农业气象基础知识

1、第四讲第四讲 植物生产与农业气象植物生产与农业气象竹溪职校竹溪职校 吴立新吴立新20152015年年1010月月学习目标学习目标农业气象要素的种类、概念；农业气象要素的种类、概念；气象灾害和防御措施；气象灾害和防御措施；农业气候的成因、类型及特点；农业气候的成因、类型及特点；农业气候资源及合理利用；农业气候资源及合理利用； 农业气象学农业气象学是研究农业生产与气象条件相互关系及其是研究农业生产与气象条件相互关系及其规律规律以求农业趋利避害、高产、优质、以求农业趋利避害、高产、优质、 高效高效的科学。的科学。林业气象林业气象作物气象作物气象畜牧气象畜牧气象渔业气象渔业气象农业气象学的分支农业气象

2、学的分支 一、农业气象概况一、农业气象概况 农业气象要素包括太阳辐射、空气温度、土壤温度、空气湿度、降水、气压、风等。 1. 1. 光照长度对作物的影响光照长度对作物的影响 （1 1）植物的光）植物的光周期现象周期现象： 白天光照和夜晚黑暗的交替及其持续时间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，这种现象称对植物的开花有很大的影响，这种现象称 之为光周期现象之为光周期现象。二、二、 光照条件与农业生产光照条件与农业生产 （2 2）光周期对植物生长发育的影响）光周期对植物生长发育的影响 光周期主要是对植物光周期主要是对植物开花开花的诱导效应。的诱导效应。 光周期对植物光周

3、期对植物营养生长营养生长的影响的影响不大不大。 根据作物根据作物开花开花对光照长度的反应，可分为：对光照长度的反应，可分为： a.a.长日性植物。光照长度超过一个临界光长长日性植物。光照长度超过一个临界光长 （如小麦、大麦、黑麦、油菜、天仙子等）（如小麦、大麦、黑麦、油菜、天仙子等） b.b.短日性植物。光照长度短于一定临界值短日性植物。光照长度短于一定临界值 （大豆、苍耳、菊花、晚稻、美洲烟草等大豆、苍耳、菊花、晚稻、美洲烟草等 ） c.c.中日性植物。昼夜长短接近于相等中日性植物。昼夜长短接近于相等 d.d.中间型植物。开花受光长影响较小的植物中间型植物。开花受光长影响较小的植物 光周期反

4、应与光强无关光周期反应与光强无关 2 2光照强度对作物的影响光照强度对作物的影响 （1 1）光强与光合作用）光强与光合作用 在一定的光照强度范围内，光合作用强在一定的光照强度范围内，光合作用强度随着光照强度的增强而增强。当光照强度随着光照强度的增强而增强。当光照强度达到一定强度后，光合作用强度不再相度达到一定强度后，光合作用强度不再相应地增强，我们把这种现象称为光饱和现应地增强，我们把这种现象称为光饱和现象。这个光的临界点称为象。这个光的临界点称为光饱和点。光饱和点。 在光合作用进行的同时，植物的呼吸在光合作用进行的同时，植物的呼吸过程也在进行。把植物的过程也在进行。把植物的光合强度光合强度和

5、和呼吸呼吸强度强度达到相等时的光强值称为光补偿点。达到相等时的光强值称为光补偿点。喜阳植物和耐荫植物喜阳植物和耐荫植物 根据植物对光照强度的反应，可分为喜根据植物对光照强度的反应，可分为喜阳植物和耐荫植物。最喜阳植物不存在光饱阳植物和耐荫植物。最喜阳植物不存在光饱和现象，耐荫植物在光照强度仅及晴天时的和现象，耐荫植物在光照强度仅及晴天时的1/101/10时，光合作用就不再增加了。时，光合作用就不再增加了。喜阳植物喜阳植物 光饱合点较高，所以植物对太阳能的利光饱合点较高，所以植物对太阳能的利用率也较高，生产潜力较大。另外强光有利于作用率也较高，生产潜力较大。另外强光有利于作物果实和籽粒的生长，产

