成信工應(yīng)用氣象學(xué)課件01農(nóng)業(yè)氣象

應(yīng)用氣象學(xué)課程性質(zhì)：專業(yè)選修授課學(xué)時：32學(xué)時大氣科學(xué)系你了解的應(yīng)用氣象是什么？農(nóng)業(yè)氣象

作物種植作物生長作物產(chǎn)量森林蓄水影響CO2森林火險林業(yè)氣象

氣象能源風(fēng)能太陽能傳染病人體舒適度死亡率醫(yī)療氣象建筑氣象工廠選址住宅區(qū)設(shè)計道路設(shè)計交通、通訊與氣象冰天雪地大塞車貴州雪災(zāi)現(xiàn)場課程內(nèi)容及學(xué)時分配課程總學(xué)時：32學(xué)時；授課學(xué)時：28學(xué)時實踐教學(xué)環(huán)節(jié)4學(xué)時：農(nóng)業(yè)氣象：農(nóng)業(yè)氣候資源的計算分析氣象能源：風(fēng)能指標(biāo)的計算農(nóng)業(yè)氣象： 要求學(xué)生深刻理解：光、熱、水對作物的影響；冷害、霜凍、干旱、干熱風(fēng)的概念、分類及對作物的危害；農(nóng)業(yè)氣候分析及其步驟；地區(qū)光熱水資源的農(nóng)業(yè)氣候分析；農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報。

牢固掌握：光能利用率的計算；活動積溫及有效積溫的計算；用五日滑動平均法計算界限溫度的初終日期、持續(xù)日數(shù)；農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報中預(yù)報因子的選擇。林業(yè)氣象

： 要求學(xué)生深刻理解：森林小氣候基本概念；森林在維持生態(tài)平衡中的作用。牢固掌握：森林小氣候、防護(hù)林帶小氣候特點。

氣象能源： 太陽能（Q）計算中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)S和天空遮蔽函數(shù)J的計算；風(fēng)能指標(biāo)的計算。 牢固掌握：韋伯分布參數(shù)k、c的三種計算方法。醫(yī)療氣象

： 要求學(xué)生理解：醫(yī)療氣象學(xué)基本概念，以及氣象各要素對人體的影響。牢固掌握：醫(yī)療氣象學(xué)研究的主要內(nèi)容和方法；天氣變化與人體健康的關(guān)系。建筑氣象： 經(jīng)驗頻率法、皮爾森—Ⅲ型、第Ⅰ型極值分布推算氣象要素極值； 城市規(guī)劃、布局與當(dāng)?shù)厥⑿酗L(fēng)向、日照的關(guān)系；建筑物風(fēng)荷載的計算?？己?/p>

本科課程采用閉卷考試，內(nèi)容為教學(xué)大綱所列內(nèi)容?？己顺煽冎袘?yīng)包含實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的成績。教材與主要參考書（一）推薦使用教材：胡毅等編著2005年《應(yīng)用氣象學(xué)》第二版氣象出版社。（二）主要參考書目： 劉漢中編著1982年《農(nóng)業(yè)氣象學(xué)》科學(xué)出版社。 歐陽海編著1990年《農(nóng)業(yè)氣象學(xué)》氣象出版社。 高紹鳳等編著2001年《應(yīng)用氣候?qū)W》氣象出版社。第一章農(nóng)業(yè)氣象農(nóng)業(yè)氣象基本因子： 光、熱、水、氣(CO2)和營養(yǎng)物質(zhì)則是農(nóng)作物生活所必需的基本因子，它們同等重要，缺一不可，相互制約而不能相互代替。在農(nóng)作物生活所必需的基本因子中，光、熱、水、氣(CO2)是農(nóng)業(yè)氣象基本因子。

第一節(jié)農(nóng)業(yè)氣象概述氣象條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響：影響地球表面植被和農(nóng)作物的地理分布地區(qū)

南嶺以南

南嶺以北長江以南

黃淮流域

東北

內(nèi)蒙古、西北生長期(d)

無霜期>325

日平均氣溫穩(wěn)定在5℃以上的日數(shù)

250-300

200-250

100-150年降水量(mm)

1500-2000

1000

500-1000

500-1000

250-400熟制

2-3、4熟2-3

熟2熟

1

熟主要作物

水稻、甘蔗、柑橘、荔枝、橡膠、可可、咖啡、胡椒

水稻、茶、蠶絲、桐油、柑橘

冬小麥、玉米、棉花、煙草、花生

高粱、大豆、春麥、水稻春麥、谷子、土豆表1.1我國各地氣候條件與農(nóng)業(yè)影響作物生長發(fā)育及產(chǎn)量的年際變化光水溫作物影響作物產(chǎn)品的質(zhì)量氣溫日較差大有機(jī)物質(zhì)的積累較多氣溫日較差小有機(jī)物質(zhì)的積累較少生長在大陸性氣候較強的作物生長在大陸性氣候較弱或海洋性氣候的作物》影響作物的遺傳性起源于高緯的植物起源于低緯的植物長日照植物短日照植物影響一地區(qū)的種植制度和耕種方法華北平原春旱春播作物播種、出苗冬小麥返青、拔節(jié)早秋耕、深秋耕、耙耱鎮(zhèn)壓農(nóng)業(yè)氣象學(xué)及其研究內(nèi)容農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的概念： 農(nóng)業(yè)氣象學(xué)就是研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件相互關(guān)系及其規(guī)律的科學(xué)，并在此基礎(chǔ)上研究和運用氣象科學(xué)技術(shù)，以便合理利用氣候資源、戰(zhàn)勝不利氣象因素，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的學(xué)科。農(nóng)業(yè)氣象研究的主要內(nèi)容：

