气候条件对农作物分布的影响
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气候条件对农作物分布的影响
气候条件对农作物分布的影响以及农作物分类作物是由于长期适应原产地自然环境的结果,在栽培过程中对温度、光能、水分等条件有一定要求,由此而制约着作物在世界不同地区的分布。
从温度条件看,全世界4种不同的温度地带都各有与之相适应的作物种类。①寒温带。有春小麦、春大麦、春燕麦、黑麦、粟、黍稷、马铃薯、豌豆、蚕豆、亚麻、甜菜等;②温带。有冬小麦、冬大麦、粟、高粱、大豆、蚕豆、菜豆、油菜、向日葵、大麻等;③亚热带。有水稻、玉米、高粱、甘薯、大豆、菜豆、油菜、花生、芝麻、油桐、桑、茶、棉、黄麻、红麻、苎麻等;④热带。有水稻、甘薯、木薯、花生、海岛棉、咖啡、可可、橡胶树、油棕、黄麻等。但这种适应性也不是绝对的。有些作物由于遗传基础的变异,经过天然或人为的选择,也能改变其本性。如水稻、玉米、高粱本为喜温作物,通过多年在高纬度地区生长,可以产生生育期短、耐寒力强的品种,能在北纬50°、南纬40°处栽培。甘薯、棉花、苎麻的一些品种也可引种到北纬40°,木薯可引种到北纬25°。同时有些本来适于寒温带的作物,如麦类,也可在低纬度地区利用冬季时节或在高海拔地区栽培。但作物适应性变化的范围不能超过一定限度,否则将生长不良或不能成活。
从作物生长发育对光周期的反应看,大致可分为长日照作物和短日照作物两类。前者在生长期间的某个阶段每天所需光照时间较长,一般须超过无光照时间才能完成生殖生长而形成花芽。若光照时间不足,生殖生长就会减缓而推迟开花结实;反之则能促进生殖生长。这类作物多为适于北方生长的麦类、亚麻、甜菜、马铃薯等。短日照作物生长过程中的某个阶段每天所需黑暗时间须超过有日照时间才能形成花芽,黑暗时间延长可促进生殖生长;而光照时间延长只能促进营养生长。一些春播秋熟作物如水稻、玉米、高粱、大豆、大麻等属于这一类。各种作物所要求的这种特定光照条件,也为其适应和分布的范围规定了限度。其中有些作物由于长期异地栽培,也分化出一些对光照不敏感的早熟品种。至于一些生育期短的作物如荞麦、绿豆、菜豆等,一般对光照期反应迟钝,只要在温度许可范围内,在任何地区都能发育成熟,是属于光照中性作物。
不同的作物有不同的耐旱能力,一般可以用标志蒸腾力大小的蒸腾系数表示。蒸腾系数小的作物,如粟、黍稷、高粱、玉米、大麦、黑麦、花生、向日葵等,一般比较耐旱;而蒸腾系数大的作物如薏苡、燕麦、荞麦、大豆、蚕豆、豌豆、油菜、黄麻等则耐旱力较差。有些作物如水稻不仅喜湿,其根系且可浸在水中而无碍生长。至于小麦、马铃薯、甘薯、甘蔗、甜菜、芝麻、棉花等则属于“干湿中间类型作物”。
此外,作物对土壤酸碱程度的不同敏感性,也与其分布地区有关。大致高粱、苏丹草、田菁、苜蓿、向日葵、甜菜等较能耐盐碱;而稻、燕麦、黑麦、荞麦、马铃薯、甘薯、茶等则较能耐酸。大多数作物适宜于中性土壤。
作物有不同的生命周期。一般草本作物从春季播种萌发到秋季成熟收获,其全生命周期在一个年度内完成的,称为“一年生作物”。有些作物如冬小麦、冬大麦等秋季播种后须经过低温的冬季到第2年夏季成熟的,称为“越冬一年生作物”或“越年生作物”。有些作物如甜菜、菠菜、白菜、萝卜等,第1年播种后当年完成营养体生长,必须经过一个冬季到第2年才开花结实的,为“二年生作物”。还有如苎麻、苜蓿、甘蔗、除虫菊、菠萝等的生命周期延续3年以上,每年除收获地上部分外,其地下部的根芽或根状茎可连续生长并可用以进
