園藝植物生產(chǎn)的氣象環(huán)境.ppt

第一章 園藝植物生產(chǎn)的氣象環(huán)境,第一節(jié) 太陽輻射與園藝植物生產(chǎn),一、光譜成分對(duì)園藝植物生產(chǎn)的影響,太陽輻射的光譜成份主要包括部分紫外線、全部可見光和部分紅外線，它們以園藝植物生產(chǎn)有著不同的影響。,1、紫外線對(duì)園藝植物生產(chǎn)的影響,波長小于0.29微米的紫外線對(duì)于植物有致傷作用。 波長在0.290.135微米之間的紫外線對(duì)多數(shù)植物有害， 人們利用這部分紫外線進(jìn)行土壤消毒、消滅病蟲害。 波長在0.1350.4微米間的紫外線對(duì)植物無害，可起到成形作用，使園藝植物敦實(shí)矮小，葉片變厚；可提高種子萌發(fā)能力；可使果實(shí)著色。,2、可見光區(qū)對(duì)園藝植物生產(chǎn)的影響,生理輻射：把參與作物光合作用并轉(zhuǎn)化為有機(jī)質(zhì)而貯存起來的太陽輻射稱為生理輻射，又稱光合有效輻射。 在可見光區(qū)中，葉綠素在0.400.50微米和0.60.7微米處各有一個(gè)吸收高峰，是植物光合作用效率最高的波長。 可見光中的藍(lán)、紫光對(duì)植物的向光性運(yùn)動(dòng)起著重要的作用，具有防止莖葉徒長的作用。 可見光還可以用于誘殺害蟲。,3、紅外光區(qū)對(duì)園藝植物生產(chǎn)的影響,紅外線具有熱效應(yīng)，它雖然不直接參與植物的光合作用，但能夠使植物體溫升高，從而促進(jìn)植物的蒸騰作用和物質(zhì)運(yùn)輸?shù)壬磉^程，促進(jìn)干物質(zhì)的積累。,二、光照度對(duì)園藝植物生產(chǎn)的影響,光照度：表示物體被光照亮的物理量。簡(jiǎn)稱照度，單位：靳克斯。 1、影響光合作用 2、影響作物的發(fā)育進(jìn)程 3、影響作物的品質(zhì),光飽和點(diǎn)：作物的光合速率達(dá)到最大時(shí)的光照度稱該作物的光飽和點(diǎn)。 不同的作物光飽和點(diǎn)不同，喜溫作物的光飽和點(diǎn)較高，對(duì)光能的利用率也較高。 光補(bǔ)償點(diǎn)：光合速率與呼吸速率達(dá)到平衡時(shí)的光照度稱為該作物的光補(bǔ)償點(diǎn)。 不同的作物光補(bǔ)償點(diǎn)不同，耐陰作物的光補(bǔ)償點(diǎn)較低，如：韭菜、番茄、白菜等。光補(bǔ)償點(diǎn)越低的作物，對(duì)弱光的利用能力越強(qiáng)。,三、光照時(shí)間對(duì)園藝植物生產(chǎn)的影響,1、光照時(shí)間 光照時(shí)間=可照時(shí)間+曙暮光時(shí)間 可照時(shí)間：某地從日出到日落所經(jīng)歷的時(shí)間。 曙暮光時(shí)間：日出前和日沒后的一段時(shí)間。,2、光周期現(xiàn)象,白天與晝夜的長短作為一個(gè)信息傳遞給作物，誘導(dǎo)作物一系列生育期。如開花、結(jié)果、休眠、落葉等。把作物對(duì)晝夜長短的這些反應(yīng)統(tǒng)稱為光周期現(xiàn)象。 根據(jù)作物對(duì)光周期的反應(yīng)，把作物分成以下三種類型：短日照作物 、長日照作物 、中間性作物,短日照作物,指只有在日照長度小于12小時(shí)才能開花的作物，延長日照時(shí)數(shù)就不能開花結(jié)實(shí)，如：菜豆、茼蒿、莧菜等。,長日照作物,指只有在日照長度大于12小時(shí)才能開花的作物，縮短日照時(shí)數(shù)就不能開花結(jié)實(shí)，如：白菜、甘藍(lán)、芥菜、蘿卜等。,中間性作物,指在長、短不同的日照下都能正常開花結(jié)實(shí)的作物，如：番茄、黃瓜、四季豆等。,3、光照時(shí)間與引種,緯度相同地區(qū)間引種：因光照時(shí)間相近，所以引種成功的可能性較大。