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文檔簡介
1、.第二章1. 太陽輻射影響植物的主要方式光長,即光照時(shí)間的長短。 光強(qiáng),即光照的強(qiáng)弱。 光質(zhì),即光譜組成的不同。2. 葉片對(duì)太陽輻射的反射、透射和吸收能力植物的葉片通常都是半透明的。 反射:投射到葉面的太陽輻射被直接反射到太空中去的部分稱為外反射;進(jìn)入葉片內(nèi)部不能被葉片吸收從投射一側(cè)返回空氣中的部分稱為內(nèi)反射;外、內(nèi)反射之和稱為反射。 吸收:進(jìn)入葉片內(nèi)部的太陽輻射被葉片吸收的部分稱為吸收。 透射:進(jìn)入葉片內(nèi)部不能被葉片吸收從投射對(duì)面一側(cè)向葉外逸出的部分稱為透射。 反射率R、透射率T和吸收率A之間關(guān)系: R + T + A = 13. 群體葉片對(duì)太陽輻射的反射、透射和吸收能力太陽輻射進(jìn)入植被內(nèi)部
2、,經(jīng)過植被中莖葉層層的反射、透射和吸收,當(dāng)然還包括漏射,而被削弱,形成了一個(gè)較復(fù)雜的過程。 關(guān)于群體葉片對(duì)日光的反射、透射和吸收能力,可歸納出以下四點(diǎn)看法。(1)同一種農(nóng)田的植被,對(duì)于不同波長的輻射,其反射、透射和吸收能力不同。(2)同一種波長的輻射,不同作物、同一作物不同的生長發(fā)育狀況(包括品種、密度、葉齡、葉形、葉片的顏色和含水量等等),其反射、透射和吸收能力不同。(3)反射、透射和吸收率不是一個(gè)常數(shù),在任一光譜中有一定幅度。 (4)群體對(duì)日光的反射率和透射率要比單葉明顯地小,而吸收率卻明顯地高于單葉。 如稻、麥作物,葉片向上斜立,其反射和透射光幾乎都比單葉少一半左右;一般在抽穗開花期,群
3、體的反射率約57%,透射率約47%,而群體的吸收率則高達(dá)8590%。4. 光在群體中的分布規(guī)律農(nóng)田中透光率的分布曲線與光強(qiáng)分布曲線完全一致,亦隨深度迅速遞減,其遞減率與葉片的鉛直分布關(guān)系密切。農(nóng)田中,由于太陽視位置的日變化,總光強(qiáng)也存在著與露地相同的日變化形式。農(nóng)田中各高度透光率也存在著相同的日變化,而由于太陽高度角的改變,在中午時(shí)透光率最大,在早晚時(shí)透光率較小。如在對(duì)棉花的觀測中發(fā)現(xiàn),在始花期,早晚的透光率為10%,而正午時(shí)透光率可達(dá)41%。5. 群體透光率、削光系數(shù)群體消光系數(shù)k值可用下式求算:k =(-ln(I/I0)/F 式中, I/I0即透光率。 k值是一個(gè)無量綱數(shù),它描述了葉片的遮
4、陰程度,當(dāng)上層葉面積大時(shí),k值就大,光強(qiáng)衰減就明顯。注意:實(shí)際上,大田內(nèi)部的情況十分復(fù)雜,影響k值的因素非常多,包括葉片大小、厚薄、表面光滑度、葉綠素含量以及葉片含水量等影響葉片反射、透射和吸收的因素;入射光的方向和光譜成分;葉片角度及群體的結(jié)構(gòu);季節(jié)、天氣以及時(shí)間等。因此,K值不是一個(gè)穩(wěn)定的值。 在實(shí)際應(yīng)用中,禾谷類作物K值較穩(wěn)定,因而使用平均值代替。 一般地,k值小于1。據(jù)門司和佐伯測算,草中的k值為0.30.5,水平葉子作物層中的 k值為0.71.0。而中科院上海植生所測得的水稻葉層的k值在0.670.74之間,平均達(dá)到 0.71。6. 光周期現(xiàn)象以及據(jù)此對(duì)植物的分類 1、日照長度和光照
5、長度 日照長度。是指一地每天從日出到日落之間的日照時(shí)數(shù),是一種在一定地區(qū)各年之間比較穩(wěn)定的氣候要素。 光照長度。也稱為光長,它和日照長度不同,它包括日照長度及只有漫射光的多云、 陰天時(shí)段和曙暮光時(shí)段。2、光周期現(xiàn)象的概念 光周期現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)于十九世紀(jì)末。而光周期現(xiàn)象的概念到二十世紀(jì)初才由加奈(Garner)和阿拉德(Allard)提出。 光周期現(xiàn)象:白天光照和夜晚黑暗的交替及其持續(xù)時(shí)間對(duì)植物的開花有很大的影響,這種現(xiàn)象稱為光周期現(xiàn)象。 光周期現(xiàn)象實(shí)質(zhì)上是指植物的生長發(fā)育對(duì)晝夜長短的不同反應(yīng)。 這種反應(yīng)在植物的花芽形成期最為敏感,是植物內(nèi)部節(jié)奏生物鐘的一種表現(xiàn),是由系統(tǒng)發(fā)育所決定的,它是植物利用對(duì)光
6、長的測量而控制植物生理反應(yīng)的現(xiàn)象。7、根據(jù)光長影響植物開花情況對(duì)植物的分類(1)長日性植物。是指只有在光照長度超過一定臨界值(臨界光長)時(shí)開花,否則即停留在營養(yǎng)生長狀態(tài)的植物。例如麥類、豌豆、亞麻、油菜、胡蘿卜等原產(chǎn)于高緯度地區(qū)的作物。 (2)短日性植物。是指只有在光照長度短于一定臨界值時(shí)開花的植物。如水稻、玉米、棉花等原產(chǎn)于低緯度地區(qū)的作物。(3)中日性植物。是指當(dāng)晝夜長短的比例接近于相等時(shí)才能開花的植物。如甘蔗等。 (4) 中間型植物。指開花受光長影響較小的植物,又稱光期鈍感植物。如西紅柿、黃瓜等。 8、臨界光長光將植物分成短日性或長日性植物,需要有一個(gè)客觀的光照時(shí)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 臨界光長是指引
7、起植物開花的光照長度界限。長日性植物的開花要求光長不能短于這個(gè)界限長度,而短日性植物的開花要求光長不能長于這個(gè)界限長度。 臨界光長是植物識(shí)別合適季節(jié)的度量,其數(shù)值與生態(tài)環(huán)境有著密切關(guān)系,且隨著生態(tài)環(huán)境所處緯度的改變而改變。 植物的臨界光長不一定是每日12小時(shí)。 光周期反應(yīng)中受溫度的影響較小,但是溫度的高低對(duì)開花的數(shù)量影響很大。9、 水稻的感光性及其衡量指標(biāo) (1)水稻的感光性 在滿足水稻生長發(fā)育所要求的溫度條件前提下,在短日照條件下可使生育期縮短、在長日照條件下可使生育期延長的特性。 實(shí)質(zhì) 表示某一作物品種在縮短或延長日照的情況下對(duì)促進(jìn)或延遲開花結(jié)實(shí)的影響程度。(3)衡量作物感光性強(qiáng)弱的指標(biāo)
