氣象與農(nóng)業(yè)新課件

農(nóng)業(yè)與氣象2009.7.4作物與氣象氣象常用研究方法

2009年前期氣象條件分析后期天氣預(yù)測(cè)

（一）氣象與農(nóng)業(yè)

農(nóng)業(yè)的最大特點(diǎn)之一，就是它的生產(chǎn)過(guò)程完全是或基本上是在自然條件下進(jìn)行的，作物生長(zhǎng)發(fā)育的全過(guò)程要受到氣象、土壤、地形、植被等自然條件的影響。其中氣候是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要自然因素，氣候環(huán)境為農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育提供光、溫、水、氣等能量和物質(zhì)資源，因此糧食產(chǎn)量的高低及品質(zhì)的優(yōu)劣在很大程度上是受氣候條件綜合影響的，可見(jiàn)氣象條件對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量形成的重要性。所以，任何地方的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都應(yīng)考慮氣象因素，注意利用有利的條件，避免和克服不利氣象因子的影響，做到因地制宜和因時(shí)制宜，才能奪取高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。作物與氣象②低溫冷害：低溫冷害就是作物生長(zhǎng)期內(nèi)因溫度偏低，熱量不足延遲作物的生長(zhǎng)發(fā)育速度或是作物發(fā)育關(guān)鍵期遇一定強(qiáng)度的低溫，對(duì)作物發(fā)育產(chǎn)生障礙而造成作物受害減產(chǎn)，東北主要是夏季低溫冷害。低溫冷害包括三種：延遲型冷害，障礙型冷害和混合型冷害。當(dāng)出現(xiàn)冷害時(shí)，籽粒不能完好成熟，稻米品質(zhì)下降，受災(zāi)減產(chǎn)幅度在30-40％左右，嚴(yán)重時(shí)可達(dá)50%以上，甚至絕產(chǎn)。

③霜凍：它是指春、秋兩季作物表面以及近地面空氣層的溫度下降，農(nóng)作物生長(zhǎng)在臨界溫度或以下時(shí)引起的死亡或枯萎的現(xiàn)象，發(fā)生霜凍時(shí)，土壤或者植物體表面氣溫下降到0度或以下，作物遭受傷害或者死亡。發(fā)生在秋季的稱(chēng)為初霜凍或者秋霜凍，在東北農(nóng)區(qū)主要發(fā)生在9-10月份。發(fā)生在春季的為終霜凍或者春霜凍，在東北農(nóng)區(qū)主要發(fā)生在4-6月份。霜凍出現(xiàn)以后，作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量受到影響，可導(dǎo)致籽粒含水率偏大，造成糧食減產(chǎn)，品質(zhì)下降。較早的強(qiáng)霜凍使糧食減產(chǎn)5%～10%。我國(guó)各地初、終霜凍出現(xiàn)的時(shí)間受緯度、海拔、地形等影響而不同。在一年一熟地區(qū)，初霜凍造成的危害比較嚴(yán)重，終霜凍造成的危害相對(duì)較輕。

