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第二章1. 太阳辐射影响植物的主要方式光长，即光照时间的长短。 光强，即光照的强弱。 光质，即光谱组成的不同。2. 叶片对太阳辐射的反射、透射和吸收能力植物的叶片通常都是半透明的。 反射：投射到叶面的太阳辐射被直接反射到太空中去的部分称为外反射；进入叶片内部不能被叶片吸收从投射一侧返回空气中的部分称为内反射；外、内反射之和称为反射。 吸收：进入叶片内部的太阳辐射被叶片吸收的部分称为吸收。 透射：进入叶片内部不能被叶片吸收从投射对面一侧向叶外逸出的部分称为透射。 反射率R、透射率T和吸收率A之间关系： R + T + A = 13. 群体叶片对太阳辐射的反射、透射和吸收能力太阳辐射进入植被内部，经过植被中茎叶层层的反射、透射和吸收，当然还包括漏射，而被削弱，形成了一个较复杂的过程。 关于群体叶片对日光的反射、透射和吸收能力，可归纳出以下四点看法。（1）同一种农田的植被，对于不同波长的辐射，其反射、透射和吸收能力不同。（2）同一种波长的辐射，不同作物、同一作物不同的生长发育状况（包括品种、密度、叶龄、叶形、叶片的颜色和含水量等等），其反射、透射和吸收能力不同。（3）反射、透射和吸收率不是一个常数，在任一光谱中有一定幅度。 （4）群体对日光的反射率和透射率要比单叶明显地小，而吸收率却明显地高于单叶。 如稻、麦作物，叶片向上斜立，其反射和透射光几乎都比单叶少一半左右；一般在抽穗开花期，群体的反射率约57%，透射率约47%，而群体的吸收率则高达8590%。4. 光在群体中的分布规律农田中透光率的分布曲线与光强分布曲线完全一致，亦随深度迅速递减，其递减率与叶片的铅直分布关系密切。农田中，由于太阳视位置的日变化，总光强也存在着与露地相同的日变化形式。农田中各高度透光率也存在着相同的日变化，而由于太阳高度角的改变，在中午时透光率最大，在早晚时透光率较小。如在对棉花的观测中发现，在始花期，早晚的透光率为10%，而正午时透光率可达41%。5. 群体透光率、削光系数群体消光系数k值可用下式求算：k =（-ln(I/I0)/F 式中， I/I0即透光率。 k值是一个无量纲数，它描述了叶片的遮阴程度，当上层叶面积大时，k值就大，光强衰减就明显。注意：实际上，大田内部的情况十分复杂，影响k值的因素非常多，包括叶片大小、厚薄、表面光滑度、叶绿素含量以及叶片含水量等影响叶片反射、透射和吸收的因素；入射光的方向和光谱成分；叶片角度及群体的结构；季节、天气以及时间等。因此，K值不是一个稳定的值。 在实际应用中，禾谷类作物K值较稳定，因而使用平均值代替。 一般地，k值小于1。据门司和佐伯测算，草中的k值为0.30.5，水平叶子作物层中的 k值为0.71.0。而中科院上海植生所测得的水稻叶层的k值在0.670.74之间，平均达到 0.71。6. 光周期现象以及据此对植物的分类 1、日照长度和光照长度 日照长度。是指一地每天从日出到日落之间的日照时数，是一种在一定地区各年之间比较稳定的气候要素。 光照长度。也称为光长，它和日照长度不同，它包括日照长度及只有漫射光的多云、 阴天时段和曙暮光时段。2、光周期现象的概念 光周期现象发现于十九世纪末。而光周期现象的概念到二十世纪初才由加奈（Garner）和阿拉德（Allard）提出。 光周期现象：白天光照和夜晚黑暗的交替及其持续时间对植物的开花有很大的影响，这种现象称为光周期现象。 光周期现象实质上是指植物的生长发育对昼夜长短的不同反应。 这种反应在植物的花芽形成期最为敏感，是植物内部节奏生物钟的一种表现，是由系统发育所决定的，它是植物利用对光长的测量而控制植物生理反应的现象。7、根据光长影响植物开花情况对植物的分类（1）长日性植物。是指只有在光照长度超过一定临界值（临界光长）时开花，否则即停留在营养生长状态的植物。例如麦类、豌豆、亚麻、油菜、胡萝卜等原产于高纬度地区的作物。 （2）短日性植物。是指只有在光照长度短于一定临界值时开花的植物。如水稻、玉米、棉花等原产于低纬度地区的作物。（3）中日性植物。是指当昼夜长短的比例接近于相等时才能开花的植物。如甘蔗等。 （4） 中间型植物。指开花受光长影响较小的植物，又称光期钝感植物。如西红柿、黄瓜等。 8、临界光长光将植物分成短日性或长日性植物，需要有一个客观的光照时数标准。 临界光长是指引起植物开花的光照长度界限。长日性植物的开花要求光长不能短于这个界限长度，而短日性植物的开花要求光长不能长于这个界限长度。 临界光长是植物识别合适季节的度量，其数值与生态环境有着密切关系，且随着生态环境所处纬度的改变而改变。 植物的临界光长不一定是每日12小时。 光周期反应中受温度的影响较小，但是温度的高低对开花的数量影响很大。