8、a、對(duì)臨界光長的要求 一般地,感光性強(qiáng)的品種或作物,對(duì)臨界光長的要求比較嚴(yán)格,而感光性弱的品種要求 不嚴(yán)格或不明顯。b、感光系數(shù)或感光指數(shù) 指發(fā)育速度隨光照時(shí)數(shù)而變化的程度,即播種期相差一天,相應(yīng)的生育期天數(shù)的差值。差值越大,則表示該品種的感光性越強(qiáng),反之則表示該品種的感光性越弱。c、出穗促進(jìn)率(丁穎等)地理分期播種試驗(yàn) 概念 將溫度相近但光長相差較大兩地同一品種在同一播期下的出穗天數(shù)之差與光長較長之地出穗天數(shù)之比的百分?jǐn)?shù)作為出穗促進(jìn)率。 實(shí)質(zhì) 出穗促進(jìn)率大,則表示短日促進(jìn)出穗的作用大,稱為感光性強(qiáng),反之稱為感光性弱。10、 光周期學(xué)說應(yīng)用于作物引種時(shí)應(yīng)注意的問題光周期學(xué)說應(yīng)用于作物引種時(shí)應(yīng)注
9、意: (1)短日性作物的北方品種向南引種時(shí),由于光照變短,溫度升高,導(dǎo)致生育期縮短,可能出現(xiàn)早穗現(xiàn)象,穗小粒少。南方品種向北引入時(shí),由于光照變長,溫度降低,導(dǎo)致延遲成熟,甚至不能抽穗開花。(2)長日性作物的北方品種向南引種時(shí),一般延遲成熟。但南方溫度較高,生育期是否 延長,還要綜合考慮其光溫特性。而南方品種向北引入時(shí),一般提早成熟,但北方溫度較低,發(fā)育速度減慢,生育期是否縮短也應(yīng)綜合考慮。(3)緯度和海拔相近地區(qū)相互間引種,光溫條件大致相似,較易成功。 (4)同一地區(qū)平原與高原間相互引種,光照條件沒有變化,其延長或縮短生育期的日數(shù),決定于高度差引起的溫度變化。(5)同一地區(qū)早中稻作晚稻種植時(shí),
10、提早成熟,而晚稻早播時(shí),延遲成熟。因此在雙季稻區(qū),早稻可用作晚稻栽培,而晚稻不能用作早稻栽培。11、 光飽和現(xiàn)象、光飽和點(diǎn)與光補(bǔ)償點(diǎn)光飽和現(xiàn)象:在一定的光照強(qiáng)度范圍內(nèi),光合作用強(qiáng)度隨光強(qiáng)的增強(qiáng)而增強(qiáng)。當(dāng)光強(qiáng)達(dá)到一定的強(qiáng)度后,光合作用強(qiáng)度不再相應(yīng)地增強(qiáng),而是趨近于一條漸近線,這種現(xiàn)象稱為光飽和現(xiàn)象。 光飽和點(diǎn):光強(qiáng)增強(qiáng)時(shí),光合量也增加,光強(qiáng)達(dá)到一定的強(qiáng)度時(shí),光合量不再增加,此時(shí)的光強(qiáng)稱為光飽和點(diǎn)。若光強(qiáng)高于光飽和點(diǎn),不僅不會(huì)使植物光合作用強(qiáng)度增強(qiáng),反而會(huì)導(dǎo)致葉溫升高、氣孔關(guān)閉,葉綠素鈍化、分解、破壞及植物組織灼傷,使光合作用強(qiáng)度下降。所以在實(shí)際測量時(shí)光強(qiáng)過高時(shí)光光合作用曲線會(huì)呈拋物線狀。 光補(bǔ)償
11、點(diǎn):植物的光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度達(dá)到相等時(shí)的光強(qiáng)值稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。在此光強(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;或者說同一葉片在同一時(shí)間內(nèi),光合過程吸收的CO2和呼吸過程放出的CO2等量。當(dāng)光強(qiáng)在光補(bǔ)償點(diǎn)以上,植物可以積累有機(jī)物質(zhì)。當(dāng)光強(qiáng)處于補(bǔ)償點(diǎn)時(shí),植物沒有干物質(zhì)積累。而長期處于光補(bǔ)償點(diǎn)以下時(shí),植物的干物質(zhì)積累小于支出時(shí),植物便會(huì)因饑餓而生長不良甚至死亡。12、 光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)特征 不同植物(喜陰、喜陽、C3、C4),同一作物的不同品種,同一品種不同發(fā)育期 及不同部位的葉片光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)不同。 光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)還因溫度、水分、CO2濃度等因子的不同而變化。 群體光飽和點(diǎn)
12、和光補(bǔ)償點(diǎn)均高于單葉。 13、 光光合作用曲線特征 植物的光合作用強(qiáng)度在很大程度上決定于光照強(qiáng)度。 光強(qiáng)與光合作用關(guān)系呈雙曲線型。 光強(qiáng)與光合作用關(guān)系會(huì)因植物群體的繁茂程度而有明顯差異。 不同的植物光光合作用曲線不盡相同。14、 最適葉面積系數(shù)最適葉面積系數(shù)(指數(shù)): 現(xiàn)象 圖2.14 葉面積系數(shù)與光合作用的關(guān)系 概念 群體凈生產(chǎn)率達(dá)到最大值時(shí)的葉面積系數(shù)稱為最適葉面積系數(shù)。此時(shí),群體最下部葉片 的光合作用與呼吸作用完全抵消。 最適葉面積與最大限度葉面積并不一致,而是前者的出現(xiàn)常比后者早。15、 光照強(qiáng)度對(duì)植物生長發(fā)育影響特點(diǎn) 光強(qiáng)不足持續(xù)天數(shù)越多,對(duì)作物的產(chǎn)量構(gòu)成要素各部分受到的影響越大;不
