作物种植行向对农田光照条件的影响

资源与环境科学现代农业科技2015年第4期
农田中,辐射和光照条件与裸地不同,而光照条件是影响作物生长发育的重要因素。

因此,如何提高农田中作物的光能利用率是十分重要的研究内容。

农田植株是按一定的行向行距排列的,构成不同行前后作物之间的相互遮蔽,影响其光照条件,如果不考虑植株透光作用,那么农田中不同
行向的光照条件可以通过各种方法来确定,从而达到改善农田光照条件的目的。

1理论分析
田间作物种植行向不同,会引起植株间日照时间和辐照度的差异,这是因为在不同季节和不同的纬度地区,其太阳位置不一样,在夏半年,日出与日没时的方位角,随纬度增高而愈偏北,日照时间也愈长。

沿东西行向株间的照射时间比沿南北行向株间要长,同时,东西行向株间的透光率除中午前后一段时间由于行与行之间遮蔽作用比南北行向株间的透光率低外,其他时间株间各层的透光率均比南北行向要高。

综合这2种因素,东西向的株间气温和土温要比南北行向的高,直射光强,散射光强和总光强,东西向比南北向多[1-2]。

冬半年正好相反,沿南北向株间照射时间比沿东西行向株间的要长,透光率要高。

我国北方地区,作物种植行向的气象效应比长江流域和珠江流域更为明显。

即北方地区对热量需求突出的作物,应考虑种植的行向,如播拨作物采取南北行向,春播作物采取东西行向均能获得较好的透光条件。

2图解法2.1图解法理论
由于坡地方位和坡度不同,会导致坡地上的实际日出日落时角,实际日照时间以及一天中所接受的太阳辐射日总量发生很大差异,这属于坡地自身因素的影响,可以利用“日照示意图”来进行分析。

而植株间相互遮蔽,可把一行植
株看成90°的坡,虽然这属于外界因素的影响,但也可用“日照示意图”来分析[3]。

首先应明确一点,即测量结果是相对那一点而言的。

若是测量南坡,由于测量结果是相对于南坡而言,则遮挡的是南坡北面的地方;在农田中,以一行中的任意植株为观测对象,研究其周围的植株对研究对象的影响,因此,观测结果是相对于研究对象而言的,即东面的植株遮挡的阳光相对于观测植株而言是其东面的阳光。

2.2图解法步骤
(1)以观测植株为圆心,任意长为半径画1个圆,表示
该地点的视地平。

(2)取2个坐标:一是方位角坐标,以正南为起始,向西为正、向东为负,将圆周360等分;二是高度角坐标,以圆周为起始,沿半径向圆心90等分,这样就构成了一个地平坐标系。

(3)把测点周围的遮蔽角绘在图中,有几处遮蔽,就描几个点;然后再标出对于观测点来说仰角为0的2个点A 、B ,即对测点无遮蔽的2个点;最后将A 、B 2个点与几个遮蔽点分别连成圆弧,将圆弧和地平大圆之间所包含的部分
以阴影表示,这部分阴影代表观测植株被周围植株的遮蔽范围。

(4)绘出所讨论日的太阳视轨道。

(5)分析测点的可照条件:太阳视轨道与阴影区的交点就是坡地上实际开始或终止日照的时刻;因此,在观测过程中只要测量出交点的太阳高度h ,换算成ω,就可以求得该测点的日照时数。

当采取东西行向栽培作物时,取田中非边界的一植株为观测作物,则其南北方向阳光被植株遮蔽;而当采取南北行向栽培作物时,则观测植株的东西向阳光被遮蔽。

(下转第243页)
摘要作物的田间小气候影响着作物的生长发育。

该文通过对作物的种植行向观测结果进行统计分析,运用理论分析、图解法、理论计算法、实际观测等研究行向对农田中光照条件的影响。

根据结论可以对作物的栽培行向进行改良,从而提高作物光照条件,有利于作物生长发育和产量的提高.
关键词作物种植行向;光照条件;农田中图分类号S162.3文献标识码A 文章编号1007-5739(2015)04-0238-01
Influence on Farmland Light Conditions of Crop Rows
MA Lin 1
WANG Ruo-nan 2
GUO Zong-kai 1ZHENG Shi 1ZHI Xun 1LIU Hua-nan 1LI Shi 1XING Wan-ru 1
LI Zong-hao 1ZHANG Xiao-yue 3WANG Ying 3LI Lin-lin 3LI Yu-hong 3HUANG Yan 3ZHANG Qi 3WANG He-ran 3
(1Liaoning Provincial Meteorological Equipment Support Center ,Shenyang Liaoning 110166;2Municipal Meteorological Bureau of Dandong City ;
3
Liaoning Provincial Institute of Meteorological Science )
Abstract Microclimate field crops affect crop growth and development.This paper analyzed observations of crop rows ,using theoretical analysis ,graphical method ,theoretical calculation ,actual observation to study influence on farmland light conditions of crop rows.Based on the conclusions ,we could improve crop rows ,so as to achieve the purpose of increasing crop lighting conditions ,improving crop growth and yield.
Key words crop rows ;light conditions ;farmland
作物种植行向对农田光照条件的影响
马林1王若男2郭宗凯1郑石1支询1刘华楠1李施1邢婉茹1李宗昊1张晓月3
王莹3李琳琳3李雨鸿3黄岩3张琪3王赫然3
(1辽宁省气象装备保障中心,辽宁沈阳110166;2丹东市气象局;3辽宁省气象科学研究所)
收稿日期2015-01-16
238
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(上接第238页)
3理论计算法[3]
农田植株按一段的行向排列,构成不同行向前后作物之间的互相遮蔽,不考虑植株透光作用,由植株行距L及植株某一部位至顶部的高度,就可以得出行间遮蔽的最大仰角α(指由行向的法线方向造成的遮蔽)。