9、 水稻的感光性及其衡量指标 （1）水稻的感光性 在满足水稻生长发育所要求的温度条件前提下，在短日照条件下可使生育期缩短、在长日照条件下可使生育期延长的特性。 实质 表示某一作物品种在缩短或延长日照的情况下对促进或延迟开花结实的影响程度。（3）衡量作物感光性强弱的指标 a、对临界光长的要求 一般地，感光性强的品种或作物，对临界光长的要求比较严格，而感光性弱的品种要求 不严格或不明显。b、感光系数或感光指数 指发育速度随光照时数而变化的程度，即播种期相差一天，相应的生育期天数的差值。差值越大，则表示该品种的感光性越强，反之则表示该品种的感光性越弱。c、出穗促进率（丁颖等）地理分期播种试验 概念 将温度相近但光长相差较大两地同一品种在同一播期下的出穗天数之差与光长较长之地出穗天数之比的百分数作为出穗促进率。 实质 出穗促进率大，则表示短日促进出穗的作用大，称为感光性强，反之称为感光性弱。10、 光周期学说应用于作物引种时应注意的问题光周期学说应用于作物引种时应注意： （1）短日性作物的北方品种向南引种时，由于光照变短，温度升高，导致生育期缩短，可能出现早穗现象，穗小粒少。南方品种向北引入时，由于光照变长，温度降低，导致延迟成熟，甚至不能抽穗开花。（2）长日性作物的北方品种向南引种时，一般延迟成熟。但南方温度较高，生育期是否 延长，还要综合考虑其光温特性。而南方品种向北引入时，一般提早成熟，但北方温度较低，发育速度减慢，生育期是否缩短也应综合考虑。（3）纬度和海拔相近地区相互间引种，光温条件大致相似，较易成功。 （4）同一地区平原与高原间相互引种，光照条件没有变化，其延长或缩短生育期的日数，决定于高度差引起的温度变化。（5）同一地区早中稻作晚稻种植时，提早成熟，而晚稻早播时，延迟成熟。因此在双季稻区，早稻可用作晚稻栽培，而晚稻不能用作早稻栽培。11、 光饱和现象、光饱和点与光补偿点光饱和现象：在一定的光照强度范围内，光合作用强度随光强的增强而增强。当光强达到一定的强度后，光合作用强度不再相应地增强，而是趋近于一条渐近线，这种现象称为光饱和现象。 光饱和点：光强增强时，光合量也增加，光强达到一定的强度时，光合量不再增加，此时的光强称为光饱和点。若光强高于光饱和点，不仅不会使植物光合作用强度增强，反而会导致叶温升高、气孔关闭，叶绿素钝化、分解、破坏及植物组织灼伤，使光合作用强度下降。所以在实际测量时光强过高时光光合作用曲线会呈抛物线状。 光补偿点：植物的光合作用强度和呼吸作用强度达到相等时的光强值称为光补偿点。在此光强下，光合作用制造的产物与呼吸作用消耗的产物相等；或者说同一叶片在同一时间内，光合过程吸收的CO2和呼吸过程放出的CO2等量。当光强在光补偿点以上，植物可以积累有机物质。当光强处于补偿点时，植物没有干物质积累。而长期处于光补偿点以下时，植物的干物质积累小于支出时，植物便会因饥饿而生长不良甚至死亡。12、 光饱和点和光补偿点特征 不同植物（喜阴、喜阳、C3、C4），同一作物的不同品种，同一品种不同发育期 及不同部位的叶片光饱和点和光补偿点不同。 光饱和点和光补偿点还因温度、水分、CO2浓度等因子的不同而变化。 群体光饱和点和光补偿点均高于单叶。 13、 光光合作用曲线特征 植物的光合作用强度在很大程度上决定于光照强度。 光强与光合作用关系呈双曲线型。 光强与光合作用关系会因植物群体的繁茂程度而有明显差异。 不同的植物光光合作用曲线不尽相同。14、 最适叶面积系数最适叶面积系数（指数）： 现象 图2.14 叶面积系数与光合作用的关系 概念 群体净生产率达到最大值时的叶面积系数称为最适叶面积系数。此时，群体最下部叶片 的光合作用与呼吸作用完全抵消。 最适叶面积与最大限度叶面积并不一致，而是前者的出现常比后者早。15、 光照强度对植物生长发育影响特点 光强不足持续天数越多，对作物的产量构成要素各部分受到的影响越大；不同生育期光强不足，对作物生长的影响也不同；不同的品种对光强不足的反应也是不同的。总体上说，光强不足光合积累少，会导致产量降低。 光强过弱，植物体内营养物质积累少，往往会阻碍植物的发育速度，以致于延迟开花结果。 光强过弱，植物体内的营养物质积累不足，导致花芽发育不良，致使花芽早期退化或死亡，引起作物产量下降。 光强不足，光合积累少，势必影响到蛋白质和糖分等的含量，进而对产品质量产生不利影响。16、 生理辐射和光合有效辐射生理辐射 决定着最重要的植物生理过程（包括光合作用、色素合成、光周期现象和其它植物生理 现象）的光谱区称之为辐射的生理有效区，或称为生理辐射。 光合有效辐射 在生理辐射范围内，进行光合作用的光谱区辐射，称之为光合有效辐射，简称PAR。17、 光能利用率限制因素及其提高途径1、光合性能 影响植物群体光能利用率的因素主要有光合面积、光合能力和光合时间等。 