13、同生育期光強(qiáng)不足,對(duì)作物生長的影響也不同;不同的品種對(duì)光強(qiáng)不足的反應(yīng)也是不同的??傮w上說,光強(qiáng)不足光合積累少,會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量降低。 光強(qiáng)過弱,植物體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)積累少,往往會(huì)阻礙植物的發(fā)育速度,以致于延遲開花結(jié)果。 光強(qiáng)過弱,植物體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)積累不足,導(dǎo)致花芽發(fā)育不良,致使花芽早期退化或死亡,引起作物產(chǎn)量下降。 光強(qiáng)不足,光合積累少,勢必影響到蛋白質(zhì)和糖分等的含量,進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。16、 生理輻射和光合有效輻射生理輻射 決定著最重要的植物生理過程(包括光合作用、色素合成、光周期現(xiàn)象和其它植物生理 現(xiàn)象)的光譜區(qū)稱之為輻射的生理有效區(qū),或稱為生理輻射。 光合有效輻射 在生理輻射范圍內(nèi),進(jìn)
14、行光合作用的光譜區(qū)輻射,稱之為光合有效輻射,簡稱PAR。17、 光能利用率限制因素及其提高途徑1、光合性能 影響植物群體光能利用率的因素主要有光合面積、光合能力和光合時(shí)間等。 農(nóng)作物產(chǎn)量實(shí)際上等于:(光合面積* 光合能力*光合時(shí)間)- 消耗 *經(jīng)濟(jì)系數(shù),可稱之為光合性能。2、限制光能利用率的因素(1)光的漏射、反射和透射損失 生長初期,葉面積指數(shù)低,漏射多; 中后期,葉面積指數(shù)大,反射增加,可達(dá)525%,且平鋪葉片比直立葉片更多;葉片薄,透射多,一般要透射47%; 因此,葉面積指數(shù)過大過小均不利于光能吸收,存在一個(gè)最適葉面積指數(shù)問題。(2)群體結(jié)構(gòu)和葉片組織本身造成的損失 農(nóng)作物的群體結(jié)構(gòu)不合
15、理,葉層較厚、平鋪,上層葉片受光光強(qiáng)處于光飽和點(diǎn)之上, 下層葉片受光弱,上飽下饑,浪費(fèi)了部分光。據(jù)估算,在500卡/厘米2的光照條件下,水稻及小麥由于光飽和損失的光能高達(dá)36%,玉米亦達(dá)到12%。 作物群體內(nèi)部光補(bǔ)償點(diǎn)過高,也有部分陽光抵消了呼吸消耗。 透入葉組織中的光合有效輻射只有部分為葉綠素吸收而用于光合作用,而1030%的光能被非光合色素以及細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)等吸收而損失了。 (3)作物遺傳特性的限制 小麥、水稻等C3植物的光合效率通常比玉米、高粱等C4植物低,尤其在高溫、強(qiáng)光和干旱條件下,這一特性表現(xiàn)得尤為明顯。 (4)生長季短造成的損失 中高緯度地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受冬季低溫限制,作物生長季短,
16、造成光能資源的浪費(fèi),光能利用率低。(5)生長季內(nèi)外界環(huán)境條件的限制 溫度、水分、CO2濃度等均直接影響作物的光合作用,也就影響到光能利用率。 溫度過高,呼吸急劇增加,光合作用強(qiáng)度下降;溫度過高還會(huì)導(dǎo)致氣孔關(guān)閉,使 光合作用強(qiáng)度降低。溫度過低,使細(xì)胞原生質(zhì)粘滯性提高,酶的活性受到抑制,減緩所有生物學(xué)和物理化學(xué)過程,從而減緩植物質(zhì)量的增長速度。 CO2濃度也影響光合作用,據(jù)測定,CO2濃度從300ppm增加到1000ppm時(shí),光合 作用速率提高近一倍。 缺水,會(huì)影響到植株的蒸騰作用以致影響氣孔的開閉,從而影響CO2進(jìn)入葉片內(nèi),減弱光合作用強(qiáng)度。(6)其它方面 作物光合機(jī)構(gòu)功能以及外界環(huán)境條件的最佳
17、狀態(tài)難以達(dá)到,從而增加光合作用的 量子需要量,降低光能利用率。 自然災(zāi)害、病蟲害等也會(huì)影響植物的光合作用和光能利用率。 經(jīng)濟(jì)系數(shù)低即草多谷少雖然不會(huì)影響作物光能利用率,但會(huì)降低谷物產(chǎn)量。 提高光能利用率的途徑 提高光能利用率要從內(nèi)因和外因兩個(gè)方面來考慮。 內(nèi)因即通過調(diào)節(jié)和控制植物光合作用生理機(jī)制,從植物體本身去想辦法。外因則是通過農(nóng)業(yè)技術(shù)措施來改善農(nóng)田微氣象條件。 1、建立合理的群體結(jié)構(gòu),造成群體中多層立體配置,增加群體光和面積 目的是減少整個(gè)作物層光的反射、透射和漏射,增加作物對(duì)太陽能的吸收比例。措施是選育合理株型和適宜密植。選育株型緊湊、葉片斜立的矮稈品種十分有利于作物高度密植而不倒伏,也
18、是提高最適葉面積系數(shù)的基礎(chǔ)和保證。 這是因?yàn)椋篴.葉片斜立可使單位土地面積上容納更多 的葉面積;b.葉片斜立時(shí)反射光較少,漏射光較多,消光系數(shù)小,可使群體中下部的光照充足。 因此,上層葉片為斜立型、中層葉片為平鋪型的群體,可使光在群體中處于最佳分布狀態(tài),充分合理地利用光能。 理想群體結(jié)構(gòu)的量化標(biāo)準(zhǔn): 上層葉片占50%,葉片與水平面呈9060; 中層葉片占37%,葉片與水平面呈6030; 下層葉片占13%,葉片與水平面呈30。 作物的立體種植是近年來發(fā)展并已廣為推行的種植方式,也是充分利用光能的有效措施。 2、充分利用生長季節(jié),增加作物生長期 采取間作套種和復(fù)種,合理安排茬口, 可充分利用地力、
19、時(shí)間和空間,使田間始終擁有旺盛的植物群體,各種作物此起彼伏、交替興衰,高矮桿、寬窄行相間,葉面積指數(shù)始終保持著連續(xù)、勻稱和協(xié)調(diào)的狀態(tài)??裳永m(xù)交替用光,使得群體對(duì)光能的利用在整個(gè)生長季節(jié)均保持在一個(gè)較高的水平,十分有利于光能利用率的提高。另外,溫室、大棚、地膜等農(nóng)業(yè)設(shè)施的利用及育苗移栽等農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)措施的應(yīng)用也是延長作物生長季節(jié),充分地利用季節(jié)與光能,提高光能利用率的重要途徑。3、改善水、熱、氣、肥等等環(huán)境條件,增加作物光合能力提高空氣中的CO2濃度,可以增加作物的光合能力。對(duì)農(nóng)田而言,可通過通風(fēng)不斷使群體外含CO2 多的空氣流過葉面、增施有機(jī)肥釋放CO2來提高群體內(nèi)的CO2 濃度。 在溫室、大
