農(nóng)業(yè)氣象學(xué)原理第一章 緒論1 生物有機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成 生物體的全部生命過(guò)程，既存在它內(nèi)部生命活動(dòng)的矛盾，出存在它與外界自然環(huán)境的矛盾， 這些矛盾構(gòu)成一個(gè)辯證的統(tǒng)一整體，生物體的生命活動(dòng)就是這些矛盾作用下的結(jié)果。 生物有機(jī)體發(fā)展的內(nèi)因充滿著各種矛盾， 同化和異化則是基本矛盾， 貫穿于生命活動(dòng)的始終。 生物有機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育的外因也是一個(gè)復(fù)雜的外部矛盾的總體， 既有不同的外界自然因子如土 壤、氣候、 地形地勢(shì)等與生物有機(jī)體的矛盾， 又有外界人為因素如農(nóng)業(yè)措施，社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件 條件等與其生育的矛盾， 外部矛盾是生物體發(fā)展的條件， 它和內(nèi)部矛盾一起， 影響生物體發(fā) 展的進(jìn)程，參與決定生物體發(fā)展的性質(zhì)和方向。2、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件 在影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的外界自然環(huán)境的諸因子中， 氣象因子是十分重要的， 它是動(dòng)植物生活所必 需的基本因子。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)特點(diǎn)是地域性和季節(jié)性都很強(qiáng)，發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，必須“因時(shí)因地制宜” ，所 謂時(shí)，實(shí)際是指氣象條件，說(shuō)明氣象條件對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要意義。我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)良傳統(tǒng)之一， 就是推行精耕細(xì)作技術(shù)體系， 這也是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一個(gè)顯著 特點(diǎn)。3、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的定義農(nóng)業(yè)氣象學(xué)是研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件的相互關(guān)系及其規(guī)律的科學(xué)， 它是根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需 要，運(yùn)用農(nóng)學(xué)和氣象科學(xué)技術(shù)來(lái)不斷揭示和解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)業(yè)氣象問(wèn)題， 以謀求合理利 用氣候資源戰(zhàn)勝不利氣象因素，促使農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)用性學(xué)科。農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的研究對(duì)象不能單指生物體及其生產(chǎn)過(guò)程，也不能單指生物體所處的氣象環(huán)境， 而是生物體與氣象條件兩者相互作用的規(guī)律及其影響， 一方面研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)氣象條件的要 求和反應(yīng)， 氣象條件對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響； 同時(shí)，另一方面也研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)氣象條件的影響。4、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的主要內(nèi)容大體可歸納為以下幾個(gè)方面（一）農(nóng)業(yè)氣象基本方法與理論的研究（二）農(nóng)業(yè)小氣候研究（三）農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害規(guī)律及防御措施的研究（四）農(nóng)業(yè)氣候資源分析及其開(kāi)發(fā)利用研究（五）農(nóng)業(yè)氣象情報(bào)、預(yù)報(bào)方法研究與服務(wù)（六）因地制宜開(kāi)展專業(yè)氣象研究和服務(wù)第二章 太陽(yáng)輻射與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)1、光是生物體生命活動(dòng)的能量源泉 到達(dá)地球上的太陽(yáng)輻射就其最主要的作用而言是產(chǎn)生光合效應(yīng)、 熱效應(yīng)和光的形態(tài) 效應(yīng)。西曼等認(rèn)為地球生物圈內(nèi)的光輻射的生物學(xué)效應(yīng)可分為：（ 1） 有機(jī)物質(zhì)的組成，其中包括光合作用，維生素 D 和花青甙的形成；（ 2） 物質(zhì)輸送，其中包括染色、紅斑病的形成和殺菌作用（ 3） 刺激作用，其中包括光周期現(xiàn)象、向光性、趨光性、感光性、光發(fā)芽 和暗發(fā)芽，光形態(tài)形成以及葉脈與分泌腺的刺激作用。2、植物單葉的光學(xué)特性（） 葉片對(duì)光的反射、透射和吸收 投射于葉面的太陽(yáng)輻射可分反射、 吸收和透射三部分， 反射由外反射和內(nèi)反射兩部 分構(gòu)成， 外反射是葉片表皮層與空氣的界面所發(fā)生的反射現(xiàn)象， 內(nèi)投射是反射到葉R，透射率T和吸收率A有如子內(nèi)部，又從投射一側(cè)返回空氣中的輻射。反射率下關(guān)系：R+ T + A = 1所謂透光率，就是農(nóng)田中各高度的照度與農(nóng)田上方 （對(duì)照點(diǎn)） 照度的比值，常用小 數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示，也稱相對(duì)照度。太陽(yáng)光能中的可見(jiàn)光、 紅外線和紫外線到達(dá)地面上的比例雖因季節(jié)、 緯度、 地勢(shì)和 氣象條件等而有不同，但大體上可見(jiàn)光約占 45 55%，紅外線 5060%，紫外線 僅占 0 5%。植株葉子在吸收太陽(yáng)光后能量平衡的粗略計(jì)算（1 ）、能量用于光合作用（2）、能量用于葉子向周圍環(huán)境散熱（3）、余下的能量轉(zhuǎn)化為熱能，可使623640 克的水分蒸騰，并在光合作用中形成約 1 克干物質(zhì)。粗略地說(shuō)，光合有效輻射約占太陽(yáng)總輻射的50%。3、植物的光周期現(xiàn)象光周期現(xiàn)象是指植物生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)晝夜長(zhǎng)短的不同反應(yīng)， 即白天光照和夜晚黑暗的交替與它們 的持續(xù)時(shí)間對(duì)植物開(kāi)花有很大的影響，稱為光周期現(xiàn)象。自然界中很多植物的開(kāi)花對(duì)光照長(zhǎng)度非常敏感， 有的只有在光照長(zhǎng)度超過(guò)一個(gè)臨界值 （臨界 光長(zhǎng)） 時(shí)開(kāi)花， 否則停留在營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，這類植物稱為長(zhǎng)日性植物， 有的植物只在光照長(zhǎng)度短 于一定臨界值時(shí)開(kāi)花， 這類植物稱為短日性植物。 中日性植物是指當(dāng)晝夜長(zhǎng)短的比例接近于 相等時(shí)才能開(kāi)花的植物。 中間型植物是指開(kāi)花受光長(zhǎng)的影響較小， 只要其它條件適合， 在不 同的光長(zhǎng)下都能開(kāi)花。