6、品中的蛋白质、含糖量物果实和籽粒的生长，产品中的蛋白质、含糖量等都比较高。等都比较高。 栽培的农作物多属喜阳植物。栽培的农作物多属喜阳植物。耐荫植物耐荫植物 虽然要求一定强度的阳光，但可忍耐虽然要求一定强度的阳光，但可忍耐不同程度的荫蔽。不同程度的荫蔽。 相对较弱的光照条件有利于植物营养相对较弱的光照条件有利于植物营养器官的生长，一般植物生长较细长、嫩弱，蛋白器官的生长，一般植物生长较细长、嫩弱，蛋白质含量较少，水分含量较高。这对于以植物营养质含量较少，水分含量较高。这对于以植物营养部分为收获对象的作物很有利。部分为收获对象的作物很有利。 光照因子异常的农业气象灾害光照因子异常的农业气象灾害

7、1 1、日灼：、日灼：树木枝干、果实因受强烈日射而引起树木枝干、果实因受强烈日射而引起的伤害的伤害。 2 2、阴害：、阴害：持续阴天光照不足导致光合作用下降，持续阴天光照不足导致光合作用下降，养分积累不足，茎秆细弱易倒折，授粉不良等现养分积累不足，茎秆细弱易倒折，授粉不良等现象。象。 对大多数作物而言：对大多数作物而言： 维持生命维持生命的温度一般都在的温度一般都在-10-105050之间，之间， 适宜生长适宜生长的温度在的温度在5 54040之间，之间， 保证发育保证发育的温度在的温度在10103535之间。之间。三、三、 热量条件与农业生产热量条件与农业生产 0土壤冻结和解冻；农事活动开始

8、或终止。土壤冻结和解冻；农事活动开始或终止。冬小麦秋季停止生长和春季开始生长（有人采用冬小麦秋季停止生长和春季开始生长（有人采用3），冷季牧草开始生长。），冷季牧草开始生长。0以上持续日数为以上持续日数为农耕期。农耕期。 5早春作物播种；喜凉作物开始或停止生早春作物播种；喜凉作物开始或停止生长，多数树木开始萌动。冷季牧草积极生长。长，多数树木开始萌动。冷季牧草积极生长。5以上持续日数称生长期或生长季以上持续日数称生长期或生长季 具有普遍意义的，标志某些具有普遍意义的，标志某些重要物候重要物候现象或现象或农事活农事活动动的的开始开始、终止终止或或转折转折的温度叫农业界限温度，简称界的温度叫农业界

9、限温度，简称界限温度。限温度。 农业上常用的界限温度（用日平均气温表示）有：农业上常用的界限温度（用日平均气温表示）有：00、55、1010、1515和和2020。他们的农业意义为。他们的农业意义为： 10春季喜温作物开始播种与生长，喜凉作春季喜温作物开始播种与生长，喜凉作物开始迅速生长。常称物开始迅速生长。常称1010以上的持续日数为喜以上的持续日数为喜温作物的生长期。温作物的生长期。 15喜温作物积极生长，春季棉花、花生等喜温作物积极生长，春季棉花、花生等进入播种期，可开始采摘茶叶。稳定通过进入播种期，可开始采摘茶叶。稳定通过1515的的终日为冬小麦适宜播种的日期；水稻此时已停止终日为冬小

10、麦适宜播种的日期；水稻此时已停止灌浆；热带作物将停止生长。灌浆；热带作物将停止生长。 20水稻安全抽穗、开花的指标，热带作物水稻安全抽穗、开花的指标，热带作物正常生长。正常生长。 温度条件与作物引种温度条件与作物引种 作物引种有下列三条规律：作物引种有下列三条规律： 一是：北种南引（或高山引向平原）比南种北引一是：北种南引（或高山引向平原）比南种北引（或平原引向高山）容易成功。（或平原引向高山）容易成功。 二是：一年生植物要比多年生植物引种容易成功，二是：一年生植物要比多年生植物引种容易成功，落叶植物要比常绿植物引种容易成功，草本植物落叶植物要比常绿植物引种容易成功，草本植物要比木本植物引种容

