农田小气候的改善与利用

农田小气候是指近地面层的光照、温度、湿度和风的状况以及土壤上层、土壤表面的热状况和水分状况，即作物生活环境的小气候。错综复杂的农田小气候常通过农田中不同作物群体结构内的辐射、温度、湿度、风和co2等农业气象要素的变化反映其主要特征。农田小气候对作物生长发育影响很大，反过来农田小气候又受作物和农业技术措施等的影响和制约，它们互为条件、互相制约。

1 农田小气候的一般特征

1.1光和辐射

太阳光进入农田作物层中，受到茎叶层层削弱，有些被吸收，有些被反射，部分透过第一层叶片，进入第二层之后又被反射和吸收，部分则经过茎叶空隙直达地面。总辐射、直接辐射和漫射辐射的铅直分布趋势基本相似，都是从上往下递减，并且都在开始时递减缓慢，通过枝叶密集的作物群体上层时递减迅速，到了下层递减速度又减慢。晴天农田各个高度上太阳辐射的日变化基本一致，均为早晚弱而中午强；但量值变化白天在各个高度上却存在差异；高度越高光照强度越大，反之则越小。

1.2温度

农田作物层中的空气温度，主要决定于作物群体结构内不同茎叶层透入太阳辐射和湍流交换(影响水汽和热量输送)强弱的对比关系。在作物群体密度大时，作物层内白天的空气温度与裸地比较相对较低，夜间则相对较高。如作物密度不大，则作物层中的温度在夜间就可能相对高些。但是不同作物和不同生育期，农田上温度的铅直分布情况有相当的差异。

1.2.1生长发育初期和后期

初期作物茎矮叶小，植株覆盖面积少且分布稀疏，白天和夜间空气温度的铅直分布几乎与裸地一样，即白天温度呈由地面向上递减的日射型分布，夜间呈温度随高度增加而相应上升的辐射型分布。到作物成熟的生长发育后期，禾谷类作物茎叶枯黄，阳光透达地面，植株蒸腾减弱，农田空气温度的铅直分布又几乎回复到生长发育初期的状况。水平阔叶作物(如棉花地)的情况有所不同，白天空气温度铅直分布廓线的最高点并不出现在地面，而是在植株顶部的叶面附近。夜间温度廓线的最低点却仍在地面。

1.2.2生长发育盛期

这一时期，作物封行，枝繁叶茂，形成小气候的因子变化频繁，温度铅直分布情况也较为复杂，白天和夜间温度的分布正好相反。

1.3湿度

农田中的空气湿度状况主要取决于农田蒸散(即土壤蒸发和植物蒸腾之和)和大气湿度两个因素。农田作物层内土壤蒸发和植物蒸腾的水汽，往往因为株间湍流交换的减弱而不易散逸，故与裸地比较，农田中的空气湿度一般相对较高。湿度铅直分布相对比较简单，不论白天和夜间绝对湿度都随高度增加而降低。

1.4风

农田中的风速与作物群体结构的植株密度关系很大。由于植株阻挡，摩擦作用使农田中的风速相对较小。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，到达一定距离后不再变化。从铅直方向看，风速在作物层中茎叶稠密部位受到较大削弱；顶部和下部茎叶稀少，风速较大；离边行较远地方的作物层下部风速较小。

1.5co2

农田co2的状况，决定于农田湍流交换强度、大气中co2含量和土壤释放co2数量三个方面的因素。作物层内co2浓度在叶面积密度最大层次附近为最低。在白天，农田co2由作物层上部向下和由地面向上输送。

2 农田小气候的改善

2.1通过合理灌溉改善农田小气候

灌溉首先是增加了农田的水分。水分增大，吸收太阳辐射的能力增强，同时，白昼灌溉后地表温度较低，空气湿度增大，有效减少辐射，因而灌溉地辐射差额比未灌溉地有不同程度的提高，一般能提高15％～20％。

在灌溉田上，由于土壤与空气热交换的变化和蒸散耗热的增加，大大削弱了空气的增热与冷却过程，气温的日振幅大为减小，愈靠近地面这种特点愈显著，到150cm处，才与未灌溉地基本一致。

灌溉大大增加土壤湿度，而且对近地层的湿润状况也有很大影响，特别是100cm以下范围，正午前后差异最大，其相对湿度和绝对湿度都明显高于未灌溉地。因而合理灌溉所造成的小气候环境，对作物生长十分有利。

2.2合理安排种植方式与行向

2.2.1种植行的气象效应

作物种植行向不同，植株间所接受到的太阳辐射和光照强度就会有所差异。就透光情况来看，在一天当中，植株间的透光率，除中午前后系东西行向比南北行向稍低以外，其他时间均是东西行向比南北行向高。气温和地温的情况也类似。所以，在统一通风状况下，东西行向栽植比南北行向更有利。

2.2.2种植密度的气象效应

农田的通风透光性随密度的加大而减弱，空气湿度随密度增大而增加。在同一密度下，种植方式不同其气象效应也不同，采取宽行、窄行种植方式能增加株间光照，改善农田通风条件、温度和湿度状况。

2.2.3间作套种的气象效应

间作和套种改平面受光为立体受光，增加了光合面积和作物层内的透光性，提高了光能利用率，同时改善了农田的通风条件，保证了co2供应，提高了光合效率。

2.3通过覆盖改变农田小气候

覆盖能改善农田的温度状况，同时能调节土壤水分。用塑料薄膜保温育苗就是一种典型的用覆盖改善农田小气候的实例。塑料薄膜传热性差，透光性大，用它覆盖，温度就高，据试验一般可提高7～8℃。

2.4改善农田小气候的化学方法

喷洒成膜化学物质，抑制土壤水分的蒸发，提高土壤温度和湿度。如土壤增温剂、保墒增温剂等。

喷洒降温剂，降低作物叶面和土壤温度。晴天正午可降温10～14℃，5cm地温可降低7～9℃，早晚降温作用不明显，有效期可维持20～30天。