农业气象学之太阳辐射与农业生产
农业科学中的农业气象学
农业科学中的农业气象学农业气象学是研究气象与农业之间相互关系的学科，它的研究对象是农业生产中的气象要素和气象过程，以及气象因素对农作物生长发育和农业生产的影响。
农业气象学在农业科学中扮演着重要的角色，它为农业生产提供了科学依据和技术支持。
首先，农业气象学研究气象因素对农作物生长发育的影响。
气温、光照、降水等气象因素对农作物的生长发育起着至关重要的作用。
例如，温度是农作物生长的重要环境因素之一，不同作物对温度的要求也不同。
农业气象学通过对气温变化的监测和分析，可以为农民提供合理的种植时间和品种选择建议，从而最大限度地提高农作物的产量和质量。
其次，农业气象学研究气象灾害对农业生产的影响。
自然灾害如干旱、洪涝、冰雹等常常给农业生产带来严重的损失。
农业气象学通过对气象灾害的监测和预测，可以提前采取相应的防灾减灾措施，减少灾害对农业生产的影响。
例如，通过对降水量和降水分布的分析，可以合理调整灌溉方案，提高水资源利用效率，降低干旱对农作物的影响。
此外，农业气象学还研究气象因素对农业生产的调控和优化。
如何利用气象因素来提高农业生产的效益是农业气象学研究的重点之一。
例如，通过合理调控温度和光照条件，可以延长农作物的生长季节，提高产量和品质。
同时，农业气象学还研究了气象因素对农作物病虫害的影响，通过合理利用气象因素，可以减少病虫害的发生，降低农药使用量，从而保护环境和人类健康。
农业气象学在农业科学中的应用已经取得了显著的成果。
通过对气象因素的研究和应用，农业生产的效益得到了显著提升。
例如，通过合理利用气象因素，中国在粮食生产方面取得了巨大的突破，实现了粮食自给自足。
此外，农业气象学还为农民提供了科学的决策依据，帮助他们做出合理的种植和管理决策，提高了农民的收入和生活品质。
然而，农业气象学仍然面临一些挑战和问题。
首先，气象因素的变化和不确定性给农业气象学的研究和应用带来了困难。
气候变化和极端天气事件的增多使农业生产面临更大的风险和不确定性。
农业气象学名词解释
农业气象学名词解释农业气象学是研究农业生产中气象因素对农作物生长、发育、产量和品质的影响的一门科学。
下面将对农业气象学中的几个重要名词做解释。
1. 气象因素：指影响农作物生长和发育的各种气象要素，如温度、降水、阳光辐射、风速等。
这些因素的变化直接影响着农作物的产量和品质。
2. 温度：是指空气的热度，对农作物的生长和发育有着重要影响。
温度过高或过低都会对农作物造成不利影响，因此合适的温度是农作物生长的关键。
3. 降水：是指大气中水蒸气在地面降下的形式，包括雨、雪、露、雾等。
降水是农作物生长必需的水源，同时也会对农作物病虫害等问题产生影响。
4. 光照：是指太阳辐射照射到地面上的能量。
光照是农作物进行光合作用的必需条件，对植物的生长和发育起着重要作用。
5. 大气湿度：指空气中水蒸气含量的多少。
适宜的大气湿度有利于农作物的正常生长和发育，过高或过低的湿度都会对农作物造成不利影响。
6. 风速：是指空气的流动速度。
适宜的风速有利于农作物的通风散热和水分蒸发，但过大的风速会对农作物造成风害。
7. 蒸发散发：指液态水变为气态水蒸气的过程。
农业生产中，正确估算蒸发散发量对合理利用水资源、科学灌溉和农作物生长均具有重要意义。
8. 冷害：是指农作物由于低温而引发的生理、形态和产量的损害。
冷害是农业生产中常见的气象灾害之一，对农作物生长和产量造成了很大影响。
9. 干旱：是指一定时期内降水量明显偏少，导致土壤含水量不足以满足农作物的生长和发育需要。
干旱是农业生产中常见的气象灾害，严重影响着农作物的产量和品质。
10. 病虫害：是指由于气象因素导致的农作物疾病和害虫。
病虫害是农业生产中常见的问题，气象因素对病虫害的发生和传播具有重要影响。
农业气象学授课教案
农业气象学授课教案开课专业： 应用气象专业，农业资源与环境开课学时 ：48（其中：讲课学时 38 ，实验实习学时 10） 课程的性质和任务：农业气象学是应用气象学的重要组成部分，属应用气象学专业的主干课程。
本门课程从农业生产与气象条件的关系入手，主要介绍农业气象要素（光、热、 水、气）对农业生物生长发育及产量形成影响的基本理论与基本规律、 气象条件 调控技术以及农业气象模式建立的基本方法， 并为后续专业课程的学习打下良好 基础。
根据本课程特点及实际情况，本课程以理论教学为主，并适当配以实习， 以加深对课堂知识的理解，提高学生分析问题与解决问题的能力。
第1讲第一章 绪论一、教学目的：介绍农业与气象的关系、课程的主要内容和总体安排。
二、讲授的内容提纲：1 、农业生产与气象条件 1.1生物有机体生长发育和产量形成 1.2农业生产与气象条件 1.3 土壤- 植物- 大气系统2、 农业气象学的定义及其主要内容 2.1 农业气象学的定义r . r r /~-宀.j ■、乙 i~r上乙 、..■ ■ ? 【2.2 农业气象的目的、主要内容及其基本3、 农业气象学的诞生与发展3.1我国农业气象工作的建立与发展 3.2国外农业气象学的主要进展 三、教学重点和难点：农业生产与自然环境的关系四、教学方法和实施的步骤：首先介绍农业生产与自然环境的关系，在此基础上，讲述农业气象学的基本概念以及其研究对象，使学生对本课程有一个大体的认识；然后，介绍课程的主要内容和安排，以便学生明确学习的目标。