植物分成短日或長(zhǎng)日性類型， 需要有一個(gè)客觀的光照時(shí)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)， 長(zhǎng)日性植物光長(zhǎng)不能短于這 個(gè)界限長(zhǎng)度，而短日性植物相反，不能長(zhǎng)于這個(gè)界限長(zhǎng)度，短于或長(zhǎng)于這個(gè)長(zhǎng)度， 短日性植 物都不能開(kāi)花結(jié)實(shí)，而始終保持營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)狀態(tài)，這個(gè)界限長(zhǎng)度即為臨界光照長(zhǎng)度。4、光照強(qiáng)度及其對(duì)植物的影響光飽和現(xiàn)象： 在一定的光照強(qiáng)度范圍內(nèi)， 并在植物生長(zhǎng)適宜的外界條件下， 光合強(qiáng) 度隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增強(qiáng)， 當(dāng)光強(qiáng)超過(guò)一定限度時(shí)， 光強(qiáng)再增大， 光合強(qiáng)度并 不相應(yīng)增強(qiáng)， 它以一個(gè)最高值為漸近線而不再上升， 這種現(xiàn)象稱為光飽和現(xiàn)象， 光 光合作用曲線大體呈雙曲線型。5、光飽和點(diǎn)：光強(qiáng)增強(qiáng)時(shí)，光合量也增加。光強(qiáng)達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，光合量不再增 加，這種現(xiàn)象如前所述，稱為光飽和現(xiàn)象，這個(gè)光的臨界點(diǎn)稱為光飽和點(diǎn)。6、植物的光合強(qiáng)度和呼吸強(qiáng)度達(dá)到相等時(shí)的光強(qiáng)值稱為補(bǔ)償點(diǎn)，在這一光強(qiáng)下， 光合作用制造的產(chǎn)物與呼吸作用消耗的產(chǎn)物相等，在光補(bǔ)償點(diǎn)以上，植物的光 合作用超過(guò)呼吸作用，可以積累有機(jī)物質(zhì)，在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，植物的呼吸作用 超過(guò)光合作用，此時(shí)非但不能積累有機(jī)物質(zhì)，反而要消耗貯存的有機(jī)物質(zhì)，如 長(zhǎng)時(shí)期在光補(bǔ)償點(diǎn)以下，植物將逐漸枯黃以至死亡。.對(duì)于水稻、小麥等 C3 植物，光飽和點(diǎn)為 3 5萬(wàn)勒克斯， C4 植物的光飽和點(diǎn)一般 比 C3 植物高。.作物群體的光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)均較單葉為高。.光照量度就是每晝夜植物所獲得的光照能量的總和。.到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射大致分為三部分，紫外輻射、可見(jiàn)光及紅外輻射。7、可見(jiàn)光各個(gè)波段的作用 真正對(duì)有機(jī)物合成和產(chǎn)量有實(shí)際意義的，只是 400 700nm 范圍內(nèi)的光，即光合有效輻射，其中最有效的部分為紅橙光和藍(lán)紫光。藍(lán)紫光部分為400510nm 之間。這是一個(gè)強(qiáng)的葉綠素吸收帶和強(qiáng)的黃色素吸收帶，它的效率雖只及紅橙光的一半， 但對(duì)于植物的化學(xué)成分有強(qiáng)烈的影響，能促進(jìn)蛋白質(zhì)和脂肪的合成和數(shù)量增加。8、紅外線對(duì)植物的影響紅外線可分為近紅外輻射和遠(yuǎn)紅外輻射， 兩者對(duì)植物的影響不同， 波長(zhǎng)大于 1000nm 的輻射為遠(yuǎn)紅外輻射， 對(duì)于植物無(wú)特殊效應(yīng)， 一旦被植物吸收 ，即轉(zhuǎn)換成熱能而 不參加光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，波長(zhǎng)在1000 710nm 之間的輻射是近紅外輻射，它是一個(gè)對(duì)于植物具有特殊作用的光譜帶， 雖然伸長(zhǎng)效應(yīng)的光譜區(qū)并不準(zhǔn)確地符合此帶的 范圍，但人們已經(jīng)肯定了這個(gè)光譜帶的輻射能量對(duì)于植物的伸長(zhǎng)效應(yīng)。9、光能利用率的概念與計(jì)算 光能利用率是投身到作物表層的太陽(yáng)光能或光合有交輻射能被植物轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 的比率。10、影響光能利用率的因素影響植物群體的光能利用率的因子，主要有光合面積、光合時(shí)間和光合能力。 （光合面積主要指葉面積） 。要使群體有最大的光能利用率，就應(yīng)求出最適葉面積系數(shù)值，大豆的最適葉面 積系數(shù)約為 3.2，玉米約為 5.0，小麥約為 6.0 8.8，水稻約為 4.07.0。11、光合時(shí)間：是指作物在整個(gè)生育期間或在全年中利用太陽(yáng)光能進(jìn)行光合作用的時(shí)間。適當(dāng)延長(zhǎng)植物的光合時(shí)間，可以增加體內(nèi)有機(jī)物質(zhì)的積累而提高產(chǎn) 量，為了延長(zhǎng)光合時(shí)間 ，農(nóng)業(yè)栽培管理主要從兩方面入手，一是延長(zhǎng)葉片的 壽命，即延長(zhǎng)葉片的功能期，防止葉片早衰， （對(duì)禾谷類作物來(lái)說(shuō)，每張葉片 特別是近穗葉片的壽命長(zhǎng)短對(duì)籽粒產(chǎn)量有極為重要的作用， 二是適當(dāng)延長(zhǎng)植物 的生長(zhǎng)期，（我國(guó)的間作套種是增加光合面積，延長(zhǎng)光合時(shí)間，從而提高光合 效率的有效措施。12、光合能力：當(dāng)植物的環(huán)境因素處于最佳狀態(tài)（包括大氣中 CO2 的深度為正常含量）時(shí)，植物的最大凈光合作用速率稱為光合能力。于滬寧等人在威廉 和約瑟夫提出光合生產(chǎn)圖解模式的基礎(chǔ)上將光合生產(chǎn)的過(guò)程分為三個(gè)階段來(lái) 剖析，并提出了各階段限制因素。第一個(gè)階段是能源和原料的輸送階段，光及 CO2 通過(guò)輻射及擴(kuò)散，進(jìn)入植物層直 達(dá)葉綠素內(nèi)的光合作用反應(yīng)中心， 并進(jìn)行再分配； 第二個(gè)階段是能量轉(zhuǎn)化階段， 無(wú) 機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物， 光能轉(zhuǎn)化為生物化學(xué)潛能； 第三個(gè)階段是生物化學(xué)階段， 葉子 中初步合成的碳水化合物用于生長(zhǎng)發(fā)育和轉(zhuǎn)送到其它器官貯藏， 或轉(zhuǎn)化為還原程度 更高的化合物。此外，光合作用也依賴于溫度、水分等其它外界因子，所以，設(shè)法 改善這些生境條件，也能提高植物的光能利用率。各類植物光合作用的最適溫度范圍不同，C4植物凈光合作用的最適溫度在 30 C以上， C3 植物的凈光合作用的最適溫度則較低，陽(yáng)性植物的凈光合作用最適溫度為20- 30 C,耐蔭植物比陽(yáng)性植物為低，一般為10-20 C。13、光能利用率的提高14、（一）、增加植物對(duì)太陽(yáng)能的吸收比例，減少透射，反射和漏射損失。 （1）、增加群體中光合作用面積，即增加吸收太陽(yáng)光能的葉面積。合理密植是 充分利用光能、空間、地力、提高植物光能利用密度率的重要措施，合理密植 的關(guān)鍵是栽培密度要合理，既要有一個(gè)較大的葉面積系數(shù)，但又不能過(guò)大。 （2）、造成群體中多層立體配置（二）、增加農(nóng)作物生長(zhǎng)的日數(shù)，高效地利用全年太陽(yáng)能進(jìn)行光合生產(chǎn)，間作 套種能充分利用時(shí)間和空間，使田間作物始終有旺盛的群體，保持較高的光能 利用率，間作套種也提高了復(fù)種指數(shù)，延長(zhǎng)了生長(zhǎng)季節(jié)，較充分地利用了各種 資源，從而提高了光能與土地利用率。間作套種還把單作的間歇用光變?yōu)樘鬃?的延續(xù)交替用光，生長(zhǎng)了群體的光合時(shí)間，同時(shí)加大了總體光合面積。（三）、改善水、肥、熱、氣等外界條件，增加光合能力（四）、減少呼吸消耗，增加凈光合生產(chǎn)率抑制光呼吸就能減少 C02的釋放，大大提高光合強(qiáng)度，增加干物質(zhì)積累，另外, 防止病蟲(chóng)等危害，也是減少光合產(chǎn)物消耗的重要措施。 （五）、提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)， 禾谷類作物經(jīng)濟(jì)系數(shù)大多為 0.3 0.4，高的可達(dá)0.5，通過(guò)育種和先進(jìn)栽培措 施，經(jīng)濟(jì)系數(shù)可以提高。