11、易成功，灌木要比乔木引种要比木本植物引种容易成功，灌木要比乔木引种容易成功。容易成功。 三是：在植物引种过程中，存在着气候驯化现象三是：在植物引种过程中，存在着气候驯化现象。 引种一定要遵循气候引种一定要遵循气候相似相似原理。原理。温度因子异常的农业气象灾害温度因子异常的农业气象灾害 1、冷害：、冷害：作物在生长季节内，因温度降到生作物在生长季节内，因温度降到生育所能忍受的下限以下而受害。育所能忍受的下限以下而受害。 冷害发生时的日平均温度都在冷害发生时的日平均温度都在0以上以上,有时甚至有时甚至可达可达20左右，因作物及其所处的发育期而异。左右，因作物及其所处的发育期而异。 2、冻害：、冻害

12、：即作物在即作物在0以下的低温使作物体内以下的低温使作物体内结冰，对作物造成的伤害。结冰，对作物造成的伤害。 常发生的有越冬作物冻害、果树冻害和经济林木常发生的有越冬作物冻害、果树冻害和经济林木冻害等。冻害等。 （3）、寒害：）、寒害：主要指热带、亚热带作物在冬季主要指热带、亚热带作物在冬季生育期间温度不低于生育期间温度不低于0时，因气温降低引起作物生时，因气温降低引起作物生理机能障碍，导致减产甚至死亡的一种农业气象灾理机能障碍，导致减产甚至死亡的一种农业气象灾害。害。 寒害多发生在我国华南地区，该地区冬季常寒害多发生在我国华南地区，该地区冬季常遭受冷空气影响，造成强烈降温，对香蕉、荔遭受冷空

13、气影响，造成强烈降温，对香蕉、荔枝、龙眼、甘蔗、橡胶等华南主要热带、亚热枝、龙眼、甘蔗、橡胶等华南主要热带、亚热带经济作物危害严重。带经济作物危害严重。 热带植物遭低温侵袭而受的损害主要发生于冬热带植物遭低温侵袭而受的损害主要发生于冬季。一般最低气温在季。一般最低气温在10左右即已轻微受害，左右即已轻微受害，45左右将严重受害。左右将严重受害。 不同作物受害症状不同：不同作物受害症状不同： 橡胶树受害后顶芽叶片嫩梢焦枯，树枝或树干爆橡胶树受害后顶芽叶片嫩梢焦枯，树枝或树干爆皮流胶、干枯，根部死亡；皮流胶、干枯，根部死亡； 椰子则出现叶枯、果凋甚至全株死亡。椰子则出现叶枯、果凋甚至全株死亡。 防

14、御寒害的主要措施有：防御寒害的主要措施有： 选择避寒宜林地、营造防护林、采用耐寒品种。选择避寒宜林地、营造防护林、采用耐寒品种。 苗圃可设置防霜棚、风障等；苗圃可设置防霜棚、风障等； 对小苗可搭盖防寒罩、培土；对小苗可搭盖防寒罩、培土； 对幼树可采用包扎塑料薄膜、稻草防寒筒以及主对幼树可采用包扎塑料薄膜、稻草防寒筒以及主秆基部培土、修枝和树脚涂封等措施秆基部培土、修枝和树脚涂封等措施 霜冻霜冻 （4 4）霜冻：）霜冻：是指空气温度突然下降，地表温度是指空气温度突然下降，地表温度骤降到骤降到00以下，使农作物受到损害，甚至死亡。以下，使农作物受到损害，甚至死亡。与霜不同与霜不同 。 霜冻的霜冻的

15、预防方法预防方法 灌水法：灌水法：灌水可增加近地面层空气湿度，保护地面热量，灌水可增加近地面层空气湿度，保护地面热量，提高空气温度（可使空气升温提高空气温度（可使空气升温2左右）。左右）。 遮盖法：遮盖法：就是用稻草、麦秆、草木灰、杂草、尼龙等覆就是用稻草、麦秆、草木灰、杂草、尼龙等覆盖植物，既可防止外面冷空气的袭击，又能减少地面热量盖植物，既可防止外面冷空气的袭击，又能减少地面热量向外散失，一般能提高气温向外散失，一般能提高气温12。 熏烟法：熏烟法：是用能够产生大量烟雾的柴草、牛粪、锯木、是用能够产生大量烟雾的柴草、牛粪、锯木、废机油、赤磷或其它尘烟物质，在霜冻来临前半小时或废机油、赤磷或

