温度与作物生产

第二章温度与作物生产本章要点了解温度在作物生命活动中的作用、温度与农业生产的关系；掌握春化作用、植物生长发育的基点温度、作物的温度生态类型、积温、农业界限温度、作物温周期现象等知识，理解土壤温度、空气温度的时空变化规律，掌握调节温度的农业技术措施及空气温度和土壤温度的观测方法。植物生产的温度环境土壤温度土壤为什么会升温和降温？温度变化大小和哪些因子有关？影响土壤变化的因子1.地面热量平衡地面热量收入和支出之差叫地面热量平衡。白天夜间Qs=R-P-B-LE即：Qs=R－(P+B+LE)(大棚中要加上分子传导失热及通风和缝隙失热)。Qs0时升温；Qs0时降温；当Qs=0时，地面温度保持不变。小结例1土壤灌水后B、LE增大。Qs减小，故白天降温。举例说明例2麦田镇压后B增大，故Qs减小，降温。2.土壤热特性土壤热容量(C)表示土壤容热能力。即：单位容积土壤温度变化1℃吸收或放出的热量。（J/m3℃）C水(4.19×106)C土(2.06-2.43×106)C气(0.0013×106)影响C大小的因素是土中水、气的比例,气少C大,水多C大.土壤导热率（λ）表示土壤传热能力。指1m2土层两端相差1摄氏度单位面积上通过的热量。（J/m·s·℃）λ土（0.8-2.8）λ水(0.59)λ气(0.021)土壤固体因λ不变,λ的大小受土壤孔隙度和含水量影响。λ湿土λ干土，有机质多λ小，孔隙多λ小。C、λ对土壤温度的影响土壤C、λ大则土温变化小。反之则大。例1暧性土（干燥，砂土）、R小变化大；冷性土（粘湿土）CR大温度变化小。例2锄头底下有火也有水。例3暧性土壤可提早播种，霜冻也提前。秋雨少，初苗早。土壤温度变化土温变化用较差（变幅）位相和极值表示。1.土温时间变化1）土温日变化规律土温日较差：一天中土温有一个最高和一个最低值。最高温出现在13时左右。最低温出现在近日出。土温日较差随深度增加而减小，80-100cm为0随深度增加，最高，最低温出现时间落后，每深10cm落后2.5-3.5℃2）土温年变化规律土温年较差：①一年中有一个最高温，一个最低温。高：7月；低：1月。②土温年较差随深度增加减小20-25为0；极值出现时间落后，1m落后20-30天。哈乐滨地温年较差地面46.4摄氏度。5Cm处则为2.9摄氏度。冬夏温差小,有利储菜。5cm处位相与地面相反。影响土温年较差的因子。随纬度增加土温年较差增大。不同纬度地区的土温日较差地点广州长沙郑州北京哈尔滨漠河纬度23°08'28°12'34°43'39°48'45°41'59°23较差13.529.131.134.946.455.72.土壤冻结与解冻1）土壤冻结与结冻冻结、解冻影响因素：纬度、天气、地势、土壤结构、积雨及土温。不同地区的冻土深度（江南5cm,华北1m,西北1m,东北2-3m）东北地区的冻土深度(cm)2）土壤冻结、解冻与农业生产的影响①影响土壤的物理特性②影响播种和植物生长。返浆冷旱（生理干旱）掀耸（七冻拔）③影响农产品的贮藏。测站漠河哈尔滨长春四平沈阳锦州冻深20319716914511089空气温度空气的升温和降温方式1.非绝热过程2.绝热过程例1打气筒给轮胎打气，筒内温度如何变化？（忽略磨擦）例2功转化为内能实验。例3氢气球升到一定高度会有什么现象？1)干绝热直减率干空气块绝热上升或下降100m油墨度降低或升高的数值叫干绝热直减率。гd=1℃/100m2)温绝热直减率（гm）温空气块绝热上升或下沉100m温度降低或升高的数值。гm=0.5℃/100mгmгa为什么有这种现象？焚风：气流翻山绝热下沉，在山的背风坡所产生的干热风。例1喜马拉雅山，在西南气流影响下南坡雨水充沛，植物丛生，北坡青海省则雨量稀少，气候干燥少。例2雨我省齐市、泰来等地位于大兴安岭东侧，地势低洼，因西来气流下沉作用产生焚风。