從上述五個(gè)方面來(lái)看，農(nóng)作物產(chǎn)量實(shí)際等于：（光合面積*光合能力*光合時(shí)間）-消耗*經(jīng)濟(jì)系數(shù)?？煞Q之為光合性能，它是決定農(nóng)作物產(chǎn)量高低和光 能利用率大小的關(guān)鍵。總之，光是植物生產(chǎn)有機(jī)物的能源，農(nóng)、林、牧業(yè)生產(chǎn)的各種產(chǎn)品都是太陽(yáng)潛 能的表現(xiàn)形態(tài)，提高植物的光能利用率，可以發(fā)揮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的極大增產(chǎn)潛力。第三章 熱量條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)1、溫度表示熱量的物理學(xué)基礎(chǔ)首先， 根據(jù)熱力學(xué)原理， 熱量是傳遞著的能量， 溫度是決定一個(gè)系統(tǒng)是否與其它系統(tǒng)處 于熱平衡的客觀標(biāo)志， 其特征在于一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度，亦即溫度是系統(tǒng)本身內(nèi)部熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特征反映， 因此， 溫度的高低可反映了熱量的水平， 而溫 度的也為熱量的測(cè)量和用溫標(biāo)表示提供了可能。 其次， 在反映地方氣候條件時(shí)， 用溫度 比用熱量具有更大的優(yōu)越性，因?yàn)闇囟燃葲Q定于輻射熱的大小，還決定于下墊面的條件及其它的物理和非物理特性，它是一個(gè)受綜合影響的度量指標(biāo)。每三， 植物生化反應(yīng)的速率與溫度的關(guān)系比用 “焦耳” 表示的關(guān)系更為密切， 因?yàn)樯磻?yīng)速率主要決定于活 化分子的數(shù)目（濃度） ，而不是決定于反應(yīng)物質(zhì)的平均動(dòng)能的變化，活化分子數(shù)目的變 化則主要依賴于溫度的高低。 第四， 和表示熱量的其他物理量相比， 溫度的測(cè)量方法最 為簡(jiǎn)單，儀器普通，易于普及等，為用溫度表示熱量提供了方便。2、溫度的農(nóng)業(yè)意義溫度作為熱量條件的標(biāo)志， 對(duì)生物體的影響是多方面的， 它影響其生理生態(tài)特性， 分布、 同化、呼吸及其蒸騰等各生理過(guò)程，生長(zhǎng)發(fā)育與產(chǎn)量形成以及產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量等等。 根據(jù)溫度對(duì)作物生理生態(tài)特性的影響及作物對(duì)溫度的要求，可把作物分為喜溫作物和耐寒作物， 前者指生長(zhǎng)發(fā)育的起點(diǎn)溫度與全生育期中所要求的溫度都比較高，后者指生長(zhǎng)發(fā)育的起點(diǎn)與全生育期中所要求的溫度相對(duì)較低。 根據(jù)溫度尋植物分布的影響及植物對(duì) 溫度的適應(yīng)性，也可把植物分成廣溫植物（植物生長(zhǎng)要求的溫度范圍較寬，分布較廣） 和窄溫植物（植物的生活對(duì)溫度條件要求嚴(yán)格，分布范圍也較窄）。溫度除直接影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育外，還通過(guò)影響農(nóng)業(yè)環(huán)境中的其它因子（如水分、土壤等）間接地影響作物的發(fā)育，溫度條件還是作物病蟲(chóng)發(fā)生、發(fā)展以至蔓延的基本條件之一。 人從溫度的物理學(xué)意義出發(fā)， 系統(tǒng)本身是決定溫度水平高低的條件之一，因此， 土壤溫度、動(dòng)植物體溫及水溫在研究溫度對(duì)農(nóng)業(yè)生物的影響及其間關(guān)系時(shí)有著特殊的意義。3、土壤溫度的農(nóng)業(yè)意義土壤溫度對(duì)于在土壤中以及在鄰近氣層中所出現(xiàn)的各種過(guò)程和現(xiàn)象都產(chǎn)生影響， 自然也 影響到農(nóng)業(yè)生物的生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)境及其生命活動(dòng)。地溫對(duì)作物整個(gè)生育期都有一定影響， 而且前期影響大于氣溫， 在氣溫低而又不至于危 害作物正常發(fā)育的情況下， 增加地溫對(duì)促進(jìn)作物生長(zhǎng)是十分有利的。 地溫對(duì)作物的影響 包括對(duì)地上部和根系的生長(zhǎng)量， 種子的萌發(fā)與幼苗的生長(zhǎng)， 作物的安全越冬， 作物光合 作用， 作物對(duì)水分及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收與輸送以及土壤中有效養(yǎng)分的變化等等影響。 土壤 溫度不太高時(shí)， 對(duì)根系生長(zhǎng)比較有利， 種子發(fā)芽， 出苗以及幼苗的生長(zhǎng)與土壤溫度的關(guān) 系最為密切， 土壤溫為對(duì)植物塊根、 塊莖及其它作物產(chǎn)量影響很大， 在土壤水分充足的 條件下， 土壤上層分蘗節(jié)處的溫度是影響分蘗強(qiáng)度的主要因素。此外， 土壤溫度還影響根的吸水量，農(nóng)田C02的釋放量，以及通過(guò)影響作物吸水而影響氣孔阻力和限制作物的 光合作用。4、生物體體溫的農(nóng)業(yè)意義生物體體溫與其周圍環(huán)境溫度并不一致， 體溫才是真正影響生物體生命活動(dòng)的。 作物的 一切生理活動(dòng)除受環(huán)境影響外， 還決定植株本身的熱量收支， 熱傳導(dǎo)和蒸騰作用等， 而 葉溫與作物的光合、 呼吸、蒸騰及極端溫度對(duì)作物的危害等都有直接關(guān)系， 因而用葉溫 表示作物的溫度狀況更為客觀。5、溫度強(qiáng)度及其對(duì)農(nóng)業(yè)生物的影響 一、農(nóng)業(yè)生物生命活動(dòng)的基本溫度（一）、三基點(diǎn)溫度與受害、致死溫度：不論對(duì)于哪種溫度，僅就其生理過(guò)程來(lái)說(shuō)，都 有三個(gè)基本點(diǎn)，即通常所說(shuō)的三基點(diǎn)溫度，最低溫度、最適溫度、和最高溫度?；蚍Q為 下限溫度， 最適溫度、上限溫度。對(duì)于作物的生長(zhǎng)，下限溫度是指在一定低溫影響的一 定時(shí)間內(nèi)， 作物不能繼續(xù)生長(zhǎng)， 最適溫度是指生長(zhǎng)最適宜的溫度， 上限溫度是指作物處 于一定高溫的一定時(shí)間內(nèi)，不能繼續(xù)生長(zhǎng)，但也不受傷害的溫度。就某一項(xiàng)生理過(guò)程而言， 也有三基點(diǎn)溫度。 作物光合作用和呼吸作用就存在三基點(diǎn)溫度， 一般地說(shuō)，光合作用的最低溫度為 0 5 C,最適溫度為20 25 C,最高溫度為40 50 C, 對(duì)呼吸作用，則分別為一10C、36 40C、50C。不同作物及品種，作物的光合與呼吸 作用的三基點(diǎn)溫度也有變化，而，光照強(qiáng)度、CO2濃度，土壤水分含量以及農(nóng)業(yè)技術(shù)措施等都會(huì)影響三基點(diǎn)溫度值的大小。如果溫度高于上限溫度或低于下限溫度， 作物就會(huì)逐漸受到不同程度的危害， 此時(shí)稱為 受害高溫或受害低溫， 溫度進(jìn)一步升高或降低， 則會(huì)使作物受害致死， 稱為致死高溫或 致死低溫，結(jié)合上面所講的三基點(diǎn)溫度，這就是通常所說(shuō)的五基點(diǎn)溫度或七基點(diǎn)溫度。（二）、有效溫度與溫度的有效性從農(nóng)業(yè)生物存在三基點(diǎn)溫度的事實(shí)出發(fā)， 就產(chǎn)生有效溫度與無(wú)效溫度的概念。 農(nóng)業(yè)氣象 學(xué)通常把生物生命活動(dòng)或生長(zhǎng)發(fā)育的下限溫度稱為各自相應(yīng)的生物學(xué)下限溫度（或生物學(xué)零度，并以B表示），當(dāng)日平均氣溫在 B值以上（或以下）時(shí)，則該溫度就是有效（或 無(wú)效的）。故可以認(rèn)為低于 B值的日平均溫度為無(wú)效溫度，當(dāng)日平均溫度在B值以上，則該溫度為活動(dòng)溫度，活動(dòng)溫度中扣除B值以下，上限溫度（C值）以上的溫度而余下的溫度為有效溫度。（三）、界限溫度的農(nóng)業(yè)意義 農(nóng)作物生命活動(dòng)的另一個(gè)基本溫度是農(nóng)業(yè)界限溫度， 又叫指標(biāo)溫度。 