農(nóng)業(yè)氣象學講義

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1、農(nóng)藝師職稱考試輔導講義 ?農(nóng)業(yè)氣象學 第一節(jié)? 黑龍江災害性天氣與預防 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，冷空氣席卷的地區(qū)會劇烈降溫，這叫平流霜凍；第二種是輻射霜凍。在晴朗無風的夜晚，由于地表或作物強烈地向外輻射散熱冷卻時，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才發(fā)生。 霜與霜凍是兩個不同概念。霜是近地面水汽凝結(jié)

2、現(xiàn)象，出現(xiàn)霜時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℃時作為霜凍指標，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，由于溫度過低，植物細胞間隙的水分結(jié)冰，這些冰不斷地從鄰近細胞中奪取水分從而導致原生質(zhì)膠體物質(zhì)的凝固，細胞死亡。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，受凍細胞來不及從根系吸水導致受涼部位枯萎、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)技術措施主要有：培育和選育抗霜凍能力強的品種；選擇適當?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，有時甚至是在20℃左右時，引起農(nóng)作物的生育

4、期延遲，或使生殖器官的生理機能受到損害，造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)的一種氣象災害。 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，遭受短時間低溫，使花器的生理機能受到破壞，造成穎花不育、結(jié)實率降低，收獲時空殼增多，導致減產(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；采用綜合栽培技術防御低溫冷害；加強低溫冷害預報。 二、干旱與水澇 干旱是指在農(nóng)業(yè)技術水平不高的條件下，引起作物對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害。水澇是由于長期連陰雨或大而和暴雨，短時間內(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。旱澇的級別一般可分成不同等級，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、大風與龍卷風 風力大到足以危害人們的生產(chǎn)活動、經(jīng)濟建設和日常生活的風，稱為大風。國家氣象臺規(guī)定，6級以上的風稱為大風。 大風的危害：危害性大風主要是由臺風、寒潮大風、雷暴大風、龍卷風等所造成。 第二節(jié) 農(nóng)業(yè)氣象要素光、熱、水對作物的影響 一、光對作物的影響 （一）光照強度對作物的影響 1．光飽和點與光補償點 光飽和點 光合作用達到最強的光照強度。 光補償點 當光照強度減弱到一定程度以后，使制造與消耗的有機物質(zhì)平衡時的光照強度。 2．光照強度與作物 在光飽和點之內(nèi)，光合作用隨著光照強度

7、的增加而增加。光照強度超過光飽和點時，光合作用下降，導致葉綠素分解，造成灼傷死亡。光照不足，使作物生長風與不良，莖稈伸長，株體細弱，易發(fā)生倒伏，低于光補償點時死亡。 （二）光照時間對作物的影響 1．光照時間與作物 光照時間是指當?shù)貜娜粘龅饺章鋾r間，以小時為單位。根據(jù)光照時間的長短和開花結(jié)實的關系，把作物分為長日照、短日照和中性作物。 長日照作物：只有在光照時間長于某一數(shù)值時才能開花，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：只有在光照時間短于某一數(shù)值時才能開花，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：無論關照時間長短，均能正常開花結(jié)實的作物。如蕎麥、黃瓜、番茄等。 2．光照時間與引種 （1） 對短日照作物 南方品種北引：由于北方生長季內(nèi)日照時間長，將使作物生育期延長，嚴重的甚至不能抽穗與開花結(jié)實，為使其能及時成熟，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)上利用南方相對較長的日照。 （2） 對長日照作物 北方品種南引，由于日照時間短將延遲

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。因為如不考慮地勢影響，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)生的有機物中所含的能量，與這塊土地所接受的太陽能的比。理論計算值：一般可達6.0～8.0%，而實際生產(chǎn)中僅為0.5～1.0%，最大可達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、套種和復種。二是培育高光效作物品種。選育光合作用能力強、呼吸消耗低，葉面積適當、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措施。使作物形成合理的空間結(jié)構，增加對太陽光能的吸收部分，減少反射、透射的部分，減小頂層光強超過飽和和下層光強不足的矛盾。四是提高葉綠素的光合效能。比如，利用人造光源補充田間光照，可提高光合效能，還可以通過調(diào)節(jié)播種時間，改變光照時段，也能影響作物的開花和結(jié)實時間，有效地增加產(chǎn)量。 二、溫度對作物的影響 1．作物生長的基點溫度 三基點溫度

11、是作物生命活動過程的最適溫度，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，就會對作物產(chǎn)生不同程度的危害，直至死亡。三基點溫度是最基本的溫度指標，它在確定溫度的有效性、作物種植季節(jié)與分布區(qū)域，計算作物生長發(fā)育速度、光合潛力與產(chǎn)量潛力等方面，都得到廣泛應用。 2．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的界限溫度 對農(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)意義的熱量指標系統(tǒng)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起指導作用，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℃以上積溫可用來評價熱資源對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：高于生物學最低溫度的日平均溫度，稱為活動溫度。作物的某一個發(fā)育期或全部生育期中活動溫度的總和，稱為活動積溫。 活動溫度與生物學最低溫度之差，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。