第2讲第二章第 1 节光的生物学意义与植物的光学特性一、教学目的：介绍了光的生物学意义、植物叶片的光学特性以及光合作用的能量平衡与转换。
二、讲授的内容提纲：1 、太阳辐射与农业生产1.1光在生物体生命中的作用1.2植物单叶的光学特性1.3植物群叶的光学特性1.4植物叶片的能量平衡1.5光合作用的能量转换；三、教学重点和难点：植物叶片的光学特性四、教学方法和实施的步骤：本讲首先介绍光在生物体生命中的作用；在此基础上，详细介绍了植物叶片的光学特性；最后讨论了植物在光合作用下能量平衡与能量转换等问题。
农业气象学
农业气象学研究农业生产与气象条件相互关系及其变化规律，趋利避害以求农业高产、优质、高效的科学。
农业生产不仅取决于农业生产对象和过程本身的特性，而且与气象条件这个最活跃的环境因素密切相关。
光、热、水、气等气象条件及其不同的组合，既为农业生产提供了基本的物质和能量，也构成了重要的外界条件，显著地影响着农业生物生长发育、产量形成和整个生产过程。
因而，农业气象学涉及农业科学和气象科学及它们的相关科学，是多学科交叉，互相渗透的边缘学科，属应用气象学中重要的分支。
1、影响农业生产的主要气象条件和农业气象学中的一些基本概念A.太阳辐射指太阳发射的电磁波辐射。
通过大气层到达地面的太阳辐射，可分为总辐射、直接辐射、散射辐射、反射辐射和净辐射几种。
太阳辐射与热量、水分条件的不同组合，形成不同的农业气候类型，影响到农业生物的地域分布、农业结构、农业生产布局和发展。
太阳辐射也是农业小气候形成的能量基础，光能和它的热效应直接影响动植物体的热量平衡及各种生理活动的进行，与农业生产关系十分密切。
1.太阳光谱太阳辐射光谱包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等几个波谱范围，如图所示。
在地球大气上界，太阳总辐射能量中，波长小于400纳米的紫外辐射约占9%，波长在400～760纳米的可见光区的辐射约占45.5%，波长超过760纳米的红外辐射约占44.5%。
太阳光谱中能量密度最大值出现在475纳米处。
对绿色植物光合作用而言，能被叶绿素吸收并参与光化学反应的太阳光谱成分称为光合有效辐射，波长范围在380～710纳米。
光合有效辐射对估算植物的生产潜力有重要意义。
2.感光性植物发育速度对光照长度反应的特性。
植物的发育，尤其是开花，受昼夜光照与黑暗交替的影响，称为光周期现象。
不同植物按光周期的类型分为三类：长日性植物，在一定发育时期，只有日照长度大于某一时数才能开花，如缩短日照长度，则可能延迟，甚至不开花；短日性植物情况相反；光期纯感植物，开花与否不受日照长短的影响。
农业气象学原理
农业气象学原理第一章绪论1生物有机体的生长发育和产量形成生物体的全部生命过程，既存在它内部生命活动的矛盾，又存在它与外界自然环境的矛盾，这些矛盾构成一个辩证的统一整体，生物体的生命活动就是这些矛盾作用下的结果。
生物有机体发展的内因充满着各种矛盾，同化和异化则是基本矛盾，贯穿于生命活动的始终。
生物有机体生长发育的外因也是一个复杂的外部矛盾的总体，既有不同的外界自然因子如土壤、气候、地形地势等与生物有机体的矛盾，又有外界人为因素如农业措施，社会经济条件条件等与其生育的矛盾，外部矛盾是生物体发展的条件，它和内部矛盾一起，影响生物体发展的进程，参与决定生物体发展的性质和方向。
2、农业生产与气象条件在影响农业生产的外界自然环境的诸因子中，气象因子是十分重要的，它是动植物生活所必需的基本因子。
农业生产的一个特点是地域性和季节性都很强，发展农业生产，必须“因时因地制宜”，所谓时，实际是指气象条件，说明气象条件对农业生产的重要意义。
我国农业生产的优良传统之一，就是推行精耕细作技术体系，这也是我国农业生产一个显著特点。
3、农业气象学的定义农业气象学是研究农业生产与气象条件的相互关系及其规律的科学，它是根据农业生产的需要，运用农学和气象科学技术来不断揭示和解决农业生产中的农业气象问题，以谋求合理利用气候资源战胜不利气象因素，促使农业发展的实用性学科。
农业气象学的研究对象不能单指生物体及其生产过程，也不能单指生物体所处的气象环境，而是生物体与气象条件两者相互作用的规律及其影响，一方面研究农业生产对气象条件的要求和反应，气象条件对农业生产的影响；同时，另一方面也研究农业生产对气象条件的影响。
4、农业气象学的主要内容大体可归纳为以下几个方面（一）农业气象基本方法与理论的研究（二）农业小气候研究（三）农业气象灾害规律及防御措施的研究（四）农业气候资源分析及其开发利用研究（五）农业气象情报、预报方法研究与服务（六）因地制宜开展专业气象研究和服务第二章太阳辐射与农业生产1、光是生物体生命活动的能量源泉到达地球上的太阳辐射就其最主要的作用而言是产生光合效应、热效应和光的形态效应。
实农业气象学验1辐射观测
