農(nóng)業(yè)氣象學(xué)原理

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1、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)原理 第一章 緒論 1 生物有機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成 生物體的全部生命過程，既存在它內(nèi)部生命活動(dòng)的矛盾，出存在它與外界自然環(huán)境的矛盾， 這些矛盾構(gòu)成一個(gè)辯證的統(tǒng)一整體，生物體的生命活動(dòng)就是這些矛盾作用下的結(jié)果。 生物有機(jī)體發(fā)展的內(nèi)因充滿著各種矛盾， 同化和異化則是基本矛盾， 貫穿于生命活動(dòng)的始終。 生物有機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育的外因也是一個(gè)復(fù)雜的外部矛盾的總體， 既有不同的外界自然因子如土 壤、氣候、 地形地勢(shì)等與生物有機(jī)體的矛盾， 又有外界人為因素如農(nóng)業(yè)措施，社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件 條件等與其生育的矛盾， 外部矛盾是生物體發(fā)展的條件， 它和內(nèi)部矛盾一起， 影響生物體發(fā) 展的進(jìn)程，參與決定生物體發(fā)

2、展的性質(zhì)和方向。 2、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件 在影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的外界自然環(huán)境的諸因子中， 氣象因子是十分重要的， 它是動(dòng)植物生活所必 需的基本因子。 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)特點(diǎn)是地域性和季節(jié)性都很強(qiáng)，發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，必須“因時(shí)因地制宜” ，所 謂時(shí)，實(shí)際是指氣象條件，說明氣象條件對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要意義。 我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)良傳統(tǒng)之一， 就是推行精耕細(xì)作技術(shù)體系， 這也是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一個(gè)顯著 特點(diǎn)。 3、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的定義 農(nóng)業(yè)氣象學(xué)是研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件的相互關(guān)系及其規(guī)律的科學(xué)， 它是根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需 要，運(yùn)用農(nóng)學(xué)和氣象科學(xué)技術(shù)來不斷揭示和解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)業(yè)氣象問題， 以謀求合理利 用氣候資源戰(zhàn)勝不利

3、氣象因素，促使農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)用性學(xué)科。 農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的研究對(duì)象不能單指生物體及其生產(chǎn)過程，也不能單指生物體所處的氣象環(huán)境， 而是生物體與氣象條件兩者相互作用的規(guī)律及其影響， 一方面研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)氣象條件的要 求和反應(yīng)， 氣象條件對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響； 同時(shí)，另一方面也研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)氣象條件的影響。 4、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的主要內(nèi)容大體可歸納為以下幾個(gè)方面 （一） 農(nóng)業(yè)氣象基本方法與理論的研究 （二） 農(nóng)業(yè)小氣候研究 （三） 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害規(guī)律及防御措施的研究 （四） 農(nóng)業(yè)氣候資源分析及其開發(fā)利用研究 （五） 農(nóng)業(yè)氣象情報(bào)、預(yù)報(bào)方法研究與服務(wù) （六） 因地制宜開展專業(yè)氣象研究和服務(wù) 第二章 太陽

4、輻射與農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 1、 光是生物體生命活動(dòng)的能量源泉 到達(dá)地球上的太陽輻射就其最主要的作用而言是產(chǎn)生光合效應(yīng)、 熱效應(yīng)和光的形態(tài) 效應(yīng)。西曼等認(rèn)為地球生物圈內(nèi)的光輻射的生物學(xué)效應(yīng)可分為： （ 1） 有機(jī)物質(zhì)的組成，其中包括光合作用，維生素 D 和花青甙的形成； （ 2） 物質(zhì)輸送，其中包括染色、紅斑病的形成和殺菌作用 （ 3） 刺激作用，其中包括光周期現(xiàn)象、向光性、趨光性、感光性、光發(fā)芽 和暗發(fā)芽，光形態(tài)形成以及葉脈與分泌腺的刺激作用。 2、 植物單葉的光學(xué)特性 （－） 葉片對(duì)光的反射、透射和吸收 投射于葉面的太陽輻射可分反射、 吸收和透射三部分， 反射由外反射和內(nèi)反射兩部 分構(gòu)成，

5、 外反射是葉片表皮層與空氣的界面所發(fā)生的反射現(xiàn)象， 內(nèi)投射是反射到葉 R，透射率T和吸收率A有如 子內(nèi)部，又從投射一側(cè)返回空氣中的輻射。反射率 下關(guān)系：R+ T + A = 1 所謂透光率，就是農(nóng)田中各高度的照度與農(nóng)田上方 （對(duì)照點(diǎn)） 照度的比值，常用小 數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示，也稱相對(duì)照度。 太陽光能中的可見光、 紅外線和紫外線到達(dá)地面上的比例雖因季節(jié)、 緯度、 地勢(shì)和 氣象條件等而有不同，但大體上可見光約占 45－ 55%，紅外線 50－60%，紫外線 僅占 0－ 5%。 植株葉子在吸收太陽光后能量平衡的粗略計(jì)算 （1 ）、能量用于光合作用 （2）、能量用于葉子向周圍環(huán)境散熱 （

6、3）、余下的能量轉(zhuǎn)化為熱能，可使 623－640 克的水分蒸騰，并在光合作用中形 成約 1 克干物質(zhì)。 粗略地說，光合有效輻射約占太陽總輻射的 50%。 3、植物的光周期現(xiàn)象 光周期現(xiàn)象是指植物生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)晝夜長(zhǎng)短的不同反應(yīng)， 即白天光照和夜晚黑暗的交替與它們 的持續(xù)時(shí)間對(duì)植物開花有很大的影響，稱為光周期現(xiàn)象。 自然界中很多植物的開花對(duì)光照長(zhǎng)度非常敏感， 有的只有在光照長(zhǎng)度超過一個(gè)臨界值 （臨界 光長(zhǎng)） 時(shí)開花， 否則停留在營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，這類植物稱為長(zhǎng)日性植物， 有的植物只在光照長(zhǎng)度短 于一定臨界值時(shí)開花， 這類植物稱為短日性植物。 中日性植物是指當(dāng)晝夜長(zhǎng)短的比例接近于 相等時(shí)才能開花的植

7、物。 中間型植物是指開花受光長(zhǎng)的影響較小， 只要其它條件適合， 在不 同的光長(zhǎng)下都能開花。 植物分成短日或長(zhǎng)日性類型， 需要有一個(gè)客觀的光照時(shí)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)， 長(zhǎng)日性植物光長(zhǎng)不能短于這 個(gè)界限長(zhǎng)度，而短日性植物相反，不能長(zhǎng)于這個(gè)界限長(zhǎng)度，短于或長(zhǎng)于這個(gè)長(zhǎng)度， 短日性植 物都不能開花結(jié)實(shí)，而始終保持營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)狀態(tài)，這個(gè)界限長(zhǎng)度即為臨界光照長(zhǎng)度。 4、 光照強(qiáng)度及其對(duì)植物的影響 光飽和現(xiàn)象： 在一定的光照強(qiáng)度范圍內(nèi)， 并在植物生長(zhǎng)適宜的外界條件下， 光合強(qiáng) 度隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增強(qiáng)， 當(dāng)光強(qiáng)超過一定限度時(shí)， 光強(qiáng)再增大， 光合強(qiáng)度并 不相應(yīng)增強(qiáng)， 它以一個(gè)最高值為漸近線而不再上升， 這種現(xiàn)象稱為光飽

8、和現(xiàn)象， 光 －光合作用曲線大體呈雙曲線型。 5、 光飽和點(diǎn)：光強(qiáng)增強(qiáng)時(shí)，光合量也增加。光強(qiáng)達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，光合量不再增 加，這種現(xiàn)象如前所述，稱為光飽和現(xiàn)象，這個(gè)光的臨界點(diǎn)稱為光飽和點(diǎn)。 6、 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)值稱為補(bǔ)償點(diǎn)，在這一光強(qiáng)下， 光合作用制造的產(chǎn)物與呼吸作用消耗的產(chǎn)物相等，在光補(bǔ)償點(diǎn)以上，植物的光 合作用超過呼吸作用，可以積累有機(jī)物質(zhì)，在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，植物的呼吸作用 超過光合作用，此時(shí)非但不能積累有機(jī)物質(zhì)，反而要消耗貯存的有機(jī)物質(zhì)，如 長(zhǎng)時(shí)期在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，植物將逐漸枯黃以至死亡。 .對(duì)于水稻、小麥等 C3 植物，光飽和點(diǎn)為 3－ 5萬勒克斯， C4

9、植物的光飽和點(diǎn)一般 比 C3 植物高。 .作物群體的光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)均較單葉為高。 .光照量度就是每晝夜植物所獲得的光照能量的總和。 .到達(dá)地球表面的太陽輻射大致分為三部分，紫外輻射、可見光及紅外輻射。 7、 可見光各個(gè)波段的作用 真正對(duì)有機(jī)物合成和產(chǎn)量有實(shí)際意義的， 只是 400 － 700nm 范圍內(nèi)的光，即光合有 效輻射，其中最有效的部分為紅橙光和藍(lán)紫光。藍(lán)紫光部分為 400－510nm 之間。 這是一個(gè)強(qiáng)的葉綠素吸收帶和強(qiáng)的黃色素吸收帶，它的效率雖只及紅橙光的一半， 但對(duì)于植物的化學(xué)成分有強(qiáng)烈的影響，能促進(jìn)蛋白質(zhì)和脂肪的合成和數(shù)量增加。 8、 紅外線對(duì)植物的影響 紅外