使其成为我省高温中心，其气候特点是：年平均气温：4.2℃；年平均地温：6.3℃；年降水量：368.7mm；积雪深：17cm相对湿度：60%；年平均蒸发：1798.2mm对植物有利弊。植物枯萎，高温逼熟，森林火灾。另外可导致春雪溶化，促进植物早熟。焚风示意图例1喜马拉雅山，在西南气流影响下南坡雨水充沛，植物丛生，北坡青海省则雨量稀少，气候干燥少。例2雨我省齐市、泰来等地位于大兴安岭东侧，地势低洼，因西来气流下沉作用产生焚风。使其成为我省高温中心，其气候特点是：年平均气温：4.2℃；年平均地温：6.3℃；年降水量：368.7mm；积雪深：17cm相对湿度：60%；年平均蒸发：1798.2mm对植物有利弊。植物枯萎，高温逼熟，森林火灾。另外可导致春雪溶化，促进植物早熟。15-1000╳1/100=5℃5-300╳0.5/100=-10℃400╳1/100+(-10)=30℃空气温度变化1.气温日变化例：气温日较差：33.2-18.3=14.9℃土温日较差：3.5-17.7=16.8℃（佳木斯7.16）气温日变化1）日变化规律①气温一天有一个最高值，一个最低值，最高出现在14时左右，最低出现在近日出。②随着海拔高度增加，极值出现时间落后，气温日较差减小。如：1500向处气温日较差减小到1-2摄氏度。③气温日较差小于土温日较差。2）影响因子①纬度：气日较差随纬度增加而减小。因太阳高度角日变化减小所致。例19.8哈尔滨25-14=11℃黑河18-9=9℃例2热带10-12℃温带8-9℃寒带3-4℃②季节：春大于冬秋大于夏，与日照时间有关。春季大棚气温日较差比陆地大，对植物有利。③地形：与冷空气下沉和有效辐射有关。④天气状况晴大于阴，干大于湿⑤下垫面性质：不同性质的地球表面叫下垫面。如陆、水、土、冰等。例1暖性土和冷性土上的气温日较差哪个大？为什么？例2深色土和浅色土，无覆盖和有覆盖哪个大？⑥海拔高度：随海拔高度增加气温日较差减小。2.气温年变化1)年变化特点：气温一年有一个最高值，一个最低值，最高值在7月最低值在1月。气温年较差：2）影响因子：随纬度增加而增大。因太阳辐射随纬度增加而增大。气温年较差和纬度的关系此外,气温年较差还与距海远近有关。地名广州武汉北京哈市北安漠河纬度23°08'30°35'39°34'45°45'48°17'53°29'年较差15.525.030.743.446.448.83.气温的垂直分布为什么对流层内气温随高度的增加而降低？1）气温直减率r高度每变化100m，气温的变化数值，r=0.65/100m，大棚内温度垂直分布与此不同。6月份晴天上午可差13摄氏度，阴天可差5摄氏度。2）逆温现象气温随高度增加而逆增的现象。阻碍气流的垂直运动。大气稳定。分辐射逆温，平流逆温等类型。3）逆温在农业和产中的应用喷施农药防治病虫害；熏烟防霜浇灌晾晒农副产品果树栽培中高位嫁接,高位修剪.如：中型苹果123在北安嫁接在50cm以上。加剧环境污染威胁温度与作物生产土温对作物的影响影响植物根系对水分和养分的吸收土温高、低对植物根系的影响。例1玉米10℃根系正常发育，但生长缓慢。例2棚室黄瓜、茄子土温低于18℃影响水分吸收，苗易老化。例3水稻苗期低于12℃易烂秧。影响植物块根块茎的形成例土温影响马铃薯的退化。温度大于29.8℃不开成块茎，以15.6-22.9℃有利。小于9℃，数多个小。29℃以上数少个小。种子发芽、出苗例水稻发芽所需的最低温度为10～12℃，玉米为8～10℃，而小麦、油菜为1～2℃。一般以地表5cm土温来确定作物适宜播种期所要求的最低温度指标。影响耕作和肥效影响昆虫的发生和发展例：各类地下害虫的活动气温对植物的影响气温日变化对植物的影响1、气温日较差对植物生长的影响例1番茄26.5夜间17℃，气温日较差9.5℃生长28mm，气温日较差0℃则生长20cm左右，当白天26.5℃，夜间10℃则生长量7mm，因10℃对番茄生长已有伤害。例2火炬松苗恒温23℃长到19.9℃，气温日较差12℃时到30.2℃。