四、光照度 光照度即光照强度，是指单位时间，单位面积上接受的 光能，单位为lx（勒克司）。通常用照度计测量光照度。 照度计的感光范围与人眼视觉范围接近（0.38～ 0.71μm）。当一定强度的可见光照射到硅光电池上时，产 生一定强度的电流，电流的大小与光照强度成正比，观测使 用的照度计，已经将电流值换算成光照度，单位为勒克司 （lx），是一种相对单位，不具有能量意义。 在农业生产上，用照度计直接测量太阳辐射的光照度 时，只能大致反映作物生长与所需光照度的关系。但由于照 度计结构简单，使用方便，价格低廉，至今在农业气象观测 中被应用。
辐射的人工观测方法： 在野外考察中，可用辐射表和辐射电流表进行 辐射的人工观测。在着手进行辐射观测之前，首先 应记录日光状况，即云遮蔽日光的程度，可用下列 符号记录： ⊙2无云；⊙1薄云、地物影子明显；⊙0密云、地物 影子模糊；Ⅱ厚云、无地物影子。
举例：如总辐射的观测 （1）接通天空辐射表与辐射电流表的电路。打开辐射电流表盖 子，拧松绝电器。
实验一： 太阳辐射、光照强度、日照时间观测 一、太阳辐射观测 气象站的辐射测量包括： 太阳辐射： 观测内容：紫外辐射 、可见光辐射 、红外辐射。 测量：直接辐射、散射辐射。两者之和为总辐射。 地球辐射：是地球表面以及大气、气溶胶和云层 所发射的长波辐射，地球辐射能量99%的波长大于 5μm。 太阳辐射和地球辐射的光谱分布重叠很少，所 以在测量和计算中把它们分别处理。
从电流表仪器鉴定证上查得△N0。
（3）电流表刻度值：
N N N N 0 N 0
分别求出各辐射的电流表刻度订正值。 直接辐射：Nsb 散射辐射：Nsd 反射辐射：Nd 总辐射： Ns
总结： 1，观测电流表刻度值（N01，N1；N2；N3；N02） 2，刻度订正；零点订正： 辐射 （1）垂直于太阳入射光的直接辐射（S↓）： 水平面太阳直接辐射（SL）与太阳直接辐射（S）的关系 为： SL= S· sinh （2）散射辐射（Ed↓）：散射辐射是指太阳辐射经过大 气散射或云层反射，以短波形式向下到达地面的那部分辐 射量。 （3）总辐射（Eg↓）：总辐射是指水平面上所接收的太 阳直接辐射和散射辐射之和。 （4）短波反射辐射（Er↑）：总辐射到达地面后被下垫 面向上反射的那部分短波辐射。
农业气象学原理：第1章 绪论
二、农业气象学的目的及其主要内容
运用数学物理概念和方法描述作物生长过程
它综合了大气、土壤、作物遗传特性和田间管 理等因素对作物生产的影响，克服了传统的作物-天 气统计模型的缺点，是一种面向生长过程，机理性 和时间动态性很强的模型，已成为农业生态模型的 发展方向。
作物生长模拟模型框架
降水 灌溉 最大蒸腾
渗透
实际蒸腾
Ta/Tm
蒸发 根区土壤含水量
课程简介
根据课程特点及实际情况，本课程以理 论教学为主，并适当配以实习，以加深对课 堂知识的学习，通过本课程的学习，要求掌 握有关基本概念与理论，并具备一定的分析 问题与解决问题的能力。
教学内容和学时分配
第一章 绪 论 第二章 太阳辐射与农业生产 第三章 热量条件与农业生产 第四章 水分条件与农业生产 第五章 二氧化碳、风与农业生产
。
“九五”期间农业气象科技
“九五”国家重点科技攻关项目‘农业 气象灾害防御技术研究’,历经野外试验, 科研攻坚,室内集成组装调试和大田示范 推广应用等5年的艰苦努力, 2000年底圆 满地完成了各项研究任务。
“九五”期间农业气象科技
华北农业干旱综合应变防御技术研究、 西北抑蒸集水防旱抗旱集成技术研究、 农业涝渍灾害防御技术研究、 森林火灾防御和补救技术研究、 人工增雨农业减灾技术研究、 农作物低温冷害综合防御技术研究、 人工防雹减灾技术研究 霜冻灾害综合防御实用技术研究
农业气象学知识点要点
3.五大气象要素，及其周期性变化，对农业生产的影响答：气象要素：光：辐射、日照 热：温度 水：空气湿度、降水、蒸发 气：气压风：风向、风速4.辐射的特点：1、辐射要有温度；2、辐射是一种物质运动，具有能量、质量；3、辐射可以产生热效应；4、辐射具有二象性。
即波动性和粒了性。
5.太阳高度角：太阳高度角的计算：Sinh=Sin φSin δ+Cos φCos δCos ω其中，φ为纬度。
δ为赤纬角，ω为时角。
赤纬角(δ) ：太阳直射到地球表面的一点到地心的连线与赤道面组成的夹角，即地球上太阳直射点所处地理纬度叫赤纬。
在南北回归线之间变化，在北半球取正值，南半球取负值，即 –°≤δ≤° 。
时角与时间的关系：ω=（t-12）×15 ° 正午时刻太阳高度角：ω=0， h=90－φ+ δ 特殊日期正午时刻太阳高度角的计算：夏至日太阳高度角：h=90－φ+ ° 冬至日太阳高度角：h=90－φ－° 春、秋分太阳高度角：h=90－φ太阳高度角的变化：日变化：日出、日落，h=0；正午，h=90°年变化：在北半球：夏季太阳高度角大，冬季小。
计算武汉(30°N)二分、二至日出、日落时间和可照时间。
可照时间：从日出到日没的时间间隔，称为可照时数（昼长）日出日没时角的计算：全天可照时间（t ）为:φ为纬度。
δ为赤纬角，ω为时角。
ω=（t-12）×15 °春秋分日出正东、日没正西(春分、秋分日的赤纬为 0°) 夏至：δ=°冬至：δ=°第三章 温度1.土壤的热容量主要由什么决定为什么答：在一定过程中，物体温度变化1°C 所需吸收或放出的热量，称为热容量。
它取决于物质本身的性质与温度。
分为容积热容量和质量热容量。