16、其它尘烟物质，在霜冻来临前半小时或1小小时点燃。一般能提高气温时点燃。一般能提高气温12。 施肥法：施肥法：在寒潮来临前早施有机肥，特别是用半腐熟的在寒潮来临前早施有机肥，特别是用半腐熟的有机肥做基肥，可改善土壤结构，增强其吸热保暖的性能。有机肥做基肥，可改善土壤结构，增强其吸热保暖的性能。 （5 5）高温热害：）高温热害：是高温对生物生长发育和是高温对生物生长发育和产量形成所造成的损害，一般是由于高温超产量形成所造成的损害，一般是由于高温超过植物（生物）生长发育上限温度造成的。过植物（生物）生长发育上限温度造成的。 水稻开花水稻开花- -灌浆期受高温危害的温度指标：灌浆期受高温危害的温度指标

17、： 日最高气温持续天以上日最高气温持续天以上。盛花期。盛花期严重受害。严重受害。 玉米各生育阶段的热害指标：玉米各生育阶段的热害指标： 以中度热害为标准，苗期为以中度热害为标准，苗期为；生殖期为；生殖期为；成；成熟期为熟期为。调节温度的农业措施调节温度的农业措施 1 1、灌溉：、灌溉：在温暖季节与时期的灌溉可起降温在温暖季节与时期的灌溉可起降温的作用，寒冷季节可以起保温作用。的作用，寒冷季节可以起保温作用。 2 2、松土与镇压：、松土与镇压：（1 1）锄地（松土）对土温的影响）锄地（松土）对土温的影响 锄地的作用是综合的，可有增温、保墒、通气锄地的作用是综合的，可有增温、保墒、通气及一系列生理

18、生态效应。及一系列生理生态效应。（2 2）镇压对土温的影响）镇压对土温的影响 镇压的作用与锄地相反，它能增加土壤容重，镇压的作用与锄地相反，它能增加土壤容重，减少土壤孔隙，增加表层土壤水分，从而使土减少土壤孔隙，增加表层土壤水分，从而使土壤热容量、热导率都有增加。壤热容量、热导率都有增加。 3 3、垄作：、垄作：在一年的温暖季节，垄作可以提高表在一年的温暖季节，垄作可以提高表层温度，有利于种子发芽与幼苗生长，一般可使层温度，有利于种子发芽与幼苗生长，一般可使垄背土壤（垄背土壤（5cm5cm）日平均温度提高）日平均温度提高1 122，并可加，并可加大土温日较差。大土温日较差。（1）土壤）土壤-植

19、物植物-大气水分传输大气水分传输 在土壤在土壤-植物植物-大气系统中，水流的各个过程和途大气系统中，水流的各个过程和途径是：径是：四、四、 水分条件与农业生产水分条件与农业生产 （2）农田蒸散）农田蒸散 蒸腾：蒸腾：植物的叶面蒸发。植物的叶面蒸发。 影响蒸腾作用的因子：影响蒸腾作用的因子：u作物本身特征（叶面积、根冠比、叶片方作物本身特征（叶面积、根冠比、叶片方位、叶片大小、叶片表面特征、气孔、生位、叶片大小、叶片表面特征、气孔、生育期），育期），u气象条件（光、温、空气湿度、风），气象条件（光、温、空气湿度、风），u土壤条件（温度、湿度和通气状况）。土壤条件（温度、湿度和通气状况）。 作物需

20、水量主要包括三个部分：作物需水量主要包括三个部分： 作物各生育期的需水量作物各生育期的需水量: : （3 3）作物的水分临界期和关键期）作物的水分临界期和关键期 水分临界期：水分临界期：农作物在不同生育期对水分最敏农作物在不同生育期对水分最敏感的时期，即由于水分缺乏对产量影响最大的时感的时期，即由于水分缺乏对产量影响最大的时期，称之为某作物的水分临界期。期，称之为某作物的水分临界期。31 水分关键期：水分关键期：在水分临界期或对水分也相当敏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不感的另一个时期，正好遇上当地降水条件经常不足，这一时期即足，这一时期即当地水分条件当地