10、線可分為近紅外輻射和遠(yuǎn)紅外輻射， 兩者對(duì)植物的影響不同， 波長(zhǎng)大于 1000nm 的輻射為遠(yuǎn)紅外輻射， 對(duì)于植物無特殊效應(yīng)， 一旦被植物吸收 ，即轉(zhuǎn)換成熱能而 不參加光化學(xué)反應(yīng)過程，波長(zhǎng)在 1000－ 710nm 之間的輻射是近紅外輻射，它是一 個(gè)對(duì)于植物具有特殊作用的光譜帶， 雖然伸長(zhǎng)效應(yīng)的光譜區(qū)并不準(zhǔn)確地符合此帶的 范圍，但人們已經(jīng)肯定了這個(gè)光譜帶的輻射能量對(duì)于植物的伸長(zhǎng)效應(yīng)。 9、 光能利用率的概念與計(jì)算 光能利用率是投身到作物表層的太陽光能或光合有交輻射能被植物轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 的比率。 10、 影響光能利用率的因素 影響植物群體的光能利用率的因子，主要有光合面積、光合時(shí)間和光合能

11、力。 （光合面積主要指葉面積） 。 要使群體有最大的光能利用率，就應(yīng)求出最適葉面積系數(shù)值，大豆的最適葉面 積系數(shù)約為 3.2，玉米約為 5.0，小麥約為 6.0－ 8.8，水稻約為 4.0－7.0。 11、 光合時(shí)間：是指作物在整個(gè)生育期間或在全年中利用太陽光能進(jìn)行光合作 用的時(shí)間。適當(dāng)延長(zhǎng)植物的光合時(shí)間，可以增加體內(nèi)有機(jī)物質(zhì)的積累而提高產(chǎn) 量，為了延長(zhǎng)光合時(shí)間 ，農(nóng)業(yè)栽培管理主要從兩方面入手，一是延長(zhǎng)葉片的 壽命，即延長(zhǎng)葉片的功能期，防止葉片早衰， （對(duì)禾谷類作物來說，每張葉片 特別是近穗葉片的壽命長(zhǎng)短對(duì)籽粒產(chǎn)量有極為重要的作用， 二是適當(dāng)延長(zhǎng)植物 的生長(zhǎng)期，（我國的間作套種是增加光合

12、面積，延長(zhǎng)光合時(shí)間，從而提高光合 效率的有效措施。 12、 光合能力：當(dāng)植物的環(huán)境因素處于最佳狀態(tài)（包括大氣中 CO2 的深度為 正常含量）時(shí)，植物的最大凈光合作用速率稱為光合能力。于滬寧等人在威廉 和約瑟夫提出光合生產(chǎn)圖解模式的基礎(chǔ)上將光合生產(chǎn)的過程分為三個(gè)階段來 剖析，并提出了各階段限制因素。 第一個(gè)階段是能源和原料的輸送階段，光及 CO2 通過輻射及擴(kuò)散，進(jìn)入植物層直 達(dá)葉綠素內(nèi)的光合作用反應(yīng)中心， 并進(jìn)行再分配； 第二個(gè)階段是能量轉(zhuǎn)化階段， 無 機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物， 光能轉(zhuǎn)化為生物化學(xué)潛能； 第三個(gè)階段是生物化學(xué)階段， 葉子 中初步合成的碳水化合物用于生長(zhǎng)發(fā)育和轉(zhuǎn)送到其它器官貯藏，

13、 或轉(zhuǎn)化為還原程度 更高的化合物。此外，光合作用也依賴于溫度、水分等其它外界因子，所以，設(shè)法 改善這些生境條件，也能提高植物的光能利用率。 ?各類植物光合作用的最適溫度范圍不同， C4植物凈光合作用的最適溫度在 30 C以 上， C3 植物的凈光合作用的最適溫度則較低，陽性植物的凈光合作用最適溫度為 20- 30 C,耐蔭植物比陽性植物為低，一般為 10-20 C。 13、 光能利用率的提高 14、 （一）、增加植物對(duì)太陽能的吸收比例，減少透射，反射和漏射損失。 （1）、增加群體中光合作用面積，即增加吸收太陽光能的葉面積。合理密植是 充分利用光能、空間、地力、提高植物光能利用密度率的

14、重要措施，合理密植 的關(guān)鍵是栽培密度要合理，既要有一個(gè)較大的葉面積系數(shù)，但又不能過大。 （2）、造成群體中多層立體配置 （二）、增加農(nóng)作物生長(zhǎng)的日數(shù)，高效地利用全年太陽能進(jìn)行光合生產(chǎn)，間作 套種能充分利用時(shí)間和空間，使田間作物始終有旺盛的群體，保持較高的光能 利用率，間作套種也提高了復(fù)種指數(shù)，延長(zhǎng)了生長(zhǎng)季節(jié)，較充分地利用了各種 資源，從而提高了光能與土地利用率。間作套種還把單作的間歇用光變?yōu)樘鬃?的延續(xù)交替用光，生長(zhǎng)了群體的光合時(shí)間，同時(shí)加大了總體光合面積。 （三）、改善水、肥、熱、氣等外界條件，增加光合能力 （四）、減少呼吸消耗，增加凈光合生產(chǎn)率 抑制光呼吸就能減少 C02的釋放，大

15、大提高光合強(qiáng)度，增加干物質(zhì)積累，另外, 防止病蟲等危害，也是減少光合產(chǎn)物消耗的重要措施。 （五）、提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)， 禾谷類作物經(jīng)濟(jì)系數(shù)大多為 0.3 — 0.4，高的可達(dá)0.5，通過育種和先進(jìn)栽培措 施，經(jīng)濟(jì)系數(shù)可以提高。 從上述五個(gè)方面來看，農(nóng)作物產(chǎn)量實(shí)際等于： ｛（光合面積*光合能力*光合時(shí) 間）-消耗｝*經(jīng)濟(jì)系數(shù)?？煞Q之為光合性能，它是決定農(nóng)作物產(chǎn)量高低和光 能利用率大小的關(guān)鍵。 總之，光是植物生產(chǎn)有機(jī)物的能源，農(nóng)、林、牧業(yè)生產(chǎn)的各種產(chǎn)品都是太陽潛 能的表現(xiàn)形態(tài)，提高植物的光能利用率，可以發(fā)揮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的極大增產(chǎn)潛力。 第三章 熱量條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 1、 溫度表示熱量的物理學(xué)基礎(chǔ)

16、首先， 根據(jù)熱力學(xué)原理， 熱量是傳遞著的能量， 溫度是決定一個(gè)系統(tǒng)是否與其它系統(tǒng)處 于熱平衡的客觀標(biāo)志， 其特征在于一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度， 亦即溫度 是系統(tǒng)本身內(nèi)部熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特征反映， 因此， 溫度的高低可反映了熱量的水平， 而溫 度的也為熱量的測(cè)量和用溫標(biāo)表示提供了可能。 其次， 在反映地方氣候條件時(shí)， 用溫度 比用熱量具有更大的優(yōu)越性， 因?yàn)闇囟燃葲Q定于輻射熱的大小， 還決定于下墊面的條件 及其它的物理和非物理特性， 它是一個(gè)受綜合影響的度量指標(biāo)。 每三， 植物生化反應(yīng)的 速率與溫度的關(guān)系比用 “焦耳” 表示的關(guān)系更為密切， 因?yàn)樯磻?yīng)速率主要決定于活 化分子的數(shù)

17、目（濃度） ，而不是決定于反應(yīng)物質(zhì)的平均動(dòng)能的變化，活化分子數(shù)目的變 化則主要依賴于溫度的高低。 第四， 和表示熱量的其他物理量相比， 溫度的測(cè)量方法最 為簡(jiǎn)單，儀器普通，易于普及等，為用溫度表示熱量提供了方便。 2、 溫度的農(nóng)業(yè)意義 溫度作為熱量條件的標(biāo)志， 對(duì)生物體的影響是多方面的， 它影響其生理生態(tài)特性， 分布、 同化、呼吸及其蒸騰等各生理過程，生長(zhǎng)發(fā)育與產(chǎn)量形成以及產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量等等。 根據(jù)溫度對(duì)作物生理生態(tài)特性的影響及作物對(duì)溫度的要求， 可把作物分為喜溫作物和耐 寒作物， 前者指生長(zhǎng)發(fā)育的起點(diǎn)溫度與全生育期中所要求的溫度都比較高， 后者指生長(zhǎng) 發(fā)育的起點(diǎn)與全生育期中所要求的