2.何谓导热率它表示什么意义定义：单位厚度间、保持单位温差时，其相对的两个面在单位时间内，通过单位面积的热量。
农业气象学 第十三章 辐射光照与农业
一般将全田的根、茎杆、叶、果实全部干重叫做生物学产 量。 经济价值部分，如稻、麦的籽粒，甘薯的块根等，称经济 学产量。 太阳辐射能的计算： 1、太阳辐射总量是太阳日总辐射量的逐日累积值。 2、生理辐射是太阳日总辐射量中的生理辐射部分的逐日 积累值，生理辐射约为太阳总辐射的50％。
例如：亩产500公斤稻谷，收获生物学产量约为1000公 斤，经济产量约为500公斤。在水稻的生长季节，每亩面积 上接受太阳辐射能约为1．67X1012焦耳。则太阳辐射能利用 率为：
上式中，1．67X107焦耳／公斤为每公斤干物质燃烧所产 生的热量，生长季节是指生产上述物质所需的时间长度。
P=
hm
∑ S′+ D
⎛ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝
⎞ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠
×100%
m为单位面积上作物产量的干重；h为单位干物重燃烧所
产生的热量；（S´＋D）是到达单位面积上的太阳总辐射的日总 量。∑（S´＋D）是生长季内各日太阳总辐射日总量的总和。
2、经济学产量计算：
500公斤/ 亩×1⋅ 67×107 焦耳/ 公斤 太阳辐射能利用率= ×100% =0.5% 12 1⋅ 67×10 焦耳/ 亩 500公斤/ 亩×1⋅ 67×107 焦耳/ 公斤 生理辐射能利用率= =1.0% 12 1⋅ 67×10 焦耳/ 亩× 50%
目前，农作物对太阳辐射能的利用率较低， 仅占太阳总辐射的0．5％左右，某些作物稍高 些，但也只有5％，根据国外的研究资料，作物对 太阳辐射能的利用可超过12％。因此，在我国提 高农作物光能利用率，增加单位面积产量，潜力 是很大的。
1、生物学产量计算：
1000 公斤/ 亩×1⋅ 67 ×107 焦耳/ 公斤 ×100% =1.0% 太阳辐射能利用率= 12 1⋅ 67 ×10 焦耳/ 亩 1000 公斤/ 亩×1⋅ 67 ×107 焦耳/ 公斤 ×100% =2.0% 生理辐射能利用率= 12 1⋅ 67 ×10 焦耳/ 亩× 50%
农业气象学在农业生产中的应用
农业气象学在农业生产中的应用简介：农业气象学是研究气象因素对农业生产的影响及其应用的学科，它通过对气象要素的观测、分析和预测，为农业生产提供科学依据和指导。
本文将探讨农业气象学在农业生产中的应用，并讨论其对农业产量和质量的影响。
一、气象要素对农作物生长发育的影响1. 温度：合适的温度对农作物的生长发育至关重要。
过高或过低的温度都会对农作物产量和品质造成不利影响。
例如，在高温条件下，作物的光合作用受阻，导致光合产物减少。
而低温则会影响植物的代谢活动和养分吸收。
2. 光照：光照是植物进行光合作用的能量来源，也是农作物生长发育的重要因素。
适宜的光照能够促进作物的光合作用，提高产量和质量。
不同作物对光照要求不同，了解和控制光照条件对于农业生产至关重要。
3. 降水：降水是农业生产中不可或缺的因素。
合适的降水量和降水分布有利于土壤水分的供应，促进植物根系的生长和养分吸收。
过多或过少的降水都会对作物产量和品质带来负面影响。
二、农业气象学在农业生产中的实际应用1. 气象灾害预警和减灾：农业气象学通过对天气变化的研究和预测，能够提前预警干旱、洪涝、霜冻、暴风等天气灾害，为农民采取相应的措施提供依据。
例如，当预测到将有强降雨时，可以提前采取排水、防淹等措施来减轻水灾的影响。
2. 作物生长模拟和评估：利用农业气象学的知识，可以建立作物生长模型，并通过模拟和评估不同气象条件下的作物生长情况。
这有助于科学地选择适宜的种植时期、制定合理的管理措施，提高农作物的产量和质量。
3. 气象服务和决策支持：农业气象学的研究成果可以用于为政府和农民提供气象服务和决策支持。
通过建立气象信息平台，及时发布天气预报、气象灾害预警等，帮助农民做好农事决策，减少损失，提高农业生产的效益。
三、农业气象学的局限性和挑战农业气象学虽然在农业生产中发挥了重要作用，但仍然面临一些局限性和挑战。
首先，农业气象学的研究对象复杂多样，涉及多个学科的知识，需要多学科的交叉合作。
《农业气象学》课程笔记
《农业气象学》课程笔记第一章：绪论一、农业气象学研究内容1. 农业气象学概念农业气象学是介于农业科学和气象学之间的边缘学科，它研究气象条件对农业生产的影响，以及农业生产活动对气候的反馈作用。
农业气象学的目标是理解和预测气象条件对作物生长、产量、品质以及农业生态环境的影响，为农业生产提供科学依据。
2. 研究内容详细阐述（1）农业气象条件对作物生长发育、产量和品质的影响- 研究不同气象因子（如温度、降水、光照、风等）对作物种子发芽、植株生长、开花、结果等各个生长发育阶段的影响。
- 分析气象条件对作物产量形成和品质特性的作用机制。
（2）农业气象条件对农业生态环境的影响- 研究气象条件对土壤水分、土壤温度、土壤肥力等土壤环境的影响。
- 探讨气象条件对农业生物多样性、农业病虫害发生与流行的影响。