它表明某些重要物 候現(xiàn)象或農(nóng)事活動(dòng)開(kāi)始終止的溫度，所謂“界限” ，完全是從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和氣象條件的關(guān) 系上劃定的，農(nóng)業(yè)氣候上常用的界限溫度（日平均溫度穩(wěn)定通過(guò)日期）：0C、3 5C、10C、15C、20C。6、溫度條件與作物引種（ 1）、北種南引（或高山引向平原）比南種北移（或平原引向高山）容易成功。（ 2）、草本植物比木本植物容易引種成功， 一年生植物比多年生植物容易引種成功， 落 葉植物比常綠植物容易引種成功。（ 3）、溫度條件對(duì)植物生長(zhǎng)的作用在一定程度上是相對(duì)的，各種植物都有一定的適應(yīng)性，任何一種植物引種到另一地方種植后， 在一定范圍內(nèi)外界氣候條件都能促使植物發(fā)生變 異，以提高其后代適應(yīng)新環(huán)境的能力，即在植物引種過(guò)程中，存在著氣候馴化的現(xiàn)象。（ 4）、當(dāng)然，具體引種時(shí)，不能單獨(dú)考慮溫度的作用。在其他條件如土壤適宜時(shí)，還必 須綜合光溫條件進(jìn)行分析。7、積溫的種類農(nóng)業(yè)氣象學(xué)中， 應(yīng)用最為廣泛的是活動(dòng)積溫與有效積溫， 活動(dòng)積溫是作物在某時(shí)段內(nèi)活 動(dòng)溫度的總和， 而有效積溫是在某時(shí)段內(nèi)有效溫度的總和， 可根據(jù)該時(shí)期內(nèi)日平均溫度 計(jì)算。8、凈效溫度就是活動(dòng)溫度減去生物學(xué)下限溫度和有效溫度上限以上的數(shù)值，凈效溫度 的累積即為凈效積溫。9、造成積溫不穩(wěn)定的原因有這樣幾個(gè)方面1）積溫學(xué)說(shuō)的假定2）環(huán)境因子的干擾3）作物本性的影響4）人為造成的誤差10、 氣溫日周期變化比較量是指作物生育期的平均氣溫在20- 30C范圍內(nèi)，同一平均 氣溫值的氣溫日周期變化的程度。11、作物的感溫性：熱量條件隨各地的緯度、經(jīng)度、拔海高度、地形、和栽培季節(jié)不同 而變化。溫度是作物發(fā)育過(guò)程中不可缺少的條件，但不同作物、品種對(duì)濕度的與反應(yīng)不同， 品種受溫度的影響表現(xiàn)出發(fā)育速度不同的特性稱為感溫性。 某品種在高溫下能顯著表現(xiàn)出縮 短抽穗日數(shù)，則該品種感溫性強(qiáng)，反之則弱，前者可稱為對(duì)溫度反應(yīng)敏感，后者不敏感。有 些作物在其發(fā)育過(guò)程中， 需要一定的低溫環(huán)境或低溫刺激， 否則不能正常抽穗結(jié)實(shí)， 如小麥， 這是作物感溫效應(yīng)的另一特點(diǎn)。12、溫周期現(xiàn)象：在自然條件下，氣溫呈現(xiàn)著周期性變化，許多植物長(zhǎng)期生活于某一自 然條件下， 適應(yīng)了某種節(jié)律性變化規(guī)律， 并遺傳成為某生物學(xué)特性之一， 這一現(xiàn)象稱為作物 的溫周期現(xiàn)象。13、 溫度過(guò)低對(duì)農(nóng)業(yè)生物的危害：一般可把低溫危害分成冷害、寒害、霜凍和凍害四種 類型。14、 冷害類型：依照農(nóng)作物受害情況，可將冷害分成（1）、延遲型冷害：指作物在其營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期（有時(shí)也包括生殖生長(zhǎng)期）內(nèi)遭遇低溫，使作物生育進(jìn)程減慢，延遲生育，最終 秕粒增加，導(dǎo)致減產(chǎn)的現(xiàn)象。 （2）、障礙型冷害：指作物在其生殖生長(zhǎng)期（主要是生殖器官 分化期到抽穗開(kāi)花期） 遭受短時(shí)間 （一般只有幾天異常的低溫， 使生殖器官的生理活動(dòng)受阻， 造成穎花不育，籽實(shí)空粒而減產(chǎn)的現(xiàn)象。 （3）、混合型冷害：指在作物生長(zhǎng)季中相繼出現(xiàn)或 同時(shí)發(fā)生上述兩種類型的冷害， 即在生育前期遇低溫延遲生育，在孕穗、抽穗、開(kāi)花期又遇 低溫冷害，造成不育或部分不育，產(chǎn)生大量空秕粒，產(chǎn)量銳減。（4）、間接型冷害：或稱稻瘟病型冷害，指水稻在其生長(zhǎng)期內(nèi)因低溫陰雨而發(fā)生稻瘟病，使作物受害減產(chǎn)。依照發(fā)生地區(qū)分，可把冷害分成：東北冷害、南方冷害、北方冷害。 依照發(fā)生的季節(jié)分，則主要有春季（春末夏初）低溫、夏秋季低溫和秋季低溫。15、冷害對(duì)作物的危害： 各種作物品種在其個(gè)體發(fā)育過(guò)程中都要求一定的溫度條件，其生育的適溫范圍也不一樣，若溫度低于生育適溫的下限溫度，作物就 將受到不利影響，引起體內(nèi)的一系列生理變化。低溫冷害的影響主要有： （！）、 影響作物的生理過(guò)程。 （2）、引塌起作物生理失調(diào)。 （ 3）、限制作物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。 （4）、危害作物的生殖生長(zhǎng)。16、寒害類型：依寒害發(fā)生時(shí)的農(nóng)業(yè)天氣條件，一般可將寒害分成：（1）、平流型寒害，指平流型降溫引起的寒害。 （ 2）、輻射型寒害：指在冷高壓控制下， 夜間晴朗無(wú)風(fēng)，植物表面強(qiáng)烈輻射降溫而發(fā)生的霜凍，又稱為“靜霜”或“晴 霜”。（3）、平流輻射型霜凍：也稱混合型霜凍，指冷平流和輻射冷卻共同作用 下發(fā)生的霜凍。通常是先有冷空氣侵入，溫度明顯下降，到夜間天空轉(zhuǎn)晴，地 面有效輻射很強(qiáng)，植株體溫進(jìn)一步降低而發(fā)生霜凍，此種霜凍發(fā)生次數(shù)最多， 影響范圍大，危害也最重。 （ 4）、蒸發(fā)霜凍：指由于空氣變干或植被、土壤表 面水分蒸發(fā)迅速，植物體耗熱較多，株體冷卻，而使作物受害的一種霜凍。17、霜凍發(fā)生的一般規(guī)律除了天氣條件以外， 地形條件是影響霜凍強(qiáng)度最主要的因子。 山的北坡迎冷風(fēng)， 少 陽(yáng)光，霜凍重；南坡背風(fēng)向陽(yáng)，霜凍輕；東坡和東南坡早晨首先照到陽(yáng)光，植株體 溫變化劇烈，霜凍害往往較重， 山坡冷空氣能沿坡下流， 霜凍輕； 山下谷地及洼地 冷空氣堆積，霜凍輕，冷空氣易流進(jìn)而又難排出的地形地勢(shì)條件下，霜凍重，冷空 氣難進(jìn)而又易排出的地形霜凍就輕。 靠近水體的地方霜凍較輕。 疏松的土壤， 熱容 量小，導(dǎo)熱率低，使貼地層溫度迅速下降，霜凍重，緊實(shí)潮濕的土壤則霜凍輕。另 外，林中空地的輻射霜凍強(qiáng)弱主要取決于空地面積， 一般若空地直徑在四周林體高 度 3 20 倍，林帶又郁閉，輻射型霜凍最嚴(yán)重，這樣的林中空地稱為“霜穴”。18、凍害及其對(duì)作物的影響： 凍害是指越冬作物和果木在越冬期間由于0C以下低溫或劇烈變溫所造成的一種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。 凍害的類型： （ 1 ）冬季嚴(yán)寒型。 （2）入冬劇烈降溫型。 （ 3）早春融凍型。按凍害發(fā)生的時(shí)期，可分為初冬凍 害、嚴(yán)寒凍害和晚冬凍害。19、凍害對(duì)作物的危害： 這主要與冬季低溫強(qiáng)度、 低溫持續(xù)時(shí)間及作物的越冬 性和抗寒性有關(guān)。一般低溫強(qiáng)度越強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)、越冬性及抗寒性越弱， 凍害就越嚴(yán)重。 所謂越冬性是指農(nóng)作物在越冬期間對(duì)凍害和其他不良?xì)庀髼l件 （如干旱、風(fēng)抽、冰害、雪害等）的忍耐和抵抗能力的總稱。抗寒性則僅指作 物在越冬期間抵抗低溫凍害的能力。 作物抗寒性是其越冬性的最主要的組成部 分。20、光、溫、水等氣象條件對(duì)作物抗寒性形成的影響： （1）、溫度條件的影響：溫度對(duì)抗寒性的影響的一般規(guī)律是，溫度降低時(shí)抗寒性升高，溫度升高時(shí)抗寒 性降低。（2）、光照條件的影響：一般光合作用強(qiáng)，光照中直射光成份大、日 照長(zhǎng)度縮短，都利于作物抗寒性的形成。（3）、水分條件的影響：秋季適宜的土壤水分有利于抗寒能力的提高。水分過(guò)多易引起作物徒長(zhǎng)，降低抗寒性。但 若植株生長(zhǎng)弱，長(zhǎng)時(shí)間的土壤干旱易導(dǎo)致作物脫水萎蔫，也不利于抗寒性的形 成。一般當(dāng)作物生長(zhǎng)過(guò)旺時(shí)，適當(dāng)?shù)乃植蛔闶怯欣摹?1、溫度過(guò)高對(duì)農(nóng)業(yè)生物的危害： 溫度過(guò)高的危害， 即高溫危害， 與低溫危害 相比，其程度要輕，范圍也小。