1、農(nóng)業(yè)生物有機(jī)體

2、合理利用地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象資源的研究

3、農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報及情報服務(wù)

4、農(nóng)業(yè)氣象觀測、儀器及實驗手段農(nóng)業(yè)氣象研究的方法：

1、資料獲取的方法 農(nóng)業(yè)氣象田間實驗法（田間平行觀測法）

在農(nóng)田（林帶、畜舍等）中同時、同地（或同類型環(huán)境）對氣象要素和農(nóng)業(yè)生物生長發(fā)育進(jìn)行觀測來獲取相關(guān)資料的方法。第二節(jié)太陽輻射與農(nóng)作物一、光照長度對作物生長發(fā)育的影響1．光周期現(xiàn)象： 在不同地區(qū)和不同季節(jié)里，一天之中的晝夜長短，即光明與黑暗的長度是有規(guī)律地變化的，這種白天光照和夜晚黑暗的交替與它們的持續(xù)時間對植物的開花有很大影響的現(xiàn)象，稱為光周期現(xiàn)象。根據(jù)植物對光周期的不同反應(yīng)，可分為以下2個主要類型：(1)短日性植物。 原產(chǎn)于熱帶、亞熱帶的水稻、玉米、大豆、高梁、甘薯、棉花等作物是短日性植物。(2)長日性植物。 麥類、豌豆、油菜、甜菜、胡蘿卜、菠菜、煙草等原產(chǎn)于高緯度的作物是長日性植物。影響作物的遺傳性起源于高緯的植物起源于低緯的植物長日照植物短日照植物熱帶和溫帶的最長白天與最短白天（小時）緯度最長白天最短白天0°12:0012:0010°12:3511:2520°13:1310:4730°13:5610:0440°14:519:0950°16:097:5160°18:305:3065°21:092:5166.5°24:000:00臨界日照長度 將植物分成短日性和長日性植物需要有一個客觀的時數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。長日性植物要求日長不短于這個標(biāo)準(zhǔn)，而短日性植物要求日長不能長于這個標(biāo)準(zhǔn)。否則，它們都只保持營養(yǎng)生長狀態(tài)而不開花結(jié)實。這個時數(shù)標(biāo)準(zhǔn)稱為臨界日照長度。2、光照長度在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用引種。在農(nóng)業(yè)引種中，從光照長度條件方面應(yīng)考慮：a、短日性植物的北方品種向南引種時，由于光照變短、溫度增高，會導(dǎo)致生育期縮短，出現(xiàn)早穗、小穗、粒少。 短日性植物的南方品種向北方引種時，由于光照變長、溫度減低，會導(dǎo)致生育期延長，甚至不能抽穗開花。

b、長日性作物的北方品種向南引種時，由于光照變短，但溫度增高，生育期是否延長要綜合考慮，但一般延遲成熟。 長日性作物的南方品種向北方引種時，光照變長，但溫度降低，生育期是否延長，也要綜合考慮，但一般提早成熟。

c、緯度和海拔高度相近的地區(qū)相互引種時，由于光、溫條件大致相同，一般生育期變化小，引種易獲成功。

d、在同一地區(qū)、平原和高原相互引種，因日照長度沒有變化，生育期的變化只決定于溫度的變化。

(2)育種。(3)其他?？刂瓢l(fā)育期出現(xiàn)的遲早——防御氣象災(zāi)害促進(jìn)營養(yǎng)器官的生長而提高產(chǎn)量。二、光照強度對作物生長發(fā)育的影響1、光照強度的農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)光飽和現(xiàn)象 在一定的光照強度范圍內(nèi)，并在作物生長發(fā)育的適宜外界條件下，光合作用強度隨著光照強度的增強而增強。當(dāng)光強超過一定限度時，光強再增強而光合強度并不相應(yīng)增強，而以一個最高值為漸近線。這個一定限度的光強值稱為光的飽和點，這一現(xiàn)象稱為光飽和現(xiàn)象。 不同的作物、品種、生育期、外界條件的光飽和點是各不相同的。水稻的光飽和點為4—5萬Lx；小麥為2—3萬Lx；棉花為5—8萬Lx。光補償點 光照強度如有減弱，當(dāng)降到光合作用和呼吸作用的氣體交換相等時，即光合強度與呼吸強度處于平衡時，此時的光強稱為光補償點。

2、作物群體內(nèi)的光照強度與光合作用光照強度Ii=I0e-KiFi

（1.1）光合作用的強度(1.2)整個群體的總的凈光合強度Pt為:1.4三、不同光譜成分對植物的影響1、紫外線波長在170-400nm

小于290nm位于290-400nm

必需的光滅生性輻射可抑制作物伸長而使植物變矮；對土壤有一定的消毒作用，可曬種；并有催芽的作用等。2、可見光（生理輻射）光波長在400-760nm光波長在600-700nm——光合作用最強