农作物产量实际上等于：（光合面积* 光合能力*光合时间）- 消耗 *经济系数，可称之为光合性能。2、限制光能利用率的因素（1）光的漏射、反射和透射损失 生长初期，叶面积指数低，漏射多； 中后期，叶面积指数大，反射增加，可达525%，且平铺叶片比直立叶片更多；叶片薄，透射多，一般要透射47%； 因此，叶面积指数过大过小均不利于光能吸收，存在一个最适叶面积指数问题。（2）群体结构和叶片组织本身造成的损失 农作物的群体结构不合理，叶层较厚、平铺，上层叶片受光光强处于光饱和点之上， 下层叶片受光弱，上饱下饥，浪费了部分光。据估算，在500卡/厘米2的光照条件下，水稻及小麦由于光饱和损失的光能高达36%，玉米亦达到12%。 作物群体内部光补偿点过高，也有部分阳光抵消了呼吸消耗。 透入叶组织中的光合有效辐射只有部分为叶绿素吸收而用于光合作用，而1030%的光能被非光合色素以及细胞壁、细胞质等吸收而损失了。 （3）作物遗传特性的限制 小麦、水稻等C3植物的光合效率通常比玉米、高粱等C4植物低，尤其在高温、强光和干旱条件下，这一特性表现得尤为明显。 （4）生长季短造成的损失 中高纬度地区农业生产受冬季低温限制，作物生长季短，造成光能资源的浪费，光能利用率低。（5）生长季内外界环境条件的限制 温度、水分、CO2浓度等均直接影响作物的光合作用，也就影响到光能利用率。 温度过高，呼吸急剧增加，光合作用强度下降；温度过高还会导致气孔关闭，使 光合作用强度降低。温度过低，使细胞原生质粘滞性提高，酶的活性受到抑制，减缓所有生物学和物理化学过程，从而减缓植物质量的增长速度。 CO2浓度也影响光合作用，据测定，CO2浓度从300ppm增加到1000ppm时，光合 作用速率提高近一倍。 缺水，会影响到植株的蒸腾作用以致影响气孔的开闭，从而影响CO2进入叶片内，减弱光合作用强度。（6）其它方面 作物光合机构功能以及外界环境条件的最佳状态难以达到，从而增加光合作用的 量子需要量，降低光能利用率。 自然灾害、病虫害等也会影响植物的光合作用和光能利用率。 经济系数低即草多谷少虽然不会影响作物光能利用率，但会降低谷物产量。 提高光能利用率的途径 提高光能利用率要从内因和外因两个方面来考虑。 内因即通过调节和控制植物光合作用生理机制，从植物体本身去想办法。外因则是通过农业技术措施来改善农田微气象条件。 1、建立合理的群体结构，造成群体中多层立体配置，增加群体光和面积 目的是减少整个作物层光的反射、透射和漏射，增加作物对太阳能的吸收比例。措施是选育合理株型和适宜密植。选育株型紧凑、叶片斜立的矮秆品种十分有利于作物高度密植而不倒伏，也是提高最适叶面积系数的基础和保证。 这是因为：a.叶片斜立可使单位土地面积上容纳更多 的叶面积；b.叶片斜立时反射光较少，漏射光较多，消光系数小，可使群体中下部的光照充足。 因此，上层叶片为斜立型、中层叶片为平铺型的群体，可使光在群体中处于最佳分布状态，充分合理地利用光能。 理想群体结构的量化标准： 上层叶片占50%，叶片与水平面呈9060； 中层叶片占37%，叶片与水平面呈6030； 下层叶片占13%，叶片与水平面呈30。 作物的立体种植是近年来发展并已广为推行的种植方式，也是充分利用光能的有效措施。 2、充分利用生长季节，增加作物生长期 采取间作套种和复种，合理安排茬口， 可充分利用地力、时间和空间，使田间始终拥有旺盛的植物群体，各种作物此起彼伏、交替兴衰，高矮杆、宽窄行相间，叶面积指数始终保持着连续、匀称和协调的状态。可延续交替用光，使得群体对光能的利用在整个生长季节均保持在一个较高的水平，十分有利于光能利用率的提高。另外，温室、大棚、地膜等农业设施的利用及育苗移栽等农业栽培技术措施的应用也是延长作物生长季节，充分地利用季节与光能，提高光能利用率的重要途径。3、改善水、热、气、肥等等环境条件，增加作物光合能力提高空气中的CO2浓度，可以增加作物的光合能力。对农田而言，可通过通风不断使群体外含CO2 多的空气流过叶面、增施有机肥释放CO2来提高群体内的CO2 浓度。 在温室、大棚内可通过增施CO2肥来提高CO2 浓度。足够的水分和适宜的温度条件也能够提高作物的光合能力。 在光能资源丰富、水资源严重缺乏的地区，热量不足采取措施增温、水分不足采取措施解决灌溉水源等，则可大大提高光能利用率。4、培育高光效品种，提高作物光饱和点 光饱和现象产生的原因是在光合作用的过程中，光、暗反应速度不协调，暗反应的 速度过慢，不能充分地利用光反应所吸收的光能，从而造成光能的损失。 因此在培育作物品种时，要增加暗反应速度，提高光饱和点和光能利用率。5、减少呼吸等消耗，增加净光合生产率 （1）出发点 据测定，光呼吸型作物的光呼吸放出的 CO2比暗呼吸要大三到四倍，占光合作用同化 CO2量的三分之一以上。