18、溫度相對(duì)較低。 根據(jù)溫度尋植物分布的影響及植物對(duì) 溫度的適應(yīng)性，也可把植物分成廣溫植物（植物生長(zhǎng)要求的溫度范圍較寬，分布較廣） 和窄溫植物（植物的生活對(duì)溫度條件要求嚴(yán)格，分布范圍也較窄） 。溫度除直接影響作 物的生長(zhǎng)發(fā)育外，還通過影響農(nóng)業(yè)環(huán)境中的其它因子（如水分、土壤等） 間接地影響作 物的發(fā)育，溫度條件還是作物病蟲發(fā)生、發(fā)展以至蔓延的基本條件之一。 人從溫度的物理學(xué)意義出發(fā)， 系統(tǒng)本身是決定溫度水平高低的條件之一， 因此， 土壤溫 度、動(dòng)植物體溫及水溫在研究溫度對(duì)農(nóng)業(yè)生物的影響及其間關(guān)系時(shí)有著特殊的意義。 3、 土壤溫度的農(nóng)業(yè)意義 土壤溫度對(duì)于在土壤中以及在鄰近氣層中所出現(xiàn)的各種過

19、程和現(xiàn)象都產(chǎn)生影響， 自然也 影響到農(nóng)業(yè)生物的生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)境及其生命活動(dòng)。 地溫對(duì)作物整個(gè)生育期都有一定影響， 而且前期影響大于氣溫， 在氣溫低而又不至于危 害作物正常發(fā)育的情況下， 增加地溫對(duì)促進(jìn)作物生長(zhǎng)是十分有利的。 地溫對(duì)作物的影響 包括對(duì)地上部和根系的生長(zhǎng)量， 種子的萌發(fā)與幼苗的生長(zhǎng)， 作物的安全越冬， 作物光合 作用， 作物對(duì)水分及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收與輸送以及土壤中有效養(yǎng)分的變化等等影響。 土壤 溫度不太高時(shí)， 對(duì)根系生長(zhǎng)比較有利， 種子發(fā)芽， 出苗以及幼苗的生長(zhǎng)與土壤溫度的關(guān) 系最為密切， 土壤溫為對(duì)植物塊根、 塊莖及其它作物產(chǎn)量影響很大， 在土壤水分充足的 條件下， 土壤上層分蘗節(jié)處

20、的溫度是影響分蘗強(qiáng)度的主要因素。 此外， 土壤溫度還影響 根的吸水量，農(nóng)田C02的釋放量，以及通過影響作物吸水而影響氣孔阻力和限制作物的 光合作用。 4、 生物體體溫的農(nóng)業(yè)意義 生物體體溫與其周圍環(huán)境溫度并不一致， 體溫才是真正影響生物體生命活動(dòng)的。 作物的 一切生理活動(dòng)除受環(huán)境影響外， 還決定植株本身的熱量收支， 熱傳導(dǎo)和蒸騰作用等， 而 葉溫與作物的光合、 呼吸、蒸騰及極端溫度對(duì)作物的危害等都有直接關(guān)系， 因而用葉溫 表示作物的溫度狀況更為客觀。 5、 溫度強(qiáng)度及其對(duì)農(nóng)業(yè)生物的影響 一、農(nóng)業(yè)生物生命活動(dòng)的基本溫度 （一） 、三基點(diǎn)溫度與受害、致死溫度：不論對(duì)于哪種溫度，僅就其生理

21、過程來說，都 有三個(gè)基本點(diǎn)，即通常所說的三基點(diǎn)溫度，最低溫度、最適溫度、和最高溫度?；蚍Q為 下限溫度， 最適溫度、上限溫度。對(duì)于作物的生長(zhǎng)，下限溫度是指在一定低溫影響的一 定時(shí)間內(nèi)， 作物不能繼續(xù)生長(zhǎng)， 最適溫度是指生長(zhǎng)最適宜的溫度， 上限溫度是指作物處 于一定高溫的一定時(shí)間內(nèi)，不能繼續(xù)生長(zhǎng)，但也不受傷害的溫度。 就某一項(xiàng)生理過程而言， 也有三基點(diǎn)溫度。 作物光合作用和呼吸作用就存在三基點(diǎn)溫度， 一般地說，光合作用的最低溫度為 0— 5 C,最適溫度為20 — 25 C,最高溫度為40 — 50 C, 對(duì)呼吸作用，則分別為一10C、36 — 40C、50C。不同作物及品種，作物的光合與呼吸

22、作用的三基點(diǎn)溫度也有變化，而，光照強(qiáng)度、 CO2濃度，土壤水分含量以及農(nóng)業(yè)技術(shù)措 施等都會(huì)影響三基點(diǎn)溫度值的大小。 如果溫度高于上限溫度或低于下限溫度， 作物就會(huì)逐漸受到不同程度的危害， 此時(shí)稱為 受害高溫或受害低溫， 溫度進(jìn)一步升高或降低， 則會(huì)使作物受害致死， 稱為致死高溫或 致死低溫，結(jié)合上面所講的三基點(diǎn)溫度，這就是通常所說的五基點(diǎn)溫度或七基點(diǎn)溫度。 （二） 、有效溫度與溫度的有效性 從農(nóng)業(yè)生物存在三基點(diǎn)溫度的事實(shí)出發(fā)， 就產(chǎn)生有效溫度與無效溫度的概念。 農(nóng)業(yè)氣象 學(xué)通常把生物生命活動(dòng)或生長(zhǎng)發(fā)育的下限溫度稱為各自相應(yīng)的生物學(xué)下限溫度 （或生物 學(xué)零度，并以B表示），當(dāng)日平均氣溫

23、在 B值以上（或以下）時(shí)，則該溫度就是有效（或 無效的）。故可以認(rèn)為低于 B值的日平均溫度為無效溫度，當(dāng)日平均溫度在 B值以上， 則該溫度為活動(dòng)溫度，活動(dòng)溫度中扣除 B值以下，上限溫度（C值）以上的溫度而余下 的溫度為有效溫度。 （三）、界限溫度的農(nóng)業(yè)意義 農(nóng)作物生命活動(dòng)的另一個(gè)基本溫度是農(nóng)業(yè)界限溫度， 又叫指標(biāo)溫度。 它表明某些重要物 候現(xiàn)象或農(nóng)事活動(dòng)開始終止的溫度，所謂“界限” ，完全是從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和氣象條件的關(guān) 系上劃定的，農(nóng)業(yè)氣候上常用的界限溫度（日平均溫度穩(wěn)定通過日期） ：0C、3— 5C、 10C、15C、20C。 6、 溫度條件與作物引種 （ 1）、北種南引（或高山引向

24、平原）比南種北移（或平原引向高山）容易成功。 （ 2）、草本植物比木本植物容易引種成功， 一年生植物比多年生植物容易引種成功， 落 葉植物比常綠植物容易引種成功。 （ 3）、溫度條件對(duì)植物生長(zhǎng)的作用在一定程度上是相對(duì)的， 各種植物都有一定的適應(yīng)性， 任何一種植物引種到另一地方種植后， 在一定范圍內(nèi)外界氣候條件都能促使植物發(fā)生變 異，以提高其后代適應(yīng)新環(huán)境的能力，即在植物引種過程中，存在著氣候馴化的現(xiàn)象。 （ 4）、當(dāng)然，具體引種時(shí)，不能單獨(dú)考慮溫度的作用。在其他條件如土壤適宜時(shí)，還必 須綜合光溫條件進(jìn)行分析。 7、積溫的種類 農(nóng)業(yè)氣象學(xué)中， 應(yīng)用最為廣泛的是活動(dòng)積溫與有效積溫， 活

25、動(dòng)積溫是作物在某時(shí)段內(nèi)活 動(dòng)溫度的總和， 而有效積溫是在某時(shí)段內(nèi)有效溫度的總和， 可根據(jù)該時(shí)期內(nèi)日平均溫度 計(jì)算。 8、凈效溫度就是活動(dòng)溫度減去生物學(xué)下限溫度和有效溫度上限以上的數(shù)值，凈效溫度 的累積即為凈效積溫。 9、造成積溫不穩(wěn)定的原因有這樣幾個(gè)方面 1） 積溫學(xué)說的假定 2） 環(huán)境因子的干擾 3） 作物本性的影響 4） 人為造成的誤差 10、 氣溫日周期變化比較量是指作物生育期的平均氣溫在 20- 30C范圍內(nèi)，同一平均 氣溫值的氣溫日周期變化的程度。 11、 作物的感溫性：熱量條件隨各地的緯度、經(jīng)度、拔海高度、地形、和栽培季節(jié)不同 而變化。溫度是作物發(fā)育過程中不