光波長在500-600nm——反射最強光波長在400-500nm——促進(jìn)蛋白質(zhì)和脂肪的合成光合有效輻射3、紅外線光波長在760—4000nm之間熱效應(yīng)有機(jī)體的溫度和蒸騰作用非生物輻射四、光能利用率及其提高途徑1、光能利用率44％30％光合作用的最大效率僅為22.4％理論有效效率為：15.68％光能損失為36％最后形成產(chǎn)量的生理輻射能量利用效率只有：10%光能利用率：單位面積作物收獲物中所包含的能量與投射到該單位面積上的光合有效輻射能量的比值，叫做光能利用率。對于某時段的光能利用率可寫為：1.52、提高光能利用率的途徑生命溫度生長溫度發(fā)育溫度第三節(jié)熱量條件與農(nóng)作物一、空氣溫度對作物的影響1．三基點溫度最低溫度(下限溫度、生物學(xué)零度)；最適溫度；最高溫度(上限溫度）。2．空氣溫度對作物生長的影響

溫度（℃

）光合作用或呼吸作用的強度（mg/(dm2h)）光合作用呼吸作用有機(jī)體的增長有機(jī)體的消耗三基點作用過程下限溫度最適溫度上限溫度光合作用0-520-3040-50呼吸作用-1036-40503、空氣溫度對作物發(fā)育的影響(1)積溫及其種類溫度（℃

）發(fā)育期日數(shù)(d)持續(xù)時間溫度強度積溫學(xué)說：它的要點是：在其它外界條件基本滿足的前提下，溫度對作物的發(fā)育起著主導(dǎo)作用；作物發(fā)育要求一定的下限溫度(某些發(fā)育期還要求一定的上限溫度)，作物完成某一發(fā)育期要求一定的熱量條件——積溫。活動積溫有效積溫n:作物某發(fā)育期的經(jīng)歷日數(shù)

B:該發(fā)育期的下限溫度ti:該發(fā)育期內(nèi)的日平均氣溫。

式中ti大于等于B；若ti小于B，則ti以0計。式中ti大于等于B；若ti小于B，則ti

-B以0計。4．空氣溫度日變化對作物的影響(1)溫周期現(xiàn)象在自然條件下，不論作物處在生長、開花還是結(jié)實期間，它都要求一定的晝夜溫差，我們稱為溫周期現(xiàn)象。(2)空氣溫度日變化對作物生長的作用夜間溫度是作物生長的主要溫度(日溫與夜溫相配合)。在日平均溫度相同的情況下:溫度日較差越大，有利于作物的生長發(fā)育。當(dāng)日平均氣溫偏低:白晝溫度對作物的生長起著主要作用。當(dāng)日平均氣溫較高:早晨和夜間溫度對作物的生長起著主要作用。(3)空氣溫度日變化對產(chǎn)品品質(zhì)有較大影響二、土壤溫度對作物的影響1、土溫對作物生長發(fā)育的影響(1)影響種子的發(fā)芽和出苗(2)影響作物地下及地上部分的生長(3)影響作物的分蘗強度(4)影響越冬作物的安全越冬三、葉溫第四節(jié)水分條件與農(nóng)作物一、作物需水的規(guī)律

1．水分對作物的一般影響原料光合作用吸收和轉(zhuǎn)運支撐和保持最大組成部分蒸騰作用開花、授粉、受精病蟲害的發(fā)生發(fā)展對水分的要求一般是少—多—少營養(yǎng)生長：30％營養(yǎng)生長與生殖生長并進(jìn)：50%—60％開花以后：10%—20％北京地區(qū)冬小麥不同生育期的需水量2．作物的水分臨界期及關(guān)鍵期對水分最敏感的時期，即水分的不足或過多對產(chǎn)量影響最大的時期，叫做作物的水分臨界期。一個地方的水分條件影響產(chǎn)量的關(guān)鍵期一定是水分臨界期嗎？水分臨界期很關(guān)鍵！2．作物的水分臨界期及關(guān)鍵期如果在某地的氣候條件下，不能夠滿足作物水分臨界期對水分的要求，這一時期是當(dāng)?shù)厮謼l件影響產(chǎn)量的關(guān)鍵期。各類植物的水分臨界期不同水稻減數(shù)分裂期抽穗開花期麥類花鈴期孕穗—抽穗開花期棉花營養(yǎng)生長進(jìn)入生殖生長降水當(dāng)量從營養(yǎng)生長進(jìn)入生殖生長的時期內(nèi)，保證作物最小需水量的降水下限與保證作物最大需水量的降水上限之間的降水量，稱為降水臨界值，又稱降水當(dāng)量。3．作物蒸騰與蒸散(1)作物的蒸騰 通過植物體表蒸發(fā)水分的過程稱為蒸騰。

在作物生育期間，作物合成一克有機(jī)物質(zhì)(干重)所蒸騰的水分克數(shù)，稱為蒸騰系數(shù)。

蒸騰系數(shù)大，表示作物需水量大，水分利用率低；蒸騰系數(shù)小，表示作物需水量小，水分利用率高。蒸騰系數(shù)的倒數(shù)稱為蒸騰效率。作物水稻小麥棉花玉米谷子大豆馬鈴薯蒸騰系數(shù)500-800450-600300-600250-300200-250300-400300-600主要作物的蒸騰系數(shù)（kg/g）(2)蒸散 農(nóng)田土壤蒸發(fā)和作物蒸騰的總耗水量叫蒸散，也稱為騰發(fā)量、總蒸發(fā)量。