一般意義上的高溫危害，指農(nóng)業(yè)生物因高溫出 現(xiàn)，超過(guò)其生長(zhǎng)發(fā)育甚至生命活動(dòng)的上限溫度而導(dǎo)致傷害的一種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。 高溫不實(shí)：是指高溫影響作物的受精過(guò)程形成空粒的現(xiàn)象。高溫逼熟： 是高溫天氣對(duì)成熟期作物產(chǎn)生的危害。22、高溫危害作物的原因在于： 高溫使植株葉綠素失去活性， 陰滯光合作用的 暗反應(yīng)，破壞光合作用和呼吸作用的平衡，降低光合效率，消耗大大增強(qiáng)。促 進(jìn)蒸騰作用，破壞水分平衡，使細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)凝聚變性，細(xì)胞膜半透性喪失， 導(dǎo)致有害代謝產(chǎn)物的積累（如蛋白質(zhì)分解時(shí)氨的積累） ，植株中毒，作物的器 官組織受到損傷，高溫還使光合同化物輸送到穗和粒的能力下降，酶的活性降 低，致使灌漿期縮短，籽粒不飽滿，產(chǎn)量下降。23、覆蓋的作用及其利用： 在目前條件下， 利用覆蓋改變地面反射或吸收能力是可以辦到的。如春季苗床上撒草木灰、有機(jī)肥料或其他深色覆蓋物，能提高 土壤對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收率，達(dá)到苗床增溫的目的。在不同天氣條件下，各種覆 蓋物都有增溫效應(yīng)。 覆蓋物顏色不同， 增溫效應(yīng)不同。 黑色覆蓋物吸收能力強(qiáng)， 反射率低，增溫效果好；白色覆蓋物則相反。用塑料薄膜覆蓋，能更有效地增 溫，形成特定的良好的小氣候環(huán)境。目前大面積使用塑料薄膜育秧，取得了良 好效果。薄膜能透過(guò)太陽(yáng)短波輻射同，防止或削弱地面的長(zhǎng)波輻射，起到“花 房”效應(yīng)是。同時(shí)阻隔水汽向外擴(kuò)散，蒸發(fā)受到抑制，膜內(nèi)風(fēng)速為0，濕度高。24、灌溉的作用： 我國(guó)農(nóng)民利用灌溉改變農(nóng)田熱量狀況已有悠久歷史。 農(nóng)田經(jīng)灌溉后能使反射率減小，地面溫度下降，空氣溫度增加，導(dǎo)致有效輻射減小， 輻射平衡增加，另一方面，由于水的熱容量遠(yuǎn)大于空氣熱容量，灌溉后，土壤 含水量增加，空氣含量減少而使土壤熱容量增加，保溫效果較好。因此在夏季 灌溉可以降溫、冬季灌溉可以增溫，且溫度日變化也較小。25、加熱的作用：對(duì)空氣加熱主要是燃燒和吹風(fēng)。26、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的作用： 結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的需要， 采取相應(yīng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施，可以改變影響土壤熱物理特性的因子，從而改變土層的熱量交換，提高土壤溫 度。常用的方法有鎮(zhèn)壓、中耕、鋤地、壟作等。鎮(zhèn)壓：其作用是增加土壤熱容 量，減少土壤孔隙，使土壤上層水分增加，結(jié)果使熱容量、導(dǎo)熱率都有增加。 中耕：早春時(shí)作物正是苗期，中耕后上層土壤疏松，接受太陽(yáng)輻射的面增大， 提高上層土壤溫度。鋤地：鋤松土壤既增加接受太陽(yáng)輻射的面積，又使鋤松的 表層土中空氣含量增加，結(jié)果使土壤熱容量和導(dǎo)熱率降低，這樣得到同樣的熱 量，卻增溫明顯，同時(shí)傳給下層的熱量少，白天熱量積聚于松土層，表土層增 溫。壟作：壟作可增加土壤對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收面積，約提高2025%；壟背的反射率較低（比平地低 3%），有利于土壤溫度的提高。第四章 水分與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)1、降水后的分配 ：土壤水分平衡方程的各組成分量中，除降水、蒸發(fā)、蒸騰、 徑流等在一般情況下可作一個(gè)常數(shù)處理外，其他還有：（ 1）、植物的截留，所謂截留，即降水落到地面之前，首先被植物冠層截去的那部分降水。（ 2）、下滲（滲透），降水經(jīng)植物截后剩余的水透過(guò)地表滲入土壤中的過(guò)程稱為滲透。 若再向下滲，匯入地下的水稱為滲漏。水分滲入土壤的速率主要取決于1、時(shí)間； 2、土壤初始含水量； 3、土壤導(dǎo)水性能； 4、土壤表面狀況。 （3）、地表徑 流：指未被土壤吸收，也未在地表積存，而是沿著地表向下坡流去，匯集于小 溝和小溪中的那部分水量，這在降水強(qiáng)度大于入滲速率時(shí)才會(huì)發(fā)生。2、水分進(jìn)入土壤及再分布：在地面水層消失后，水分滲入土壤，然后不斷向各層 次深入。在地面供水停止后水分在土壤中下滲的進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)稱為水分再分布。3、土壤水分的再分布：入滲作用結(jié)束后，在土壤內(nèi)部，水分向下移動(dòng)沒(méi)有立即停 止，還可持續(xù)一段時(shí)間。水分在重力、吸力梯度和溫度梯度的作用下，繼續(xù)向 較干的下層移動(dòng)，這個(gè)過(guò)程稱為土壤水分再分布過(guò)程。4、土壤水分類型：從力的角度來(lái)分析，水分在土壤中受到各種力的作用，使它能 夠保持在土壤中，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。對(duì)應(yīng)不同力所作用的水分存在狀態(tài)，可分為 吸濕水、毛管水、重力水等常規(guī)的土壤水分類型。 （一）、吸濕水（又稱吸著水 或緊束縛水） ，吸濕水指烘干的土壤從含有飽和水蒸汽的空氣中由吸附力吸附 于土粒表面的水分。土粒表面吸附空氣中的水汽形成吸濕水時(shí)，會(huì)放出一定熱 量，稱為吸濕熱或濕潤(rùn)熱。砂土為 4.2 10.5 焦/ 克，粘土為 20.9 29.3 焦/ 克。 土壤吸濕水的含量與空氣的相對(duì)濕度成正相比。當(dāng)空氣濕度達(dá)到飽和 狀態(tài)時(shí)，土壤吸濕水即達(dá)到最大數(shù)量，稱為最大吸濕量或吸濕系數(shù)。 （二）、毛 管水，這是被表面張力以水膜形式吸附于土粒周圍，由毛管水面凹曲產(chǎn)生的力 所保持的水分，又分為薄膜水和毛管水。為毛管所保持又與地下水不相連通者 是毛管吸著水（毛管懸著水） ，吸著水中在土粒表面成薄膜狀的水叫薄膜水， 在土粒相互接觸部位的水叫孔隙水， 毛管吸著水達(dá)到最大數(shù)量時(shí)的含水量稱為 田間持水量。 （1）、薄膜水（又稱膜狀水、松吸著水、松束縛水） 。當(dāng)土壤的吸 濕水達(dá)到最大量后，其外層所形成的一層膜狀的液態(tài)水叫薄膜水。當(dāng)薄膜水過(guò) 到最大數(shù)量時(shí)稱為最大分子持水量。 （ 2）、毛管水：毛管水的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)主要 取決于毛管力。 毛管力就是指毛管壁與水分子間的吸持力與水的表面張力的共 同作用。（三）、重力水：因重力而排出的水，不能保持在土壤中。當(dāng)土壤中的 水分超過(guò)了土粒吸引力和毛管力的作用范圍后， 多余的水分就會(huì)在重力的作用 下沿著土壤非毛管孔隙而下滲。5、土壤水分常數(shù)：常用的土壤水分常數(shù)有七個(gè)：吸濕系數(shù)；凋萎系數(shù)；最大分子 持水量；田間持水量；毛管斷裂含水量；毛管蓄水量；全蓄水量。6、土壤水勢(shì)與水分傳輸： 水勢(shì)定義為系統(tǒng)中水的化學(xué)勢(shì)與同溫同壓下純水化學(xué)勢(shì) 之差。化學(xué)勢(shì)是指在一個(gè)無(wú)限大的系統(tǒng)中，在等溫等壓下保持各組分濃度不變 時(shí)，加入 1 克分子 I 物質(zhì)所引起的自由能的增量。依據(jù)水勢(shì)的概念，對(duì)植物、 大氣、土壤中的水分能態(tài)，都可以用相對(duì)于根系的水勢(shì)來(lái)衡量。按系統(tǒng)分析的 方法，可以將農(nóng)業(yè)生物層作為一個(gè)系統(tǒng)對(duì)待，即SPAC。7、水分傳輸過(guò)程：植物根系從土壤中吸收的水分釋放到大氣中去，這是一個(gè)蒸騰 過(guò)程， 可以看作水分在系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)。 