（3）农业气象灾害的成因、规律及防御措施- 研究干旱、洪涝、霜冻、高温热浪、低温冷害等农业气象灾害的成因和发生规律。
- 提出农业气象灾害的预测、预警和防御措施。
（4）农业气候资源的分析与评价- 分析不同地区的农业气候资源分布特征，如光、热、水等。
- 评价农业气候资源的利用效率和潜力。
（5）农业气象预报与服务- 研究和开发针对农业生产的气象预报技术。
- 提供农业气象信息服务，指导农业生产。
二、农业气象模式发展举例1. 经典农业气象模式（1）瓦德-皮尔逊模型- 介绍模型的原理和主要参数。
- 分析模型在作物生长模拟中的应用。
（2）蒙德-弗洛斯特模型- 阐述模型的构建方法和适用范围。
- 讨论模型在作物产量预测中的作用。
2. 现代农业气象模式（1）作物生长模型- 介绍CERES、APSIM等模型的原理和结构。
- 分析模型在作物生长发育模拟中的应用实例。
（2）农业气象灾害评估模型- 介绍干旱、洪涝等灾害评估模型的方法和步骤。
- 讨论模型在灾害预警和损失评估中的应用。
三、农业气象学研究方法1. 观察法- 描述田间试验和观测的基本方法。
气象学知识点总结(河北农业大学)
第六节 农业气候生产潜力分析
第七节 气候要素的一般表示方法
第八节 季节与物候
第八章 小气候
第一节 小气候形成的物理基础
第二节 农业小气候环境的改善
第三节 农田小气候
第四节 设施农业小气候
第五节 农田防护林小气候
绪 论
第一节气象学与农业气象学
一、气象学概念、研究内容与气象要素
1气象学（概念：研究大气中各种物理过程和物理现象形成原因及其变化规律的科学。）
1.包括：水滴、冰晶、燃烧产生的烟粒、植物花粉、微生物等。
2.多集中在：大气底层。
3.含量：随时间、地点、高度而异。随高度增加迅速减少。
城市>农村，陆地>海洋，冬季>夏季。
4.产生：大气气溶胶可以作为颗粒物（初生源）直接被排放出来，也可以由气态前体物通过化学反应（如光化学反应）间接形成于大气中（次生源）。
2.按照温度和空气特点可分为
上层：6km-对流层顶。特点：气温常年0℃以下，此层水汽少。
中层：2~6km。特点：受地表摩擦力的影响很小，空气的垂直运动比下层小，云雨降水主要发生在此层。
下层：自地表向上延伸1～2km。特点：受地面影响大，空气的对流和湍流运动很强。
3.主要特点：
①温度随高度升高而降低。平均每升高100m，气温约下降0.65℃。
第四节温度与农业生产的关系
第三章 大气中的水分
第一节空气湿度
第二节 蒸发
第三节 水汽凝结
第四节 降水
第五节 人工影响天气
第六节 水分循环和水分平衡
第七节 水分与农业生产
第四章 气压与风
第一节 气压和气压场
第二节 空气的水平运动——风
(农业气象学原理)第三章热量条件与农业生产
影响因素与变化规律
影响因素
纬度、海拔、地形、大气环流、下垫面性质等都是影响热量条件的重要因素。
变化规律
热量条件随纬度、海拔的升高而降低，随地形、下垫面性质的不同而有所差异。同时，大气环流 的变化也会对热量条件产生影响，如季风、洋流等。
长期变化趋势
随着全球气候变暖，许多地区的热量条件都呈现出升高的趋势，这对农业生产也带来了新的挑战 和机遇。
选育耐高温品种
通过遗传育种技术，选育能在高温环境下正常生长发育、保持较 高产量的作物品种。
选育抗寒品种
培育能在低温环境下正常生长、具有较强抗寒能力的作物品种，以 适应寒冷地区的农业生产。
提高作物适应性
通过合理的栽培管理措施，如适期播种、合理密植、科学施肥等， 提高作物对不良热量环境的适应能力。
合理布局作物和品种结构，充分利用光热资源
温度传感器和控制系统
利用温度传感器实时监测温室内的温度变化，并 通过控制系统自动调节温室内的温度，保持适宜 作物生长的温度环境。
遮阳网和通风设备
在温室内安装遮阳网和通风设备，可以根据需要 调节温室内的光照和温度，避免高温对作物的伤 害。
PART 04
水分条件与热量条件相互 作用
REPORTING
WENKU DESIGN
PART 03
温度变化与农业生产关系
REPORTING
WENKU DESIGN
温度变化规律及其对农作物生长发育影响
01
温度日变化
日出后温度逐渐升高，午后达到最高值，然后逐渐降低，夜间降至最低。
这种日变化对作物的光合作用、呼吸作用等生理过程有显著影响。
02 03
温度年变化
随着季节的变化，温度呈现出明显的年际波动。春季温度逐渐回升，夏 季达到最高，秋季开始下降，冬季降至最低。这种年变化对作物的生长 周期、产量和品质都有重要影响。
太阳辐射与农业生产
太阳辐射与农业生产——辐射波谱与农业生产地球上的各种生物赖以生存的能量来源绝大部分来自于太阳辐射。
对于农业生产，太阳辐射自然起到了至关重要的作用。
保证植物的光合作用，维持农作物生长的温度，保证农作物的持续生长从而提高作物产量，这所有的一切均与太阳辐射有关。
其中，辐射波谱有着巨大的作用。
到达地面的太阳辐射光谱大致可分为紫外辐射、红外辐射和可见光辐射三个波谱段，各波谱段对农业生物有不同的生物学意义。
一、紫外辐射紫外线区（波长100—400nm）的能量占太阳辐射总能量的7%，比例虽小，但有较强的生物学意义。
波长较短部分能抑制作物生长，杀死病菌孢子，其中波长小于290nm的短紫外线对生物有伤害作用，波长愈短伤害性愈大；波长较长部分对作物有刺激作用，可促进种子萌发，所以农民在播种前需要晒种。
