第4章 温度对植物生产的影响

第4章温度对植物生产的影响

【学习目标】

了解温度在植物生命活动中的作用以及温周期现象

理解土壤、空气温度的时空变化规律和调节温度的农业技术措施

掌握植物生产的基点温度、积温、有效积温、界限温度以及应用

熟练掌握温度表，土温表的使用技术

温度是植物生产环境的重要因子之一。植物在它整个生命周期中所发生的一切生理生化作用，都必须在其所处的环境具有一定的温度条件下进行。

温度对植物生命活动的作用主要表现在几个方面：在常温下温度的变化对植物生长发育的影响；温度变化对植物产量和品质的影响；温度过高或者过低对植物的伤害。

每一种植物，甚至同一植物的不同发育时期要求一个最低的起始发育温度。一般来讲，在此温度以上，温度越高，植物的发育越快，同时植物完成某一发育时期，要求一定的温度积累，植物为完成某一发育阶段，需要的积温却是相对稳定。根据植物阶段发育的理论，植物的发育就是导致生殖器官形成所经理的一系列生理变化过程。许多植物必须通过春化和光照两个阶段，才能开花结实。有些植物的种子或者植株，再起发育过程中有一段休眠时期，他们常要求一段相当时期的低温，否则不能完成发育过程。

温度对植物生长，发育的影响，最终会影响到植物的产量和品质。以小麦为例：要想达到好产量，就必须要有足够的苗数，穗数，粒数和较大的粒重，这就和各个时期的温度息息相关。不同时期作物对温度的要求和当地温度的季节性变化之间的良好配好对产量的大笑也是直观重要的。温度对植物产品品质有多方面的影响，其中温度的变化有重要作用，如白天温度较高时，往往有较强的光照，利于光合作用。夜间温度较低，减少呼吸消耗，有利于有机物质的积累。所以在温度日差较大的地区，瓜果含糖量高。另外，温度过低或者过高都会因对植物造成伤害甚至死亡。

第一节植物生长发育与温度

一．温度

1.温度是表示物体冷热程度的物理量，温度的微观实质是物体分子平均动能大小的度量。

2.温度的分类：

气象学及农业气象学中使用的温度常指气温，地温，水温，植物体温和夜温等五种类型（1）气温

就是空气温度，在地面气象观测上，通常指的是距离地面1.5m左右，处于通风防辐射条件下温度表读取的温度。气温在地球表面的平均分布由大气以及地表面的辐射状况，海陆下垫面的性质，大气环流的状况以及受环流制约的气团的移动等因素决定。在自由大气中，气温的变化和空气的绝热上升和下降有密切关系。在对流层中，气温一般随高度而递减。在平流层中，气温一般随高度缓慢增高。对流层中有时会出现气温随高度升高的逆温层。

（2）地温

指地面温度和不同深度的土壤温度的统称。在农业气象中常称土壤温度。前者指土壤水平暴露面的温度，后者指一定深度的土壤温度。由置于不同深度的温度表测得。

（3）水温

水体各层的温度，通常指水面温度。即水体表面的温度。海面温度代表接近海洋界面之下表面混合层中水温的状况。由于海洋面积占全球面积的71%，而且水的比热大，因此，海面水温通过海洋与大气界面的热量交换直接影响大气的温度，对天气过程的形成具有一定的作

用。河面以及湖面等的水温对水生动植物及临近地域的农作物的生长发育也具有一定的影响。

（4）植物体温

植物体—根、茎、叶、花、果实的冷热程度。植物体温直接受到太阳辐射的影响。植物属于变温类型，地上部分通常接近于气温，地下部分接近于土温。并且随环境变化而变化。当植物体温地域气温时，它吸收大气中的热量或者利用太阳辐射能使体温升高；当植物体温高于气温时，由于蒸腾作用，使体温降低。一般来说，叶温与气温趋于平衡。

3.土壤温度

土壤温度影响这植物的生长，发育和土壤的形成，是影响土壤肥力的重要因素之一。土壤温度的高低主要和土壤热学性质有关。

（1）土壤热性质

土壤热容量可以分为质量热容量（Cm）和容积热容量（Cv）两种，前者指单位质量土壤的温度每升高1摄氏度所需要的热量（焦），又称土壤比热，单位是J/(g·°C)。后者是指单位容积土壤的温度每升高1摄氏度所需要的热量，又称土壤容积热容量单位是J/(cm3·°C).在干燥土壤中，土壤容积热容量等于土壤质量热容量与土壤容量的乘积。土壤是一个复杂的组成体系。其固、液、气三相物质的热容量不相同。在得到相同热量的的条件下，土壤热容量大的升温慢，热容量小的升温快。反之，降温时，失掉同等的热量，热容量大的降温慢，反之则快。因此，当土壤中水多气少时，热容量大，土温变化小，反之土温变化大。农业生产中，通常以水调温，早春晴天排水增温，雨天灌水保温，夏季灌水降温，都是根据这一热学性质所采取的措施。

土壤导热率土壤吸收一定热量后，一部分用于它本身升温，一部分传送给临近其他土层，土壤传到热量的性质，称为导热性。导热率较高的土壤，热量易于在上下层间传导，地表土温的日较差较小。相反，导热率较低的土壤，地表土温的日较差就大。导热率的大小和土壤的固、液、气三相物质的组成有关。土壤的导热率大小决定与土壤固、液、气三相物质组成比例。干燥而输送的土壤含水分少，空气多，热量传导慢；紧实土壤，潮湿土壤，含水多，空气少，则传热快。

土壤导温率在一定的热量供给下，土壤温度的变化决定于土壤的热容量和导热性。导热性以导热率的大小表示。但是，有时为了了解导热后土温变化的情况。采用导温率表示。导温率与导热率成正比，与容积热容量成反比。当土壤热容量不变时，导温率与导热率的增加是一致的，因为土壤含水量变化而影响热容量，则导温率与导热率的变化不一致。

土壤吸热性和散热性土壤的吸热性是指土壤吸收太阳辐射热的性能，称为土壤的吸热性。土壤吸热性的强弱决定于土壤的颜色，湿度和地面状况等。土壤颜色越深，湿度越大，地面凹凸不平，吸热性就越强。土壤散热性是指土壤向大气散失热量的性能。称为土壤的散热性。土壤散热性主与土壤水分蒸发和土壤的热辐射有关。土壤水分蒸发会散失大量的热量，降低土温。因此，土壤水分蒸发越强烈，土壤散失的热量也越多。当晴天无遮蔽物时，土壤辐射强，散热多，降温快；如果有云或者烟雾，则辐射弱，散热少。

地面热量收支地面的温度高低决定于地面的热量多少，由于太阳辐射的影响，造成地面在白天夜间的热量收支差别较大，地面热量收支情况可以写成以下计算公式：R=P+LE+Qs+B`

R——辐射差额（地面吸收的太阳辐射与地面有效辐射之差）

P——地面与近地气层通过乱流所进行的直接热量交换

LE——地面与近地气层通过水分蒸发或凝结而进行的热量交换

Qs——表层土壤升温、降温时吸收或者放出的热量

B`——地面层与下层进行的热量交换