當(dāng)作物全覆蓋地面，且土壤充分潮濕條件下的蒸散稱為蒸散勢或可能蒸散（量）、潛在蒸散（量）、最大可能蒸散（量）。(2)蒸散作物總需水量＝生理需水+生態(tài)需水＝(蒸騰量+同化有機(jī)物所需水量)十

(土壤蒸發(fā)量+田間滲透量+植株表面蒸發(fā)量)≈蒸騰量+土壤蒸發(fā)量≈蒸散（3）蒸散計算1）桑斯韋特平均溫度法經(jīng)驗公式：(1.9)我國常用的公式為：(1.10)式中I為熱指數(shù)，由下式?jīng)Q定(1.11)i為個月的熱指數(shù)，它與各月平均氣溫有關(guān)(1.12)經(jīng)驗系數(shù)a與年熱指數(shù)有下述關(guān)系：(1.14)日長對潛在蒸散的影響，桑氏建議用下式計算潛在蒸散：D為所計算時段的日數(shù)，N為該時段的平均日長，以小時計。2）彭曼的熱量平衡法半經(jīng)驗半理論公式(1.15)Δ為飽和水汽壓-溫度曲線的斜率RL=R/L，為凈輻射的蒸發(fā)當(dāng)量(mm/d)R為凈輻射，L為汽化潛熱γ=cpP/0.622，為干濕表常數(shù)（或測濕常數(shù)）cp為比定壓熱容，P為大氣壓,為干燥力(mm/d)ea為空氣的飽和水汽壓ed為空氣實際水汽壓V為風(fēng)速季節(jié)草地蒸散系數(shù)裸地蒸散系數(shù)11-12月0.600.903-4月，9-10月0.700.905-8月0.800.90全年0.700.90用E0求E的系數(shù)3）布德科水熱平衡聯(lián)系方程土壤濕度U土壤濕度臨界值U0當(dāng)U≥U0時當(dāng)U<U0時(1.17)(1.16)在蒸發(fā)面充分潮濕的條件下，熱量平衡方程可寫為：R為凈輻射Q為蒸發(fā)面與空氣的湍流熱交換，B為蒸發(fā)面與土壤的熱交換(kcal/cm2.mon)(1.18)經(jīng)推導(dǎo)、整理，并取近似值，(1.18)式可化為：Ra為按氣溫Ta(K)計算有效輻射所求出的蒸發(fā)面的凈輻射(kcal/cm2.d)B可用經(jīng)驗公式或用土柱中含熱量的變化來計算，Ts為蒸發(fā)面溫度(K)(1.19)二、大氣降水對作物的影響截留1．降水性質(zhì)和強度對作物的影響熱雷雨和夜雨最有利于作物生長發(fā)育。中雨比較有利，有效性大。

暴雨常造成水澇災(zāi)害。小雨對作物有效性差。連陰雨不利于有機(jī)物的合成和積累。2、降水季節(jié)分配對作物影響春季： 這時期作物對水分的需求量急劇增多。 北方春雨少、強度小、年際降水變率大，加之氣溫回升快、風(fēng)速大。 但春雨過多，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也不利。夏季： 夏季是作物生長旺盛的時期，也是作物大量需水的時期。 我國南北地區(qū)先后都進(jìn)入了雨季，一般能滿足作物生長發(fā)育的需要。 要注意防洪排澇。秋季： 對水分需求量逐漸減少，降水量一般都可以滿足作物的需要。 由于北方春雨少，因此必須及時貯存秋季降水。 南方秋雨過多時，會影響秋種秋收，秋雨過少時，則影響晚稻灌漿。冬季： 南方作物對降水的供需矛盾均不突出。 北方冬季的降水 主要是降雪。三．土壤水分對作物的影響1．土壤水分平衡

一般情況下，某一定時間間隔內(nèi)的土壤水分平衡，可用下式表示：

S+(Y+M+N)–(D+L+E+Et)=Z(1．20) S為某時期開始時的土壤水分含量；

(Y+M+N)為該時期內(nèi)土壤水分的收入，Y為降水量，M為毛管上升水，N為水汽凝結(jié)量，

(D+L+E+Et)為該時期內(nèi)土壤水分的支出，D為地面徑流量，L為滲漏量，E為土壤蒸發(fā)量，Et為蒸騰量，

Z為該時期結(jié)束時的土壤水分含量。土壤水分平衡公式可化簡為：

S+Y-(E+Et)＝Z（1.21）2．土壤水分類型和有效性

按土壤中某種吸力對水分的吸持和對水分性質(zhì)的影響，一般可分為：

緊束縛水

松束縛水

毛管水重力水田間持水量又叫土壤最小持水量，是指土壤中毛管水達(dá)到最大量時的土壤含水量，它包括全部束縛水和毛管水，它是在不受地下水影響的自然條件下，土壤中所能較穩(wěn)定保持的水分的最大數(shù)量。灌溉的上限＝田間持水量－灌前土壤含水量凋萎濕度又叫永久凋萎濕度、凋萎系數(shù)、凋萎含水量。是指作物因吸收不到足夠的水分來滿足蒸騰的需要，植株組織中的含水量減少而失去膨壓呈萎蔫狀態(tài)，以致夜間也不能恢復(fù)膨壓時的土壤濕度。3、土壤水分的計算(1)土壤濕度的計算