26、可缺少的條件，但不同作物、品種對(duì)濕度的與反應(yīng)不同， 品種受溫度的影響表現(xiàn)出發(fā)育速度不同的特性稱為感溫性。 某品種在高溫下能顯著表現(xiàn)出縮 短抽穗日數(shù)，則該品種感溫性強(qiáng)，反之則弱，前者可稱為對(duì)溫度反應(yīng)敏感，后者不敏感。有 些作物在其發(fā)育過程中， 需要一定的低溫環(huán)境或低溫刺激， 否則不能正常抽穗結(jié)實(shí)， 如小麥， 這是作物感溫效應(yīng)的另一特點(diǎn)。 12、 溫周期現(xiàn)象：在自然條件下，氣溫呈現(xiàn)著周期性變化，許多植物長(zhǎng)期生活于某一自 然條件下， 適應(yīng)了某種節(jié)律性變化規(guī)律， 并遺傳成為某生物學(xué)特性之一， 這一現(xiàn)象稱為作物 的溫周期現(xiàn)象。 13、 溫度過低對(duì)農(nóng)業(yè)生物的危害：一般可把低溫危害分成冷害、寒害、 霜凍

27、和凍害四種 類型。 14、 冷害類型：依照農(nóng)作物受害情況，可將冷害分成（ 1）、延遲型冷害：指作物在其 營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期（有時(shí)也包括生殖生長(zhǎng)期）內(nèi)遭遇低溫，使作物生育進(jìn)程減慢，延遲生育，最終 秕粒增加，導(dǎo)致減產(chǎn)的現(xiàn)象。 （2）、障礙型冷害：指作物在其生殖生長(zhǎng)期（主要是生殖器官 分化期到抽穗開花期） 遭受短時(shí)間 （一般只有幾天異常的低溫， 使生殖器官的生理活動(dòng)受阻， 造成穎花不育，籽實(shí)空粒而減產(chǎn)的現(xiàn)象。 （3）、混合型冷害：指在作物生長(zhǎng)季中相繼出現(xiàn)或 同時(shí)發(fā)生上述兩種類型的冷害， 即在生育前期遇低溫延遲生育，在孕穗、抽穗、開花期又遇 低溫冷害，造成不育或部分不育，產(chǎn)生大量空秕粒，產(chǎn)量銳減。 （4）

28、、間接型冷害：或稱稻 瘟病型冷害，指水稻在其生長(zhǎng)期內(nèi)因低溫陰雨而發(fā)生稻瘟病，使作物受害減產(chǎn)。 依照發(fā)生地區(qū)分，可把冷害分成：東北冷害、南方冷害、北方冷害。 依照發(fā)生的季節(jié)分，則主要有春季（春末夏初）低溫、夏秋季低溫和秋季低溫。 15、 冷害對(duì)作物的危害： 各種作物品種在其個(gè)體發(fā)育過程中都要求一定的溫度 條件，其生育的適溫范圍也不一樣，若溫度低于生育適溫的下限溫度，作物就 將受到不利影響，引起體內(nèi)的一系列生理變化。低溫冷害的影響主要有： （！）、 影響作物的生理過程。 （2）、引塌起作物生理失調(diào)。 （ 3）、限制作物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。 （4）、危害作物的生殖生長(zhǎng)。 16、 寒害類型：依寒害發(fā)

29、生時(shí)的農(nóng)業(yè)天氣條件，一般可將寒害分成： （1）、平 流型寒害，指平流型降溫引起的寒害。 （ 2）、輻射型寒害：指在冷高壓控制下， 夜間晴朗無風(fēng)，植物表面強(qiáng)烈輻射降溫而發(fā)生的霜凍，又稱為“靜霜”或“晴 霜”。（3）、平流輻射型霜凍：也稱混合型霜凍，指冷平流和輻射冷卻共同作用 下發(fā)生的霜凍。通常是先有冷空氣侵入，溫度明顯下降，到夜間天空轉(zhuǎn)晴，地 面有效輻射很強(qiáng)，植株體溫進(jìn)一步降低而發(fā)生霜凍，此種霜凍發(fā)生次數(shù)最多， 影響范圍大，危害也最重。 （ 4）、蒸發(fā)霜凍：指由于空氣變干或植被、土壤表 面水分蒸發(fā)迅速，植物體耗熱較多，株體冷卻，而使作物受害的一種霜凍。 17、 霜凍發(fā)生的一般規(guī)律 除了天氣

30、條件以外， 地形條件是影響霜凍強(qiáng)度最主要的因子。 山的北坡迎冷風(fēng)， 少 陽光，霜凍重；南坡背風(fēng)向陽，霜凍輕；東坡和東南坡早晨首先照到陽光，植株體 溫變化劇烈，霜凍害往往較重， 山坡冷空氣能沿坡下流， 霜凍輕； 山下谷地及洼地 冷空氣堆積，霜凍輕，冷空氣易流進(jìn)而又難排出的地形地勢(shì)條件下，霜凍重，冷空 氣難進(jìn)而又易排出的地形霜凍就輕。 靠近水體的地方霜凍較輕。 疏松的土壤， 熱容 量小，導(dǎo)熱率低，使貼地層溫度迅速下降，霜凍重，緊實(shí)潮濕的土壤則霜凍輕。另 外，林中空地的輻射霜凍強(qiáng)弱主要取決于空地面積， 一般若空地直徑在四周林體高 度 3－ 20 倍，林帶又郁閉，輻射型霜凍最嚴(yán)重，這樣的林中空地稱為“

31、霜穴” 。 18、 凍害及其對(duì)作物的影響： 凍害是指越冬作物和果木在越冬期間由于 0C以 下低溫或劇烈變溫所造成的一種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。 凍害的類型： （ 1 ）冬季嚴(yán)寒型。 （2）入冬劇烈降溫型。 （ 3）早春融凍型。按凍害發(fā)生的時(shí)期，可分為初冬凍 害、嚴(yán)寒凍害和晚冬凍害。 19、 凍害對(duì)作物的危害： 這主要與冬季低溫強(qiáng)度、 低溫持續(xù)時(shí)間及作物的越冬 性和抗寒性有關(guān)。一般低溫強(qiáng)度越強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)、越冬性及抗寒性越弱， 凍害就越嚴(yán)重。 所謂越冬性是指農(nóng)作物在越冬期間對(duì)凍害和其他不良?xì)庀髼l件 （如干旱、風(fēng)抽、冰害、雪害等）的忍耐和抵抗能力的總稱。抗寒性則僅指作 物在越冬期間抵抗低溫凍害的能力

32、。 作物抗寒性是其越冬性的最主要的組成部 分。 20、 光、溫、水等氣象條件對(duì)作物抗寒性形成的影響： （1）、溫度條件的影響： 溫度對(duì)抗寒性的影響的一般規(guī)律是，溫度降低時(shí)抗寒性升高，溫度升高時(shí)抗寒 性降低。（2）、光照條件的影響：一般光合作用強(qiáng)，光照中直射光成份大、日 照長(zhǎng)度縮短，都利于作物抗寒性的形成。 （3）、水分條件的影響：秋季適宜的 土壤水分有利于抗寒能力的提高。水分過多易引起作物徒長(zhǎng)，降低抗寒性。但 若植株生長(zhǎng)弱，長(zhǎng)時(shí)間的土壤干旱易導(dǎo)致作物脫水萎蔫，也不利于抗寒性的形 成。一般當(dāng)作物生長(zhǎng)過旺時(shí)，適當(dāng)?shù)乃植蛔闶怯欣摹? 21、 溫度過高對(duì)農(nóng)業(yè)生物的危害： 溫度過高的危害， 即

33、高溫危害， 與低溫危害 相比，其程度要輕，范圍也小。一般意義上的高溫危害，指農(nóng)業(yè)生物因高溫出 現(xiàn)，超過其生長(zhǎng)發(fā)育甚至生命活動(dòng)的上限溫度而導(dǎo)致傷害的一種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi) 害。 高溫不實(shí)：是指高溫影響作物的受精過程形成空粒的現(xiàn)象。高溫逼熟： 是高溫天氣對(duì)成熟期作物產(chǎn)生的危害。 22、 高溫危害作物的原因在于： 高溫使植株葉綠素失去活性， 陰滯光合作用的 暗反應(yīng)，破壞光合作用和呼吸作用的平衡，降低光合效率，消耗大大增強(qiáng)。促 進(jìn)蒸騰作用，破壞水分平衡，使細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)凝聚變性，細(xì)胞膜半透性喪失， 導(dǎo)致有害代謝產(chǎn)物的積累（如蛋白質(zhì)分解時(shí)氨的積累） ，植株中毒，作物的器 官組織受到損傷，高溫還使光合同化物輸送

34、到穗和粒的能力下降，酶的活性降 低，致使灌漿期縮短，籽粒不飽滿，產(chǎn)量下降。 23、 覆蓋的作用及其利用： 在目前條件下， 利用覆蓋改變地面反射或吸收能力 是可以辦到的。如春季苗床上撒草木灰、有機(jī)肥料或其他深色覆蓋物，能提高 土壤對(duì)太陽輻射的吸收率，達(dá)到苗床增溫的目的。在不同天氣條件下，各種覆 蓋物都有增溫效應(yīng)。 覆蓋物顏色不同， 增溫效應(yīng)不同。 黑色覆蓋物吸收能力強(qiáng)， 反射率低，增溫效果好；白色覆蓋物則相反。用塑料薄膜覆蓋，能更有效地增 溫，形成特定的良好的小氣候環(huán)境。目前大面積使用塑料薄膜育秧，取得了良 好效果。薄膜能透過太陽短波輻射同，防止或削弱地面的長(zhǎng)波輻射，起到“花 房”效應(yīng)是。同

