(fā)育，光照短使之延遲發(fā)育，光溫對(duì)發(fā)育速度的影響有“互相抵償”的作用，南種北引類似。 反之，短日照作物之南北引種，光溫對(duì)發(fā)育速度之影響有“互相疊加”的作用，因而增加了南北引種的困難。 （三）提高光能利用率的途徑 1．光能利用率 光能利用率一般是指單位土地面積上，農(nóng)作物通過光合作用所產(chǎn)生的有機(jī)物中所含的能量，與這塊土地所接受的太陽能的比。理論計(jì)算值：一般可達(dá)6.0～8.0%，而實(shí)際生產(chǎn)中僅為0.5～1.0%，最大可達(dá)2%。黑龍江省還不到1%，如果提高到1%，

10、則作物產(chǎn)量將成倍增長。 2．提高光能利用率的途徑 一是改變農(nóng)作物種植制度和種植方式。這里主要包括作物間作、套種和復(fù)種。二是培育高光效作物品種。選育光合作用能力強(qiáng)、呼吸消耗低，葉面積適當(dāng)、株型和葉型合理、適合高密度種植不倒伏的品種。三是采用合理的栽培技術(shù)措施。使作物形成合理的空間結(jié)構(gòu)，增加對(duì)太陽光能的吸收部分，減少反射、透射的部分，減小頂層光強(qiáng)超過飽和和下層光強(qiáng)不足的矛盾。四是提高葉綠素的光合效能。比如，利用人造光源補(bǔ)充田間光照，可提高光合效能，還可以通過調(diào)節(jié)播種時(shí)間，改變光照時(shí)段，也能影響作物的開花和結(jié)實(shí)時(shí)間，有效地增加產(chǎn)量。 二、溫度對(duì)作物的影響 1．作物生長的基點(diǎn)溫度 三基點(diǎn)溫度

11、是作物生命活動(dòng)過程的最適溫度，最低溫度和最高溫度的總稱。在最適溫度下，作物生長發(fā)育迅速而良好；在最高和最低溫度下，作物停止生長發(fā)育，但仍能維持生命。如果繼續(xù)升高或降低，就會(huì)對(duì)作物產(chǎn)生不同程度的危害，直至死亡。三基點(diǎn)溫度是最基本的溫度指標(biāo)，它在確定溫度的有效性、作物種植季節(jié)與分布區(qū)域，計(jì)算作物生長發(fā)育速度、光合潛力與產(chǎn)量潛力等方面，都得到廣泛應(yīng)用。 2．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的界限溫度 對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有指示或臨界意義的溫度稱農(nóng)業(yè)界限溫度。穩(wěn)定通過0℃、5℃、10℃、15℃和20℃等界限溫度的初終日期、持續(xù)期及積溫是常用的具有普遍農(nóng)業(yè)意義的熱量指標(biāo)系統(tǒng)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起指導(dǎo)作用，在農(nóng)業(yè)氣候資源調(diào)查和區(qū)劃中可作為分

12、析熱資源的基本依椐。 在春季，日平均氣溫穩(wěn)定通過0℃，表示土壤解凍，積雪融化，田間耕作等作業(yè)開始。秋季日平均氣溫穩(wěn)定通過0℃，表示土壤結(jié)凍，田間耕作停止。日平均氣溫大于0℃的持續(xù)期稱為農(nóng)耕期，可代表一個(gè)地區(qū)廣義的可能生長期或生長季。 溫帶地區(qū)，春秋兩季日平均氣溫穩(wěn)定通過5℃的日期與多數(shù)作物和果樹恢復(fù)或停止生長的日期相符。我們將日平均氣溫在5℃以上的持續(xù)期稱為植物的生長期。日平均氣溫穩(wěn)定通過10℃的初日常作為喜溫作物開始播種和生長的臨界溫度．10℃以上持續(xù)期稱為喜溫作物生長期或作物活躍生長期。10℃以上積溫可用來評(píng)價(jià)熱資源對(duì)喜溫作物的滿足程度。日平均氣溫穩(wěn)定通過15℃的初日是喜溫作物開始積極生長的日期。故將日平均氣溫高于15℃的持續(xù)期稱為喜溫作物活躍生長期，也是茶葉采摘期和喜溫作物安全生長期。日平均氣溫穩(wěn)定通過20℃的起始日期正是水稻分蘗迅速增長的開始和雙季稻的安全齊穗期，玉米、高粱的安全灌漿成熟期。20℃是喜溫作物光合作用最適溫度的下限。 3．積溫 積溫的概念：高于生物學(xué)最低溫度的日平均溫度，稱為活動(dòng)溫度。作物的某一個(gè)發(fā)育期或全部生育期中活動(dòng)溫度的總和，稱為活動(dòng)積溫。 活動(dòng)溫度與生物學(xué)最低溫度之差，稱為有效溫度。作物在某一發(fā)育期或全部生育期中有效溫度的總和，稱為有效積溫。不同的作物及同種作物的不同品種所需的積溫是不同的。