但還需要考慮兩地的溫度是否相似。 短日照作物引種：南方品種向北方引，因日照增長，將延長生育期，宜引種較早熟的品種或感光性較弱的品種。北方品種向南方引，因日照縮短，將使作物生育期縮短，宜引種晚熟品種或感光性弱的品種。 長日照作物引種：北方品種向南方引，因日照縮短，將延遲發(fā)育與成熟；南方品種向北方引，因日照延長，將使作物提早發(fā)育與成熟。,四、作物的光能利用率及提高途徑,1、作物的光能利用率 光能利用率是植物光合作用產(chǎn)物中貯存的能量占所得到的太陽能量的百分率。 到達(dá)作物層的太陽輻射，一部分被作物反射回宇宙空間，一部分漏射或透射到地面，其余部分被作物所吸收，但是被作物吸收的這部分輻射中，大部分轉(zhuǎn)化為熱量釋放出來，只有一小部分用于光合作用，制造有機(jī)物。 作物的光能利用率是很低的。,2、影響光能利用率提高的主要因素 光能轉(zhuǎn)化率低 溫度 水分 CO2 3、提高光能利用率的途徑 充分利用生長季節(jié)，優(yōu)化耕作制度和栽培措施 選用合理株型、葉型、高產(chǎn)和不倒伏的品種 創(chuàng)造合理的葉面積，提高單位面積的光合生產(chǎn)率,習(xí) 題,1、什么是光飽和點(diǎn)、光補(bǔ)償點(diǎn)？ 2、光照強(qiáng)度對(duì)園藝植物生產(chǎn)有什么影響？ 3、什么是植物的光周期現(xiàn)象？與引種有什么關(guān)系？ 4、什么是光能利用率？如何提高作物的光能利用率？,第二節(jié) 溫度與園藝植物生產(chǎn),一、土壤溫度對(duì)園藝植物生產(chǎn)的影響,1、影響園藝植物根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收 2、影響種子發(fā)芽、出苗 3、影響耕作和肥效 4、影響昆蟲的發(fā)生和發(fā)展,二、空氣溫度對(duì)園藝植物生產(chǎn)的影響,1、三基點(diǎn)溫度 作物生長發(fā)育所需的最高溫度、最適溫度、最低溫度稱為作物的三基點(diǎn)溫度。 在最適溫度范圍內(nèi)，作物的生命活動(dòng)最強(qiáng)，生長發(fā)育速度最快。 如果溫度達(dá)到或超過作物的最高或最低溫度范圍，則作物的生長發(fā)育就會(huì)停止，甚至死亡。,2、園藝植物的溫周期現(xiàn)象,溫周期現(xiàn)象：由于作物在長期的適應(yīng)過程中，產(chǎn)生了對(duì)溫度年變化和日變化的要求或反應(yīng)，這種要求或反應(yīng)稱為作物的溫周期現(xiàn)象。 作物的溫周期包括年溫周期和日溫周期兩種。 年溫周期現(xiàn)象主要影響作物的發(fā)芽、出苗、現(xiàn)蕾、開花、結(jié)實(shí)等物候節(jié)律。 日溫周期現(xiàn)象主要表現(xiàn)為晝夜溫差，在不超過作物所能忍受的最低、最高溫度范圍內(nèi)，晝夜溫差越大，作物的產(chǎn)量越高，品質(zhì)越好。,3、農(nóng)業(yè)界限溫度,具有普遍意義標(biāo)志某些重要物候現(xiàn)象或農(nóng)事活動(dòng)的開始、終止或轉(zhuǎn)折點(diǎn)的溫度稱為農(nóng)業(yè)界限溫度。農(nóng)業(yè)上常用的界限溫度（日平均溫度）如下： 0：適宜農(nóng)耕期。 5：作物的生長活動(dòng)期。 10：作物的生長活躍期。 15：喜溫作物積極生長期。 20：熱帶作物和大春作物積極生長的界限溫度。,4、積溫,積溫的概念：在作物生活所需要的其它因子都得到基本滿足時(shí)，作物為完成某個(gè)生育期或全生育期，還需要一定的溫度累積，這一溫度累積稱為積溫。 積溫的種類：常用的積溫有兩種：活動(dòng)積溫和有效積溫。,積溫的計(jì)算 生物學(xué)下限溫度（生物學(xué)零度）：指不同的作物在不同的發(fā)育階段中，有效生長的下限溫度。