35、時(shí)阻隔水汽向外擴(kuò)散，蒸發(fā)受到抑制，膜內(nèi)風(fēng)速為 0，濕度高。 24、 灌溉的作用： 我國農(nóng)民利用灌溉改變農(nóng)田熱量狀況已有悠久歷史。 農(nóng)田經(jīng) 灌溉后能使反射率減小，地面溫度下降，空氣溫度增加，導(dǎo)致有效輻射減小， 輻射平衡增加，另一方面，由于水的熱容量遠(yuǎn)大于空氣熱容量，灌溉后，土壤 含水量增加，空氣含量減少而使土壤熱容量增加，保溫效果較好。因此在夏季 灌溉可以降溫、冬季灌溉可以增溫，且溫度日變化也較小。 25、 加熱的作用：對(duì)空氣加熱主要是燃燒和吹風(fēng)。 26、 農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的作用： 結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的需要， 采取相應(yīng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施， 可以改變影響土壤熱物理特性的因子，從而改變土層的熱量交換，

36、提高土壤溫 度。常用的方法有鎮(zhèn)壓、中耕、鋤地、壟作等。鎮(zhèn)壓：其作用是增加土壤熱容 量，減少土壤孔隙，使土壤上層水分增加，結(jié)果使熱容量、導(dǎo)熱率都有增加。 中耕：早春時(shí)作物正是苗期，中耕后上層土壤疏松，接受太陽輻射的面增大， 提高上層土壤溫度。鋤地：鋤松土壤既增加接受太陽輻射的面積，又使鋤松的 表層土中空氣含量增加，結(jié)果使土壤熱容量和導(dǎo)熱率降低，這樣得到同樣的熱 量，卻增溫明顯，同時(shí)傳給下層的熱量少，白天熱量積聚于松土層，表土層增 溫。壟作：壟作可增加土壤對(duì)太陽輻射的吸收面積，約提高 20－25%；壟背的 反射率較低（比平地低 3%），有利于土壤溫度的提高。 第四章 水分與農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 1、 降

37、水后的分配 ：土壤水分平衡方程的各組成分量中，除降水、蒸發(fā)、蒸騰、 徑流等在一般情況下可作一個(gè)常數(shù)處理外，其他還有： （ 1）、植物的截留，所 謂截留，即降水落到地面之前，首先被植物冠層截去的那部分降水。 （ 2）、下 滲（滲透），降水經(jīng)植物截后剩余的水透過地表滲入土壤中的過程稱為滲透。 若再向下滲，匯入地下的水稱為滲漏。水分滲入土壤的速率主要取決于 1、時(shí) 間； 2、土壤初始含水量； 3、土壤導(dǎo)水性能； 4、土壤表面狀況。 （3）、地表徑 流：指未被土壤吸收，也未在地表積存，而是沿著地表向下坡流去，匯集于小 溝和小溪中的那部分水量，這在降水強(qiáng)度大于入滲速率時(shí)才會(huì)發(fā)生。 2、 水分進(jìn)入

38、土壤及再分布：在地面水層消失后，水分滲入土壤，然后不斷向各層 次深入。在地面供水停止后水分在土壤中下滲的進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)稱為水分再分布。 3、 土壤水分的再分布：入滲作用結(jié)束后，在土壤內(nèi)部，水分向下移動(dòng)沒有立即停 止，還可持續(xù)一段時(shí)間。水分在重力、吸力梯度和溫度梯度的作用下，繼續(xù)向 較干的下層移動(dòng)，這個(gè)過程稱為土壤水分再分布過程。 4、 土壤水分類型：從力的角度來分析，水分在土壤中受到各種力的作用，使它能 夠保持在土壤中，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。對(duì)應(yīng)不同力所作用的水分存在狀態(tài)，可分為 吸濕水、毛管水、重力水等常規(guī)的土壤水分類型。 （一）、吸濕水（又稱吸著水 或緊束縛水） ，吸濕水指烘干的土壤從含有飽和水蒸

39、汽的空氣中由吸附力吸附 于土粒表面的水分。土粒表面吸附空氣中的水汽形成吸濕水時(shí)，會(huì)放出一定熱 量，稱為吸濕熱或濕潤(rùn)熱。砂土為 4.2 －10.5 焦/ 克，粘土為 20.9 －29.3 焦/ 克。 土壤吸濕水的含量與空氣的相對(duì)濕度成正相比。當(dāng)空氣濕度達(dá)到飽和 狀態(tài)時(shí)，土壤吸濕水即達(dá)到最大數(shù)量，稱為最大吸濕量或吸濕系數(shù)。 （二）、毛 管水，這是被表面張力以水膜形式吸附于土粒周圍，由毛管水面凹曲產(chǎn)生的力 所保持的水分，又分為薄膜水和毛管水。為毛管所保持又與地下水不相連通者 是毛管吸著水（毛管懸著水） ，吸著水中在土粒表面成薄膜狀的水叫薄膜水， 在土粒相互接觸部位的水叫孔隙水， 毛管吸著水達(dá)到最大數(shù)

40、量時(shí)的含水量稱為 田間持水量。 （1）、薄膜水（又稱膜狀水、松吸著水、松束縛水） 。當(dāng)土壤的吸 濕水達(dá)到最大量后，其外層所形成的一層膜狀的液態(tài)水叫薄膜水。當(dāng)薄膜水過 到最大數(shù)量時(shí)稱為最大分子持水量。 （ 2）、毛管水：毛管水的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)主要 取決于毛管力。 毛管力就是指毛管壁與水分子間的吸持力與水的表面張力的共 同作用。（三）、重力水：因重力而排出的水，不能保持在土壤中。當(dāng)土壤中的 水分超過了土粒吸引力和毛管力的作用范圍后， 多余的水分就會(huì)在重力的作用 下沿著土壤非毛管孔隙而下滲。 5、 土壤水分常數(shù)：常用的土壤水分常數(shù)有七個(gè)：吸濕系數(shù)；凋萎系數(shù)；最大分子 持水量；田間持水量；毛管斷裂含水量

41、；毛管蓄水量；全蓄水量。 6、 土壤水勢(shì)與水分傳輸： 水勢(shì)定義為系統(tǒng)中水的化學(xué)勢(shì)與同溫同壓下純水化學(xué)勢(shì) 之差。化學(xué)勢(shì)是指在一個(gè)無限大的系統(tǒng)中，在等溫等壓下保持各組分濃度不變 時(shí)，加入 1 克分子 I 物質(zhì)所引起的自由能的增量。依據(jù)水勢(shì)的概念，對(duì)植物、 大氣、土壤中的水分能態(tài)，都可以用相對(duì)于根系的水勢(shì)來衡量。按系統(tǒng)分析的 方法，可以將農(nóng)業(yè)生物層作為一個(gè)系統(tǒng)對(duì)待，即 SPAC。 7、 水分傳輸過程：植物根系從土壤中吸收的水分釋放到大氣中去，這是一個(gè)蒸騰 過程， 可以看作水分在系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)。 水分?jǐn)U散、 輸送經(jīng)過了不同的介質(zhì)： 土壤、 植物、空氣。它包括四個(gè)過程： A 過程：水（液體）從土壤向根系

42、表面移動(dòng)； B 過程為：水（液體）從根系通過莖向柔軟細(xì)胞表面的植物組織移動(dòng)； C 過程： 水（氣體）從柔軟細(xì)胞表面通過氣孔前室，由氣孔向葉表面移動(dòng)； D 過程：水 （氣體）通過葉面邊界層周圍空氣從葉面向周圍空氣中移動(dòng)。 8、 組成系統(tǒng)中水勢(shì)的分水勢(shì)有：基模勢(shì)、滲透勢(shì)、壓力勢(shì)、重力勢(shì)、溫度勢(shì)。系 統(tǒng)中水勢(shì)是它們的代數(shù)和。 9、 土壤的壓力勢(shì)由三種分壓勢(shì)組成： （ 1）氣壓勢(shì)：由于空氣被封閉在土壤內(nèi)使平 衡氣壓發(fā)生改變而產(chǎn)生的壓力勢(shì)。 （ 2）、靜水壓勢(shì)：土壤中存在水層，對(duì)下面 的土壤水分產(chǎn)生靜水壓力所引起的作用。 （3）荷載壓勢(shì)：由土壤水中含懸浮體 物質(zhì)所產(chǎn)生的荷載壓力引起的。 10、