20、棚內(nèi)可通過增施CO2肥來提高CO2 濃度。足夠的水分和適宜的溫度條件也能夠提高作物的光合能力。 在光能資源豐富、水資源嚴(yán)重缺乏的地區(qū),熱量不足采取措施增溫、水分不足采取措施解決灌溉水源等,則可大大提高光能利用率。4、培育高光效品種,提高作物光飽和點(diǎn) 光飽和現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是在光合作用的過程中,光、暗反應(yīng)速度不協(xié)調(diào),暗反應(yīng)的 速度過慢,不能充分地利用光反應(yīng)所吸收的光能,從而造成光能的損失。 因此在培育作物品種時(shí),要增加暗反應(yīng)速度,提高光飽和點(diǎn)和光能利用率。5、減少呼吸等消耗,增加凈光合生產(chǎn)率 (1)出發(fā)點(diǎn) 據(jù)測定,光呼吸型作物的光呼吸放出的 CO2比暗呼吸要大三到四倍,占光合作用同化 CO2量的三
21、分之一以上。所以,可以通過減少光呼吸量來提高光能利用率。 (2)主要措施 a.培育光呼吸作用低的品種如C4作物;從光呼吸性作物如C3作物中選擇光呼吸低的植株進(jìn)行篩選培育; b.采用化學(xué)方法抑制呼吸作用; c.減少不必要的呼吸消耗,即打掉老葉枯葉,打去對(duì)產(chǎn)量無效而又爭養(yǎng)分的器官, 如果樹、棉花等的雄枝等; d.采取措施控制高溫的出現(xiàn)。另外,防治病蟲等危害,也是減少光合產(chǎn)物消耗的重要措施。6、提高經(jīng)濟(jì)系數(shù),即谷草比 通過育種和先進(jìn)的栽培措施,使作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)提高。 如水稻矮稈品種的經(jīng)濟(jì)系數(shù)就從原來的0.35提高到0.5或以上。第三章 三基點(diǎn)溫度及其共同特征作物生命活動(dòng)的每一個(gè)過程,都有三個(gè)基本點(diǎn)溫
22、度,即三基點(diǎn)溫度。 最低(下限)溫度 最適溫度 最高(上限)溫度 對(duì)于作物的生長,在最適溫度下生長迅速而良好,在最低和最高溫度下作物停止生長,但是仍然能夠維持生命而不受害。 如果溫度繼續(xù)降低或升高,作物就會(huì)逐漸受到不同程度的危害直至死亡。 所以在三基點(diǎn)溫度之外,還可以確定作物的受害溫度(受害高溫或受害低溫)以及致死溫度(致死高溫或致死低溫)。這就是通常所說的五基點(diǎn)溫度或者七基點(diǎn)溫度。 特征 區(qū)別 不同作物的三基點(diǎn)溫度不同; 同一作物不同品種的三基點(diǎn)溫度不同; 同一作物不同生育期的三基點(diǎn)溫度不同; 同一作物不同生理過程三基點(diǎn)溫度不同; 同一植株上不同器官的三基點(diǎn)溫度不同。共同特征 最低、最適、最
23、高溫度指標(biāo)不是一個(gè)具體的數(shù)值,而是具有一定的范圍,不僅與強(qiáng)度有關(guān),還與作用的持續(xù)時(shí)間有關(guān)。 無論是生存、生長還是發(fā)育,其最適溫度基本上是在同一個(gè)變幅范圍,差異很小。 各種作物的最低溫度的最低點(diǎn)差異很大,且最低溫度與最適溫度差值較大。 各種作物最高溫度指標(biāo)值差異較小。且各種作物的最高溫度與最適溫度值也比較 接近。 在作物的生命過程中,最低溫度遠(yuǎn)較最高溫度出現(xiàn)的機(jī)率大。 根據(jù)作物對(duì)溫度條件的要求和引種成敗的經(jīng)驗(yàn),作物引種的三條規(guī)律 北種南引(高山引向平原)比南種北移(平原引向高山)容易成功。因?yàn)槟戏N北移是作物能否成活的問題,而北種南引則是溫度可能影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題。 草本植物要比木本植物引種容易成
24、功,一年生植物較多年生植物引種容易成功,落葉植物比常綠植物引種容易成功,灌木要比喬木引種容易成功。 溫度對(duì)植物生長的作用,在一定程度上是相對(duì)的,各種植物都有一定的適應(yīng)性,因此在植物引種的過程中,存在著氣候馴化現(xiàn)象。 溫度對(duì)作物生長(光合、呼吸)的影響 (1)不同作物的光合作用強(qiáng)度與溫度的關(guān)系不完全相同,但各種作物“光合作用溫度”曲線的一般形狀是基本一致的。 (2)“光合作用溫度”曲線和“呼吸作用 溫度”曲線的變化趨勢近似。 (3)光合作用和呼吸作用也有它們的三基點(diǎn)溫度,但呼吸作用的最適溫度比光合作用的高。 (4)隨著溫度的升高,光合作用與呼吸作用的比值降低。(5)作物有機(jī)物質(zhì)的增加,取決于光合
25、作用所積累的有機(jī)物質(zhì)和呼吸作用所消耗的有機(jī)物質(zhì)之差。 (6)溫度還通過影響植物對(duì)無機(jī)養(yǎng)分的吸收及植物的蒸騰作用來影響植物的光合作用。(7)溫度對(duì)作物生長的影響還與作物本身的生理機(jī)能有關(guān)。 C3植物適宜的溫度范圍是2025,而C4植物適宜的溫度范圍是3035。 (8)溫度對(duì)作物生長的影響還和其前期的溫度條件(前期溫度鍛煉)密切相關(guān)。 積溫學(xué)說的三個(gè)基本論點(diǎn) 在其他條件得到滿足的前提下,溫度對(duì)作物的發(fā)育起著主導(dǎo)作用。 作物開始發(fā)育要求一定的下限溫度;而根據(jù)近年來的研究結(jié)果,在高溫季節(jié)完成的發(fā)育期還存在有上限問題。 作物完成某一階段的發(fā)育需要一定的積溫。 活動(dòng)積溫、有效積溫的求算方法 活動(dòng)積溫 把高
26、于下限溫度(B)的日平均氣溫(Ti)稱為活動(dòng)溫度。作物在某一時(shí)段內(nèi)活動(dòng)溫度的總和稱為活動(dòng)積溫(Aa),用下式表示: (TiB;當(dāng)TiB時(shí),Ti=0。) 有效積溫活動(dòng)溫度與下限溫度之差(Ti B)稱為有效溫度 。作物在某時(shí)段內(nèi)有效溫度的總和稱為有效積溫(Ae),用下式表示 (TiB;當(dāng)TiB時(shí),Ti- B = 0。) 活動(dòng)積溫和有效積溫的比較 a.活動(dòng)積溫 優(yōu)點(diǎn):考慮了生物學(xué)零度,排除了對(duì)作物發(fā)育不起作用的生物學(xué)零度以下的日平均氣溫;用實(shí)測的日平均氣溫統(tǒng)計(jì),比較方便。 不足:活動(dòng)積溫包含了一部分低于生物學(xué)零度的無效溫度,使積溫的穩(wěn)定性較差。 活動(dòng)積溫多用于農(nóng)業(yè)氣候分析。 b.有效積溫 優(yōu)點(diǎn):排除