所以，可以通过减少光呼吸量来提高光能利用率。 （2）主要措施 a.培育光呼吸作用低的品种如C4作物；从光呼吸性作物如C3作物中选择光呼吸低的植株进行筛选培育； b.采用化学方法抑制呼吸作用； c.减少不必要的呼吸消耗，即打掉老叶枯叶，打去对产量无效而又争养分的器官， 如果树、棉花等的雄枝等； d.采取措施控制高温的出现。另外，防治病虫等危害，也是减少光合产物消耗的重要措施。6、提高经济系数，即谷草比 通过育种和先进的栽培措施，使作物的经济系数提高。 如水稻矮秆品种的经济系数就从原来的0.35提高到0.5或以上。第三章 三基点温度及其共同特征作物生命活动的每一个过程，都有三个基本点温度，即三基点温度。 最低（下限）温度 最适温度 最高（上限）温度 对于作物的生长，在最适温度下生长迅速而良好，在最低和最高温度下作物停止生长，但是仍然能够维持生命而不受害。 如果温度继续降低或升高，作物就会逐渐受到不同程度的危害直至死亡。 所以在三基点温度之外，还可以确定作物的受害温度（受害高温或受害低温）以及致死温度（致死高温或致死低温）。这就是通常所说的五基点温度或者七基点温度。 特征 区别 不同作物的三基点温度不同； 同一作物不同品种的三基点温度不同； 同一作物不同生育期的三基点温度不同； 同一作物不同生理过程三基点温度不同； 同一植株上不同器官的三基点温度不同。共同特征 最低、最适、最高温度指标不是一个具体的数值，而是具有一定的范围，不仅与强度有关，还与作用的持续时间有关。 无论是生存、生长还是发育，其最适温度基本上是在同一个变幅范围，差异很小。 各种作物的最低温度的最低点差异很大，且最低温度与最适温度差值较大。 各种作物最高温度指标值差异较小。且各种作物的最高温度与最适温度值也比较 接近。 在作物的生命过程中，最低温度远较最高温度出现的机率大。 根据作物对温度条件的要求和引种成败的经验，作物引种的三条规律 北种南引（高山引向平原）比南种北移（平原引向高山）容易成功。因为南种北移是作物能否成活的问题，而北种南引则是温度可能影响产品质量的问题。 草本植物要比木本植物引种容易成功，一年生植物较多年生植物引种容易成功，落叶植物比常绿植物引种容易成功，灌木要比乔木引种容易成功。 温度对植物生长的作用，在一定程度上是相对的，各种植物都有一定的适应性，因此在植物引种的过程中，存在着气候驯化现象。 温度对作物生长（光合、呼吸）的影响 （1）不同作物的光合作用强度与温度的关系不完全相同，但各种作物“光合作用温度”曲线的一般形状是基本一致的。 （2）“光合作用温度”曲线和“呼吸作用 温度”曲线的变化趋势近似。 （3）光合作用和呼吸作用也有它们的三基点温度，但呼吸作用的最适温度比光合作用的高。 （4）随着温度的升高，光合作用与呼吸作用的比值降低。（5）作物有机物质的增加，取决于光合作用所积累的有机物质和呼吸作用所消耗的有机物质之差。 （6）温度还通过影响植物对无机养分的吸收及植物的蒸腾作用来影响植物的光合作用。（7）温度对作物生长的影响还与作物本身的生理机能有关。 C3植物适宜的温度范围是2025，而C4植物适宜的温度范围是3035。 （8）温度对作物生长的影响还和其前期的温度条件（前期温度锻炼）密切相关。 积温学说的三个基本论点 在其他条件得到满足的前提下，温度对作物的发育起着主导作用。 作物开始发育要求一定的下限温度；而根据近年来的研究结果，在高温季节完成的发育期还存在有上限问题。 作物完成某一阶段的发育需要一定的积温。 活动积温、有效积温的求算方法 活动积温 把高于下限温度（B）的日平均气温（Ti）称为活动温度。作物在某一时段内活动温度的总和称为活动积温（Aa），用下式表示： （TiB；当TiB时，Ti=0。） 有效积温活动温度与下限温度之差（Ti B）称为有效温度 。作物在某时段内有效温度的总和称为有效积温（Ae），用下式表示 （TiB；当TiB时，Ti- B = 0。） 活动积温和有效积温的比较 a.活动积温 优点：考虑了生物学零度，排除了对作物发育不起作用的生物学零度以下的日平均气温；用实测的日平均气温统计，比较方便。 不足：活动积温包含了一部分低于生物学零度的无效温度，使积温的稳定性较差。 活动积温多用于农业气候分析。 b.有效积温 优点：排除了对作物不起作用的生物学零度以下的无效温度，积温稳定性好，较符合实际。 不足：统计比较繁琐，往往给分析计算带来一定的困难。 有效积温多用于研究作物的发育与热量条件的定量关系，建立作物发育速度的农业气象模式和编制农业气象预报等。 积温在农业生产中的应用 1、农业生物生长发育的积温模式 （1）叶龄积温模式 小麦叶龄积温模式 X = a + bT 式中，X为叶龄，T为大于0的积温，a、b为待定系数。 