但是,随着方位的改变,前(后)对讨论部位的遮蔽条件是变动的。

若农田足够长(10m以上),且植株平均高度、行向、行距都保持不变的话,则可得到前行作物对其各部位的遮蔽角,然后通过相应公式计算测点的光照条件。

4实际观测
最直观、准确的方法就是实地观测,在其他条件相同的2块农田里,分别沿东西行向和南北行向栽培同一种作物,每天观测,记录2种行向栽培下的作物日照时数,观测结束后分析观测数据,并将2块田的数据进行对比,结果显而易见。

5结语
从理论上分析得出,在夏季东西行向播种作物,光能较南北向栽培充足;在冬季则是南北行向种植作物更有利于吸收光能,然后可以运用图解法或者理论计算法计算出南北向和东西向栽培的作物日照时数相差多少。

如果时间和物力允许,最准确的方法是实地测量,得出南北行向和东西行向的精确比较,误差较小。

运用以上分析,能够对某一地区进行作物栽培行向的指导,根据作物的喜光或是喜阴的特性,在行向方面尽量满足作物的生长发育需求,从而有利于提高光合作用,达到增产的效果[4-8]。

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王冠等:2010年5月22—23日福建省暴雨过程分析
4非常规资料分析
整个降水过程分为2个阶段,前期为层状云降水,后期为锋面过境时激发产生的对流性降水。

21日夜到22日白天卫星云图显示,降水云系主要在福建省北部地区,同时有小块对流云图不断从广东移至福建省东南部;雷达显示,降水回波呈絮状,北部范围大,南部局地回波强但范围极小。

22日夜里,锋面过境福建省,层状云降水演变成对流性降水。

福建省南北同时受到2个对流系统的影响。

卫星云图显示,沿锋面有一条带状的对流云带,给福建省西部、北部带来短时强降水,与此同时福建省南部沿海地区也受到从广东移入的对流云团的影响[5]。

雷达拼图清晰地显示南北两条回波
带,南面沿海的回波带范围小局地回波强,向东北方向移动;北面的回波带范围较宽,随着锋面东移南压,至沿海时有多个中尺度对流系统强烈发展,漳州、厦门、泉州沿海县市出现暴雨和大暴雨。

自动站逐时雨量分布,也很明显地反映出不同类型的降水阶段。

在层状云降水阶段,降水均匀稳定,1h雨量大多在15mm以下;而到了对流性阶段,雨强陡然增大,闽西的武平站23:00降水量达到38mm,闽南的晋江站5:00雨量达到46.9mm,当系统过境之后,雨势很快减小并且趋于停止。

分析雷电监测资料,21日夜里至22日上午,福建省仅西北部监测到零星闪电,22日8:00至23日8:00闪电强度分布密集区域有2个,一个在福建省西部、北部和江西交界地区,另一个在福建省南部沿海地区,表明福建省受到南北2个对流系统的影响,且从时间演变上看出,随锋面过境东移南压,且在沿海一带加强。

5结论
6月21—23日的强降水天气过程是高空槽、低层低涡切变和地面冷锋等大尺度天气系统所造成的。

整体的趋势预报容易得出,对降水起止时间、降水强度的中期和短期预报基本准确,但要做出更为精细的预报,难度则会大大增加。

由于缺乏925hPa的预报资料,无法预报出超低空急流的出现及位置,由于超低空急流移至福建省沿海一线,引发沿海降水的增幅,致使对于南部降水强度的预报与实际情况相比明显偏小。

(1)此次降水过程分为2个阶段:前期为稳定的层状云降水;后期为对流性降水。

在对流性降水阶段,有南北2个对流系统同时影响福建省。

(2)高空槽、低涡切变和锋面所造成的大范围抬升运动,为对流系统的触发和维持提供环境背景条件,低空急流使不稳定能量向暴雨区堆积,中尺度系统的动力强迫就使得这些能量在短时间内释放出来。

(4)此次过程低空和超低空存在急流,它们对暴雨和大暴雨的产生起到了关键的作用,其移至及叠加在海峡上空,是引发福建省南部降水增幅的重要原因[6]。

(5)降水的产生是冷暖空气交汇的结果,因而在西南暖湿条件具备的条件下,要着重关注北方冷空气的影响。

此次强降水天气过程,地面冷锋的移动,在时间和空间上与强降水有十分紧密的联系。

6参考文献
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