①以占土壤重量的百分?jǐn)?shù)來表示。即指單位重量無水土壤干土)中，土壤水分重量所占的百分?jǐn)?shù)(B)，表示為

B=×100%（1.22）土壤水重干土重(1.23)

②以土壤相對含水量來表示。即以土壤水重量百分?jǐn)?shù)占田間持水量(有效水分上限)的百分?jǐn)?shù)來表示土壤濕度。

以土壤水分厚度來表示。即將一定深度土壤中，所含的實際土壤水分，換算成水層深度來表示。單位：mm(1.24)(1.25)(2)有效水分計算(3)灌溉水量的計算第五節(jié)

二氧化碳與農(nóng)作物一、CO2在產(chǎn)量形成中的作用光合作用農(nóng)作物干重90%—95％大氣中的CO2平均濃度僅約為320ppm作物生長所要求的最適宜CO2濃度為1000—1500ppm

溫室中采用CO2施肥法大田作物的CO2施肥蔬菜種類施用CO2濃度增產(chǎn)率黃瓜79041%番茄90030%甜椒100033%萵苣80030%甜瓜70037%二、農(nóng)田上CO2的變化規(guī)律1．農(nóng)田上CO2的日變化在農(nóng)田植被層中CO2氣流的平衡方程為：qa=Rx+qn–Pc=Rx+Rk+Rm-Pc

式中qa——植被上部CO2通量；

Rx——作物地上部分呼吸排出的CO2通量；

qn——土壤中放出的CO2通量；

Rk——作物地下部分呼吸排出的CO2通量；

Rm——土壤微生物排出的CO2通量；

Pc——光合作用消耗的CO2總量。農(nóng)田上CO2的日變化：夜間，農(nóng)田上CO2濃度最大白天：午前09～10時，CO2濃度出現(xiàn)低谷中午前后，CO2濃度變化較平穩(wěn)午后，CO2濃度再次降低，但午后空氣湍流較強，CO2可得到上層空氣的補充而下降幅度不很大葉面積系數(shù)大的群體： 白天同化、固定CO2多； 夜間呼吸放出的CO2也多，所以CO2濃度的日變化顯著。

在一年中，夏季作物生長旺盛，冬季作物生長緩慢甚至處于休眠狀態(tài)，因此CO2濃度的日變化是夏季日變化大，冬季日變化小。2、農(nóng)田上CO2的垂直變化當(dāng)農(nóng)田上覆蓋有植物，且光合作用旺盛時(夏季或白天)，因植被層CO2大量被固定，因此CO2濃度垂直分布特點是近地面低而上層高，即CO2濃度隨高度的升高而增大，這種分布型稱為光合型。光合型

在光合作用微弱，甚至停止時(冬季或夜間)，近地面上沒有CO2的固定，只有動植物呼吸、土壤微生物呼吸、礦物質(zhì)燃燒等釋放CO2的過程，這時越近地面，CO2濃度越高，即CO2濃度隨高度的升高而逐漸減小，這種分布型稱為呼吸型。呼吸型

秋后——第二年四月份以前

農(nóng)田上CO2濃度的垂直分布均為呼吸型年內(nèi)的其余時間為光合型在一天中農(nóng)田上CO2的垂直變化三、外界因子對CO2交換的影響太陽輻射溫度水分風(fēng)CO2交換CO2施肥方法方法名稱原理方式優(yōu)點缺點通風(fēng)換氣法與大氣交換來補充室內(nèi)CO2虧缺1、強制通風(fēng)2、自然通風(fēng)1、成本低2、易操作3、應(yīng)用廣泛4、安全、易行1、CO2濃度只能增加到300ppm，而達(dá)不到蔬菜所需的CO2最適濃度2、受外界氣溫限制、冬季使用有困難土壤施肥法給土壤施入可產(chǎn)生CO2的各種肥料利用其分解出的CO2來持續(xù)不斷地補充室內(nèi)CO2增施有機(jī)肥法深施碳銨法成本低、易操作、應(yīng)用廣泛、兼有他用、安全、易行效果緩慢、易產(chǎn)生有害氣體、不易控制固體CO2顆粒肥法成本低、方法簡單、易行、安全不易控制化學(xué)反應(yīng)法利用酸與碳酸鹽的反應(yīng)生成CO2硫酸碳銨法固體酸碳銨法成本較低、效果明顯、氣體純不太安全、操作繁瑣電解法電解原理工業(yè)式氣體純、氣量大、易控制成本昂貴、只適于現(xiàn)代化保護(hù)地生產(chǎn)燃燒法通過燃燒反應(yīng)產(chǎn)生CO2固體燃燒法（如木材、煤、焦等）液體燃燒法（如白煤油等）氣體燃燒法（如石油氣、天燃?xì)猓┦褂梅奖恪⒁子诳刂?、產(chǎn)氣量大、有溫度正效應(yīng)成本偏高易產(chǎn)生有害氣體純CO2法純CO2在室溫下蒸發(fā)或升化來產(chǎn)生CO2液態(tài)（鋼瓶裝）法、固體CO2（干冰）法CO2純凈、施用方便、勞動強度低、氣量大成本高、投資大、有顯著的溫度負(fù)效應(yīng)、運輸不便第六節(jié)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害一、冷害1、冷害的概念和類型