水稻叶龄积温模式 N = a + b Ln（T） 式中，N为水稻叶片数，T为播种到该叶片出现时大于10的积温，a、b为待定系数。 （2）分蘖积温模式 小麦分蘖积温模式式中，Y为包括主茎在内的单株茎数，T为冬前积温，其它为有关的常数和系数。 水稻分蘖积温模式式中，YX为积温X时单位面积上水稻的总茎数，X为水稻移栽后10以上的有效积温，其它为有关的常数和系数。 （3）干物质增长积温模式 式中，W为干物重，T为积温，其它为有关的常数和系数。 积温的种类负积温、地积温、危害积温、时积温、净效积温 作物品种的感温性1、概念 作物存在感温性的原因 因为不同作物、同一作物不同品种对温度的要求和反应是不同的。 概念 作物品种受到温度的影响表现出发育速度不同的特性，就称为作物品种的感温性。 作物的温周期现象概念 作物的生长发育对气温周期性变化的反应称为作物的温周期现象。温周期现象是作物对温度节律性变化规律的适应。 气温日变化对作物的影响 1、对种子发芽的影响 研究表明，不同作物发芽对温度高低及日较差大小的要求不同，喜凉作物发芽要求的温度相对较低，平均温度太高或日变化中的高温部分对其发芽不利；而喜热作物则刚好相反。 2、对作物生长发育的影响 昼夜变温对作物生长有明显的促进作用。 日间气温高使长日照作物发育速度加快，夜间气温高使短日照作物发育速度加快。 昼、夜温度适宜且配合好可大大降低水稻花粉的不孕率。3、对产量形成的影响 小麦灌浆速度与白天、夜间的平均温度均呈二次曲线关系，昼夜温度适宜且配合好对灌浆最为有利。 昼夜温差大，千粒重增加，作物产量高。 高低温配合好而不仅仅是日较差大，才是拉萨春小麦产量高于北京的一个重要原因。 4、主要结论 气温日变化（或昼夜变温）对作物生长发育和产量形成有很大影响，更重要的是在一定日平均气温水平上的气温日变化的影响，这实际上是日温周期的有效性问题。 在日温周期的振幅有效范围内是为有利；而如果超出作物所需的最高、最低界限温度时，则会成为无效温度，不仅不利，反而会造成伤害。 气温日变化还会影响到植物分布的北界或上界。如森林的北界位置在大陆性气候条件下要比在海洋性气候条件下向北延伸10个纬度；而大陆性气候较强的山区森林的分布通常要比海洋性气候较强的山区高得多。 原因是虽然北界或上界的平均温度降低了，但其日较差大，有利于干物质的积累，可满足树木生长发育的需求。 衡量作物品种感温性强弱的指标 作物品种感温性的强弱通常以高温下能促进抽穗的日数即高温出穗促进率来表示。 一般认为，某品种在高温下能显著地表现出缩短抽穗日数，则该品种的感温性强，即对温度反应敏感。否则就说品种的感温性弱，对温度的反应不敏感。 低温危害、高温危害主要包括什么？低温危害和高温危害的区别主要是？ 低温危害，主要包括冷害、寒害、霜冻和冻害等。 高温危害，主要包括热害、暖冬害等。温度过高的危害，即高温危害。 一般意义上的高温危害，指农业生物因高温出现超过其生长发育甚至生命活动的上限温度而导致伤害的一种农业气象灾害。 另外，越冬作物在越冬季节里，冬季温暖，就会生长发育一阵子，以后若遇到低温，往往会发生障碍，这也是一种高温害，常称为暖冬害。低温危害和高温危害的区别 低温危害范围广，对象多，较常出现。 高温危害范围小，对象少，且程度轻。 冷害的概念及分类？冷害是指在农作物生长季节，温度在 0以上，有时甚至在20左右的条件下对农作物产生的危害。发生冷害时，作物形态一般无明显变化，有“哑巴灾”之称。 据农作物受害情况可将冷害分成延迟型、障碍型和混合型冷害，还有间接性冷害。对水稻危害 延迟型冷害：是指作物营养生长期内遭遇低温，使作物生育进程减慢、延迟生育，最终秕粒增加，导致减产量的现象。玉米低温延迟 播种至出苗遇有低温，出现出苗推迟，苗弱、瘦小，种子发芽率、发芽势降低等现象，且对植株功能叶片的生长有阻碍作用。障碍型冷害：是指作物的生殖生长期内(主要是从生殖器官分化到抽穗开花期)，遭受短时间(一般仅几天)异常的低温，使生殖器官的生理活动受阻，造成颖花不孕， 籽实空粒而减产的现象。对水稻危害 障碍型冷害是我国南北方水稻受害的主要类型。该类型冷害多出现在副热带高压减弱南撤，北方冷空气活动加强时，在地面图上为一冷高压随着高空冷槽东移，冷高压前沿的冷锋使它经过的地区产生阴雨天气，冷锋过后引起温度的急降和偏北风，所以冷害又称为“寒露风”、“秋季低温”。混合型冷害，又称兼发型冷害。是在作物生育初期遇低温延迟生育和抽穗，到孕穗期又遇低温危害，使部分颖花不育发生空壳秕粒，给作物产量带来严重影响。间接性冷害（稻瘟病型冷害）：指水稻在其生长期内因低温阴雨而发生稻瘟病，使作物受害减产。 寒害的概念及分类？寒害是指中国热带、亚热带地区作物在冬季遭受0以上（有时稍低于0）的低温危害的现象。它是热带作物主要的农业气象灾害之一。