行营养体繁殖的,为“多年生作物”,多生长在亚热带或热带。有的作物如棉花、蓖麻,在温带为一年生,在热带则可成为宿根性多年生作物。至于茶、桑、果树等木本植物,则都属多年生作物。
“光、热、水”是气侯的三要素。气候资源可分为光能资源、热量资源、水分资源以及风能资源等。所谓光能主要指日照时数和太阳辐射两方面,是太阳能多少的重要标志。日照时数单位是小时,太阳辐射单位焦耳/平方米。日照时数的年内累积趋势,与太阳总辐射累积趋势一致,日照时数与植物生长有直接关系,利用太阳能可以发展无土栽培日光温室,太阳能热水器、太阳能电器及太阳能生态农业温室养育与水产等阳光产业。气温是气侯最重要的要素,是判断一个地方热量多寡的指标。通常以活动积温(日平均气温≥10℃的累加)所划分的温度带,代表着一地区热量的多寡,光温可反映日照和温度(热量)两种气候要素的综合作用。对于农作物来说,在同样的温度条件下,光照越强,作物的生育期就越短。热量(以温度形式表示)是各种生物生长不可缺少的环境因子。各种农作物都有其生长发育的下限温度,高于下限温度的时间和热量状况即为可以利用与开发的热量资源,作物从播种到成熟的间隔日期称为生长季。生长季内的热量资源强度是反映热量资源多少的一个标志,可用最热月(7月)气温表示。日平均气温稳定通过0℃的初日表示寒冬已过,积雪消融,土壤开始解冻,草木开始萌动;终日则表示土壤开始冻结,越冬植物停止生长。因此,≥0℃的积温便能够反映一个地方可供作物利用的热量状况。其间日数通常称为无霜期(天),日平均气温稳定通过10℃的初日为春季作物开始生长的日期,终日为喜温作物停止生长、喜凉作物光合作用显著减弱的日期,其间日数即为喜温作物生长期或其它作物的活跃生长期,这时的积温称为活动积温。无霜期的长短与热量资源的多寡趋势基本一致。除积温外,界限温度的初、终间日数多少也能反映热量资源的多少,而且它与作物能否成熟有直接关系。在作物生长期内,白天高温有利于作物大量合成有机质和糖分,夜间低温又可使作物呼吸减弱而降低农作物自身的营养消耗,故气温日较差大对农作物生长是一个有利因素。气温(热量)与光照(太阳能)一般正相关,但也有例外,青藏高原是我国太阳能最丰富区,却是我国夏温最低的地区。天气的阴晴对日照影响较大,阴天多的地方日照时数相对较少。
作物有不同的分类方法。由于同一种作物常有多种用途,一般只按其主要用途来划分。
谷类作物也称粮食作物。以收获成熟果实为目的,经去壳、碾磨等加工程序而成为人类基本食粮的一类作物。极大多数属禾本科,如稻、麦类、玉米、高粱、粟类、薏苡等。谷类作物的子实一般含淀粉70%以上、蛋白质10%左右,并有适量的脂肪和维生素,为食物中热量的主要来源,且因易于种植、运输和贮存,是历史上最早驯化、当前栽培面积最大的作物。谷类作物除主要用作粮食外,子粒及碾制时筛选出的糠麸,可做精饲料;秸秆经过粉碎,可做粗饲料,鲜茎叶则可作青饲或青贮。子实还可用以酿酒,大麦芽可制饴糖。有些子实胚部富含脂肪,利用分离出的玉米胚和稻米糠麸,均可提炼优质食用油。稻、麦、玉米等的茎叶还可用以编制各种日用品和工艺品。
豆类作物属豆科。以收获成熟子粒为目的的一类作物。主要有大豆、花生、蚕豆、豌豆、菜豆、鹰咀豆、绿豆、饭豆、滨豆等。中国为栽培豆类最丰富的国家之一。豆类成熟子粒中的蛋白质含量高于其他作物,如大豆可达40%,其他豆类也均在20~30%左右,为禾谷类子粒蛋白质含量的2~4倍。豆类蛋白质包含8种动物必需的氨基酸,在禾谷类种子中含量很少的赖氨酸、精氨酸、缬氨酸和异亮氨酸,在豆类中都较丰富,可直接食用或用以加工成各种豆制品。大豆、花生等的子实富含脂肪,是人类所需植物脂肪的重要来源。豆类的