用B表示。 活動(dòng)溫度：高于生物學(xué)下限溫度的日平均氣溫值 活動(dòng)積溫：作物（或昆蟲）某一生育期或全生育期內(nèi)所有活動(dòng)溫度的總和，稱為活動(dòng)積溫。表達(dá)式為：y = tiB 有效溫度：活動(dòng)溫度與生物學(xué)下限溫度的差值 有效積溫：作物（或昆蟲）的某一生育期或全生育期內(nèi)所有有效溫度的總和，稱為有效積溫。表達(dá)式為：A（tiBB）,積溫的應(yīng)用 可以用來鑒定一個(gè)地區(qū)的熱量資源是否豐富； 可以為引種（包括新品種的推廣）和改制提供依據(jù)； 可以作為作物（生物）生育期預(yù)測(cè)的一個(gè)依據(jù)。 積溫的穩(wěn)定性,三、低溫災(zāi)害對(duì)園藝植物生產(chǎn)的影響,寒 潮 寒潮是指北方冷空氣大規(guī)模向南爆發(fā)，并且在所經(jīng)過的地區(qū)造成大風(fēng)、降溫、雨雪、冰凍現(xiàn)象的天氣過程。 寒潮對(duì)園藝植物生產(chǎn)帶來的危害主要是風(fēng)害和凍害，春季在北方地區(qū)常伴有沙塵暴。,霜 凍,霜凍是指在溫暖季節(jié)里（平均溫度在0以上）土壤表面或植物表面的溫度下降到足以使植物遭受傷害甚至死亡的短時(shí)間的低溫凍害。 霜凍按其發(fā)生的季節(jié)可以分為秋霜凍和春霜凍兩種。 秋霜凍對(duì)北方園藝植物的成熟危害最大，而且發(fā)生次數(shù)也多。 春霜凍對(duì)北方春播作物和越冬作物的生長危害最大。 為防止霜凍造成的危害，在生產(chǎn)上常采用人工施放煙霧、灌水、覆蓋、風(fēng)障和防護(hù)林等措施進(jìn)行防御。,低溫冷害,低溫冷害是指在作物生育期間遭受到0以上的低溫危害，使作物生育期延遲或生殖器官的生理活動(dòng)受阻造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)的低溫災(zāi)害。 低溫冷害與霜凍的區(qū)別：霜凍溫度小于等于0，是植物體內(nèi)結(jié)冰引起的傷害；而冷害溫度大于0，是植物生育期內(nèi)較長時(shí)間溫度相對(duì)偏低引起的傷害。,習(xí) 題,1、土壤溫度對(duì)園藝植物有什么影響？ 2、根據(jù)植物的三基點(diǎn)溫度，說明氣溫日較差越大對(duì)園藝植物生產(chǎn)越有利是否正確？ 3、什么是農(nóng)業(yè)界限溫度、活動(dòng)溫度、有效溫度、活動(dòng)積溫和有效積溫？ 4、什么是霜凍？霜凍的類型和防御方法如何？ 5、霜凍和低溫冷害有何區(qū)別？,第三節(jié) 水分與園藝植物生產(chǎn),一、土壤水分對(duì)園藝植物生產(chǎn)的影響,土壤水分過多，則土壤空氣減少，作物根系處于缺氧狀況，如果持續(xù)時(shí)間較長，植株將因窒息而死亡。 土壤水分過少，則會(huì)導(dǎo)致作物的產(chǎn)量、品質(zhì)下降，嚴(yán)重者可使植株因缺水而死亡。,二、空氣濕度與園藝植物生產(chǎn),在園藝植物生產(chǎn)中，以日平均相對(duì)濕度在70%80%為宜，高于90%或低于60%都對(duì)園藝植物造成不良影響，高于95%或低于40%更為有害。,三、降水與園藝植物生產(chǎn),降水量與園藝植物生產(chǎn)：在無灌溉條件的旱作農(nóng)田，降水越多產(chǎn)量越高。 降水強(qiáng)度與園藝植物生產(chǎn)：中等程度的降水對(duì)園藝植物生產(chǎn)有利。 降水時(shí)期與園藝植物生產(chǎn)：在作物的水分臨界期要保證水分的充足供應(yīng)，如果缺水將影響產(chǎn)量。 （作物的水分臨界期：作物一生中對(duì)于水分供應(yīng)最敏感的時(shí)期）,四、作物需水的一般規(guī)律,生理需水：指經(jīng)過作物根系吸收、體內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)、葉面蒸騰的水分?jǐn)?shù)量。 生態(tài)需水：指植株間蒸發(fā)量和田間滲透量，因未參與作物的生理活動(dòng)，只是作為作物需水的生態(tài)條件而已。 一般在作物的全生育過程中，前期和后期的需水量少，而中期的需水量較大。,五、水分利用率及其提高途徑,水分利用率：作物蒸騰消耗單位重量的水分所制造的干物質(zhì)的重量。 水分有效利用率：農(nóng)田實(shí)際蒸散消耗單位重量的水分所制造的干物質(zhì)的重量。 提高水分利用率的途徑：種植方式、灌溉、風(fēng)障、覆蓋法、染色法。,干 旱,干旱是指因長期無雨或少雨，空氣和土壤極度干燥，植物體內(nèi)水分平衡受到破壞，影響正常的生長發(fā)育，造成損害或枯死亡的現(xiàn)象。 干旱按發(fā)生的原因可以分為土壤干旱、大氣干旱和生理干旱。 在園藝植物生產(chǎn)中常用的抗旱措施有合理耕作蓄水保墑、節(jié)水灌溉、地膜覆蓋栽培、選用抗旱品種、進(jìn)行抗播種等。,習(xí) 題,1、空氣濕度與園藝植物生產(chǎn)的何關(guān)系？ 2、降水對(duì)園藝植物生產(chǎn)有何影響？ 3、如何提高作物的水分利用率？ 4、干旱的種類和防御措施有哪些？,第四節(jié) 風(fēng)與園藝植物生產(chǎn),一、風(fēng)對(duì)作物光合作物的影響,風(fēng)速的增加，使空氣的亂流加強(qiáng)，可使作物冠層附近CO2濃度保持或接近正常的水平，防止或減輕因作物周圍的CO2濃度過低而造成光合速率下降。 風(fēng)可引起作物莖葉振動(dòng)，改善作物群體下部光的質(zhì)量，提高作物群體的光合效率。,二、風(fēng)對(duì)蒸騰與葉溫的影響,通常風(fēng)速增加能加快葉面的蒸騰，從而吸收潛熱，使葉面溫度降低。 如果葉溫大大高于氣溫，風(fēng)速的增加會(huì)降低蒸騰作用。,三、風(fēng)對(duì)作物花粉、種子及病蟲害傳播的影響,風(fēng)是異花授粉作物的天然傳粉媒介，植物體的授粉效率以及空氣中花粉孢子被傳送的方向與距離，主要取決于風(fēng)速的大小與風(fēng)向。 作物的微小種子、紙狀果實(shí)或種子以及某些作物的繁殖體等可以通過風(fēng)來傳播。 風(fēng)可以傳播病原體，使病害蔓延。另外，多種昆蟲的遷飛、降落與氣流運(yùn)行及溫濕度狀況有密切的關(guān)系。,四、風(fēng)對(duì)作物生長與產(chǎn)量的影響,適宜的風(fēng)力使空氣亂流加強(qiáng)，由于亂流對(duì)熱量和水汽的輸送，使作物層內(nèi)各層次之間的溫、濕度得到不斷的調(diào)節(jié)，從而避免了某些層次出現(xiàn)過高（或過低）的溫度、過大的濕度，有得于作物生長發(fā)育。 風(fēng)速過大，光合作用積累的有機(jī)物質(zhì)減少，花器官受風(fēng)的強(qiáng)烈振動(dòng)也會(huì)降低結(jié)實(shí)率。單向風(fēng)使植物迎風(fēng)面的生長受抑制。長期大風(fēng)以引起作物矮化，大風(fēng)還會(huì)造成植株倒伏、莖葉折斷、落花落果等，最終使作物減產(chǎn)。,習(xí) 題,風(fēng)對(duì)園藝植物生產(chǎn)的影響有哪些？,第五節(jié) 園藝植物生產(chǎn)的小氣候調(diào)控,一、小氣候的基本概念,小氣候的概念：小氣候是指因下墊面的性質(zhì)和狀況不同而形成的與大氣候不同的近地氣層和土壤上層的小范圍的氣候。小氣候一般只表現(xiàn)在個(gè)別氣象要素的分布和變化的差異上，而不會(huì)影響大的天氣過程。 小氣候的特點(diǎn)：范圍小、差別大、很穩(wěn)定 農(nóng)業(yè)小氣候：農(nóng)業(yè)小氣候是指以農(nóng)作物為下墊面所形成的小氣候。