危害的作物有橡胶、椰子、咖啡、可可、胡椒和剑麻等。 根据寒害发生的天气条件，可将其分为平流型、辐射型和混合型寒害。 霜冻的概念及分类？ 霜冻是指在春秋转换季节，土壤表面和植物表面的温度下降到（0以下）足以使植物遭受伤害甚至死亡的一种农业气象灾害。 根据霜冻发生的季节可以将霜冻分为春霜冻和秋霜冻。 根据成因又可以将其分为平流型、辐射型、平流辐射型和蒸发型霜冻。 霜冻发生的小气候条件？地形 坡向水域 冻害的概念及分类？ 冻害是指越冬作物和果木在越冬期间由于0以下低温剧烈变温所造成的一种农业气象灾害。在北方主要危害越冬作物；在南方尤其是亚热带北缘地区，主要危害经济果木。 根据冻害发生的天气条件（如对冬小麦）可以将其分为冬季严寒型、入冬剧烈降温型和早春融冻型。第四章1. 农田土壤水分平衡方程及各分量的意义农田土壤水分平衡方程： （R+Sg+ K）-（Es+Ep+ q1+q2）+ Wh- Wk=0式中，R为某时期内的降水量，Sg为毛管水上升量，K为该时期内的灌溉量；Es为土壤蒸发量，Ep为植物蒸腾量， Es+Ep称为植物的蒸腾量。 q1为地表径流量，q2为地下径流量；Wh、Wk分别为该时期开始和终止时的土壤水分贮存量。计算和分析田间作物系统水分收支的目的。2. 土壤中水的受力情况及土壤水分类型1、土壤中水分的受力情况 重力。方向指向地心。 吸附力。方向指向土壤颗粒内部。 水分子之间的相互吸引力。 可分为两种情况：位于水体内部的水分子，受到四周水分子平均的吸引力，平均合力为零；位于某一水体表层上的水分子要受到方向朝着水体内部单方面的吸引力，形成表面张力。 毛管力。毛管壁与水分子之间的吸持力和毛管水面凹曲产生的表面张力。 渗透压力。土壤中矿物质溶解于水形成溶液而产生的力。水分在土壤中主要受到这五种力的作用，使其能够保持在土壤中。 2、土壤水分类型（1）吸湿水 概念 烘干的土壤从含有饱和水蒸气的空气中由吸附力吸附于土粒表面的水分。 影响因子 空气相对湿度 土壤性质 性质 固态水性质，对植物来说是无效水。（2）毛管水毛管水是被表面张力以水膜形式吸附于土粒周围，由毛管水面凹曲产生的力所保持的水分。毛管水又分为薄膜水和毛管悬着水。 a.薄膜水 概念 当土壤的吸湿水达到最大量后，在吸湿水的外层所形成的一层膜状的液态水叫薄膜水。 影响因子土壤质地 有机质的含量 性质 与液态水的性质基本相似，但水分子受土粒吸持而排列较紧，难以被植物利用，称为难有效水。 b.毛管悬着水 概念 为毛管力所保持又与地下水不相连通的水分称为毛管悬着水。 性质毛管悬着水具有一般自由水的性质，是对植物最有效的土壤水分。（3）重力水 概念因重力大于土壤持水力而不能保持在土壤中的水分称之为重力水。 性质具有一般液态水的性质，但绝大多数没有机会被植物吸收利用。对旱作物来讲，多则不利。3. 土壤水分常数的概念及对作物的有效性1、概念 土壤中水分从受一种力的作用转到受另一种力的作用时的土壤水分含量。2、常用的土壤水分常数（1）吸湿系数（最大吸湿量）土壤吸湿水达到最大数量时的土壤含水量。吸湿系数以下的土壤水被土粒牢固吸持，不能被植物吸收利用。 （2）凋萎系数（凋萎含水量、凋萎湿度） 植物产生永久凋萎时的土壤含水量，包括全部的吸湿水和部分膜状水。凋萎系数是作物可利用水量的下限，约为最大吸湿量的1.52.0倍。 不同质地的土壤，凋萎湿度有明显差异，即随着土壤砂性增加而减小，随着土壤粘性增加而增加。如：砂土1.84.2%，壤土6.412.6%，粘土17.4%等。 作物种类间亦有差异，见下表。 表 不同作物的凋萎湿度（南京，%）作物名称 冬小麦 棉 花 向日葵 玉 米 大 豆凋萎湿度 6.99 7.36 8.41 9.41 9.32（3）最大分子持水量 膜状水达到最大数量时的土壤含水量。它包括全部的吸湿水和膜状水，约为最大吸湿量的24倍。（4）田间持水量（土壤最小持水量） 毛管悬着水达到最大量时的土壤含水量。 包括全部的吸湿水、膜状水和毛管悬着水。田间持水量是在不受地下水影响的自然条件下所能保持的土壤水分的最大数量指标。 田间持水量是土壤中对植物有效水分的上限和计算灌水定额的依据。 （5）毛管断裂含水量 土壤中的毛管悬着水由于作物的吸收利用和土壤的蒸发作用，其数量不断减少，当减少到一定程度时，其连续状态断裂，从而停止了毛管悬着水的运动，这时的土壤含水量称为毛管断裂含水量。 毛管断裂含水量称为生长阻滞含水量。毛管断裂含水量可视为土壤水分对作物有效性的一个转折点。一般为田间持水量的65%左右，可以此作为灌水的下限指标。 （6）毛管蓄水量（最大毛管水量） 土壤毛管孔隙都充满水分时的含水量。包括吸湿水、膜状水和毛管上升水。毛管蓄水量比田间持水量高1/41/3左右。 （7）全蓄水量（全持水量、土壤饱和含水量） 土壤所有孔隙全部充满水分时的含水量。