27、了對(duì)作物不起作用的生物學(xué)零度以下的無效溫度,積溫穩(wěn)定性好,較符合實(shí)際。 不足:統(tǒng)計(jì)比較繁瑣,往往給分析計(jì)算帶來一定的困難。 有效積溫多用于研究作物的發(fā)育與熱量條件的定量關(guān)系,建立作物發(fā)育速度的農(nóng)業(yè)氣象模式和編制農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)等。 積溫在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 1、農(nóng)業(yè)生物生長發(fā)育的積溫模式 (1)葉齡積溫模式 小麥葉齡積溫模式 X = a + bT 式中,X為葉齡,T為大于0的積溫,a、b為待定系數(shù)。 水稻葉齡積溫模式 N = a + b Ln(T) 式中,N為水稻葉片數(shù),T為播種到該葉片出現(xiàn)時(shí)大于10的積溫,a、b為待定系數(shù)。 (2)分蘗積溫模式 小麥分蘗積溫模式式中,Y為包括主莖在內(nèi)的單株莖數(shù),T
28、為冬前積溫,其它為有關(guān)的常數(shù)和系數(shù)。 水稻分蘗積溫模式式中,YX為積溫X時(shí)單位面積上水稻的總莖數(shù),X為水稻移栽后10以上的有效積溫,其它為有關(guān)的常數(shù)和系數(shù)。 (3)干物質(zhì)增長積溫模式 式中,W為干物重,T為積溫,其它為有關(guān)的常數(shù)和系數(shù)。 積溫的種類負(fù)積溫、地積溫、危害積溫、時(shí)積溫、凈效積溫 作物品種的感溫性1、概念 作物存在感溫性的原因 因?yàn)椴煌魑?、同一作物不同品種對(duì)溫度的要求和反應(yīng)是不同的。 概念 作物品種受到溫度的影響表現(xiàn)出發(fā)育速度不同的特性,就稱為作物品種的感溫性。 作物的溫周期現(xiàn)象概念 作物的生長發(fā)育對(duì)氣溫周期性變化的反應(yīng)稱為作物的溫周期現(xiàn)象。溫周期現(xiàn)象是作物對(duì)溫度節(jié)律性變化規(guī)律的適
29、應(yīng)。 氣溫日變化對(duì)作物的影響 1、對(duì)種子發(fā)芽的影響 研究表明,不同作物發(fā)芽對(duì)溫度高低及日較差大小的要求不同,喜涼作物發(fā)芽要求的溫度相對(duì)較低,平均溫度太高或日變化中的高溫部分對(duì)其發(fā)芽不利;而喜熱作物則剛好相反。 2、對(duì)作物生長發(fā)育的影響 晝夜變溫對(duì)作物生長有明顯的促進(jìn)作用。 日間氣溫高使長日照作物發(fā)育速度加快,夜間氣溫高使短日照作物發(fā)育速度加快。 晝、夜溫度適宜且配合好可大大降低水稻花粉的不孕率。3、對(duì)產(chǎn)量形成的影響 小麥灌漿速度與白天、夜間的平均溫度均呈二次曲線關(guān)系,晝夜溫度適宜且配合好對(duì)灌漿最為有利。 晝夜溫差大,千粒重增加,作物產(chǎn)量高。 高低溫配合好而不僅僅是日較差大,才是拉薩春小麥產(chǎn)量高
30、于北京的一個(gè)重要原因。 4、主要結(jié)論 氣溫日變化(或晝夜變溫)對(duì)作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成有很大影響,更重要的是在一定日平均氣溫水平上的氣溫日變化的影響,這實(shí)際上是日溫周期的有效性問題。 在日溫周期的振幅有效范圍內(nèi)是為有利;而如果超出作物所需的最高、最低界限溫度時(shí),則會(huì)成為無效溫度,不僅不利,反而會(huì)造成傷害。 氣溫日變化還會(huì)影響到植物分布的北界或上界。如森林的北界位置在大陸性氣候條件下要比在海洋性氣候條件下向北延伸10個(gè)緯度;而大陸性氣候較強(qiáng)的山區(qū)森林的分布通常要比海洋性氣候較強(qiáng)的山區(qū)高得多。 原因是雖然北界或上界的平均溫度降低了,但其日較差大,有利于干物質(zhì)的積累,可滿足樹木生長發(fā)育的需求。 衡量
31、作物品種感溫性強(qiáng)弱的指標(biāo) 作物品種感溫性的強(qiáng)弱通常以高溫下能促進(jìn)抽穗的日數(shù)即高溫出穗促進(jìn)率來表示。 一般認(rèn)為,某品種在高溫下能顯著地表現(xiàn)出縮短抽穗日數(shù),則該品種的感溫性強(qiáng),即對(duì)溫度反應(yīng)敏感。否則就說品種的感溫性弱,對(duì)溫度的反應(yīng)不敏感。 低溫危害、高溫危害主要包括什么?低溫危害和高溫危害的區(qū)別主要是? 低溫危害,主要包括冷害、寒害、霜凍和凍害等。 高溫危害,主要包括熱害、暖冬害等。溫度過高的危害,即高溫危害。 一般意義上的高溫危害,指農(nóng)業(yè)生物因高溫出現(xiàn)超過其生長發(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。 另外,越冬作物在越冬季節(jié)里,冬季溫暖,就會(huì)生長發(fā)育一陣子,以后若遇到低溫,往往
32、會(huì)發(fā)生障礙,這也是一種高溫害,常稱為暖冬害。低溫危害和高溫危害的區(qū)別 低溫危害范圍廣,對(duì)象多,較常出現(xiàn)。 高溫危害范圍小,對(duì)象少,且程度輕。 冷害的概念及分類?冷害是指在農(nóng)作物生長季節(jié),溫度在 0以上,有時(shí)甚至在20左右的條件下對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生的危害。發(fā)生冷害時(shí),作物形態(tài)一般無明顯變化,有“啞巴災(zāi)”之稱。 據(jù)農(nóng)作物受害情況可將冷害分成延遲型、障礙型和混合型冷害,還有間接性冷害。對(duì)水稻危害 延遲型冷害:是指作物營養(yǎng)生長期內(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)量的現(xiàn)象。玉米低溫延遲 播種至出苗遇有低溫,出現(xiàn)出苗推遲,苗弱、瘦小,種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢降低等現(xiàn)象,且對(duì)植株功能葉片的