冷害是指在作物生長季節(jié)內(nèi)，由于溫度下降到低于作物當(dāng)時所處的生長發(fā)育階段的下限溫度時(不一定低于零度)，使作物生理活動受到障礙，嚴(yán)重時可使作物某些組織受到危害而最終導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)。根據(jù)冷害對作物危害時期的不同，可分為三種類型： (1)延遲型冷害。是指作物營養(yǎng)生長期，在較長時間內(nèi)遭受比較低的冷害危害，使作物發(fā)育期延遲，以致在初霜到來之前不能正常成熟，而導(dǎo)致產(chǎn)量降低。對水稻危害延遲型冷害 在東北地區(qū)發(fā)生的機(jī)率較大。主要發(fā)生在穎花分化前的營養(yǎng)生長期，此時期最低氣溫小于16～18℃，水稻分蘗延遲、代謝機(jī)能紊亂、抽穗延遲而影響產(chǎn)量。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，且對植株功能葉片的生長有阻礙作用。 (2)障阻型冷害。是指作物的生殖生長期內(nèi)(主要是從穎花分化到抽穗開花期)遭受短時間(一般僅幾天)異常的低溫，使生殖器官的生理機(jī)制受到破壞，造成穎花不孕，空殼很多而減產(chǎn)。對水稻危害障阻型冷害 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，北方冷空氣活動加強時，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”。 (3)混合型冷害，又稱兼發(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。2、冷害對作物的危害細(xì)胞質(zhì)流動減慢，并逐漸停止流動，作物養(yǎng)分的吸收和輸送也就受到障礙。水稻生殖生長階段對低溫敏感有三個時期：幼穗分化期(抽穗前25～32d)花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂期(抽穗前10～15d)抽穗開花期。癥狀

秧苗干枯很多秧苗期受低溫為害后，全株葉色轉(zhuǎn)黃，植株下部產(chǎn)生黃葉，有的葉片呈現(xiàn)褐色，部分葉片現(xiàn)白色或黃色至黃白色橫條斑，俗稱“節(jié)節(jié)黃”或“節(jié)節(jié)白”。在2-3葉苗期遇有日均氣溫持續(xù)低于12℃，易產(chǎn)生爛秧。3．冷害危害指標(biāo)(1)粳稻： 抽穗開花期>=3d以上,日平均氣溫＜20℃，則受害； 日平均氣溫＜20℃的日數(shù)愈長，危害愈重；在花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂期日平均氣溫＜20℃一天或一天以上，24時降溫強度≥6℃則受害。(2)秈稻： 受害指標(biāo)一般比粳稻高2℃。4．防御措施(1)工程措施。興修水利，搞好稻田基本建設(shè)。(2)生物措施。

①選用適合當(dāng)?shù)氐目估涞男缕贩N。

②培育壯秧提高秧苗素質(zhì)。

③適期早播、早插。

④計劃栽培確保安全齊穗。

⑤掌握生育指標(biāo)，決定安全齊穗期。

⑥合理施肥。以水增溫。(3)大力推廣地膜覆蓋。二、霜凍1．霜凍的概念 霜凍是指在溫暖時期內(nèi)，土壤表面、植物表面以及近地面空氣的溫度，迅速降到足以引起農(nóng)作物遭受損傷或者死亡的短時間低溫凍害(通常在0℃或0℃以下)。2006年5月17日，魯?shù)榭h遭受歷史罕見的低溫冷凍（霜凍）災(zāi)害。2．霜凍的類型(1)按霜凍發(fā)生的季節(jié)秋霜凍(早霜凍)春霜凍(晚霜凍)無霜凍期:春季終霜凍日期到秋季初霜凍日期之間的天數(shù)(不包括初、終霜凍日在內(nèi))，稱為無霜凍期。秋霜凍2005年12月19日—20日，那坡縣北部鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）遭受霜凍襲擊，致使秋冬種的馬鈴薯受到災(zāi)害。春霜凍2006年3月14日，漢中地區(qū)遭遇罕見春季霜凍。(2)按霜凍發(fā)生的原因平流霜凍輻射霜凍平流輻射霜凍蒸發(fā)霜凍平流霜凍

2004年05月20日內(nèi)蒙古河套平原遭受特大霜凍災(zāi)害(3)以日最低氣溫為指標(biāo)≤－2℃、≤0℃≤2℃寒流襲擊數(shù)日最低溫度2℃

2005年3月5日晚至6日凌晨，安溪縣約4500畝早芽茶樹不同程度遭受霜凍。

受霜凍害茶葉與未霜凍害茶葉形成鮮明對比3．影響霜凍發(fā)生和強度的因素(1)天氣條件在晴朗無風(fēng)、低溫條件下容易發(fā)生霜凍。冷平流入侵(2)氣候條件寒潮入侵：第一次大寒潮10月中下旬第二次大寒潮11月下旬——12月上旬(3)小氣候條件地形