全蓄水量的数值主要取决于土壤孔隙度。3、土壤水分常数及其有效性不同类型土壤的水分常数不同，主要决定于土壤质地及结构。土壤有效水分可用下式计算：土壤有效水分含量= 土壤贮水量 - 凋萎湿度时的土壤贮水量4. 土壤水势及其组成 1、土壤水势的基本概念与意义 （1）土壤水分类型传统划分方法的缺陷 a.土壤水分常数的确定缺乏严格的理论依据。 b. 土壤中不同形态的水是因各种力的大小不同而依次出现的，这种划分太理想化。 c.土壤水分常数可把土壤中水分的质量状态表示出来，但土壤水分常数的人为性比较强。 d.土壤形态学考虑的是土壤和水的作用力，没有把土壤、植物、大气作为一个系统来考虑。 （2）土壤水势的概念 水的化学势 即当温度、压力及物质数量为一定时，因水量变化引起的吉普斯自由能的变化。 土壤水势 土壤中水的化学势与同温同压下纯水的化学式之差。 （3）用水势的观点研究土壤水分运动的优 a.可以统一使用能量尺度研究“土壤植物大气”系统中水分的运动及其相互关系。b.可以定量处理和解决土壤水分运动的问题，且与其它学科采用共同的单位。2、土壤水势的组成组成土壤水势的分水势有：基模势、渗透势、压力势、重力势和温度势。（1）基模势(m)是由于土壤基粒的吸附力和毛管力作用于水所引起的水势。基模势使自由能减少，有降低水势的作用，为负值。基模势是土壤水势的主要组成部分，而在植物中很小，干旱时植物组织中的较大。 （2）渗透势( ) 是由于土壤中溶质吸水溶解所引起的水势。当溶质增多时，水分的自由能降低，溶液浓度越大，水势就越小，即负值越大。渗透势和渗透压数值相等，符号相反。（3）重力势(g) 是由于重力场位置不同于参照水平面而引起的土壤水分势。是地球引力造成的，根据重力场位置来确定。重力势g=gh表示，其大小取决于相对于参照面的高度，正负决定于参照面的位置。 （4）压力势(p) 是由于土壤中水分受到压力而引起的水势。 静水压势 是由于土壤中存在着不透水层而对其下层的土壤水分产生的静水压力而引起的水势。 气压势 是由于空气被封闭在土壤中使气压不平衡而引起的水势。 荷载压势 是由于水中含有悬浮胶体物质所产生的荷载压力引起的水势。（5）温度势(t) 是由于土壤中温度变化所引起的水势，当处于恒温或温度变化不大时，温度势等于0。（6）总土水势（w） 总土水势即土壤水势为以上各分水势之和： w = m + + p + g + t 在土壤水分不饱和时，主要取决于m，而在盐碱地以及研究土壤植物水分关系时，p、也起作用。5. 渗透、径流和降水的关系降水 = 渗透 + 径流6. 影响水分入渗的因素降水开始后的时间 土壤初始含水量 土壤性质 土壤表面状况7. SPAC水分传输过程和水分流动规律（1）系统水流的各个过程和途径a.土壤中的水分向根表皮流动；b.水分被根表皮吸收通过根及茎的木质部输送到叶片的叶肉细胞；c.从叶肉细胞汽化后进入气孔；d.水汽经过气孔扩散到大气中。水势的概念通用于水流的各个过程。（2）水分流动的基本规律水分总是从水势高的地方流向水势低的地方，其流量与水势差成正比，而与水流阻力成反比。 如果在整个系统中水的流量保持不变，上述关系可用下式表示：式中，1、2、3分别为土壤与根、根与叶和叶与大气之间的水势差；R1、R2、R3分别为相应的阻力；Q为水通量。不同土壤吸力和大气蒸发力下的水势分布见图4.8（P170）。 图4.8中，曲线1是土壤水分含量较高，土壤吸力较低的情况；曲线2是土壤吸力同样低，但大气蒸发力增大了；曲线3是土壤吸力已相当高，但大气蒸发力较低的情况；曲线4是土壤吸力和大气蒸发力都高的极端情况。8. 土壤水分特征曲线和滞后现象1、土壤水分特征曲线 概念 土壤吸放水时，土壤水分含量与对应的能态指标所成的相关曲线称为土壤水分特征曲线。 用途表明土壤在某一含水量时土壤水分所受的吸力，或土壤水处于某一吸力时的土壤水分含量。反映土壤的特性，尤其是物理特性，不同质地的土壤水分特征曲线是变化的。反映不同质地土壤水分对植物的有效性。图4.9、P174。因此，利用土壤水分特征曲线来说明土壤水分数量与作物生长的关系比用土壤水分形态来说明问题要清楚得多。2、滞后现象 事实同一质地的土壤水分特征曲线也不是唯一的，即水势和土壤含水量之间关系往往不是单值性的。 概念通过脱水过程和吸水过程两种方法测得的土壤水分特征曲线并不重合。同样吸力的土壤含水量在脱水过程中比在吸水过程中高，这种现象称为滞后现象（图4.10）。9. 作物蒸散及其影响因子1、概念蒸散即植物叶面蒸发（蒸腾）和棵间土壤蒸发之和。蒸散是植物失水的主要方式。2、蒸散研究在农业生产中的意义 （1）估算作物的蒸散可确定作物的需水量 。对于制定灌水计划，确定灌水时间和灌水量，提高灌溉效益具有十分重要的意义。 （2）蒸散研究有助于研究各种土壤气候带 。对于发展合适的耕作制度，引用适宜的品种，应用有效的水分管理技术，均有十分重要的意义。 3、影响蒸腾作用的因子（1）作物本身特征 a.叶面积 叶片大而多的作物一般比叶片小而少的作物蒸腾量大。 b.根冠比 根系发达、扎根深的作物比范围小、扎根浅的作物蒸腾量大，更能抗旱（图4.12、P179）。 c.叶片方位 朝阳叶片（大多数叶片的方位都趋于接收更多的入射辐射）光合强度大，蒸腾量也很大。 d.叶片大小 小叶片的空气阻力小，水分易散失，蒸腾大；但小叶片上的边界层薄，更有利于显热交换和潜热交换，减低叶片水势而降低蒸腾；两方面趋于互相补偿而不断调节蒸腾量，水分充足时，蒸腾量大，水分不足时，蒸腾量小。e.叶片表面特征 叶、茎表面有蜡质层或有白色、密而柔的一层毛，会大大降低作物的蒸腾量。f.气孔 气孔大，蒸腾量大，但光合作用也大；气孔小，蒸腾量小，但光合作用也小。近年来的研究表明，气孔能使其开度保持使二氧化碳进入为最适程度，从而控制水分损失。g.生育期 与作物的生长速度成正比，即“少多少”规律。（2）气象条件 a.光。光可促使气孔张开，蒸腾增大。 b.气温。气温升高可增加叶片的蒸腾强度；过高又会抑制蒸腾作用的进行。 c.空气湿度。空气湿度增加，蒸腾强度减弱。 d.风。可增大叶片表面与其周围空气的湿度梯度，并使植株摇动，促进蒸腾作用的进行。（3）土壤条件 土壤湿度和温度适宜，通气状况良好，则蒸腾量增加。10. 作物需水量及蒸腾系数1、作物需水量（1）概念作物需水量 ，是指生产1克干物质所需的水量。用植物在整个生长期或某一个发育时期内所吸收的水分总量与该时期生产的总干物质之比来表示。（2）表征作物需水量的参数 a.蒸腾系数。指作物在生育期内，每合成1克干物质所蒸腾的水分克数。b.蒸腾效率。指作物在生育期内，每消耗1克水所合成的干物质克数。是蒸腾系数的倒数。 c.蒸腾强度。指单位时间内单位叶面积上的蒸腾量。（3）关于蒸腾系数 蒸腾系数是表征作物需水量最常用的参数。其大小既表征作物对水分利用效率的高低 ，也表征作物对水分的喜好程度。 蒸腾系数大，说明作物要求的水分多，更主要的是利用率低，即蒸腾效率低。 根据蒸腾系数，便可找到作物的抗旱性与需水量之间的规律，蒸腾系数越低的作物，越适应于干旱地区。 蒸腾系数不是一个稳定的数值。不同作物(表4.9 、P185）、不同品种、不同发育期、不同的土壤条件及不同的气象条件，蒸腾系数不同。 仅用蒸腾系数作为估算作物水分消耗和确定作物需水量的基础是不合适的。 （4）作物需水量的组成及影响因素 a.作物需水量的组成 光合作用所需水量和植物体内所含水分,比例很小。 蒸腾耗水，占作物需水量的绝大部分。 棵间蒸发和田间渗漏。前两部分为作物生理过程所必需，又称为生理需水；后一部分为作物适宜生长环境条件形成所必需，又称为生态需水。 b.表示方法 作物需水量一般用单位面积上的水量来表 示，以立方米/公顷为单位 ；也可用水层深度来表示，以毫米为单位。 c.影响因素作物需水量因作物、品种、生育进程、气象条件、土壤条件、田块大小、产量高低以及农业技术措施的不同而波动。图4.15（P186），表4.10（P187）。11. 作物水分临界期、水分关键期及其异同（1）水分临界期 对水分最敏感的时期 ，即由于水分缺乏或过多对产量影响最大的时期，称为某作物的水分临界期。 水分临界期不一定是植物需水最多时期。 作物的水分临界期一般在穗花期（表4.11）。原因一般可归结为两点： 一是抽穗开花期作物生长旺盛，新陈代谢快，物质输送加强，群体的叶面积也达最大，水分的消耗明显增加，易因缺水而影响产量。二是缺水时作物体内水分不足，使各器官之间的水分重新进行分配。由于蒸腾作用，叶片大量失水，就会产生很强的吸水能力，此时根系因缺水而不能满足叶片的蒸腾需要，这样叶片就会向临近含水量较高的幼嫩器官吸水，因此幼穗或花芽就成为吸水的主要对象，幼穗因大量失水而发育受阻，最终影响产量。（2）水分关键期 概念在水分临界期或对水分也相当敏感的另一个时期 ，正好遇上当地降水条件经常出现不适宜，则这一时期是当地水分条件影响产量的关键时期，称为作物的水分关键期。 与水分临界期的区别临界期是从作物本身对水分的需求来考虑的，是生理问题；而关键期是综合考虑了作物的特性和当地的气候条件，是农业气象问题。12. 透雨及其确定标准（1）透雨 a.概念 透雨指在天气比较干旱的条件下，一次降水过程可以使得当地主要农作物在较长时期内得到维持其正常生育所需要的水分，这样的一次降水过程称为透雨。 b.透雨要满足两个条件 降水量必须超过一定的量； 渗透深度要大于作物所要求的深度。 c.确定透雨应考虑的问题 作物对土壤水分的需求 土壤水分运动和作物对土壤水分的吸收情况 土壤耕作层与下层水分交换情况 蒸发耗