农业气象学ppt课件

农田上CO2浓度的垂直变化：
晴朗无风天气下，近地层CO2浓度呈现 明显的昼低夜高的变化规律，夏季尤为突出。
白天，群体是CO2的汇而大气是CO2的源，这时 CO2由大气向群体中输送，这种CO2浓度随高度 而递增的分布型称之为光合型；夜间，群体是
CO2的源而大气是CO2的汇，这时，CO2由群体向 大气输送，这种CO2浓度随高度而递减的分布型 称之为呼吸型；而在傍晚、清晨相互转化。
膜状水达到最大数量时的土壤含水量。
它包括全部的吸湿水和膜状水，约为最大吸湿 量的2～4倍。
（4）田间持水量（土壤最小持水量） 毛管悬着水达到最大量时的土壤含水量。 田间持水量是在不受地下水影响的自然条件
下所能保持的土壤水分的最大数量指标。 田间持水量是土壤中对植物有效水分的上限
和计算灌水定额的依据。
（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。
实验结果: ● 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。
● 温度强度（高、低） ● 持续时间（累积） ● 温度变化（周期性） 在这三个方面中，温度强度是最基本的。 只有具备了一定的强度，其持续时间与变化 才能对农业生物产生影响。
维持生命温度 适宜生长温度 保证发育温度
-10 0 10 20 30 40 50 ℃
光合温度 呼吸温度
图1 作物生命活动的基本温度示意图
根据冻害发生的天气条件可以将其分为冬 季严寒型、入冬剧烈降温型和早春融冻型。
高温危害 温度过高的危害，即高温危害。 一般意义上的高温危害，指农业生物因高温 出现超过其生长发育甚至生命活动的上限温度而 导致伤害的一种农业气象灾害。
（3）土壤水分
土壤水分物理形态：固态、气态、液态 按土壤中某种吸力对水分的吸持和对水分 性质的影响分为：紧束缚水、松束缚水、 毛管水 和 重力水
第一章 绪论
1.2 农业气象
（1）太阳辐射与农作物 (2）热量条件与农作物 (3）水分条件与农作物
（4）二氧化碳与农作物
第一章 绪论
（1）光主要从三个方面对植物产生影响： ● 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。
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
（4）农业生态系统碳循环
植物吸收利用CO2的状况，与周围空气 的CO2浓度有关。即浓度不同，CO2向叶内扩散 量不同，则光合速率不同。
a、CO2饱和点 在辐射能充分满足的条件下，植物光合 速率不再随CO2浓度增加而增大时的CO2浓度 称为CO2饱和点。
b、CO2补偿点 植物光合作用所消耗的CO2与呼吸作用释放 的CO2达到平衡时，环境中的CO2浓度称补偿点。 ● CO2补偿点时的光合速率等于零。 ● CO2补偿点是了解和衡量作物光合作用与 呼吸作用关系的一个重要生理指标。所以低CO2 补偿点往往可以作为作物高光合效率的指标。
（6）毛管蓄水量（最大毛管水量） 土壤毛管孔隙都充满水分时的含水量。 包括吸湿水、膜状水和毛管上升水。 毛管蓄水量比田间持水量高1/4～1/3左右。
（7）全蓄水量（全持水量、土壤饱和含水量） 土壤所有孔隙全部充满水分时的含水量。 全蓄水量的数值主要取决于土壤孔隙度。
土壤水分常数及其有效性 不同类型土壤的水分常数不同，主要决定于土 壤质地及结构。 土壤有效水分含量 = 土壤贮水量- 凋萎湿度时的土壤贮水量
（2）光合有效辐射的计算 ● 估计值 光合有效辐射约占太阳总辐射的50%。 ● 求算方法 a.进行严格的对比观测； b.以点推面，通过气候学计算来求取。