坡向

水域

森林BAC4、霜凍對作物的危害(1)危害機(jī)制 霜凍能使作物受害，主要是由于0℃以下的低溫使作物細(xì)胞間隙的水形成了冰晶。(2)霜凍對小麥的危害1～77～1414～2020d抽穗備注霜凍害-4～-5-1～-20～-10～-1葉子開始受凍重霜凍害-9～-10-6～-7-2～-3-1～-2-1～-2部分植株死亡拔節(jié)后天數(shù)(d)霜凍指標(biāo)(℃)霜凍等級6、防御措施熏煙法、灌溉法、噴霧法、防護(hù)林法、覆蓋方法選用抗寒品種、早熟品種適時播種、改良土壤等農(nóng)業(yè)方法來防御霜凍，減輕危害。三、旱澇1、干旱贛縣玉米槁干枯(1)干旱的概念及類型干旱是指在農(nóng)業(yè)技術(shù)水平不高的條件下，長期降水偏少，造成空氣干燥，土壤缺水，使農(nóng)作物體內(nèi)水分發(fā)生虧缺，影響正常生長發(fā)育而減產(chǎn)的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。干旱的類型按發(fā)生的成因大氣干旱土壤干旱生理干旱拔節(jié)期缺水弱苗按發(fā)生的季節(jié)春旱：低濕、缺雨或少雨、氣溫不高，并伴有使土壤變干的冷風(fēng)。夏旱：太陽輻射強、高溫低濕、蒸發(fā)和蒸騰量大。秋旱：同于夏旱，但強度稍小。冬旱：降水少、多西北大風(fēng)、低溫低濕。春旱2007年5月19日持續(xù)干旱遂寧無水插秧

夏旱2006年08月14日，四川、重慶局部遭遇五十年一遇特大干旱。按干旱發(fā)生的面積占本地區(qū)面積的大小局地干旱(受旱面積≤10％)；中等干旱(受旱面積為11—20％)，大旱(受旱面積為21—30％)；特大旱(受旱面積為31—50％)；毀滅性旱災(zāi)(受旱面積＞50％)。(2)干旱對作物的危害破壞作物體內(nèi)的水分平衡萎蔫(暫時萎蔫或永久萎蔫)傷害從作物的生育特點來看：作物播種期；水分臨界期；灌漿成熟期。(3)干旱的指標(biāo)從天氣角度看高氣壓的長期控制，引起降水量偏少。降水量，降水與平均溫度比，土壤水分和作物參數(shù)，氣候指標(biāo)和蒸散量估算，綜合指標(biāo)等類型。(4)防御措施可用興修水利、搞好農(nóng)田基本建設(shè)，根據(jù)干旱規(guī)律來安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；節(jié)水灌溉，提高水的利用率；培育和選用抗旱的作物品種；耕作保墑，覆蓋或用化學(xué)物質(zhì)噴灑來抑制土壤蒸發(fā)，人工降雨等措施來減輕、防御干旱。

2．澇災(zāi)(1)澇災(zāi)的概念及類型 澇災(zāi)是指降水時間過長、過于集中對作物造成的危害。按水分過多的程度洪水澇害濕害拔節(jié)期受澇害的弱苗按澇災(zāi)發(fā)生的季節(jié)春澇:華南及長江中下游夏澇:黃淮海平原、長江中下游、東南沿海、則四川盆地及東北地區(qū)秋澇:西南和陜南(2)引起澇災(zāi)的原因及其指標(biāo)主要、直接原因:大氣環(huán)流異常地形、土壤類型及結(jié)構(gòu)、水利設(shè)施、種植制度及種植的農(nóng)作物種類等常用的指標(biāo)有:降水量和標(biāo)準(zhǔn)差降水量準(zhǔn)平均值旱澇指數(shù)降水量及其日數(shù)等。(3)防御措施可用興修水利；植樹造林；改良土壤結(jié)構(gòu)；建立合理的排灌系統(tǒng)；調(diào)整農(nóng)業(yè)布局。四、干熱風(fēng)1．干熱風(fēng)的概念和類型干熱風(fēng)是指引起作物大量蒸騰的綜合氣象現(xiàn)象(高溫、低濕、較大風(fēng)速的旱風(fēng))，這種綜合氣象現(xiàn)象在農(nóng)業(yè)技術(shù)水平不高的條件下，嚴(yán)重地破壞了作物的光合作用和水分平衡，在短時間內(nèi)給作物的生長發(fā)育和產(chǎn)量帶來很大損失。干熱風(fēng)可分為以下幾種類型：(1)高溫低濕型(2)雨后枯熟型(3)旱風(fēng)型2．干熱風(fēng)對小麥的危害干害 高溫低濕使植株蒸騰增大，田間耗水量增多，當(dāng)土壤缺水或根系吸水供不應(yīng)求時，就使植株的水分平衡失調(diào)。熱害 高溫破壞了植株光合作用的正常進(jìn)行，以致影響干物質(zhì)的制造和輸送，使千粒重下降而影響產(chǎn)量。癥狀