33、生長有阻礙作用。障礙型冷害:是指作物的生殖生長期內(nèi)(主要是從生殖器官分化到抽穗開花期),遭受短時(shí)間(一般僅幾天)異常的低溫,使生殖器官的生理活動(dòng)受阻,造成穎花不孕, 籽實(shí)空粒而減產(chǎn)的現(xiàn)象。對(duì)水稻危害 障礙型冷害是我國南北方水稻受害的主要類型。該類型冷害多出現(xiàn)在副熱帶高壓減弱南撤,北方冷空氣活動(dòng)加強(qiáng)時(shí),在地面圖上為一冷高壓隨著高空冷槽東移,冷高壓前沿的冷鋒使它經(jīng)過的地區(qū)產(chǎn)生陰雨天氣,冷鋒過后引起溫度的急降和偏北風(fēng),所以冷害又稱為“寒露風(fēng)”、“秋季低溫”?;旌闲屠浜Γ址Q兼發(fā)型冷害。是在作物生育初期遇低溫延遲生育和抽穗,到孕穗期又遇低溫危害,使部分穎花不育發(fā)生空殼秕粒,給作物產(chǎn)量帶來嚴(yán)重影響。間接
34、性冷害(稻瘟病型冷害):指水稻在其生長期內(nèi)因低溫陰雨而發(fā)生稻瘟病,使作物受害減產(chǎn)。 寒害的概念及分類?寒害是指中國熱帶、亞熱帶地區(qū)作物在冬季遭受0以上(有時(shí)稍低于0)的低溫危害的現(xiàn)象。它是熱帶作物主要的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一。危害的作物有橡膠、椰子、咖啡、可可、胡椒和劍麻等。 根據(jù)寒害發(fā)生的天氣條件,可將其分為平流型、輻射型和混合型寒害。 霜凍的概念及分類? 霜凍是指在春秋轉(zhuǎn)換季節(jié),土壤表面和植物表面的溫度下降到(0以下)足以使植物遭受傷害甚至死亡的一種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。 根據(jù)霜凍發(fā)生的季節(jié)可以將霜凍分為春霜凍和秋霜凍。 根據(jù)成因又可以將其分為平流型、輻射型、平流輻射型和蒸發(fā)型霜凍。 霜凍發(fā)生的小氣候條
35、件?地形 坡向水域 凍害的概念及分類? 凍害是指越冬作物和果木在越冬期間由于0以下低溫劇烈變溫所造成的一種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。在北方主要危害越冬作物;在南方尤其是亞熱帶北緣地區(qū),主要危害經(jīng)濟(jì)果木。 根據(jù)凍害發(fā)生的天氣條件(如對(duì)冬小麥)可以將其分為冬季嚴(yán)寒型、入冬劇烈降溫型和早春融凍型。第四章1. 農(nóng)田土壤水分平衡方程及各分量的意義農(nóng)田土壤水分平衡方程: (R+Sg+ K)-(Es+Ep+ q1+q2)+ Wh- Wk=0式中,R為某時(shí)期內(nèi)的降水量,Sg為毛管水上升量,K為該時(shí)期內(nèi)的灌溉量;Es為土壤蒸發(fā)量,Ep為植物蒸騰量, Es+Ep稱為植物的蒸騰量。 q1為地表徑流量,q2為地下徑流量;Wh、W
36、k分別為該時(shí)期開始和終止時(shí)的土壤水分貯存量。計(jì)算和分析田間作物系統(tǒng)水分收支的目的。2. 土壤中水的受力情況及土壤水分類型1、土壤中水分的受力情況 重力。方向指向地心。 吸附力。方向指向土壤顆粒內(nèi)部。 水分子之間的相互吸引力。 可分為兩種情況:位于水體內(nèi)部的水分子,受到四周水分子平均的吸引力,平均合力為零;位于某一水體表層上的水分子要受到方向朝著水體內(nèi)部單方面的吸引力,形成表面張力。 毛管力。毛管壁與水分子之間的吸持力和毛管水面凹曲產(chǎn)生的表面張力。 滲透壓力。土壤中礦物質(zhì)溶解于水形成溶液而產(chǎn)生的力。水分在土壤中主要受到這五種力的作用,使其能夠保持在土壤中。 2、土壤水分類型(1)吸濕水 概念 烘
37、干的土壤從含有飽和水蒸氣的空氣中由吸附力吸附于土粒表面的水分。 影響因子 空氣相對(duì)濕度 土壤性質(zhì) 性質(zhì) 固態(tài)水性質(zhì),對(duì)植物來說是無效水。(2)毛管水毛管水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。毛管水又分為薄膜水和毛管懸著水。 a.薄膜水 概念 當(dāng)土壤的吸濕水達(dá)到最大量后,在吸濕水的外層所形成的一層膜狀的液態(tài)水叫薄膜水。 影響因子土壤質(zhì)地 有機(jī)質(zhì)的含量 性質(zhì) 與液態(tài)水的性質(zhì)基本相似,但水分子受土粒吸持而排列較緊,難以被植物利用,稱為難有效水。 b.毛管懸著水 概念 為毛管力所保持又與地下水不相連通的水分稱為毛管懸著水。 性質(zhì)毛管懸著水具有一般自由水的性質(zhì),是對(duì)
38、植物最有效的土壤水分。(3)重力水 概念因重力大于土壤持水力而不能保持在土壤中的水分稱之為重力水。 性質(zhì)具有一般液態(tài)水的性質(zhì),但絕大多數(shù)沒有機(jī)會(huì)被植物吸收利用。對(duì)旱作物來講,多則不利。3. 土壤水分常數(shù)的概念及對(duì)作物的有效性1、概念 土壤中水分從受一種力的作用轉(zhuǎn)到受另一種力的作用時(shí)的土壤水分含量。2、常用的土壤水分常數(shù)(1)吸濕系數(shù)(最大吸濕量)土壤吸濕水達(dá)到最大數(shù)量時(shí)的土壤含水量。吸濕系數(shù)以下的土壤水被土粒牢固吸持,不能被植物吸收利用。 (2)凋萎系數(shù)(凋萎含水量、凋萎濕度) 植物產(chǎn)生永久凋萎時(shí)的土壤含水量,包括全部的吸濕水和部分膜狀水。凋萎系數(shù)是作物可利用水量的下限,約為最大吸濕量的1.5
39、2.0倍。 不同質(zhì)地的土壤,凋萎濕度有明顯差異,即隨著土壤砂性增加而減小,隨著土壤粘性增加而增加。如:砂土1.84.2%,壤土6.412.6%,粘土17.4%等。 作物種類間亦有差異,見下表。 表 不同作物的凋萎濕度(南京,%)作物名稱 冬小麥 棉 花 向日葵 玉 米 大 豆凋萎濕度 6.99 7.36 8.41 9.41 9.32(3)最大分子持水量 膜狀水達(dá)到最大數(shù)量時(shí)的土壤含水量。它包括全部的吸濕水和膜狀水,約為最大吸濕量的24倍。(4)田間持水量(土壤最小持水量) 毛管懸著水達(dá)到最大量時(shí)的土壤含水量。 包括全部的吸濕水、膜狀水和毛管懸著水。田間持水量是在不受地下水影響的自然條件下所能保
40、持的土壤水分的最大數(shù)量指標(biāo)。 田間持水量是土壤中對(duì)植物有效水分的上限和計(jì)算灌水定額的依據(jù)。 (5)毛管斷裂含水量 土壤中的毛管懸著水由于作物的吸收利用和土壤的蒸發(fā)作用,其數(shù)量不斷減少,當(dāng)減少到一定程度時(shí),其連續(xù)狀態(tài)斷裂,從而停止了毛管懸著水的運(yùn)動(dòng),這時(shí)的土壤含水量稱為毛管斷裂含水量。 毛管斷裂含水量稱為生長阻滯含水量。毛管斷裂含水量可視為土壤水分對(duì)作物有效性的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。一般為田間持水量的65%左右,可以此作為灌水的下限指標(biāo)。 (6)毛管蓄水量(最大毛管水量) 土壤毛管孔隙都充滿水分時(shí)的含水量。包括吸濕水、膜狀水和毛管上升水。毛管蓄水量比田間持水量高1/41/3左右。 (7)全蓄水量(全持水量