紫外辐射还能促进果实成熟，提高蛋白质和维生素产量。
在果实成熟时，紫外线丰富可增加果实含糖量，果实着色好，所以向阳的果实比较甜。
高山、高原紫外线含量较多，植物根部发达，茎节短小，叶面窄小。
紫外线减少对茶叶、纤维植物、生姜、芹菜、韭黄等作物品质提高有好处。
此外，紫外线对生物向光性、感光性和趋光性有重要作用。
过量紫外线对农作物生长产生抑制作用，形态上表现为植株矮化，株型缩小，其矮化程度随作物种类、品种、作物所处生长阶段及辐射强度的不同而不同。
紫外线辐射可抑制作物的叶面积，其中对大豆叶面积的抑制较对小麦叶面积的抑制大。
同时，紫外线辐射能明显地推迟作物生长发育的进程，且紫外线强度越大，滞后效应越明显。
不同发育期，滞后效应不同，大豆以三叶期一旁枝形成期对紫外线辐射最为敏感。
二、可见光辐射可见光区（波长400—760nm）的能量占太阳辐射总能量的50%，具有光效应。
可见光辐射对植物生活机能起决定性作用，可见光谱区队有机物质合成和植物产量形成有十分重要的意义。
对作物生长有意义的波长主要为400-760nm，最有效的为叶绿素主要吸收的红橙光和蓝紫光。
太阳辐射与农业生产
太阳辐射与农业生产太阳辐射的光谱成分、光照度、光照时间以及植物利用太阳能的多少，影响着植物的生长发育、产量高低，以及植物的地理分布。
植物的光合作用使得所有的有机体与太阳辐射之间发生了最本质的联系，所以太阳辐射是植物生命活动的重要因。
一、太阳辐射光谱对植物的影响（一）不同光谱成分对植物的作用到达地面的太阳辐射光谱对植物生长发育有着不同的生物学意义(1)波长大于1μm的辐射，被植物吸收转为热能，不参与生化作用。
(2)波长1～0.72 μm辐射一对植物起伸长作用，其中0.70～0.8μm称远红光，对光周期及种子形成有重要作用，并控制开花及果实着色。
(3)波长为0.72～0.61 μm的红、橙光被叶绿素强烈吸收，光合作用最强，表现为强光周期现象。
(4)波长为0.61～0.51μm的绿光，表现为低光合作用和植物的弱成形作用。
(5)波长为0.51～0.4μm的蓝、紫光，被叶绿素和黄色素强烈吸收，表现为次强光合作用和成形作用。
(6)波长为0.4～0.32μm主要起植物成形作用，如植物变矮，叶片变厚等。
(7)波长小于0.32 μm的紫外线对植物有害，波长小于0.28 μm的远紫外辐射可立即杀死植物。
红光有利于碳水化合物的积累，蓝光有利-蛋白质和非碳水化合物的积累。
紫外线对植物的形状、颜色和品质优劣起着重要的作用。
高山、高原紫外线含量较多，使植物茎叶短小，色泽较深。
不难看出，不同的太阳辐射光谱对植物的光台作用、色素形成、向光性、形态变化的影响是有差异的。
可以通过人工改变光谱，用来提高植物品贡和产量。
据报道：用淡蓝色塑料膜育水稻秧苗，可促进初期生长，秧苗粗壮，扦秧后分蘖多．最终增加产量；紫色薄膜对茄子有增产作用。
（二）光合有效辐射太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分称为光合有效辐射(Photosynthetically active radiation，PAR)。
光合有效辐射的波长范围与可见光接近，不同研究者取值范围略有差异。
农业气象学太阳直接辐射的时空变化规律
太阳辐射的时空变化规律
在地球大气上界，北半球夏至时，日辐射总量最大，从极地到赤道分布比较均匀；冬至时，北半球日辐射总量最小，极圈内为零，南北差异最大。
南半球情况相反。
春分和秋分时，日辐射总量的分布与纬度的余弦成正比。
南、北回归线之间的地区，一年内日辐射总量有两次最大，年变化小。
纬度愈高，日辐射总量变化愈大。
到达地表的全球年辐射总量的分布基本上成带状，只有在低纬度地区受到破坏。
在赤道地区,由于多云,年辐射总量并不最高。
在南北半球的副热带高压带，特别是在大陆荒漠地区,年辐射总量较大,最大值在非洲东北部。
1.在春分日和秋分日，太阳辐射由赤道向两极递减。
因为太阳直射赤道，正午太阳高度有赤道向两极递减；
2.夏至日，太阳辐射由北回归线向向南北两侧递减。
3.冬至日，太阳辐射由南回归线向南北两侧递减。
(农业气象学原理)第二章太阳辐射与农业生产
（3）、反射、透射和吸收率不是一个常数，在 任一光谱中有一定幅度。
（4）、群体对日光的反射率和透射率要比单叶 明显地小，而吸收率却明显地高于单叶。如稻麦作 物，叶片向上斜立，其反射光和透射光几乎都比单 叶少一半左右，一般在抽穗开花期，群体的反射率
约5～7%，透射率约4～7%，而群体的吸收率则高达 85～90%。
在实际应用中，禾谷类作物的K值比较稳定， 因而使用平均值代替。
一般而言，K值小于1。据门司和佐伯测算， 草中K～～ 1.0。而中科院上海植物生理研究所测得的水稻 叶层的K～。
门司—佐伯公式适用的条件象均一介质是不 可能满足的。但在实际观测中，光在群体中的垂 直变化确实符合负指数规律，所以门司—佐伯公 式目前还是得到了广泛的应用。
I = I0 exp（-kF） 式中，I0为冠层（群体顶部）的光强；I为各层次 的光强；k为群体叶层光强衰减系数或群体消光系 数；F为各层次以上部分的叶面积之和。