水分?jǐn)U散、 輸送經(jīng)過(guò)了不同的介質(zhì)： 土壤、 植物、空氣。它包括四個(gè)過(guò)程： A 過(guò)程：水（液體）從土壤向根系表面移動(dòng)； B 過(guò)程為：水（液體）從根系通過(guò)莖向柔軟細(xì)胞表面的植物組織移動(dòng)；C 過(guò)程：水（氣體）從柔軟細(xì)胞表面通過(guò)氣孔前室，由氣孔向葉表面移動(dòng)；D 過(guò)程：水（氣體）通過(guò)葉面邊界層周圍空氣從葉面向周圍空氣中移動(dòng)。8、組成系統(tǒng)中水勢(shì)的分水勢(shì)有：基模勢(shì)、滲透勢(shì)、壓力勢(shì)、重力勢(shì)、溫度勢(shì)。系 統(tǒng)中水勢(shì)是它們的代數(shù)和。9、土壤的壓力勢(shì)由三種分壓勢(shì)組成： （ 1）氣壓勢(shì)：由于空氣被封閉在土壤內(nèi)使平 衡氣壓發(fā)生改變而產(chǎn)生的壓力勢(shì)。 （ 2）、靜水壓勢(shì)：土壤中存在水層，對(duì)下面 的土壤水分產(chǎn)生靜水壓力所引起的作用。 （3）荷載壓勢(shì)：由土壤水中含懸浮體 物質(zhì)所產(chǎn)生的荷載壓力引起的。10、蒸散：植物失水的方式主要是蒸散，即植物生長(zhǎng)期內(nèi)葉面散發(fā)量（蒸騰）和棵間土壤蒸發(fā)量之和。11、影響蒸騰作用的因子：葉片、葉面積、根冠比例、葉片方位、葉片的大小和形狀、葉片的表面特征、氣孔。12、作物需水量是指生產(chǎn) 1 克干物質(zhì)所需的水量。 以植物在整個(gè)生長(zhǎng)期或某一個(gè)發(fā)育時(shí)期內(nèi)所吸收的水分總量與該時(shí)期生產(chǎn)的總干物質(zhì)量的比表示。 即以植 物生理中的蒸騰系數(shù)作為需水量。13、水分臨界期： 農(nóng)作物在其生長(zhǎng)發(fā)育的不同時(shí)期， 對(duì)水分的敏感程度是不一樣的。對(duì)水分最敏感的時(shí)期，也就是由于水分的缺乏或過(guò)多，對(duì)產(chǎn)量影響最大 的時(shí)期，稱為某作物的水分臨界期。14、水分關(guān)鍵期：在作物水分臨界期內(nèi)， 如降水量較適宜，其保證率也高， 則此時(shí)并不一定是當(dāng)?shù)赜绊懏a(chǎn)量的關(guān)鍵時(shí)期。如在另一個(gè)時(shí)期，一方面作物對(duì)水 分也相當(dāng)敏感，另一方面，正好遇上當(dāng)?shù)亟邓畻l件經(jīng)常出現(xiàn)不適宜（過(guò)多或過(guò) 少），這一時(shí)期是當(dāng)?shù)厮钟绊懏a(chǎn)量的關(guān)鍵時(shí)期，稱為作物的水分關(guān)鍵期。15、影響需水量的因素： （1）氣象因素的影響； （2）植物因素的影響； （ 3）土地面積大小的影響； （ 4）能量平衡。16、降水與土壤水分貯存： 土壤水分貯存主要是由大氣降水提供的。 滲入土壤的水分多少與降水強(qiáng)度有很大的關(guān)系。另一方面也決定于土壤的性質(zhì)。農(nóng)業(yè)氣 象中常用“透雨”來(lái)分析降水的有效性和對(duì)土壤水分的增墑程度。所謂透雨就 是在天氣比較干旱的條件下， 一次降水過(guò)程可以使當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)作物在一個(gè)較長(zhǎng)的 時(shí)期內(nèi)得到為維持作物正常生長(zhǎng)所需要的水分，這樣的一次降水過(guò)程稱為透 雨。具體要多少毫米降水才達(dá)要求，則要滿足兩個(gè)條件，一是降水量必須超過(guò) 某一深度范圍，使土壤達(dá)到作物的適宜土壤濕度；二是降水滲透進(jìn)土壤深度大 于作物所要求的適宜土壤濕度的深度。17、降水強(qiáng)度和降水量對(duì)作物的影響： 降水也是灌溉水的來(lái)源， 對(duì)無(wú)灌溉條件旱地農(nóng)區(qū)， 降水更是決定作物產(chǎn)量的主要因子之一。 相同的降水量， 強(qiáng)度不同， 就有不同效果。強(qiáng)雷雨，陣雨等強(qiáng)度過(guò)大，持續(xù)時(shí)間短，土壤的入滲速率小， 徑流大，易形成漬澇。且降雨強(qiáng)度過(guò)大，易造成作物機(jī)械損傷。同量的降雨如 雨日多而強(qiáng)度小的連陰雨，則間接影響大，帶來(lái)陽(yáng)光不足，易致作物倒伏與病 害、光合產(chǎn)物不足，形成秕粒、產(chǎn)量低、品質(zhì)差。一定的降水適當(dāng)?shù)胤稚⒔德?效果更好。特別是熱雷雨、夜雨最有利于植物的生長(zhǎng)發(fā)育。因?yàn)闊崂子甓嘣诎?晚降落，夜雨則在夜晚降落，既保證了植物水分供應(yīng)，又使作物有充足的光合 作用時(shí)間。 熱雷雨還伴有閃電現(xiàn)象， 它分解了大氣中的氮， 而給作物帶來(lái)氮肥。 降水除改變土壤水分含量外，還改變大氣干濕狀況，比灌溉濕潤(rùn)的面積大而均 勻，故有“橫水不如豎水”之說(shuō)， 即人工灌水不如天然降水。18、降水時(shí)間分配對(duì)作物的影響： 降水的季節(jié)分配涉及到兩方面， 一是降水的分布與溫度條件是否配合，如果水熱同季，熱量條件保證水分條件得到充分利 用，對(duì)植物極為有利，二是降水的時(shí)間分配與植物對(duì)水分的需要是否一致，降 水效應(yīng)隨植物發(fā)育期不同而有很大變化。19、空氣濕度與農(nóng)作物的關(guān)系： 空氣濕度與農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系主要表現(xiàn)在空氣濕度影響植物散以及植物組織中水分平衡的變化。相對(duì)濕度小一些，植物 蒸騰較旺，吸水較多。在土壤水分充足的條件下，蒸騰旺盛可增加植物對(duì)水分 和養(yǎng)分的吸收，加快生長(zhǎng)，所以，在一定程度上，空氣相對(duì)濕度較小對(duì)植物是 有利的。在空氣飽和濕度下植物的生長(zhǎng)受到抑制， 谷物籽粒的灌漿速度也降低， 這是由于濕度大抑制了蒸騰緣故。相對(duì)濕度高，還影響作物成熟時(shí)脫水過(guò)程， 延遲收獲， 降低產(chǎn)品質(zhì)量， 且不易貯藏。 反之， 相對(duì)濕度小可能引起大氣干旱， 特別是在氣溫高、土壤水分缺乏的條件下，影響更為嚴(yán)重。它破壞植物的水分 平衡，使水分入不敷出，阻礙生長(zhǎng)，造成減產(chǎn)。20、雪與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)： 對(duì)于冬季積雪時(shí)間長(zhǎng)， 雪層豐厚的地區(qū)， 積雪的農(nóng)業(yè)意義有：（1）、保溫作用；（2）、積雪能增加土壤水分；雪也有危害，冬季積雪較少 或積雪過(guò)多，使作物死亡和受害。21、露與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)： 露在某些干旱地區(qū)和干旱時(shí)期， 對(duì)植物有著重要作用， 是某些植物生存的主要水分來(lái)源。重的露水可在一段長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)抑制蒸發(fā)，等于 等量地了土壤水分的消耗， 露水還可能被植物直接吸收， 改變內(nèi)在的水分平衡。 植物夜間因露水而達(dá)到水分飽和，既利于夜間減弱呼吸作用，又有利于早晨的 光合作用，但凝露時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)真菌病害的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系極大。22、干旱的概念： 久晴不雨就要發(fā)生干旱， 它常發(fā)生在干季 （降水比較少的干燥少雨季節(jié)）或干期（無(wú)雨日數(shù)持續(xù)一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)段）之內(nèi)。多數(shù)情況下伴隨著 大氣高溫、低濕，有時(shí)還伴有風(fēng)，此時(shí)蒸散強(qiáng)烈，土壤供水不足，生物體內(nèi)水 分平衡破壞，嚴(yán)重時(shí)則導(dǎo)致生物體死亡。氣候干旱與農(nóng)業(yè)干旱以及干旱氣候與 干旱不是同一概念。一般干旱地區(qū)與干旱氣候是對(duì)濕潤(rùn)地區(qū)與濕潤(rùn)氣候而言， 氣候干旱更是一個(gè)氣候?qū)W概念。農(nóng)業(yè)干旱簡(jiǎn)稱干旱，是農(nóng)業(yè)氣象現(xiàn)象，是一種 災(zāi)害性天氣，在濕潤(rùn)或半濕潤(rùn)地區(qū)也可發(fā)生。