,二、農(nóng)業(yè)小氣候的特征,1、農(nóng)田中光的分布 農(nóng)田作物中，光照強(qiáng)度由植株頂部向下逐漸減弱，植株頂部附近遞減較慢，植株中間迅速減弱，再往下又緩慢下來。 光照強(qiáng)度在植株間的分布直接影響作物對(duì)光能的有效利用，植株稀少，漏光嚴(yán)重，單株光合作用強(qiáng)，但群體光能利用不充分。 農(nóng)田密度較大，株間各層光強(qiáng)相關(guān)較大，株頂光過強(qiáng)，冠層下部光不足，單株生長不良，易產(chǎn)生倒伏現(xiàn)象。,2、農(nóng)田中溫度的分布,作物生育前期，因莖葉幼小稀疏，農(nóng)田中溫度的鉛直分布又各裸地相似。 作物封壟后，農(nóng)田外活動(dòng)面形成，農(nóng)田中溫度的鉛直分布狀況是：白天，外活動(dòng)面附近溫度最高，向上、向下溫度逐漸降低；內(nèi)活動(dòng)面附近溫度較低，株間近似等溫。夜間，外活動(dòng)面稍高處出現(xiàn)溫度最低值，內(nèi)活動(dòng)面降溫慢。 作物生長后期，農(nóng)田中溫度的鉛直分布又各裸地相似。,3、農(nóng)田中濕度的分布,農(nóng)田中相對(duì)濕度的分布，一般在作物生長初期，和裸地相似，不論白天和夜間，相對(duì)濕度都隨高度的增加而降低。 在作物生長盛期，白天由于蒸騰作用的結(jié)果，外活動(dòng)面附近相對(duì)濕度最高，內(nèi)活動(dòng)面較低；夜間外活動(dòng)面和內(nèi)活動(dòng)面的相對(duì)濕度相近。 到作物生長后期，白天相對(duì)濕度都隨高度的增加而降低；夜間最大相對(duì)濕度又重新出現(xiàn)在地表附近。,4、農(nóng)田中風(fēng)的分布,在農(nóng)田中，風(fēng)速因受到作物的阻擋、磨擦作用而大大減弱，尤其在密植田中，通風(fēng)性更小。 在高稈作物農(nóng)田中，風(fēng)速在鉛直方向上的變化呈“S”形分布，在作物基部，相對(duì)風(fēng)速有一個(gè)次大值，在作物中部莖葉比較密集，風(fēng)速削弱大；在作物上部，莖葉較稀，風(fēng)速隨高度變化劇烈。,5、農(nóng)田中CO2的分布,一般情況下，白天，從清晨至中午，由于作物光合作用吸收了CO2，使得在作物密集的高度上CO2的濃度最低，午后可降至最接近地面的地方，這種變化在靜風(fēng)條件下尤為明顯。 夜間，從傍晚到清晨，由于作物的呼吸作用，釋放CO2，因此農(nóng)田中CO2的濃度由下向上不斷遞減。,三、農(nóng)業(yè)小氣候的調(diào)控,1、耕翻的氣象效應(yīng) 耕翻使土壤疏松，增加土壤透水性和透氣性，提高土壤的蓄水能力，對(duì)下層土壤有保墑效應(yīng)。 耕翻使土壤的熱容量和導(dǎo)熱率減小，削弱了上下層土壤間的熱時(shí)交換，增加土壤表層溫度的日較差。 在低溫季節(jié)，耕翻土層有降溫效應(yīng)，下層有增溫效應(yīng)；在高溫季節(jié)，耕翻土層有升溫效應(yīng)，下層有降溫效應(yīng)。,2、鎮(zhèn)壓的氣象效應(yīng),鎮(zhèn)壓可以減小土壤的透氣性和透水性，增加土壤的毛管水量，加速土壤水分的蒸發(fā)。在土壤干燥時(shí)，鎮(zhèn)壓具有提墑作用。 鎮(zhèn)壓增加了土壤的熱容量和導(dǎo)熱率，加強(qiáng)了上下層土壤間的熱量交換，可減小土壤溫度日較差。 鎮(zhèn)壓地夜間表現(xiàn)為增溫效應(yīng)，白天表現(xiàn)為降溫效應(yīng)。,3、壟作的氣象效應(yīng),壟作使土壤疏松，其小氣候效應(yīng)與耕翻相同。 壟作增加了土壤表面與大氣的接觸面積，白天增加對(duì)太陽輻射的吸收面，熱量聚集在土壤表面，溫度比平作高；夜間壟上的有