群体消光系数k值可用下式求算： k =（-ln(I/I0))/F 式中， I/I0即透光率。 K值是一个无量纲数，它描述了叶片的遮阴程度， 当上层叶面积大时，K值就大，光强衰减就明显。 实际上，大田内部的情况十分复杂，影响K值的 因素非常多，包括叶片大小、厚薄、表面光滑度、叶 绿素含量及叶片含水量等影响叶片反射、透射和吸收 的因素；入射光的方向和光谱成分；叶片的角度及群 体结构；季节、天气、时间等；因此K值不是一个稳 定的值。
第二章 太阳辐射与农业生产
§1 光的生物学意义与植物的光学特性 §2 光照长度对植物的影响 §3 光照强度对植物的影响 §4 不同光谱成分对植物的影响 §5 光能利用率及其提高途径
ห้องสมุดไป่ตู้
本章重点与难点
本章重点： 光合有效辐射、光周期现象、感光性、光饱和
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
%0
100 80 60 40 20 0 相对株高%
（油菜株高158厘米，小麦株高123厘米）
在实际工作中常用透光率来表征农田中 的透光情况。
透光率：所测高度处的照度与农田上方 照度的比值，用小数或百分数表示，也称相 对照度。
● 农田中透光率的分布曲线与光强 的分布曲线完全一致，亦随深度迅速递 减，其递减率与叶片的铅直分布关系密 切。
北半球不同纬度地区昼夜长度的季节变化
3、植物光周期现象
（1）植物光周期现象的概念
昼夜光照与黑暗的交替对植物发育（主要 是开花）有显著影响的现象称为光周期现象 （photoperiodism）。植物的开花、休眠和落 叶，以及鳞茎、块茎、球茎等地下贮藏器官的 形成都受昼夜长度的调节，但是，在植物的光 周期现象中最为重要且研究最多的是植物成花 的光周期诱导。
（3）中日性植物。是指当昼夜长短的比例 接近于相等时才能开花的植物。如甘蔗等。
（4）中间型植物。指开花受光长影响较小的 植物，又称光期钝感植物。如西红柿、黄瓜等。
5、临界光照长度（临界光长） 是指引起植物开花的光照长度界限。 长日性植物的开花要求光长不能短于这个 界限长度，而短日性植物的开花要求光长不能 长于这个界限长度。
（2 1919年，美国园艺学家加纳和阿拉德（Garner and Allard）在观察到烟草的一个变种（ maryland mammoth ） 在华盛顿地区夏季生长时，株高达3～5m时仍不开花，但在 冬季转入温室栽培后，其株高不足1m就可开花。他们试验了 温度、光质、营养等各种条件，发现日照长度是影响烟草开 花的关键因素。在夏季用黑布遮盖，人为缩短日照长度，烟 草就能开花；冬季在温室内用人工光照延长日照长度，则烟 草保持营养状态而不开花。由此他们得出结论，短日照是这 种烟草开花的关键条件。
第二章 太阳辐射与农业生产
主要内容
§1 光的生物学意义与植物的光学特性 §2 光照长度对植物的影响 §3 光照强度对植物的影响 §4 不同光谱成分对植物的影响 §5 光能利用率及其提高途径 实习1：作物光能利用率的计算及分析
本章重点与难点
本章重点：
光合有效辐射、光周期现象、感光性、光饱 和点与光补偿点、光能利用率等基本概念。
光周期学说在农业生产中的应用，光―光合 作用关系分析，光能利用状况及提高途径分析。
本章难点：
光周期学说及其应用， 光―光合作用关系理论分析。
§1 光的生物学意义与植物的光学特性
一、光的生物学意义 二、植物的光学特性 三、光在群体中的分布
一、光的生物学意义 1、太阳辐射的重要性 ● 太阳辐射是地球上生物有机体的主要
（3）影响叶片对光的反射、透射、吸收能力的因素
● 太阳光谱成分
表2.2 绿叶对不同波段的平均反射、透射、吸收率
波段
光合有效辐射 近红外辐射
短波辐射
长波辐射
（380-710nm） （710-4000nm） （350-3000nm） （3000-10000nm）
反射率
0.09
0.51
0.30
0.05
透射率
§2 光照长度对植物的影响
一、植物的光周期现象 二、光照长度与植物发育关系的几种解释 三、光周期对植物生长发育的影响 四、光周期学说在农业生产中的应用
一、植物的光周期现象
1、日照长度和光照长度 ● 日照长度。是指一地每天从日出到日落 之间的日照时数，是一种在一定地区各年之间 比较稳定的气候要素。 ● 光照长度。也称为光长，它和日照长度 不同，它包括日照长度和曙暮光时段。
7、光周期性形成与生态条件 ● 植物光周期性的形成与原产地发育期间
暗期间断对开花的影响
试验结果: ● 光周期效应决定于暗期长度而不决定于 光期长度或光暗期之比。 短日性植物需要一定时间以上的暗期才能 开花，而长日性植物暗期过长也不能开花。
● 即使给予足够长的暗期，如暗期中途 给以“光中断”，则暗期效果消失，而光期 中途的“暗中断”处理则无变化。
因此在研究植物光照阶段的发育速度时， 有人提出暗长积量的概念，即将光照阶段内 每日暗期时间之和称为暗长积量，认为满足 所需的暗长积量，作物才能完成光照阶段。
能量源泉； ● 太阳辐射是大气运动和产生各种天气
气候现象的主要能量源泉。
2、光的生物学意义
太阳辐射对植物的作用： ● 光合效应 ● 热效应 ● 光的形态效应
光还在相当程度上影响植物的地理分布。 各种辐射波段对植物的重要性见表2.1。