2氣候：氣候是長(zhǎng)期天氣的平均狀態(tài)。一般地說(shuō)，

氣候變化就是相對(duì)于平均值的偏差，嚴(yán)格地說(shuō)，如果氣候平均狀態(tài)或氣候變率（離差）或兩者出現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)意義上顯著的變化就稱(chēng)做氣候變化。氣候突變就是氣候從一種狀態(tài)急劇向另一種狀態(tài)變化，它表現(xiàn)為氣候在時(shí)空上從一個(gè)統(tǒng)計(jì)特征到另一個(gè)統(tǒng)計(jì)特征的急劇變化。3溫度的三基點(diǎn)：作物生長(zhǎng)發(fā)育要求不同的溫度范圍，每一種溫度范圍，有一個(gè)下限溫度、上限溫度和最適宜的溫度，這就是溫度的三基點(diǎn)。下限溫度是指作物發(fā)育過(guò)程將要停止，但生長(zhǎng)仍可維持，若繼續(xù)降低則引起作物死亡的溫度。最適溫度是指維持作物最快生長(zhǎng)或發(fā)育速度的溫度。上限溫度是指作物發(fā)育過(guò)程將要停止，但生長(zhǎng)仍可維持時(shí)的溫度，當(dāng)溫度高于生長(zhǎng)上限溫度時(shí)，還可以生活，但若溫度再增高，作物便將死亡，這個(gè)溫度就是維持生命的上限溫度。例如，玉米，生育期間最低溫度為10℃；生長(zhǎng)最適溫度為20-24℃，最高溫度為40-44℃。不同的發(fā)育期相應(yīng)的指標(biāo)也不相同，以最適溫度為例，玉米生長(zhǎng)期最適溫度為20-24℃，拔節(jié)到開(kāi)花以24-26℃為宜，灌漿期的適宜溫度為22-24℃。是分析溫度條件是否適宜的依據(jù)。6土壤墑情：墑指土壤的濕度，墑情指土壤濕度的情況。土壤濕度是土壤的干濕程度，即土壤的實(shí)際含水量，可用土壤含水量占烘干土重的百分?jǐn)?shù)表示，即土壤重量含水率=水分重/烘干土重×100％。土壤相對(duì)濕度即是土壤重量含水率與田間持水量之比。土壤相對(duì)濕度是用來(lái)評(píng)價(jià)土壤旱澇的重要指標(biāo)。（三）、氣象條件與農(nóng)作物的關(guān)系

氣象條件對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的影響是綜合的，主要為光、熱、水。氣象條件對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成還具有非等同性作用：一方面，某一氣象要素在農(nóng)作物生育的各個(gè)時(shí)期作用不同，主要是因?yàn)檗r(nóng)作物不同生育期對(duì)該氣象要素有不同的要求，而天氣氣候形勢(shì)不斷變化，因而在各生育時(shí)期里該氣象要素對(duì)其生育的滿(mǎn)足程度也不同；另一方面，某一地區(qū)各種農(nóng)業(yè)氣象要素對(duì)農(nóng)作物的作用不同，在輻射、溫度、水分等農(nóng)業(yè)氣象要素中往往只有其中的一個(gè)或兩個(gè)要素對(duì)作物生育和產(chǎn)量的影響是主要的，即存在主要農(nóng)業(yè)氣象影響因子，其它因子可能變化不大，或是在作物要求的適宜范圍內(nèi)變化，對(duì)作物生育和產(chǎn)量影響不顯著。光照：太陽(yáng)能是作物通過(guò)光合作用制造有機(jī)物質(zhì)的唯一能量來(lái)源，也是熱量的主要來(lái)源。太陽(yáng)光和熱對(duì)植物生活起著重大的作用。溫度：任何一種作物必須在一定的溫度條件下才有進(jìn)行生長(zhǎng)發(fā)育，溫度直接制約著作物光合作用和呼吸作用，因而影響著作物的干物質(zhì)積累。不同作物、同一作物的不同品種、各種作物的不同生育階段，對(duì)溫度的要求都不同。作物的生長(zhǎng)發(fā)育是由若干個(gè)發(fā)育期組成的，只有完成上一個(gè)發(fā)育階段才能循序進(jìn)入下一個(gè)發(fā)育階段。溫度是影響作物生長(zhǎng)發(fā)育的主要?dú)夂蛞蜃?，在一定的溫度范圍?nèi)作物發(fā)育速度與溫度成正比。水分：在作物的一生中，從種子發(fā)芽、出苗、莖葉旺盛生長(zhǎng)到開(kāi)花結(jié)實(shí)，經(jīng)過(guò)一系列的生理需水和生態(tài)需水過(guò)程，消耗掉大量的水分。從作物生育前期、中期和后期的需水量來(lái)看，是一個(gè)由少到多又到少的變化過(guò)程。作物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，植株體積較小，生長(zhǎng)速度較慢，耗水少；在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)同時(shí)并進(jìn)的階段，植株體積和重量都迅速增加，生長(zhǎng)速度快，耗水量急劇增多；生殖生長(zhǎng)階段，植株體積不再增大，隨著時(shí)間的推移作物有機(jī)體逐漸衰老，耗水量也逐漸減少。水分：玉米是高桿作物，是一種需水較多的作物。其需水特點(diǎn)為前期需水少，中期需水多，后期偏少。玉米苗期要求土壤濕度為田間持水量的60-70%，小于50%或大于80%均不利于蹲苗。苗期怕澇不怕旱，玉米在出苗至七葉期最易受澇害，受澇害的壤質(zhì)土壤濕度下限指標(biāo)是23%，相當(dāng)于田間持水量的90%。拔節(jié)至抽雄期最適宜的土壤濕度為田間持水量的70-90%，抽雄前10天和后20天是玉米需水關(guān)鍵期，也是需水高峰期，此時(shí)，土壤濕度若低于田間持水量的60%，將嚴(yán)重影響產(chǎn)量。抽雄后適宜的土壤濕度為田間持水量的70-80%。灌漿期要求土壤濕度逐漸由田間持水量的80%降至50%左右。