在实际工作中一般用下列简便公式来估算 光合有效辐射：
Q0.43S00.57D前苏联 Q0.41S50.56D中国华北
（2）温度对生物影响的主要方式
● CO2补偿点还与作物的发育及环境有关。
农田上CO2浓度的日变化：
夜间由于土壤和植物继白天不断地释放出CO2，而又 没有光合作用，使农田上CO2浓度最大。
白天，由于作物经过漫长的黑夜而处于“饥饿”状态， 光合作用的增强使CO2浓度降低，在午前9-10点时光合作 用迅速增强达到最大值，而CO2浓度出现低谷，中午前后 因外界条件不利于光合作用，所以CO2浓度变化较平稳， 午后随着太阳辐射强度的减弱，气温降低，叶片气孔又 逐渐张开，光合强度在15-16时出现次高峰，CO2浓度也 再次降低，但午后空气湍流较强，CO2可得到上层空气的 补充而下降幅度不很大。
（3）霜冻 霜冻是指在春秋转换季节，土壤表面和植物
表面的温度下降到（0℃以下）足以使植物遭受伤 害甚至死亡的一种农业气象灾害。
根据霜冻发生的季节可以将霜冻分为春霜冻 和秋霜冻。
根据成因又可以将其分为平流型、辐射型、 平流辐射型和蒸发型霜冻。
（4）冻害 冻害是指越冬作物和果木在越冬期间由于
0℃以下低温剧烈变温所造成的一种农业气象 灾害。在北方主要危害越冬作物；在南方尤其 是亚热带北缘地区，主要危害经济果木。
表 不同作物的凋萎湿度（南京，%） —————————————————————— 作物名称 冬小麦 棉 花 向日葵 玉 米 大 豆 —————————————————————— 凋萎湿度 6.99 7.36 8.41 9.41 9.32 ——————————————————————
（3）最大分子持水量
这种反应在植物的花芽形成期最为敏感， 是植物内部节奏生物钟的一种表现，是由系统 发育所决定的，它是植物利用对光长的测量而 控制植物生理反应的现象。
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。
28
35
空气温度对作物生长的影响
1.00 相对速率
光合作用
0.75
作物生长
呼吸作用
0.50
0.25
0.00 0
ห้องสมุดไป่ตู้
10
20
30 40 温度℃
图 植物生长—温度曲线
空气温度对作物生长的影响
作物的生长，是有机物质的积累是在连续的、同时 进行的光合作用和呼吸作用中形成的。 即随着温度的升 高，作物的生命过程最初是加快的。当温度超过一定界 限时，光合作用和呼吸作用就减弱下来。当温度更高时， 作用就停止了。也就是说，光合作用和呼吸作用都有他 们各自的最低、最适和最高的温度。
作物生命活动的每一个过程，都有三个基本 点温度，即三基点温度。
● 最低（下限）温度 ● 最适温度 ● 最高（上限）温度 对于作物的生长，在最适温度下生长迅速而 良好，在最低和最高温度下作物停止生长，但是 仍然能够维持生命而不受害。
致受最最最受致
死害低适高害死 低低温温温高高 温温度度度温温
三基点 五基点
七基点温度
温度
图2 作物三、五或七基点温度范围示意图
● 几种主要作物的三基点温度
作物 牧草 小麦 油菜 玉米 水稻 棉花
最低温度 3～4
3 ～ 4.5 4～5 8 ～ 10 10 ～ 12 13 ～ 15
最适温度 最高温度
26
30
20 ～ 22 20 ～ 25 30 ～ 32 30 ～ 32
30 ～ 32 30 ～ 32 40 ～ 44 36 ～ 38
蒸散即植物叶面蒸发（蒸腾）和棵间土壤 蒸发之和。蒸散是植物失水的主要方式。
估算作物的蒸散可确定作物的需水量 。于制定灌 水计划，确定灌水时间和灌水量，提高灌溉效益具有
十分重要的意义。
水分过少的危害-干旱 干旱是指长期降水偏少，造成空气干燥，土壤缺水， 使农作物体内水分发生亏缺，影响作物正常生长发育、 减产甚至死亡的一种农业气象灾害。