43、 蒸散：植物失水的方式主要是蒸散，即植物生長(zhǎng)期內(nèi)葉面散發(fā)量（蒸騰） 和棵間土壤蒸發(fā)量之和。 11、 影響蒸騰作用的因子：葉片、葉面積、根冠比例、葉片方位、葉片的大小 和形狀、葉片的表面特征、氣孔。 12、 作物需水量是指生產(chǎn) 1 克干物質(zhì)所需的水量。 以植物在整個(gè)生長(zhǎng)期或某一 個(gè)發(fā)育時(shí)期內(nèi)所吸收的水分總量與該時(shí)期生產(chǎn)的總干物質(zhì)量的比表示。 即以植 物生理中的蒸騰系數(shù)作為需水量。 13、 水分臨界期： 農(nóng)作物在其生長(zhǎng)發(fā)育的不同時(shí)期， 對(duì)水分的敏感程度是不一 樣的。對(duì)水分最敏感的時(shí)期，也就是由于水分的缺乏或過多，對(duì)產(chǎn)量影響最大 的時(shí)期，稱為某作物的水分臨界期。 14、 水分關(guān)鍵期：

44、在作物水分臨界期內(nèi)， 如降水量較適宜，其保證率也高， 則 此時(shí)并不一定是當(dāng)?shù)赜绊懏a(chǎn)量的關(guān)鍵時(shí)期。如在另一個(gè)時(shí)期，一方面作物對(duì)水 分也相當(dāng)敏感，另一方面，正好遇上當(dāng)?shù)亟邓畻l件經(jīng)常出現(xiàn)不適宜（過多或過 少），這一時(shí)期是當(dāng)?shù)厮钟绊懏a(chǎn)量的關(guān)鍵時(shí)期，稱為作物的水分關(guān)鍵期。 15、 影響需水量的因素： （1）氣象因素的影響； （2）植物因素的影響； （ 3）土 地面積大小的影響； （ 4）能量平衡。 16、 降水與土壤水分貯存： 土壤水分貯存主要是由大氣降水提供的。 滲入土壤 的水分多少與降水強(qiáng)度有很大的關(guān)系。另一方面也決定于土壤的性質(zhì)。農(nóng)業(yè)氣 象中常用“透雨”來分析降水的有效性和對(duì)土壤水分的

45、增墑程度。所謂透雨就 是在天氣比較干旱的條件下， 一次降水過程可以使當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)作物在一個(gè)較長(zhǎng)的 時(shí)期內(nèi)得到為維持作物正常生長(zhǎng)所需要的水分，這樣的一次降水過程稱為透 雨。具體要多少毫米降水才達(dá)要求，則要滿足兩個(gè)條件，一是降水量必須超過 某一深度范圍，使土壤達(dá)到作物的適宜土壤濕度；二是降水滲透進(jìn)土壤深度大 于作物所要求的適宜土壤濕度的深度。 17、 降水強(qiáng)度和降水量對(duì)作物的影響： 降水也是灌溉水的來源， 對(duì)無灌溉條件 旱地農(nóng)區(qū)， 降水更是決定作物產(chǎn)量的主要因子之一。 相同的降水量， 強(qiáng)度不同， 就有不同效果。強(qiáng)雷雨，陣雨等強(qiáng)度過大，持續(xù)時(shí)間短，土壤的入滲速率小， 徑流大，易形成漬澇。且降雨強(qiáng)度過

46、大，易造成作物機(jī)械損傷。同量的降雨如 雨日多而強(qiáng)度小的連陰雨，則間接影響大，帶來陽光不足，易致作物倒伏與病 害、光合產(chǎn)物不足，形成秕粒、產(chǎn)量低、品質(zhì)差。一定的降水適當(dāng)?shù)胤稚⒔德?效果更好。特別是熱雷雨、夜雨最有利于植物的生長(zhǎng)發(fā)育。因?yàn)闊崂子甓嘣诎?晚降落，夜雨則在夜晚降落，既保證了植物水分供應(yīng)，又使作物有充足的光合 作用時(shí)間。 熱雷雨還伴有閃電現(xiàn)象， 它分解了大氣中的氮， 而給作物帶來氮肥。 降水除改變土壤水分含量外，還改變大氣干濕狀況，比灌溉濕潤(rùn)的面積大而均 勻，故有“橫水不如豎水”之說， 即人工灌水不如天然降水。 18、 降水時(shí)間分配對(duì)作物的影響： 降水的季節(jié)分配涉及到兩方面， 一是降水

47、的 分布與溫度條件是否配合，如果水熱同季，熱量條件保證水分條件得到充分利 用，對(duì)植物極為有利，二是降水的時(shí)間分配與植物對(duì)水分的需要是否一致，降 水效應(yīng)隨植物發(fā)育期不同而有很大變化。 19、 空氣濕度與農(nóng)作物的關(guān)系： 空氣濕度與農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系主要表現(xiàn)在 空氣濕度影響植物散以及植物組織中水分平衡的變化。相對(duì)濕度小一些，植物 蒸騰較旺，吸水較多。在土壤水分充足的條件下，蒸騰旺盛可增加植物對(duì)水分 和養(yǎng)分的吸收，加快生長(zhǎng)，所以，在一定程度上，空氣相對(duì)濕度較小對(duì)植物是 有利的。在空氣飽和濕度下植物的生長(zhǎng)受到抑制， 谷物籽粒的灌漿速度也降低， 這是由于濕度大抑制了蒸騰緣故。相對(duì)濕度高，還影響作物

48、成熟時(shí)脫水過程， 延遲收獲， 降低產(chǎn)品質(zhì)量， 且不易貯藏。 反之， 相對(duì)濕度小可能引起大氣干旱， 特別是在氣溫高、土壤水分缺乏的條件下，影響更為嚴(yán)重。它破壞植物的水分 平衡，使水分入不敷出，阻礙生長(zhǎng)，造成減產(chǎn)。 20、 雪與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)： 對(duì)于冬季積雪時(shí)間長(zhǎng)， 雪層豐厚的地區(qū)， 積雪的農(nóng)業(yè)意義 有：（1）、保溫作用；（2）、積雪能增加土壤水分；雪也有危害，冬季積雪較少 或積雪過多，使作物死亡和受害。 21、 露與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)： 露在某些干旱地區(qū)和干旱時(shí)期， 對(duì)植物有著重要作用， 是 某些植物生存的主要水分來源。重的露水可在一段長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)抑制蒸發(fā)，等于 等量地了土壤水分的消耗， 露水還可能被植物

49、直接吸收， 改變內(nèi)在的水分平衡。 植物夜間因露水而達(dá)到水分飽和，既利于夜間減弱呼吸作用，又有利于早晨的 光合作用，但凝露時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)真菌病害的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系極大。 22、 干旱的概念： 久晴不雨就要發(fā)生干旱， 它常發(fā)生在干季 （降水比較少的干 燥少雨季節(jié)）或干期（無雨日數(shù)持續(xù)一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)段）之內(nèi)。多數(shù)情況下伴隨著 大氣高溫、低濕，有時(shí)還伴有風(fēng)，此時(shí)蒸散強(qiáng)烈，土壤供水不足，生物體內(nèi)水 分平衡破壞，嚴(yán)重時(shí)則導(dǎo)致生物體死亡。氣候干旱與農(nóng)業(yè)干旱以及干旱氣候與 干旱不是同一概念。一般干旱地區(qū)與干旱氣候是對(duì)濕潤(rùn)地區(qū)與濕潤(rùn)氣候而言， 氣候干旱更是一個(gè)氣候?qū)W概念。農(nóng)業(yè)干旱簡(jiǎn)稱干旱，是農(nóng)業(yè)氣象現(xiàn)象，是一種 災(zāi)

50、害性天氣，在濕潤(rùn)或半濕潤(rùn)地區(qū)也可發(fā)生。 23、 干旱的類型及其危害：按干旱的成因可把干旱分為以下三類： （ 1）、土壤 干旱是指土壤水分不能滿足植物需要的一種干旱現(xiàn)象。 （20）、大氣干旱是指大 氣中的干旱現(xiàn)象。 （3）、生理干旱是指植物不是因土壤缺水而出現(xiàn)的干旱現(xiàn)象。 按干旱發(fā)生的季節(jié)，可把我國干旱分為春旱、夏旱、秋旱以及冬旱。 （ 1）、春旱指 發(fā)生在春季 3－5 月的干旱。它的特點(diǎn)是：溫度不高，相對(duì)濕度低，缺雨或少雨， 并常有使土壤變干的冷風(fēng)。 （2）、夏旱（也稱伏旱）指發(fā)生在 6－8 月的干旱，其特 點(diǎn)是，太陽輻射強(qiáng)，溫度高、相對(duì)濕度氏，蒸散旺盛。 （3）、秋旱指發(fā)生在 9－

