12第十一章 农业小气候与精确农业

1、第十一章第十一章 农业小气候与精确农业农业小气候与精确农业 第一节第一节 农业小气候农业小气候 第一节第一节 农业小气候农业小气候 第二节第二节 精确农业精确农业 一、基本知识一、基本知识 1.小气候：小气候：由于下垫面性质状况的不同，由于下垫面性质状况的不同， 而在小范围内形成的局地气候（各种气而在小范围内形成的局地气候（各种气 象要素综合表现出状况）。象要素综合表现出状况）。 小气候的形成因素 辐射因素 乱流交换 蒸发耗热 传导热交换 2.农业小气候农业小气候 概念：是指农业生物生活环境（如农田、概念：是指农业生物生活环境（如农田、 果园、温室、畜禽舍等）和农业生产活果园、温室、畜禽舍等）

2、和农业生产活 动环境（如晒场、喷药、农产品贮藏环动环境（如晒场、喷药、农产品贮藏环 境）内的气候。（垂直尺度不超过境）内的气候。（垂直尺度不超过10m， 水平尺度通常为几米至几百米）水平尺度通常为几米至几百米） 二、农田小气候二、农田小气候 1、太阳辐射、太阳辐射 主要取决于：植株高度、密度、叶层分主要取决于：植株高度、密度、叶层分 布、叶片角度和方向等。布、叶片角度和方向等。 一般情况是从顶部向下递减；一般情况是从顶部向下递减； 2、温度：（、温度：（1）生产初期与裸地无区别。生产初期与裸地无区别。 （2）生长盛期：生长盛期： 3、湿度、湿度 （1）绝对湿度与温度呈正相关（与裸绝对湿度与温度

3、呈正相关（与裸 地无区别地无区别 ） （2）相对湿度：相对湿度： 作物生长初期，相对湿度的分布与裸地相 同，不论昼夜相对湿度都是随高度而降低。 作物生长盛期，白天相对湿度在茎叶密集 区域附近最高，地表附近次之；夜间气温 都较低，株间相对湿度在所有高度上都比 较接近。 4、风、风 从风速的水平分布看，风速由农田边行向农从风速的水平分布看，风速由农田边行向农 田中部不断减弱，最初减弱很快，以后减慢，田中部不断减弱，最初减弱很快，以后减慢， 到达一定距离后不再变化。到达一定距离后不再变化。 从垂直方向看，风速在作物层中叶稠密部位从垂直方向看，风速在作物层中叶稠密部位 受到较大削弱，顶部和下部茎叶稀少

4、，风速受到较大削弱，顶部和下部茎叶稀少，风速 较大，离边行较远的地方的作物层下部风速较大，离边行较远的地方的作物层下部风速 较小。较小。 5、二氧化碳二氧化碳 作物层内二氧化碳浓度在茎叶密度最作物层内二氧化碳浓度在茎叶密度最 大层次附近为最低。（？）大层次附近为最低。（？） 从清晨到中午从清晨到中午 , ,作物茎叶密集的高度上作物茎叶密集的高度上 二氧化碳浓度最低二氧化碳浓度最低 , ,午后可降至最接近午后可降至最接近 地面的地方。夜间，从傍晚到清晨，地面的地方。夜间，从傍晚到清晨， 由于作物的呼吸作用放出二氧化碳，由于作物的呼吸作用放出二氧化碳， 农田中二氧化碳的浓度由下向上不断农田中二氧化

5、碳的浓度由下向上不断 递减。递减。 三、温室小气候三、温室小气候 三、温室小气候三、温室小气候 1、太阳辐射、太阳辐射 温室内的辐射强度一般只有室外的50%- 80% 温室对直接太阳辐射和散射太阳辐射的透 过率是不同的。 透过率主要取决于温室的形成、结构和覆 盖材料 1 1、太阳辐射、太阳辐射 三、温室小气候三、温室小气候 2、温度、温度 温室内外温度有很大的不同。（与天气） 白天室内气温比室外高2.0摄氏度以上 夜间一般比室外高1.04.0摄氏度 三、温室小气候三、温室小气候 3、湿度、湿度 温室内的湿度取决于室内土表蒸发、植物 蒸腾和换气率以及外界空气的湿度状况。 三、温室小气候三、温室小

6、气候 4、风和二氧化碳、风和二氧化碳 室内风速几乎为零，因此为了防止室内 白天高温、夜间高湿、补充CO2和O2、 排除有害气体，通风有重要的重要。 温室内的CO2浓度取决于作物生育状况、 室内辐射强度、CO2供应和通风等。 白天室内CO2浓度主要受作物光合 作用量和通风量支配。 夜间室内CO2没有明显的变化。 三、温室小气候三、温室小气候 5、温室小气候的调控方法 （1）是合理确定温室的种类、方向、结 构和覆盖材料等。 （2）是为了抑制室内高温，可采取遮光 幕等。 （3）是可采用加温或降温的方法，保持 室内室温。 （4）是采用自然通风或强制通风方法， 可以调节室内空气湿度和CO2浓度。 四、其