41、、土壤飽和含水量) 土壤所有孔隙全部充滿水分時(shí)的含水量。全蓄水量的數(shù)值主要取決于土壤孔隙度。3、土壤水分常數(shù)及其有效性不同類型土壤的水分常數(shù)不同,主要決定于土壤質(zhì)地及結(jié)構(gòu)。土壤有效水分可用下式計(jì)算:土壤有效水分含量= 土壤貯水量 - 凋萎濕度時(shí)的土壤貯水量4. 土壤水勢及其組成 1、土壤水勢的基本概念與意義 (1)土壤水分類型傳統(tǒng)劃分方法的缺陷 a.土壤水分常數(shù)的確定缺乏嚴(yán)格的理論依據(jù)。 b. 土壤中不同形態(tài)的水是因各種力的大小不同而依次出現(xiàn)的,這種劃分太理想化。 c.土壤水分常數(shù)可把土壤中水分的質(zhì)量狀態(tài)表示出來,但土壤水分常數(shù)的人為性比較強(qiáng)。 d.土壤形態(tài)學(xué)考慮的是土壤和水的作用力,沒有把土
42、壤、植物、大氣作為一個(gè)系統(tǒng)來考慮。 (2)土壤水勢的概念 水的化學(xué)勢 即當(dāng)溫度、壓力及物質(zhì)數(shù)量為一定時(shí),因水量變化引起的吉普斯自由能的變化。 土壤水勢 土壤中水的化學(xué)勢與同溫同壓下純水的化學(xué)式之差。 (3)用水勢的觀點(diǎn)研究土壤水分運(yùn)動(dòng)的優(yōu) a.可以統(tǒng)一使用能量尺度研究“土壤植物大氣”系統(tǒng)中水分的運(yùn)動(dòng)及其相互關(guān)系。b.可以定量處理和解決土壤水分運(yùn)動(dòng)的問題,且與其它學(xué)科采用共同的單位。2、土壤水勢的組成組成土壤水勢的分水勢有:基模勢、滲透勢、壓力勢、重力勢和溫度勢。(1)基模勢(m)是由于土壤基粒的吸附力和毛管力作用于水所引起的水勢?;菔棺杂赡軠p少,有降低水勢的作用,為負(fù)值?;菔峭寥浪畡莸?/p>
43、主要組成部分,而在植物中很小,干旱時(shí)植物組織中的較大。 (2)滲透勢( ) 是由于土壤中溶質(zhì)吸水溶解所引起的水勢。當(dāng)溶質(zhì)增多時(shí),水分的自由能降低,溶液濃度越大,水勢就越小,即負(fù)值越大。滲透勢和滲透壓數(shù)值相等,符號(hào)相反。(3)重力勢(g) 是由于重力場位置不同于參照水平面而引起的土壤水分勢。是地球引力造成的,根據(jù)重力場位置來確定。重力勢g=gh表示,其大小取決于相對(duì)于參照面的高度,正負(fù)決定于參照面的位置。 (4)壓力勢(p) 是由于土壤中水分受到壓力而引起的水勢。 靜水壓勢 是由于土壤中存在著不透水層而對(duì)其下層的土壤水分產(chǎn)生的靜水壓力而引起的水勢。 氣壓勢 是由于空氣被封閉在土壤中使氣壓不平衡而
44、引起的水勢。 荷載壓勢 是由于水中含有懸浮膠體物質(zhì)所產(chǎn)生的荷載壓力引起的水勢。(5)溫度勢(t) 是由于土壤中溫度變化所引起的水勢,當(dāng)處于恒溫或溫度變化不大時(shí),溫度勢等于0。(6)總土水勢(w) 總土水勢即土壤水勢為以上各分水勢之和: w = m + + p + g + t 在土壤水分不飽和時(shí),主要取決于m,而在鹽堿地以及研究土壤植物水分關(guān)系時(shí),p、也起作用。5. 滲透、徑流和降水的關(guān)系降水 = 滲透 + 徑流6. 影響水分入滲的因素降水開始后的時(shí)間 土壤初始含水量 土壤性質(zhì) 土壤表面狀況7. SPAC水分傳輸過程和水分流動(dòng)規(guī)律(1)系統(tǒng)水流的各個(gè)過程和途徑a.土壤中的水分向根表皮流動(dòng);b.水
45、分被根表皮吸收通過根及莖的木質(zhì)部輸送到葉片的葉肉細(xì)胞;c.從葉肉細(xì)胞汽化后進(jìn)入氣孔;d.水汽經(jīng)過氣孔擴(kuò)散到大氣中。水勢的概念通用于水流的各個(gè)過程。(2)水分流動(dòng)的基本規(guī)律水分總是從水勢高的地方流向水勢低的地方,其流量與水勢差成正比,而與水流阻力成反比。 如果在整個(gè)系統(tǒng)中水的流量保持不變,上述關(guān)系可用下式表示:式中,1、2、3分別為土壤與根、根與葉和葉與大氣之間的水勢差;R1、R2、R3分別為相應(yīng)的阻力;Q為水通量。不同土壤吸力和大氣蒸發(fā)力下的水勢分布見圖4.8(P170)。 圖4.8中,曲線1是土壤水分含量較高,土壤吸力較低的情況;曲線2是土壤吸力同樣低,但大氣蒸發(fā)力增大了;曲線3是土壤吸力已
46、相當(dāng)高,但大氣蒸發(fā)力較低的情況;曲線4是土壤吸力和大氣蒸發(fā)力都高的極端情況。8. 土壤水分特征曲線和滯后現(xiàn)象1、土壤水分特征曲線 概念 土壤吸放水時(shí),土壤水分含量與對(duì)應(yīng)的能態(tài)指標(biāo)所成的相關(guān)曲線稱為土壤水分特征曲線。 用途表明土壤在某一含水量時(shí)土壤水分所受的吸力,或土壤水處于某一吸力時(shí)的土壤水分含量。反映土壤的特性,尤其是物理特性,不同質(zhì)地的土壤水分特征曲線是變化的。反映不同質(zhì)地土壤水分對(duì)植物的有效性。圖4.9、P174。因此,利用土壤水分特征曲線來說明土壤水分?jǐn)?shù)量與作物生長的關(guān)系比用土壤水分形態(tài)來說明問題要清楚得多。2、滯后現(xiàn)象 事實(shí)同一質(zhì)地的土壤水分特征曲線也不是唯一的,即水勢和土壤含水量之
47、間關(guān)系往往不是單值性的。 概念通過脫水過程和吸水過程兩種方法測得的土壤水分特征曲線并不重合。同樣吸力的土壤含水量在脫水過程中比在吸水過程中高,這種現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)象(圖4.10)。9. 作物蒸散及其影響因子1、概念蒸散即植物葉面蒸發(fā)(蒸騰)和棵間土壤蒸發(fā)之和。蒸散是植物失水的主要方式。2、蒸散研究在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的意義 (1)估算作物的蒸散可確定作物的需水量 。對(duì)于制定灌水計(jì)劃,確定灌水時(shí)間和灌水量,提高灌溉效益具有十分重要的意義。 (2)蒸散研究有助于研究各種土壤氣候帶 。對(duì)于發(fā)展合適的耕作制度,引用適宜的品種,應(yīng)用有效的水分管理技術(shù),均有十分重要的意義。 3、影響蒸騰作用的因子(1)作物本身特征