23、干旱的類型及其危害：按干旱的成因可把干旱分為以下三類：（ 1）、土壤干旱是指土壤水分不能滿足植物需要的一種干旱現(xiàn)象。（20）、大氣干旱是指大氣中的干旱現(xiàn)象。 （3）、生理干旱是指植物不是因土壤缺水而出現(xiàn)的干旱現(xiàn)象。按干旱發(fā)生的季節(jié)，可把我國(guó)干旱分為春旱、夏旱、秋旱以及冬旱。（ 1）、春旱指發(fā)生在春季 35 月的干旱。它的特點(diǎn)是：溫度不高，相對(duì)濕度低，缺雨或少雨， 并常有使土壤變干的冷風(fēng)。 （2）、夏旱（也稱伏旱）指發(fā)生在 68 月的干旱，其特 點(diǎn)是，太陽(yáng)輻射強(qiáng)，溫度高、相對(duì)濕度氏，蒸散旺盛。（3）、秋旱指發(fā)生在 9 11月的干旱。 它的特點(diǎn)與夏旱相類似， 但不及夏旱特點(diǎn)那樣顯著。 可在廣大地區(qū)發(fā)生。 （4）、冬旱指發(fā)生在 122 月的干旱。 它的特點(diǎn)是我國(guó)冬季降水各地都很少， 但秋 播作物需水也少，在北方，冬季土壤水分主要保證來(lái)年春播和越冬植物返青之用， 因此冬旱本身對(duì)當(dāng)時(shí)越冬植物基本沒(méi)有影響。只有冬旱連著春旱，或者迎著秋旱， 才加重春旱或者冬旱的危害性。 此外，還有幾旱連著出現(xiàn)的情況， 如伏秋旱、春伏 旱，甚至春夏秋旱相連，對(duì)作物的危害更加嚴(yán)重。24、干熱風(fēng)：干熱風(fēng)是指出現(xiàn)在溫暖季節(jié)導(dǎo)致小麥乳熟期受害的一種干而熱的風(fēng)，是一種大氣干旱現(xiàn)象。25、干熱風(fēng)的類型及其危害： （ 1）高溫低濕型；（ 2）雨后熱枯型 （雨后猛晴型） ；（3）旱風(fēng)型26、水澇：水澇是水災(zāi)和澇災(zāi)的通稱。 水災(zāi)是指河流泛濫或山洪爆發(fā)淹沒(méi)了河流鄰近的大片農(nóng)田所造成的災(zāi)害。27、水澇害的影響因素： （ 1）、降水多且時(shí)間長(zhǎng)； （ 2）地形是形成水澇災(zāi)害的第二個(gè)主要因子。28、濕害：濕害（漬害） 指長(zhǎng)江中下游地區(qū)春季或秋末多雨地區(qū)麥類等作物因土壤水過(guò)多而受害的一種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。29、農(nóng)田土壤水分的調(diào)節(jié)： 水分的循環(huán)可以分為單循環(huán)、 復(fù)循環(huán)兩種。 單循環(huán)是指大氣降水不滲入或少滲入下層土壤， 在土壤表面的耕作層直接而較快地從 土壤蒸發(fā)和通過(guò)作物的蒸騰又回到大氣中去的水分循環(huán)。 復(fù)循環(huán)是指大氣降水 滲入土壤中，在深層再分布，變成深層貯水，然后通過(guò)植物吸收利用再蒸騰到 大氣中去的水分循環(huán)。30、提高水分利用率：常用的措施有灌溉、種植方式（密植、行距、行向等） ，屏障、作物與品種配置等，都對(duì)水分有效利用率有一定影響。31、風(fēng)障減少蒸散的原因：減低風(fēng)速，加大空氣阻力， 使水汽輸送緩慢，且障內(nèi)空氣濕度加大。第五章：空氣、風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)1、大氣中含有多種元素和氣體，歸納起來(lái)可分惰性氣體、生物循環(huán)氣體和短壽氣 體三類。按體積計(jì)算，大約有78%的氮、 21%的氧和 0.03%的二氧化碳。2、大氣中二氧化碳主要來(lái)自以下途徑： （1）、海洋；（2）、人類活動(dòng)； （3）、土壤3、大氣中二氧化碳的主要去向有： （ 1）、溶解進(jìn)入水圈（ 2）、淋化進(jìn)入巖圈（ 3）、 光合作用進(jìn)入生物圈4、二氧化碳飽和點(diǎn)：在輻射能充分滿足的條件下，作物的光合作用強(qiáng)度不再隨二 氧化碳濃度增加而增大時(shí)的二氧化碳濃度，稱為二氧化碳飽和點(diǎn)。大多數(shù)作物 二氧化碳飽和點(diǎn)在 800 1800pp m左右。5、二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)： 作物光合作用所消耗的二氧化碳與呼吸作用釋放的二氧化碳 達(dá)到平衡時(shí)，環(huán)境中的二氧化碳濃度，稱為二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)。作物處于二氧化 碳補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，表示光合強(qiáng)度等于零，作物沒(méi)有干物質(zhì)積累。6、 作物同化二氧化碳的速率是與很多因子有關(guān)的（1 ）種間差異（ 2）、光強(qiáng)的影 響（ 3）、溫度的影響（ 4）水分的影響（ 5）、風(fēng)的影響7、二氧化碳增加對(duì)植物的影響： 1、直接影響（ 1）提高植物光飽和點(diǎn)（ 2）、增加生長(zhǎng)量和產(chǎn)量（ 3）對(duì)葉片的影響，經(jīng)二氧化碳施肥能夠形成較厚、內(nèi)含物較 充實(shí)且葉面積較大的葉片， 葉片上氣孔的體積以及單位葉面積的氣孔數(shù)也隨之 增多，單位葉面積的干物質(zhì)增和長(zhǎng)率也有提高。2、間接影響： （ 1 ）、對(duì)熱量狀況的影響：大氣二氧化碳對(duì)太陽(yáng)短波輻射幾乎不吸收，而吸收地面長(zhǎng)波輻射， 同時(shí)也向地面放出長(zhǎng)波輻射，特別是在波長(zhǎng) 1200 1800nm 之間的紅外區(qū)域， 它集中了大部分從地球表面向空間發(fā)射的熱輻射。二氧化碳這種強(qiáng)烈的吸收， 大大地降低從地面向外層空間失去的熱輻射量。 （ 2）對(duì)水分狀況的影響：氣候 變暖的一個(gè)直接后果是冰雪消融，海平面上升，海陸面積發(fā)生變化，這對(duì)水分 循環(huán)產(chǎn)生一定影響。另一方面，二氧化碳濃度增高會(huì)使植物的水分利用率隨之 提高?？傊?，大氣中二氧化碳濃度的增加引起氣候環(huán)境的改變將對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶 來(lái)不配可忽視的作用。8、氧循環(huán)對(duì)生物的影響：氧、碳、氫等元素的循環(huán)是緊密聯(lián)系在一起的，不可能 獨(dú)立地研究某一元素的整個(gè)循環(huán)過(guò)程。空氣中二氧化碳含量增加，必然消耗大 的氧，兩者增加和減少到一定限度時(shí)，就破壞了二氧化碳和氧的平衡，對(duì)動(dòng)植 物的生長(zhǎng)和人體健康造成威脅。氧是植物生存、生長(zhǎng)、發(fā)育的必需因子。植物 的呼吸主要是有氧呼吸。生物界所需的能量，主要是靠氧化代謝產(chǎn)物。大氣中 氧的另一作用是，一部分氧將在高空發(fā)生聚合作用，從而形成一個(gè)臭氧層，臭 氧層能保護(hù)地表面免受短波紫外線的照射，使地面生物免遭短波光的傷害。9、大氣污染是指由有害物質(zhì)排入大氣，破壞生態(tài)系統(tǒng)和人類正常生活條件，對(duì)人 和物造成危害的現(xiàn)象。大氣污染可以是人為的，也可以是因自然因素引起的， 如火山爆發(fā)、 地震、風(fēng)暴等。 不過(guò)人們多地注意人為的污染， 其污染源主要有：（1）、由燃料燃燒、交通運(yùn)輸工具、工業(yè)生產(chǎn)工藝過(guò)程及工業(yè)用水所產(chǎn)生的工 業(yè)污染源（ 2）、由農(nóng)藥、肥料及農(nóng)業(yè)廢棄物所造成的農(nóng)業(yè)污染源（3）由生活燃煤、生活污水、生活垃圾等所形成的生活污染源。10、大氣污染的種類繁多，對(duì)農(nóng)業(yè)有危害的主要有：（ 1）、具有氧化作用的污染物，如臭氧、過(guò)氧乙酰硝酸 酯及其同族體、二氧化氮、氯氣等。 （ 2）具有 還原作用的污染物如二氧化碳、醛類、硫化氫、一氧化碳等。（ 3）、具有酸性作用的污染物如氟化氫、 四氟化硅、 氯化氫、 二氫化硫、 硫酸煙霧、 氰化氫等。 （ 4）、具有堿性作用的污染物如氨。 （ 5）、其他有機(jī)氣體如乙烯、丙烯、粉塵 等。（6）、固體粒子狀物質(zhì)如煤煙、粉塵等。這此污染物以氣態(tài)氣溶膠或微粒 狀態(tài)存在于大氣中，它們對(duì)植物的毒性不一，一般可分為三級(jí)：一級(jí)：強(qiáng)毒性 污染物如氟化氫、臭氧、過(guò)氧乙酰硝酸酯等。二級(jí)：中性污染物如硫化物、氮 氧化物等。三級(jí)：弱毒性污染物如氨、氯化氫、硫化氫等。11、大氣污染對(duì)植物的危害： 葉征是植物與周圍空氣進(jìn)行氣體交換的最活躍部位，也是最敏感的器官?？