表2.1 辐射波段及其对植物生命活动的重要性
辐射 波段
光谱区
占太阳 辐射能 （%）
● 光长，即光照时间的长短。 ● 光强，即光照的强弱。 ● 光质，即光谱组成的不同。
4、研究太阳辐射与农业生产的重要意义 ● 绿色植物通过光合作用所合成的物质约占 其干重的90～95%； ● 太阳辐射能投射到植物体上真正为植物所 利用进行光合作用部分却很少。光能利用率低。 因此，提高作物的光能利用率是农业生产中 的一个十分重要的课题，当然也是农业气象学的 主要任务之一。
2、光周期
地球上不同纬度地区的温度、雨量和昼夜长度等 会随季节有规律地变化。在各种气象因子中，昼夜长 度变化是最可靠的信号，不同纬度地区昼夜长度的季 节性变化是很准确的。纬度愈高的地区，夏季昼愈长， 夜愈短；冬季昼愈短，夜愈长；春分和秋分时，各纬 度地区昼夜长度相等，均为12h。自然界一昼夜间的 光暗交替称为光周期（photoperiod）。
三种主要光周期反应类型
对不同日长的几种开花反应
1.日中性植物； 2.相对长日植物； 3.绝对长日植物； 4.绝对短日植物； 5.相对短日植物 (在纵坐标上数目字后面的K字表示这些数字是任意的)
6、光周期诱导的机理 （1）光周期诱导
对光周期敏感的植物只有在经过适宜的日照条件诱导 后才能开花，但研究表明，引起植物开花的适宜光周期处 理，并不需要一直持续到花芽分化。植物在达到一定的生 理年龄时，经过足够天数的适宜光周期处理，以后即使处 于不适宜的光周期下，仍能保持这种刺激的效果而开花， 这种效应叫做光周期诱导（photoperiodic induction）。 因此，光周期成花反应是个诱导过程，花芽的分化并不一 定是在适宜光周期处理的当时，植物可以保持这种诱导状 态。不同种类的植物通过光周期诱导的天数不同。
对植物生命的效应
热效应
光合 效应
形态 效应
紫外线
290～380 0～4 不重要 不重要 中 等
光合有效辐射 380～710 21～46 重 要 重 要 重 要
近红外辐射 710～4000 50～79 重 要 不重要 不重要
长波辐射 3000～10000
重 要 不重要 不重要
3、光对植物影响的主要方式 光主要从三个方面对植物产生影响：
4、 根据光长影响植物开花情况对植物的分类 （1）长日性植物。是指只有在光照长度超过
一定临界值（临界光长）时开花，否则即停留在 营养生长状态的植物。例如麦类、豌豆、亚麻、 油菜、胡萝卜等原产于高纬度地区的作物。
（2）短日性植物。是指只有在光照长度短于 一定临界值时开花的植物。如水稻、玉米、棉花 等原产于低纬度地区的作物。
三、光在群体中的分布 1、光在群体中的分布规律 由于受作物品种、群体的几何结构以及密 度等因素影响，植被中光强的垂直变化十分复 杂，但其垂直分布有一定的规律。 如油菜、小麦等（图2.1）。
图2.1 相对总辐射在植被中的分布（翁笃鸣等，1981）
相 100 对 80 总 60
油菜
辐 40
射 20
小麦
（3）反射、透射和吸收率不是一个常数， 在任一光谱中有一定幅度。
（4）群体对日光的反射率和透射率要比 单叶明显地小，而吸收率却明显地高于单叶。
如稻、麦作物，叶片向上斜立，其反射和 透射光几乎都比单叶少一半左右；一般在抽穗 开花期，群体的反射率约5～7%，透射率约4～ 7%，而群体的吸收率则高达85～90%。
0.060.340.20 Nhomakorabea0.00
吸收率
0.85
0.15
0.50
0.95
● 植物种类 ● 叶龄、叶片的表面形态、颜色 ● 叶片的水分含量 ● 光的投射角度、天气状况 ● 季节、生育期 因此，叶片对太阳辐射的反射率、透射率 和吸收率存在着日变化、季节变化，不是一个 定值，有一定的变化范围。
2、群体叶片对日光的反射、透射和吸收 太阳辐射进入植被内部，经过植被中茎叶
二、植物的光学特性 1、单叶叶片对光的反射、透射和吸收 （1）基本概念 ● 反射：投射到叶面的太阳辐射被直接 反射到太空中去的部分称为外反射；进入叶片 内部不能被叶片吸收从投射一侧返回空气中的 部分称为内反射；外、内反射之和称为反射。
● 吸收：进入叶片内部的太阳辐射被叶片 吸收的部分称为吸收。
门司 — 佐伯公式:
I = I0 exp（-kF）
式中，I0为冠层（群体顶部）的光强；I为各层 的光强；k为群体叶层光强衰减系数或群体消光 系数；F为各层次以上部分的叶面积之和。
群体消光系数k值可用下式求算：
k =（-ln(I/I0))/F
式中， I/I0即透光率。 k值是一个无量纲数，它描述了叶片的
● 透射：进入叶片内部不能被叶片吸收从 投射对面一侧向叶外逸出的部分称为透射。
● 反射率R、透射率T和吸收率A之间关系： R+T+A=1
（2）绿色叶片的能量平衡
a.能量用于光合作用；
b.能量用于叶子向周围 环境散热；
c.余下的能量转化为热能， 可使623—640克的水分 燕腾，并在光合作用中 形成约1克物质 。
层层的反射、透射和吸收，当然还包括漏射， 而被削弱，形成了一个较复杂的过程。
关于群体叶片对日光的反射、透射和吸收 能力，可归纳出以下四点看法。
（1）同一种农田的植被，对于不同波长的 辐射，其反射、透射和吸收能力不同。