2、气温日较差对植物产量、品质的影响例1春季第一茬草霉、新疆瓜果、葡萄香甜可口，东北大米，产量品质，马铃薯产量品质较好，西藏萝卜40斤/个，大头菜70斤/个。例2青海柴达木盆地香德农场春小麦1978年小麦亩产1013.05kg，千粒重40~50g。影响植物发芽、生长发育、开花结实、产量和品质，在气温综合影响下，在一定温度范围内气温日较差大则产量高品质好。三基点温度1、三基点温度对植物每个生命过程来说，都有三个基点温度即：最高最低，最适温。不同植物不同的生充期三点温度不同，生长：5—40℃，发育10—35℃，生命-10~50℃，如：番茄生长发育最高温35℃，最低20—25℃氏度，最低15℃，小于15℃度影响授粉，授精和花器发育，大于35℃生长停止。根据植物对温度的不同要求，温度存在着不同的生态类型。几种植物发芽的三基点温度作物最低温度最适温度最高温度大豆6—7℃25—30℃40℃小麦1—2℃15—20℃30—32℃水稻10—12℃25—30℃40℃2、三基点温度规律1）最适温接近最高温，远离最低温。2）最高温多在30—40℃，不多见。3）最低温危害多，且严重。温度对植物生命活动的影响表现在三个方面：一是在常温下温度的变化对植物生长发育的影响；二是温度变化对植物生物产量和产品品质的影响；三是温度过高或过低对植物的伤害。农业界限温度1、农业界限温度概念：对农业生产有指示或临界意义的日平均温度，称为农业界限温度。主要包括：0℃：农耕期。黑河4.11—10.18191天哈市4.2—10.295℃：植物生长期或生长季黑河4.29—10.4159天哈市4.18—10.1310℃：多数植物生长活跃期。黑河5.19—9.17121天哈市5.7—9.2815℃：喜温植物积极生长期。黑河6.11—8.2879天哈市5.29—9.10105天2.应用农业界限温度以三基点为依据，是对同类指标的近似概括，农业界限温度出现日期持续日和该日中积温的多少对一个地区植物布局，耕作制度和品种搭配及季节安排有重要意义。积温积温基本论点：其它条件满足，发育和温度成正比；开始发育要求一定的下限温度；完成某段发育需要一定的积温。1．积温的种类①活动积温生物学下限温度B：活动温度:tiB活动积温：例：某植物发芽B=10℃各日平均气温;11.0℃,9.512.09.914.012.513.0Y=?Y=11+12+13+14+15+12.5=62.5②有效积温有效温度：tiB-B有效积温：例：A=(11-10)+(12-10)+(13-10)+(14-10)+(12.5-10)=12.5℃nIiBtiYBBtiYnIi2．积温的应用1）用来鉴定一个地区的热量资源将地区积温和品种积温进行对照,可鉴定和评价该地热量条件,对农业生产的利弊。例：有一大豆品种积温2500℃,哈尔滨地区积温2757.8℃,该品种能否种植？茄果类品种积温低于2200℃不能正常成熟。1)是引种(含新品各推广)改制的生要依据,是品种的生要指标.如北疆1号大豆品种积温1850℃为充分利用当地热量资源,将我省划分为六个积温带。我省积温带划分北疆1号大豆,87天积温1850℃;北疆95-578108天积温2060℃,玉米垦单4107天积温2200℃.这些品种在哪个积温带种植比较合适?2）用于预测植物和昆虫的生育期积温带地区大于10℃积温作物品种积温℃县市代表127002500泰来2883.422500-27002300-2500甘南2562.932300-25002100-2300克山2411.442100-23001900-2100北安2212.951900-21001700-1900孙吴19006619001700漠河1650.4调节土温和农技术措施保护地栽培措施1.地面覆盖：地膜、铺砂、秸秆、无纺布浮面、遮阳网覆盖。2.温室、大棚耕作措施耕翻松土、镇压、垄作水分管理措施