諝馕廴疚镏饕ㄟ^(guò)氣孔有時(shí)也通過(guò)水孔進(jìn)入植物體 內(nèi)，所以植物的受害部位首先是葉片。大氣了污染對(duì)植物的危害，一是傷害、 二是損害。傷害是指植物對(duì)空氣污染所產(chǎn)生的可識(shí)別和測(cè)量的反應(yīng)。損害是指 污染物對(duì)植物的預(yù)期或產(chǎn)量造成可識(shí)別和測(cè)量的不利影響， 它取決于植物的產(chǎn) 量和經(jīng)濟(jì)用作被降低的程度，植物某一階段所出現(xiàn)的傷害，不一定必然引起減 產(chǎn)。12、大氣污染對(duì)植物的危害， 又分為能使植株產(chǎn)生特有傷害癥狀的可見(jiàn)危害和在外表看不到癥狀的不可見(jiàn)危害?？梢?jiàn)危害又有急、慢性之分。13、二氧化硫的危害性： 二氧化硫?qū)χ参锏纳碛绊懼饕?（ 1）、刺激氣孔不正常開(kāi)放或關(guān)閉，影響正常的生理機(jī)能，保衛(wèi)細(xì)胞被麻痹，不能再可靠地控制 蒸騰作用，導(dǎo)致植物因大量蒸騰而迅速枯萎（2）、葉綠素中的葉綠素 A比B明顯減少，光合作用明顯降低（ 3）、新陳代謝受到干擾，呼吸作用在初期迅速增 加，隨著傷斑的發(fā)生和擴(kuò)大，又迅速減少。 （4） 、使非還原糖減少，總蛋白質(zhì) 含量下降，氨基酸總量，特別是谷氨酸和天冬酰氨減少更明顯（5）、花是抗性較強(qiáng)的器官，常在葉片已受害的情況下仍保持完好和繼續(xù)開(kāi)放，但花粉的萌發(fā) 和花粉管的伸長(zhǎng)受到影響，從而影響到正常的授粉和受精，種子發(fā)芽率也明顯 降低。14、臭氧對(duì)植物的傷害主要表現(xiàn)在 （ 1）、對(duì)生長(zhǎng)的抑制及器官的脫落， 可抑制根、莖的生長(zhǎng)和發(fā)育，抑制花粉的發(fā)芽，引進(jìn)落葉落果等（2）、使光合作用下降，呼吸作用增強(qiáng)，氧化磷酸化受抑制。15、氣象條件對(duì)污染的影響： 風(fēng)的大小， 持續(xù)的長(zhǎng)短， 直接影響空氣中污染物的濃度。大氣中污染物濃度與污染源排放量成正比，而與平均風(fēng)速成反比。風(fēng) 力加大，使單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)煙波斷面的空氣量增大和湍流擴(kuò)散增強(qiáng)，起著稀釋 污染物的作用。風(fēng)向、風(fēng)速與污染情況可用公式：污染系數(shù)=風(fēng)和頻率/平均風(fēng)速。湍流是污染物垂直擴(kuò)散的主要?jiǎng)恿?。?dāng)大氣呈不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，有利污染 物擴(kuò)散。當(dāng)大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，污染物向高空方向擴(kuò)散較少，這時(shí)若風(fēng)速也 較小，會(huì)使污染物停滯和積累在近地氣層，加劇污染程度和延長(zhǎng)污染時(shí)間。16、植物的抗性： 是指植物在污染物影響下， 能不受害， 或受害后能很快恢復(fù) 生長(zhǎng)，繼續(xù)保持活力的特性。植物抗性的強(qiáng)弱主要取決于：氣孔；表皮細(xì)胞、 角質(zhì)層；表皮毛；生理特性及再生能力；其他形態(tài)特征。17、大氣污染的防御： 1、大氣污染的監(jiān)測(cè) 2、控制污染源 3、植物科研機(jī)構(gòu)， 凈化空氣 4、傷害后的恢復(fù)方法。18、風(fēng)對(duì)植物外部形態(tài)的影響： 1、植株低矮、樹(shù)冠過(guò)分尖削、呈流線型的外形。 2、葉子比正常葉小，常帶有褐色或紅色的斑點(diǎn)，尤其在葉片邊緣。3、樹(shù)干常向盛行風(fēng)所吹的方向傾斜，較小的枝條成為屈曲狀，且整株植物以同樣的 狀態(tài)發(fā)生傾斜。 4、小的枝條很短，常有不規(guī)則的分枝，彼此互相交錯(cuò)，5、許多向風(fēng)的枝條死亡 6、樹(shù)干的橫剖面中心偏外。 7、在寒冷風(fēng)大的迎風(fēng)坡面，森 林可能衰退成為密灌叢，且進(jìn)一步退化為分散的孤立的墊狀個(gè)體。19、風(fēng)對(duì)植物的機(jī)械損傷： 1、造成植物的機(jī)械損傷，損傷的程度，主要決定于風(fēng)速，風(fēng)的陣性以及植物對(duì)風(fēng)的抗性等。2、大風(fēng)，尤其是臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的暴雨，可引進(jìn)山洪爆發(fā)、江河泛濫、破壞水利設(shè)施、帶來(lái)水澇災(zāi)害。3、秋、冬季冷空氣南下時(shí)形成的大風(fēng)常伴隨低溫， 、干燥，造成越冬作物異常落葉，抑制花 芽分化，花器官發(fā)育不良，結(jié)實(shí)量降低或品質(zhì)下降。干冷的寒風(fēng)還加速農(nóng)田蒸 發(fā)，加劇干旱的危害。 4、風(fēng)與農(nóng)作物病蟲(chóng)害的關(guān)系主要表現(xiàn)為：（1）、風(fēng)是作物某些病蟲(chóng)害侵染循環(huán)的必要外界條件。（2）、風(fēng)是某些病蟲(chóng)害的媒介。 （3）大風(fēng)造成的植物機(jī)械損傷，為病原菌從傷口進(jìn)入植物體提供了條件。20、防風(fēng)措施： 防風(fēng)措施根據(jù)性質(zhì)可概括為兩類， 一類是使作物免受風(fēng)害的措施，如營(yíng)造防風(fēng)林，設(shè)置防風(fēng)籬等。一類是加強(qiáng)作物本身對(duì)風(fēng)害抵抗能力的措 施，主要有： 1、選擇抗風(fēng)作物與品種。2、改善栽培措施。 3、支撐 。第六章：農(nóng)業(yè)氣象模式1、 農(nóng)業(yè)氣象模式的意義和應(yīng)用是：（1）定量表示農(nóng)業(yè)氣象研究中的各種關(guān)系。（2）、建立模式有助于進(jìn)一步判斷我們所缺乏的知識(shí)和數(shù)據(jù)。（3）、建立模式能激起新的研究思路和方法。（4）、建立模式可以縮減不必要的試驗(yàn)。（5）、與傳統(tǒng)方法比較，模式能更好地利用數(shù)據(jù)。（ 6）、匯集不同資料和結(jié)果，得出綜合性概念。（7）、模式可給出內(nèi)插、外推和預(yù)測(cè)，給人們決策的依據(jù)。2、農(nóng)業(yè)氣象模式研究的對(duì)象就是土壤植物大氣系統(tǒng)。3、系統(tǒng)和外界環(huán)境的復(fù)雜性：研究各級(jí)系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)是植物的總和農(nóng)業(yè)群落。活的組 織可分為幾級(jí)：生物圈、群落、有機(jī)體、器官、細(xì)胞和亞細(xì)胞構(gòu)造。為了計(jì)算農(nóng)業(yè)群落 水分和熱量狀況的特征，必須以下列外界環(huán)境參數(shù)作為邊界條件：空氣的溫度和濕度、 輻射強(qiáng)度、大氣反射、風(fēng)速、土壤溫度和濕度等。一般地說(shuō)，外界環(huán)境因子對(duì)農(nóng)業(yè)群落 的作用不是累加的，而是由于其單優(yōu)勢(shì)性、協(xié)同作用、拮抗作用等現(xiàn)象而復(fù)雜化。單優(yōu) 勢(shì)性：當(dāng)一個(gè)因子處于最小值或最大值時(shí)，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生如此強(qiáng)大的影響，及致壓倒所有 其余因子的作用。協(xié)同作用：兩個(gè)或更多的因子對(duì)系統(tǒng)的增強(qiáng)作用。4、大多數(shù)氣象要素具有時(shí)間變化的特點(diǎn)，包括：天氣學(xué)最高值（與大約以 4 天為周期的振 動(dòng)相適應(yīng)）、微氣象學(xué)最高值 （與大約以 1 分種為周期的擾動(dòng)相符） 、和劃分得很廣泛 的 中尺度氣象學(xué)最低值（頻率的間距以幾分鐘到幾小時(shí)為周期） 。氣象要素也受周期性變 化日變化和年變化的影響。5、系統(tǒng)的非定常性： 是土壤植物大氣系統(tǒng)對(duì)外界環(huán)境條件作用做出反應(yīng)的性質(zhì)在時(shí)間 上的變化。6、系統(tǒng)的慣性：農(nóng)業(yè)群落植物量的增長(zhǎng)是由許多慣性秘葉面積、根系大小、土壤根層的 含水量所決定的。7、系統(tǒng)的適應(yīng)性：系統(tǒng)的重要特性是行為的適應(yīng)性?，F(xiàn)代生物學(xué)把生物有機(jī)體看成一個(gè)開(kāi) 放