21、水分条件影响产量的关键时影响产量的关键时期，称为作物的水分关键期。期，称为作物的水分关键期。 水分临界期和关键期是不同的概念水分临界期和关键期是不同的概念： （3 3）降水对作物的影响）降水对作物的影响 积雪的农业意义有：积雪的农业意义有：常用灌溉方式有:沟灌：沟灌：适用于宽行距中耕作物适用于宽行距中耕作物, ,如棉花、玉米、薯类如棉花、玉米、薯类及有些蔬菜。及有些蔬菜。淹灌淹灌：是一种满足水稻喜温好湿作物的灌溉方式。：是一种满足水稻喜温好湿作物的灌溉方式。喷灌、滴灌：喷灌、滴灌：据研究据研究, ,喷灌用水经济喷灌用水经济, ,水分有效利用水分有效利用率高率高, ,与沟灌相比较与沟灌相比较,

22、,一般可省水一般可省水20-30%,20-30%,增产增产10-20%10-20%。滴灌经济效益最佳，但成本较高。滴灌经济效益最佳，但成本较高。37灾害名称灾害名称干旱干旱洪涝洪涝渍害渍害涵义涵义主要发生主要发生区域区域各区域均可能发各区域均可能发生生沿海、江、湖、库的地沿海、江、湖、库的地区区排水不好，降雨集中的排水不好，降雨集中的地区地区主要影响主要影响作物作物各个作物生长季各个作物生长季节节降雨集中的季节降雨集中的季节连阴雨持续的季节连阴雨持续的季节水分异常的主要农业气象灾害水分异常的主要农业气象灾害 COCO2 2饱和点与补偿点饱和点与补偿点 CO2CO2饱和点饱和点：在辐射能充分满足

23、的条件下，：在辐射能充分满足的条件下，植物的植物的光合速率光合速率不再随不再随COCO2 2浓度增加而增大浓度增加而增大时的时的COCO2 2浓度称为浓度称为COCO2 2饱和点。饱和点。五五 二氧化碳、风与农业生产二氧化碳、风与农业生产 COCO2 2补偿点：补偿点：植物光合作用所消耗的植物光合作用所消耗的COCO2 2与呼吸作与呼吸作用所释放的用所释放的COCO2 2达到平衡时，环境中的达到平衡时，环境中的COCO2 2浓度称浓度称为为COCO2 2补偿点。补偿点。 COCO2 2补偿点是了解和衡量光合作用与呼吸作用两者补偿点是了解和衡量光合作用与呼吸作用两者关系的一个重要生理指标。关系的

24、一个重要生理指标。 另外，另外，COCO2 2补偿点还与作物发育和环境条件有关。补偿点还与作物发育和环境条件有关。土壤土壤COCO2 2释放的调节：释放的调节： 松土、松土、 增湿、增湿、 施肥。施肥。田间田间COCO2 2浓度调控：浓度调控：a.a.合理密植，改善田间通风条件；合理密植，改善田间通风条件；b.b.种植行向要与当地盛行风向一致，改善田种植行向要与当地盛行风向一致，改善田间通风条件。间通风条件。c.c.栽培时要宽行窄株距，改善群体通风条件。栽培时要宽行窄株距，改善群体通风条件。CO2施肥施肥最佳时间最佳时间COCO2 2施肥：施肥： COCO2 2气源主要有：气源主要有： 干冰干

25、冰 COCO2 2发生剂发生剂 工业尾气工业尾气 燃料。燃料。CO2临界期（生殖生长期）临界期（生殖生长期）最大需要期（营养、生殖生长两旺时期）最大需要期（营养、生殖生长两旺时期）CO2 限制期（光照强、气温较高、供水充分时）限制期（光照强、气温较高、供水充分时）正常正常CO2浓度浓度23倍倍效果较好，不宜超过效果较好，不宜超过10倍。倍。 风对作物的影响风对作物的影响 （1）有利影响）有利影响 使群体内外热量相平衡，加快叶片的蒸腾，降低叶温；使群体内外热量相平衡，加快叶片的蒸腾，降低叶温； 是植物被动吸水、矿物质运输的原动力；是植物被动吸水、矿物质运输的原动力； 使叶片边界层变薄，减小二氧化碳进入到植物体内的使叶片边界层变薄，减小二氧化碳进入到植物体内的阻力；阻力； 使群体内外、上下层得二氧化碳相平衡；使群体内外、上下层得二氧化碳相平衡； 传播花粉、孢子、种子、果实等。传播花粉、孢子、种子、果实等。 （2 2）不利