48、 a.葉面積 葉片大而多的作物一般比葉片小而少的作物蒸騰量大。 b.根冠比 根系發(fā)達(dá)、扎根深的作物比范圍小、扎根淺的作物蒸騰量大,更能抗旱(圖4.12、P179)。 c.葉片方位 朝陽葉片(大多數(shù)葉片的方位都趨于接收更多的入射輻射)光合強(qiáng)度大,蒸騰量也很大。 d.葉片大小 小葉片的空氣阻力小,水分易散失,蒸騰大;但小葉片上的邊界層薄,更有利于顯熱交換和潛熱交換,減低葉片水勢而降低蒸騰;兩方面趨于互相補(bǔ)償而不斷調(diào)節(jié)蒸騰量,水分充足時(shí),蒸騰量大,水分不足時(shí),蒸騰量小。e.葉片表面特征 葉、莖表面有蠟質(zhì)層或有白色、密而柔的一層毛,會(huì)大大降低作物的蒸騰量。f.氣孔 氣孔大,蒸騰量大,但光合作用也大;氣
49、孔小,蒸騰量小,但光合作用也小。近年來的研究表明,氣孔能使其開度保持使二氧化碳進(jìn)入為最適程度,從而控制水分損失。g.生育期 與作物的生長速度成正比,即“少多少”規(guī)律。(2)氣象條件 a.光。光可促使氣孔張開,蒸騰增大。 b.氣溫。氣溫升高可增加葉片的蒸騰強(qiáng)度;過高又會(huì)抑制蒸騰作用的進(jìn)行。 c.空氣濕度??諝鉂穸仍黾?,蒸騰強(qiáng)度減弱。 d.風(fēng)??稍龃笕~片表面與其周圍空氣的濕度梯度,并使植株搖動(dòng),促進(jìn)蒸騰作用的進(jìn)行。(3)土壤條件 土壤濕度和溫度適宜,通氣狀況良好,則蒸騰量增加。10. 作物需水量及蒸騰系數(shù)1、作物需水量(1)概念作物需水量 ,是指生產(chǎn)1克干物質(zhì)所需的水量。用植物在整個(gè)生長期或某一個(gè)
50、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)之比來表示。(2)表征作物需水量的參數(shù) a.蒸騰系數(shù)。指作物在生育期內(nèi),每合成1克干物質(zhì)所蒸騰的水分克數(shù)。b.蒸騰效率。指作物在生育期內(nèi),每消耗1克水所合成的干物質(zhì)克數(shù)。是蒸騰系數(shù)的倒數(shù)。 c.蒸騰強(qiáng)度。指單位時(shí)間內(nèi)單位葉面積上的蒸騰量。(3)關(guān)于蒸騰系數(shù) 蒸騰系數(shù)是表征作物需水量最常用的參數(shù)。其大小既表征作物對(duì)水分利用效率的高低 ,也表征作物對(duì)水分的喜好程度。 蒸騰系數(shù)大,說明作物要求的水分多,更主要的是利用率低,即蒸騰效率低。 根據(jù)蒸騰系數(shù),便可找到作物的抗旱性與需水量之間的規(guī)律,蒸騰系數(shù)越低的作物,越適應(yīng)于干旱地區(qū)。 蒸騰系數(shù)不是一個(gè)穩(wěn)定的
51、數(shù)值。不同作物(表4.9 、P185)、不同品種、不同發(fā)育期、不同的土壤條件及不同的氣象條件,蒸騰系數(shù)不同。 僅用蒸騰系數(shù)作為估算作物水分消耗和確定作物需水量的基礎(chǔ)是不合適的。 (4)作物需水量的組成及影響因素 a.作物需水量的組成 光合作用所需水量和植物體內(nèi)所含水分,比例很小。 蒸騰耗水,占作物需水量的絕大部分。 棵間蒸發(fā)和田間滲漏。前兩部分為作物生理過程所必需,又稱為生理需水;后一部分為作物適宜生長環(huán)境條件形成所必需,又稱為生態(tài)需水。 b.表示方法 作物需水量一般用單位面積上的水量來表 示,以立方米/公頃為單位 ;也可用水層深度來表示,以毫米為單位。 c.影響因素作物需水量因作物、品種、生
52、育進(jìn)程、氣象條件、土壤條件、田塊大小、產(chǎn)量高低以及農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的不同而波動(dòng)。圖4.15(P186),表4.10(P187)。11. 作物水分臨界期、水分關(guān)鍵期及其異同(1)水分臨界期 對(duì)水分最敏感的時(shí)期 ,即由于水分缺乏或過多對(duì)產(chǎn)量影響最大的時(shí)期,稱為某作物的水分臨界期。 水分臨界期不一定是植物需水最多時(shí)期。 作物的水分臨界期一般在穗花期(表4.11)。原因一般可歸結(jié)為兩點(diǎn): 一是抽穗開花期作物生長旺盛,新陳代謝快,物質(zhì)輸送加強(qiáng),群體的葉面積也達(dá)最大,水分的消耗明顯增加,易因缺水而影響產(chǎn)量。二是缺水時(shí)作物體內(nèi)水分不足,使各器官之間的水分重新進(jìn)行分配。由于蒸騰作用,葉片大量失水,就會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的吸
53、水能力,此時(shí)根系因缺水而不能滿足葉片的蒸騰需要,這樣葉片就會(huì)向臨近含水量較高的幼嫩器官吸水,因此幼穗或花芽就成為吸水的主要對(duì)象,幼穗因大量失水而發(fā)育受阻,最終影響產(chǎn)量。(2)水分關(guān)鍵期 概念在水分臨界期或?qū)λ忠蚕喈?dāng)敏感的另一個(gè)時(shí)期 ,正好遇上當(dāng)?shù)亟邓畻l件經(jīng)常出現(xiàn)不適宜,則這一時(shí)期是當(dāng)?shù)厮謼l件影響產(chǎn)量的關(guān)鍵時(shí)期,稱為作物的水分關(guān)鍵期。 與水分臨界期的區(qū)別臨界期是從作物本身對(duì)水分的需求來考慮的,是生理問題;而關(guān)鍵期是綜合考慮了作物的特性和當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件,是農(nóng)業(yè)氣象問題。12. 透雨及其確定標(biāo)準(zhǔn)(1)透雨 a.概念 透雨指在天氣比較干旱的條件下,一次降水過程可以使得當(dāng)?shù)刂饕r(nóng)作物在較長時(shí)期內(nèi)得到維持其正常生育所需要的水分,這樣的一次降水過程稱為透雨。 b.透雨要滿足兩個(gè)條件 降水量必須超過一定的量; 滲透深度要大于作物所要求的深度。 c.確定透雨應(yīng)考慮的問題 作物對(duì)土壤水分的需求 土壤水分運(yùn)動(dòng)和作物對(duì)土壤水分的吸收情況 土壤耕作層與下層水分交換情況
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