從頂端到基部失水后青枯變白或葉片卷縮萎凋，穎殼變?yōu)榘咨蚧野咨?，籽粒干癟，千粒重下降，影響小麥的產(chǎn)量和質(zhì)量。3．干熱風(fēng)發(fā)生的原因(1)干熱風(fēng)出現(xiàn)的天氣、氣候背景(2)干熱風(fēng)發(fā)生的天氣特點氣溫和濕度有明顯的突變溫、濕度日較差小4干熱風(fēng)危害小麥的指標(biāo)選用溫濕風(fēng)三要素的定時觀測值的組合指標(biāo)；選用干熱風(fēng)出現(xiàn)期間溫度距平、氣溫＞30℃的持續(xù)時數(shù)、風(fēng)向、降水量和蒸發(fā)量等的組合指標(biāo)；按小麥不同受害時期及受害程度而確定的指標(biāo)。指標(biāo)輕干熱風(fēng)日重干熱風(fēng)日14時平均氣溫（℃）≥30.0≥32.014時相對濕度

(%)≤30≤2514時風(fēng)速

(m/s)≥2.0≥3.0河南省小麥干熱風(fēng)發(fā)生的氣象指標(biāo)5防御措施可選用抗干熱風(fēng)優(yōu)良品種、營造防護(hù)林帶、合理施肥；適澆麥黃水、適時播種等綜合農(nóng)技措施，來避免于熱風(fēng)危害；在干熱風(fēng)出現(xiàn)時可噴灑石油助長劑、草木灰水、磷酸二氫鉀、硼、腐殖酸鈉等化學(xué)藥劑來減輕其危害。第七節(jié)農(nóng)業(yè)氣候分析一、農(nóng)業(yè)氣候分析概述1．農(nóng)業(yè)氣候資源從農(nóng)業(yè)觀點看，氣候是重要的資源之一，稱為“農(nóng)業(yè)氣候資源”或“氣候肥力”。它包括：太陽輻射、溫度、降水、風(fēng)、CO2等。農(nóng)業(yè)氣候資源特征：(1)光、熱、水各因子間相互聯(lián)系、變化會引起另一因子的變化；(2)資源各因子的時空分布不均衡，(3)一地區(qū)某時段內(nèi)，光、熱、水資源的數(shù)量是相對穩(wěn)定的，從總體來看是取之不盡的；(4)局部地區(qū)的資源是可改造的，有潛力可挖的。2、農(nóng)業(yè)氣候分析及其任務(wù)所謂“農(nóng)業(yè)氣候分析”就是根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的具體要求來分析當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件。農(nóng)業(yè)氣候分析的任務(wù)主要有：(1)為各地區(qū)農(nóng)、林、牧及其作物種類合理布局，提供農(nóng)業(yè)氣候依據(jù)；(2)為避免、抗御災(zāi)害提供農(nóng)業(yè)氣候依據(jù)；(3)為采用科學(xué)的栽培、耕作、農(nóng)機(jī)操作等措施提供農(nóng)業(yè)氣候依據(jù)；(4)為有效的引種、擴(kuò)種提供農(nóng)業(yè)氣候依據(jù)。3．農(nóng)業(yè)氣候分析的原則關(guān)鍵氣候因子關(guān)鍵期穩(wěn)定性農(nóng)業(yè)氣候相似原理4農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)是指在當(dāng)?shù)貧夂驐l件和生產(chǎn)水平下，表示農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(作物生長發(fā)育、田間作業(yè)等)對氣候條件的要求和反應(yīng)的一種氣候要素值或一綜合性數(shù)值。(2)農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)的特點明顯的地區(qū)性多年性（保證率）生產(chǎn)水平條件 保證率（probability）是指在某一時段內(nèi)，某一氣象要素值≥（或≤）某一界限值的累積頻率。成都?xì)鉁胤€(wěn)定通過10℃初日保證率(p93)組距頻數(shù)頻率（%）保證率（累積頻率）（%）23/2～2/333/27=11113/3～10/399/27=334411/3～18/366/27=226619/3～26/333/27=117727/3～3/444/27=15924/4～6/422/27=799(3)農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)的表達(dá)形式日數(shù)日期氣候要素值二、光資源的分析光質(zhì)

QPAR為生理輻射，S為直接輻射，D為散射輻射光照長度 ≥5℃、≥10℃期間的可照時數(shù)的時、空分布規(guī)律光照強度 莫爾達(dá)烏確定的公式為:三、熱量資源的分析1、生長期間熱量資源的分析(1)生長期長度

某種作物的生長期則是從播種到成熟期間的日期。計算生長期首先要計算界限溫度(0℃、5℃、10℃、15℃、20℃)及霜的初終日期。利用平均日期序列表即可求出生長期。(2)生長期間的熱量累積 某界限溫度間的活動積溫 溫度在生長期或某時段隨時間的累積確定界限溫度繪制不同的界限溫度間積溫的分布圖(3)生長期間的熱量強度最熱月平均氣溫、生長期間某關(guān)鍵時期的平均氣溫、某界限溫度間的平均氣溫、某時段白天的平均氣溫及氣溫日較差來表示。棉花生殖生長要求t:23～25℃以上四、水資源分析1、降水量面雨量的概念： 一個地區(qū)（某流域內(nèi)）若干測站一年內(nèi)降水量的加權(quán)平均。面雨量的計算rj為降水量Fj為降水量具有的權(quán)重

(1.29)泰森法：

(1.29)三角形法：

(1.30)2、土壤水分一個地區(qū)對作物的水分供應(yīng)情況，不僅決定于水分的收入，也與