光照：玉米是一種光飽合點(diǎn)高、光補(bǔ)償點(diǎn)低的作物，它又是一種高光效的C4作物。在自然光范圍內(nèi)，玉米群體內(nèi)是達(dá)不到光飽和點(diǎn)的。在低于光飽和點(diǎn)的光強(qiáng)范圍內(nèi)，光照越強(qiáng)，光合作用越強(qiáng)，積累物質(zhì)越多。光合作用的最適溫度是30-40℃，在20℃以下時(shí)光合作用即急速下降。光對(duì)玉米的影響是多方面的，若全天接受直射光時(shí)間大于8小時(shí)，植株發(fā)育正常，雌雄穗均不受影響。若小于8小時(shí)，在不同發(fā)育期有不同程度的影響。如葉片減少；植株無(wú)雌穗，雄穗受到嚴(yán)重影響，枝梗少，無(wú)花粉；籽粒少，千粒重低等。大豆生長(zhǎng)發(fā)育的農(nóng)業(yè)氣象條件：溫度：大豆是喜溫作物，屬于溫涼型。種子發(fā)芽最低溫度在6～8℃，以10～12℃發(fā)芽正常，最適溫度是18~28℃，此時(shí)發(fā)芽最快而且出苗整齊；生育期間以15～25℃最適宜；大豆進(jìn)入花芽分化以后溫度低于15℃發(fā)育受阻，影響受精結(jié)實(shí)；后期溫度降低到10～12℃時(shí)灌漿受影響。全生育期要求1700～2900℃的有效積溫。大豆的幼苗對(duì)低溫有一定的抵抗能力。一般溫度在不低于零下4℃時(shí)，大豆幼苗只受輕害，超過(guò)零下5℃時(shí)幼苗全部受凍害。幼苗的抗寒力與幼苗生長(zhǎng)狀況有關(guān)，在真葉出現(xiàn)前抗寒力較強(qiáng)，真葉出現(xiàn)后抗寒力顯著減弱。

光照：大豆是喜光作物，對(duì)光照條件好壞反應(yīng)較敏感。由于大豆花莢分布在植株上下部，因此上下部各位置葉片都要求得到充足的陽(yáng)光，以利于葉片進(jìn)行光合作用，以便將有機(jī)養(yǎng)分輸送到各部位花莢。所以栽培過(guò)程中要保證大豆群體生長(zhǎng)植株透光良好，每層葉片都能得到較好的光照條件，進(jìn)行光合作用，才能有效地提高產(chǎn)量。大豆是個(gè)短日照作物，就是說(shuō)在一晝夜的光照與黑暗的交替中，大豆要求較長(zhǎng)的黑暗和較短的光照時(shí)間。具備這種條件就能提早開(kāi)花，否則生育期變長(zhǎng)。大豆光周期反應(yīng)的這一特性，在大豆引種時(shí)應(yīng)特別注意。品種所處的緯度不同，對(duì)日照反應(yīng)也不同。高緯度地區(qū)品種生長(zhǎng)在日照較長(zhǎng)的環(huán)境下，對(duì)日照反應(yīng)不很敏感，屬中晚熟品種。因此由北向南引種會(huì)加速成熟；半蔓型的會(huì)變直立，植株變矮，結(jié)實(shí)減少。相反由南向北引種，會(huì)延長(zhǎng)生育期，植株變得高大，所以南北不宜大幅度調(diào)種。