51、 11 月的干旱。 它的特點(diǎn)與夏旱相類似， 但不及夏旱特點(diǎn)那樣顯著。 可在廣大地區(qū)發(fā)生。 （4）、冬旱指發(fā)生在 12－2 月的干旱。 它的特點(diǎn)是我國冬季降水各地都很少， 但秋 播作物需水也少，在北方，冬季土壤水分主要保證來年春播和越冬植物返青之用， 因此冬旱本身對(duì)當(dāng)時(shí)越冬植物基本沒有影響。只有冬旱連著春旱，或者迎著秋旱， 才加重春旱或者冬旱的危害性。 此外，還有幾旱連著出現(xiàn)的情況， 如伏秋旱、春伏 旱，甚至春夏秋旱相連，對(duì)作物的危害更加嚴(yán)重。 24、 干熱風(fēng)：干熱風(fēng)是指出現(xiàn)在溫暖季節(jié)導(dǎo)致小麥乳熟期受害的一種干而熱的 風(fēng)，是一種大氣干旱現(xiàn)象。 25、 干熱風(fēng)的類型及其危害： （ 1）高溫

52、低濕型；（ 2）雨后熱枯型 （雨后猛晴型） ； （3）旱風(fēng)型 26、 水澇：水澇是水災(zāi)和澇災(zāi)的通稱。 水災(zāi)是指河流泛濫或山洪爆發(fā)淹沒了河 流鄰近的大片農(nóng)田所造成的災(zāi)害。 27、 水澇害的影響因素： （ 1）、降水多且時(shí)間長(zhǎng)； （ 2）地形是形成水澇災(zāi)害的 第二個(gè)主要因子。 28、 濕害：濕害（漬害） 指長(zhǎng)江中下游地區(qū)春季或秋末多雨地區(qū)麥類等作物因 土壤水過多而受害的一種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。 29、 農(nóng)田土壤水分的調(diào)節(jié)： 水分的循環(huán)可以分為單循環(huán)、 復(fù)循環(huán)兩種。 單循環(huán) 是指大氣降水不滲入或少滲入下層土壤， 在土壤表面的耕作層直接而較快地從 土壤蒸發(fā)和通過作物的蒸騰又回到大氣中去的水

53、分循環(huán)。 復(fù)循環(huán)是指大氣降水 滲入土壤中，在深層再分布，變成深層貯水，然后通過植物吸收利用再蒸騰到 大氣中去的水分循環(huán)。 30、 提高水分利用率：常用的措施有灌溉、種植方式（密植、行距、行向等） ， 屏障、作物與品種配置等，都對(duì)水分有效利用率有一定影響。 31、 風(fēng)障減少蒸散的原因：減低風(fēng)速，加大空氣阻力， 使水汽輸送緩慢，且障 內(nèi)空氣濕度加大。 第五章：空氣、風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 1、 大氣中含有多種元素和氣體，歸納起來可分惰性氣體、生物循環(huán)氣體和短壽氣 體三類。按體積計(jì)算，大約有 78%的氮、 21%的氧和 0.03%的二氧化碳。 2、 大氣中二氧化碳主要來自以下途徑： （1）、海洋

54、；（2）、人類活動(dòng)； （3）、土壤 3、 大氣中二氧化碳的主要去向有： （ 1）、溶解進(jìn)入水圈（ 2）、淋化進(jìn)入巖圈（ 3）、 光合作用進(jìn)入生物圈 4、 二氧化碳飽和點(diǎn)：在輻射能充分滿足的條件下，作物的光合作用強(qiáng)度不再隨二 氧化碳濃度增加而增大時(shí)的二氧化碳濃度，稱為二氧化碳飽和點(diǎn)。大多數(shù)作物 二氧化碳飽和點(diǎn)在 800— 1800pp m左右。 5、 二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)： 作物光合作用所消耗的二氧化碳與呼吸作用釋放的二氧化碳 達(dá)到平衡時(shí)，環(huán)境中的二氧化碳濃度，稱為二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)。作物處于二氧化 碳補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，表示光合強(qiáng)度等于零，作物沒有干物質(zhì)積累。 6、 作物同化二氧化碳的速率是與很多因子有關(guān)

55、的（ 1 ）種間差異（ 2）、光強(qiáng)的影 響（ 3）、溫度的影響（ 4）水分的影響（ 5）、風(fēng)的影響 7、 二氧化碳增加對(duì)植物的影響： 1、直接影響（ 1）提高植物光飽和點(diǎn)（ 2）、增加 生長(zhǎng)量和產(chǎn)量（ 3）對(duì)葉片的影響，經(jīng)二氧化碳施肥能夠形成較厚、內(nèi)含物較 充實(shí)且葉面積較大的葉片， 葉片上氣孔的體積以及單位葉面積的氣孔數(shù)也隨之 增多，單位葉面積的干物質(zhì)增和長(zhǎng)率也有提高。 2、間接影響： （ 1 ）、對(duì)熱量狀 況的影響：大氣二氧化碳對(duì)太陽短波輻射幾乎不吸收，而吸收地面長(zhǎng)波輻射， 同時(shí)也向地面放出長(zhǎng)波輻射，特別是在波長(zhǎng) 1200— 1800nm 之間的紅外區(qū)域， 它集中了大部分從地球表面向空

56、間發(fā)射的熱輻射。二氧化碳這種強(qiáng)烈的吸收， 大大地降低從地面向外層空間失去的熱輻射量。 （ 2）對(duì)水分狀況的影響：氣候 變暖的一個(gè)直接后果是冰雪消融，海平面上升，海陸面積發(fā)生變化，這對(duì)水分 循環(huán)產(chǎn)生一定影響。另一方面，二氧化碳濃度增高會(huì)使植物的水分利用率隨之 提高。總之，大氣中二氧化碳濃度的增加引起氣候環(huán)境的改變將對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶 來不配可忽視的作用。 8、 氧循環(huán)對(duì)生物的影響：氧、碳、氫等元素的循環(huán)是緊密聯(lián)系在一起的，不可能 獨(dú)立地研究某一元素的整個(gè)循環(huán)過程?？諝庵卸趸己吭黾樱厝幌拇?的氧，兩者增加和減少到一定限度時(shí)，就破壞了二氧化碳和氧的平衡，對(duì)動(dòng)植 物的生長(zhǎng)和人體健康造成威脅。氧是

57、植物生存、生長(zhǎng)、發(fā)育的必需因子。植物 的呼吸主要是有氧呼吸。生物界所需的能量，主要是靠氧化代謝產(chǎn)物。大氣中 氧的另一作用是，一部分氧將在高空發(fā)生聚合作用，從而形成一個(gè)臭氧層，臭 氧層能保護(hù)地表面免受短波紫外線的照射，使地面生物免遭短波光的傷害。 9、 大氣污染是指由有害物質(zhì)排入大氣，破壞生態(tài)系統(tǒng)和人類正常生活條件，對(duì)人 和物造成危害的現(xiàn)象。大氣污染可以是人為的，也可以是因自然因素引起的， 如火山爆發(fā)、 地震、風(fēng)暴等。 不過人們多地注意人為的污染， 其污染源主要有： （1）、由燃料燃燒、交通運(yùn)輸工具、工業(yè)生產(chǎn)工藝過程及工業(yè)用水所產(chǎn)生的工 業(yè)污染源（ 2）、由農(nóng)藥、肥料及農(nóng)業(yè)廢棄物所造成的農(nóng)業(yè)

58、污染源（ 3）由生活 燃煤、生活污水、生活垃圾等所形成的生活污染源。 10、 大氣污染的種類繁多，對(duì)農(nóng)業(yè)有危害的主要有： （ 1）、具有氧化作用的污 染物，如臭氧、過氧乙酰硝酸 酯及其同族體、二氧化氮、氯氣等。 （ 2）具有 還原作用的污染物如二氧化碳、醛類、硫化氫、一氧化碳等。 （ 3）、具有酸性 作用的污染物如氟化氫、 四氟化硅、 氯化氫、 二氫化硫、 硫酸煙霧、 氰化氫等。 （ 4）、具有堿性作用的污染物如氨。 （ 5）、其他有機(jī)氣體如乙烯、丙烯、粉塵 等。（6）、固體粒子狀物質(zhì)如煤煙、粉塵等。這此污染物以氣態(tài)氣溶膠或微粒 狀態(tài)存在于大氣中，它們對(duì)植物的毒性不一，一般可分為三級(jí)：

59、一級(jí)：強(qiáng)毒性 污染物如氟化氫、臭氧、過氧乙酰硝酸酯等。二級(jí)：中性污染物如硫化物、氮 氧化物等。三級(jí)：弱毒性污染物如氨、氯化氫、硫化氫等。 11、 大氣污染對(duì)植物的危害： 葉征是植物與周圍空氣進(jìn)行氣體交換的最活躍部 位，也是最敏感的器官?？諝馕廴疚镏饕ㄟ^氣孔有時(shí)也通過水孔進(jìn)入植物體 內(nèi)，所以植物的受害部位首先是葉片。大氣了污染對(duì)植物的危害，一是傷害、 二是損害。傷害是指植物對(duì)空氣污染所產(chǎn)生的可識(shí)別和測(cè)量的反應(yīng)。損害是指 污染物對(duì)植物的預(yù)期或產(chǎn)量造成可識(shí)別和測(cè)量的不利影響， 它取決于植物的產(chǎn) 量和經(jīng)濟(jì)用作被降低的程度，植物某一階段所出現(xiàn)的傷害，不一定必然引起減 產(chǎn)。 12、 大氣污染對(duì)植物