1000
1700～ 1800
2100～ 2400
2300～ 2600
2600～ 3100
中熟型 1400 2200～2400 2500～2700 2800～3500 3200～3600
晚熟型 1800 2400～ 2600
＞3000
3500～ 4100
4000
低温危害
（1）冷害 冷害是指在农作物生长季节，温度在 0℃
土壤水分常数 1、定义 土壤中水分从受一种力的作用转到受另一种力 的作用时的土壤水分含量。 2、常用的土壤水分常数 （1）吸湿系数（最大吸湿量） 土壤吸湿水达到最大数量时的土壤含水量。 吸湿系数以下的土壤水被土粒牢固吸持，不能 被植物吸收利用。
（2）凋萎系数（凋萎含水量、凋萎湿度） 植物产生永久凋萎时的土壤含水量，包括全部 的吸湿水和部分膜状水。 凋萎系数是作物可利用水量的下限，约为最大 吸湿量的1.5～2.0倍(p=1520 kPa)。 不同质地的土壤，凋萎湿度有明显差异，即随 着土壤砂性增加而减小，随着土壤粘性增加而增加。
积温学说：
● 在其他条件得到满足的前提下，温度对作物 的发育起着主导作用。
● 作物开始发育要求一定的下限温度；而根据 近年来的研究结果，在高温季节完成的发育期还存 在有上限问题。
● 作物完成某一阶段的发育需要一定积温。。
● 几种主要作物所需10℃以上活动积温
作物 马铃薯 谷子 玉米 水稻 棉花
早熟型
可见光（光合有效辐射）对植物的影响
（1）光合有效辐射的概念 ● 生理辐射 决定着最重要的植物生理过程（包括光合
作用、色素合成、光周期现象和其它植物生理 现象）的光谱区称之为辐射的生理有效区，或 称为生理辐射。
● 光合有效辐射 使得光合作用进行的光谱区辐射，称之为 光合有效辐射，简称PAR。 ● 光合有效辐射的波长范围 光合有效辐射的波段大体与可见光（400 ～760nm）范围一致，即400～700nm（欧美） 或380～710nm（俄）。
（5）毛管断裂含水量 土壤中的毛管悬着水由于作物的吸收利用和土
壤的蒸发作用，其数量不断减少，当减少到一定程 度时，其连续状态断裂，从而停止了毛管悬着水的 运动，这时的土壤含水量称为毛管断裂含水量。
毛管断裂含水量可视为土壤水分对作物有效性 的一个转折点。一般为田间持水量的65%左右，可 以此作为灌水的下限指标。
以上，有时甚至在20℃左右的条件下对农作物 产生的危害。 根据农作物受害情况可将冷害 分成延迟型、障碍型和混合型冷害。
（2）寒害 寒害是指中国热带、亚热带地区作物在 冬季遭受0℃以上（有时稍低于0℃）的低温 危害的现象。危害的作物有橡胶、椰子、咖啡、 可可、胡椒和剑麻等。 根据寒害发生的天气条件，可将其分为 平流型、辐射型和混合型寒害。
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。它和日照长度不同，它包括 日照长度及只有漫射光的多云、阴天时段和 曙暮光时段。
第一章 绪论
● 光周期现象 白天光照和夜晚黑暗的交替及其持续时间对
植物的开花有很大的影响，这种现象称为光周 期现象。
● 光周期现象实质上是指植物的生长发育 对昼夜长短的不同反应。
水分过多的危害-洪水、涝害和湿害 1）洪水是大雨、暴雨引起的山洪暴发，河水泛滥， 淹没农田，毁坏农舍和农业设施的灾害； 2）涝害是雨量过大或过于集中，造成农田积水而使 作物受到危害； 3）湿害是连阴雨实践过长或洪水、涝害之后排水不 良引起的，使土壤水分长期处于饱和状态，作物根系 因缺氧而受到危害。
干热风 是我国北方麦区的主要气象灾害，是指引起作物大量 蒸腾的高温、低湿、较大风速的综合气象现象。 干热风可分为以下几种类型:高温低湿型，雨后枯 熟型、旱风型。