大豆的落花落莢與氣象條件的關(guān)系：大豆開(kāi)花前后常因不良的氣象條件及植株體內(nèi)生理失調(diào)而引起落花蕾脫落。不良的氣象條件如水分缺乏、通風(fēng)不良、光照不足以及大風(fēng)暴雨等。減少花莢的脫落就必須從改善農(nóng)田氣候狀況和營(yíng)養(yǎng)狀況著手，盡量減少機(jī)械損傷。天氣干旱或土壤水分不足時(shí)，要及時(shí)灌水。種植密度要適宜，使田間通風(fēng)透光良好。施肥要適當(dāng)，開(kāi)花結(jié)莢期間增施肥料，能調(diào)節(jié)植株體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)狀況，減少花莢脫落。同時(shí)做好防病治蟲(chóng)工作。水稻生長(zhǎng)發(fā)育的農(nóng)業(yè)氣象條件：水稻的一生可分為幼苗期、分蘗期、拔節(jié)孕穗期、抽穗期和灌漿成熟期。

溫度：水稻的發(fā)育速度主要受環(huán)境因素即晝長(zhǎng)和溫度的影響，水稻是短日照作物，縮短日照長(zhǎng)度會(huì)加快發(fā)育，相反會(huì)延緩其發(fā)育速度。溫度的影響是主要的，高溫會(huì)加速發(fā)育，低溫會(huì)延緩發(fā)育，就其影響程度來(lái)看，溫度的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于日長(zhǎng)的影響。溫度是水稻生育與決定稻作熟制的重要?dú)夂蛞蜃樱瑬|北稻區(qū)，稻作生長(zhǎng)季為110～180d，平均氣溫18～23℃，≥10℃積溫2000～4000℃。粳稻出苗最低溫度為12℃。春季穩(wěn)定通過(guò)13.5℃水稻開(kāi)始返青。有效分蘗期內(nèi)的平均氣溫達(dá)到22℃以上，最高氣溫27℃，即可滿(mǎn)足分蘗要求，但日平均氣溫在15～17℃以下時(shí)，分蘗停止。拔節(jié)期日平均氣溫在25℃～28℃對(duì)幼穗分化發(fā)育最為適宜，在花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂期時(shí)（幼小孢子階段及減數(shù)分裂細(xì)線期），最低溫度低于15～17℃，會(huì)造成穎花退化，不實(shí)粒增加和抽穗延遲。抽穗開(kāi)花期適宜溫度為25～32℃，當(dāng)遇連續(xù)3天平均氣溫低于20℃，易形成空殼和癟粒，但氣溫在35～37℃以上造成結(jié)實(shí)率下降。灌漿結(jié)實(shí)期要求日平均氣溫在23～28℃之間，溫度低時(shí)物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)減慢，溫度高時(shí)呼吸消耗增加。水稻生長(zhǎng)發(fā)育的農(nóng)業(yè)氣象條件：

水分：水分是水稻生長(zhǎng)發(fā)育的基本條件，稻田水分狀況由降水量、灌溉量、滲透量和蒸散量所決定。水稻全生長(zhǎng)季需水量一般在700～1200mm之間，大田蒸騰系數(shù)在250～600之間，水稻蒸騰總量隨光、溫、水分、風(fēng)、施肥狀況、品種光合效率、生育期長(zhǎng)短及熟期而變化。單季中、晚稻在孕穗期蒸騰量最高。水稻需要水層灌溉，以提高根系活力和蒸騰強(qiáng)度，促使葉片蔗糖、淀粉的積累和物質(zhì)的運(yùn)轉(zhuǎn)。水層深度以5～10cm為宜，也可進(jìn)行不同程度的露田和曬田。水稻拔節(jié)孕穗期是需水最多時(shí)期，在返青期、幼穗分化期、開(kāi)花與灌漿前期如受干旱影響，將嚴(yán)重減產(chǎn)，因?yàn)榉登嗥谌彼瑢⒂绊懷砻缁羁煤头痔Y；幼穗分化期缺水，穎花會(huì)大量退化，出穗延遲、結(jié)實(shí)率下降；抽穗期受旱，影響出穗，減產(chǎn)嚴(yán)重。灌溉期受旱，粒重下降而影響產(chǎn)量。數(shù)據(jù)、信息獲取方式：氣象數(shù)據(jù)在未審核之前不能使用。因?yàn)榭赡艽嬖阱e(cuò)情，必須經(jīng)審核之后才能使用。信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)等方式獲取，或與氣象部門(mén)合作。