60、的危害， 又分為能使植株產(chǎn)生特有傷害癥狀的可見危害和 在外表看不到癥狀的不可見危害?？梢娢：τ钟屑?、慢性之分。 13、 二氧化硫的危害性： 二氧化硫?qū)χ参锏纳碛绊懼饕?（ 1）、刺激氣孔不 正常開放或關(guān)閉，影響正常的生理機(jī)能，保衛(wèi)細(xì)胞被麻痹，不能再可靠地控制 蒸騰作用，導(dǎo)致植物因大量蒸騰而迅速枯萎（ 2）、葉綠素中的葉綠素 A比B明 顯減少，光合作用明顯降低（ 3）、新陳代謝受到干擾，呼吸作用在初期迅速增 加，隨著傷斑的發(fā)生和擴(kuò)大，又迅速減少。 （4） 、使非還原糖減少，總蛋白質(zhì) 含量下降，氨基酸總量，特別是谷氨酸和天冬酰氨減少更明顯（ 5）、花是抗性 較強(qiáng)的器官，常在葉片已受害

61、的情況下仍保持完好和繼續(xù)開放，但花粉的萌發(fā) 和花粉管的伸長(zhǎng)受到影響，從而影響到正常的授粉和受精，種子發(fā)芽率也明顯 降低。 14、 臭氧對(duì)植物的傷害主要表現(xiàn)在 （ 1）、對(duì)生長(zhǎng)的抑制及器官的脫落， 可抑制 根、莖的生長(zhǎng)和發(fā)育，抑制花粉的發(fā)芽，引進(jìn)落葉落果等（ 2）、使光合作用下 降，呼吸作用增強(qiáng)，氧化磷酸化受抑制。 15、 氣象條件對(duì)污染的影響： 風(fēng)的大小， 持續(xù)的長(zhǎng)短， 直接影響空氣中污染物 的濃度。大氣中污染物濃度與污染源排放量成正比，而與平均風(fēng)速成反比。風(fēng) 力加大，使單位時(shí)間內(nèi)通過煙波斷面的空氣量增大和湍流擴(kuò)散增強(qiáng)，起著稀釋 污染物的作用。風(fēng)向、風(fēng)速與污染情況可用公式：污染系數(shù)=

62、風(fēng)和頻率 /平均 風(fēng)速。湍流是污染物垂直擴(kuò)散的主要?jiǎng)恿?。?dāng)大氣呈不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，有利污染 物擴(kuò)散。當(dāng)大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，污染物向高空方向擴(kuò)散較少，這時(shí)若風(fēng)速也 較小，會(huì)使污染物停滯和積累在近地氣層，加劇污染程度和延長(zhǎng)污染時(shí)間 。 16、 植物的抗性： 是指植物在污染物影響下， 能不受害， 或受害后能很快恢復(fù) 生長(zhǎng)，繼續(xù)保持活力的特性。植物抗性的強(qiáng)弱主要取決于：氣孔；表皮細(xì)胞、 角質(zhì)層；表皮毛；生理特性及再生能力；其他形態(tài)特征。 17、 大氣污染的防御： 1、大氣污染的監(jiān)測(cè) 2、控制污染源 3、植物科研機(jī)構(gòu)， 凈化空氣 4、傷害后的恢復(fù)方法。 18、 風(fēng)對(duì)植物外部形態(tài)的影響： 1、植株低矮

63、、樹冠過分尖削、呈流線型的外 形。 2、葉子比正常葉小，常帶有褐色或紅色的斑點(diǎn)，尤其在葉片邊緣。 3、樹 干常向盛行風(fēng)所吹的方向傾斜，較小的枝條成為屈曲狀，且整株植物以同樣的 狀態(tài)發(fā)生傾斜。 4、小的枝條很短，常有不規(guī)則的分枝，彼此互相交錯(cuò)， 5、許 多向風(fēng)的枝條死亡 6、樹干的橫剖面中心偏外。 7、在寒冷風(fēng)大的迎風(fēng)坡面，森 林可能衰退成為密灌叢，且進(jìn)一步退化為分散的孤立的墊狀個(gè)體。 19、 風(fēng)對(duì)植物的機(jī)械損傷： 1、造成植物的機(jī)械損傷，損傷的程度，主要決定 于風(fēng)速，風(fēng)的陣性以及植物對(duì)風(fēng)的抗性等。 2、大風(fēng)，尤其是臺(tái)風(fēng)帶來的暴雨， 可引進(jìn)山洪爆發(fā)、江河泛濫、破壞水利設(shè)施、帶來水澇災(zāi)

64、害。 3、秋、冬季冷 空氣南下時(shí)形成的大風(fēng)常伴隨低溫， 、干燥，造成越冬作物異常落葉，抑制花 芽分化，花器官發(fā)育不良，結(jié)實(shí)量降低或品質(zhì)下降。干冷的寒風(fēng)還加速農(nóng)田蒸 發(fā)，加劇干旱的危害。 4、風(fēng)與農(nóng)作物病蟲害的關(guān)系主要表現(xiàn)為： （1）、風(fēng)是作 物某些病蟲害侵染循環(huán)的必要外界條件。 （2）、風(fēng)是某些病蟲害的媒介。 （3） 大風(fēng)造成的植物機(jī)械損傷，為病原菌從傷口進(jìn)入植物體提供了條件。 20、 防風(fēng)措施： 防風(fēng)措施根據(jù)性質(zhì)可概括為兩類， 一類是使作物免受風(fēng)害的措 施，如營(yíng)造防風(fēng)林，設(shè)置防風(fēng)籬等。一類是加強(qiáng)作物本身對(duì)風(fēng)害抵抗能力的措 施，主要有： 1、選擇抗風(fēng)作物與品種。 2、改善栽培措施。

65、3、支撐 。 第六章：農(nóng)業(yè)氣象模式 1、 農(nóng)業(yè)氣象模式的意義和應(yīng)用是： （1）定量表示農(nóng)業(yè)氣象研究中的各種關(guān)系。 （2）、建立 模式有助于進(jìn)一步判斷我們所缺乏的知識(shí)和數(shù)據(jù)。 （3）、建立模式能激起新的研究思路 和方法。（4）、建立模式可以縮減不必要的試驗(yàn)。 （5）、與傳統(tǒng)方法比較，模式能更好地 利用數(shù)據(jù)。（ 6）、匯集不同資料和結(jié)果，得出綜合性概念。 （7）、模式可給出內(nèi)插、外推 和預(yù)測(cè)，給人們決策的依據(jù)。 2、 農(nóng)業(yè)氣象模式研究的對(duì)象就是土壤－植物－大氣系統(tǒng)。 3、 系統(tǒng)和外界環(huán)境的復(fù)雜性：研究各級(jí)系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)是植物的總和－農(nóng)業(yè)群落?；畹慕M 織可分為幾級(jí)：生物圈、群落、有機(jī)

66、體、器官、細(xì)胞和亞細(xì)胞構(gòu)造。為了計(jì)算農(nóng)業(yè)群落 水分和熱量狀況的特征，必須以下列外界環(huán)境參數(shù)作為邊界條件：空氣的溫度和濕度、 輻射強(qiáng)度、大氣反射、風(fēng)速、土壤溫度和濕度等。一般地說，外界環(huán)境因子對(duì)農(nóng)業(yè)群落 的作用不是累加的，而是由于其單優(yōu)勢(shì)性、協(xié)同作用、拮抗作用等現(xiàn)象而復(fù)雜化。單優(yōu) 勢(shì)性：當(dāng)一個(gè)因子處于最小值或最大值時(shí)，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生如此強(qiáng)大的影響，及致壓倒所有 其余因子的作用。協(xié)同作用：兩個(gè)或更多的因子對(duì)系統(tǒng)的增強(qiáng)作用。 4、 大多數(shù)氣象要素具有時(shí)間變化的特點(diǎn)，包括：天氣學(xué)最高值（與大約以 4 天為周期的振 動(dòng)相適應(yīng)）、微氣象學(xué)最高值 （與大約以 1 分種為周期的擾動(dòng)相符） 、和劃分得很廣泛 的 中尺度氣象學(xué)最低值（頻率的間距以幾分鐘到幾小時(shí)為周期） 。氣象要素也受周期性變 化－日變化和年變化的影響。 5、 系統(tǒng)的非定常性： 是土壤－植物－大氣系統(tǒng)對(duì)外界環(huán)境條件作用做出反應(yīng)的性質(zhì)在時(shí)間 上的變化。 6、 系統(tǒng)的慣性：農(nóng)業(yè)群落植物量的增長(zhǎng)是由許多慣性秘－葉面積、根系大小、土壤根層的 含水量所決定的。 7、 系統(tǒng)的適應(yīng)性：系統(tǒng)的重要特性是行為的適應(yīng)性。現(xiàn)代生物學(xué)把生物有機(jī)體看成一個(gè)開 放