7、他类型小气候四、其他类型小气候 1.不同覆盖的气象效益不同覆盖的气象效益 在农田上覆盖塑料薄膜（或 其他材料），其作用于温室 效应相似。密封性好的薄膜 可以大大降低乱流交换，减 少蒸发耗热，从而得到透光、 保温、保湿的效应。 四、其他类型小气候四、其他类型小气候 1.不同覆盖的气象效益不同覆盖的气象效益 蓝色膜水稻育苗效果好； 银色膜冬春蔬菜大棚栽培效果好； 反射性能好，还可以驱走蚜虫； 草莲（作物秸杆） 液体地膜 四、其他类型小气候四、其他类型小气候 2.风障的气象效应风障的气象效应 风障有防风、增温和减小蒸散三种作用。风障有防风、增温和减小蒸散三种作用。 第二节第二节 精确农业精确农业 一

8、、基本概念一、基本概念 二、精确农业技术体系二、精确农业技术体系 三、三、3s技术在精确农业中的运用技术在精确农业中的运用 一、基本概念一、基本概念 1.1.精细农业精细农业( (精确农业）是使用信息技术，精确农业）是使用信息技术， 收集多种资源的数据，产生相关的作物收集多种资源的数据，产生相关的作物 生产决策的经营管理策略。生产决策的经营管理策略。 2021-6-13 24 精确农业基本思想 经济要求经济要求法律要求法律要求环境要求环境要求 减少投入减少投入 车辆定位系统车辆定位系统 地理信息系统地理信息系统 农机控制与监农机控制与监 视视 优化控制系统优化控制系统 精确农业系统精确农业系统

9、 管理信息系统管理信息系统 地理信息系地理信息系 统统 决策支持系决策支持系 统统 作物栽培模型作物栽培模型 田间历史数据田间历史数据 经营效率改经营效率改 善善 较少环境投较少环境投 入入 较少废弃物较少废弃物较高利润较高利润 2021-6-13 25 1. 1. 精确农业的概念精确农业的概念 精确农业实际是一种战略思想，它不仅仅适用精确农业实际是一种战略思想，它不仅仅适用 对农田作物对农田作物“空间差异空间差异”和和“时间差异时间差异”的数的数 据采集和处理，并进行决策，而且还适用对养据采集和处理，并进行决策，而且还适用对养 殖业和加工业精细管理和经营。殖业和加工业精细管理和经营。 精确种

10、植精确种植 精确养殖精确养殖 大农业大农业 精确加工精确加工 2021-6-13 26 2. 2. 大田精确种植技术体系大田精确种植技术体系 自动信息采集自动信息采集 GPS GIS RS 传感技术传感技术 前前 3 S 集集 成成 田田 间间 状态图状态图 人工人工 采集采集 ES SS DSS 后后 3 S 集集 成成 决策生成决策生成 指令生成指令生成 决策实施决策实施 农田对策农田对策 图作业图作业 指令集指令集 I C S 农农 机机 明白纸明白纸常规农机常规农机 2021-6-13 27 2. 2. 大田精确种植技术体系大田精确种植技术体系 GIS: Geographical In

11、formation System,GIS: Geographical Information System,地理信息系统地理信息系统; ; GPS: Global Positioning System,GPS: Global Positioning System,全球定位系统全球定位系统; ; RSS: Remote Sensing System,RSS: Remote Sensing System,遥感系统遥感系统; ; SS: Simulation System,SS: Simulation System,模拟系统模拟系统; ; ES: Expert System,ES: Expert S

12、ystem,专家系统专家系统; ; DSS: Decision Support System,DSS: Decision Support System,决策支持系统决策支持系统; ; ICS: Intelligence Control System,ICS: Intelligence Control System,智能控制系统智能控制系统; ; 2021-6-1328 2021-6-1329 利用利用GPS 进行田间测绘进行田间测绘 图纸数字化图纸数字化 土地边界图土地边界图电子地图电子地图 编辑校准编辑校准 属性数据输入属性数据输入 数据输入 2021-6-1330 施肥处方图 返青追肥 处

13、方图 底肥施用处方图总施肥处方图目标产量分布图 2021-6-1331 2021-6-1332 2021-6-1333 2021-6-1334 数据卡记录田间作业数据 2021-6-1335 2021-6-1336 2021-6-1337 2021-6-13 38 农田精确种植体系中农田精确种植体系中ICSICS种类种类 具有测产功能的谷物联合收获机 精密变量播种机 精确变量施肥机 精确变量喷药机 精确变量灌溉机 2021-6-1339 2021-6-1340 谷物联合收获机实时测量传感系统谷物联合收获机实时测量传感系统 GPS接收装置 DGPS接收装置 谷物湿度测量 谷物密度测量 体积流量测量 损失测量 转向角度测量 距离速度测量 割幅测量 2021-6-1341 返回 2021-6-1342 返回 2021-6-1343 返回 2021-6-13 44 二二. . 精确农业技术支撑精确农业技术支撑 1 1全球定位系统全球定位系统（ Global Positioning System ） 2 2 地理信息系统地理信息系统（ Geographical In