2009年春季我省的氣候特征總體表現(xiàn)為前期氣溫偏低，降水偏少；后期氣溫偏高，降水偏少；相對(duì)的日照表現(xiàn)為前期偏少，后期偏多；大部農(nóng)區(qū)大風(fēng)日數(shù)比去年偏多。3月氣溫偏低，積雪融化緩慢。4月上、中旬氣溫偏高，積雪集中融化，降水相對(duì)偏多，導(dǎo)致小麥主產(chǎn)區(qū)土壤偏澇，大型機(jī)械難以作業(yè)，不利于小麥適時(shí)播種，4月中旬有低溫時(shí)段出現(xiàn)，對(duì)水稻育秧及出苗有一定影響，4月下旬氣溫偏高，降水南多北少，大部地區(qū)的氣象條件對(duì)春播比較有利。5月氣溫偏高，降水偏少，大部農(nóng)區(qū)耕層土壤干旱嚴(yán)重，干旱面積不斷擴(kuò)大，最終演化為全省性干旱，對(duì)大田作物的種子出苗及幼苗生長(zhǎng)極其不利，水田缺水、渴水嚴(yán)重，影響水稻移栽及返青。

2009年前期氣象條件分析

2009年春末發(fā)生了歷史罕見(jiàn)的干旱，5月1～28日黑龍江全省降水量歷史同期最少，少雨多大風(fēng)高溫天氣導(dǎo)致作物播種期、出苗期、幼苗生長(zhǎng)期所處的耕層（10cm）失墑迅速，旱情嚴(yán)重。5月上旬末全省有37個(gè)縣市干旱，5月中旬干旱向全省蔓延，耕層60個(gè)縣市處于干旱狀態(tài)，至5月28日黑龍江省已發(fā)展成為全省性干旱，耕層全省除牡丹江北部及勃利、雞東5個(gè)縣市墑情正常外，其它地區(qū)耕層土壤都處于干旱狀態(tài)，干旱縣市共包括78個(gè)。5月28～30日全省出現(xiàn)陰雨天氣，大部地區(qū)雨量較小，雨量較大地區(qū)旱情緩解。干旱對(duì)農(nóng)作物的影響：

水稻：此次干旱期間是水稻泡田、移栽的關(guān)鍵時(shí)期，干旱導(dǎo)致少數(shù)水田出現(xiàn)渴水現(xiàn)象，缺水嚴(yán)重地區(qū)移栽延遲，缺水較少的地區(qū)移栽后，也影響稻株正常生長(zhǎng)，稻株生長(zhǎng)緩慢，植株小，有些地塊甚至出現(xiàn)稻苗干枯現(xiàn)象。小麥：黑龍江省麥區(qū)主要分布在北部地區(qū)，受干旱影響比玉米、大豆輕。但干旱嚴(yán)重時(shí)期主要是小麥分蘗期，干旱高溫且沒(méi)有采取澆灌措施地區(qū)，會(huì)使小麥植株矮小，小麥有效分蘗減少，穗數(shù)降低，旱象嚴(yán)重的個(gè)別地區(qū)，有的葉片萎蔫，分蘗死亡甚至幼苗全株死亡。部分地區(qū)受干旱影響未能及時(shí)播種小麥而被迫改種生育期較短的其它作物，從而影響產(chǎn)量。低溫對(duì)農(nóng)作物的影響：進(jìn)入6月以來(lái)，我省多陰雨天氣且伴隨低溫寡照。6月全省大部農(nóng)區(qū)氣溫較常年同期偏低2～3℃。6月份≥10℃的積溫不高，大部分市縣比歷史同期偏少。持續(xù)低溫、寡照使作物生長(zhǎng)緩慢、