第三节 植物生产与温度

第三节植物生产与温度•温度是植物生长发育必需的条件之一，任何植物的生长都有一个适宜的温度范围，温度过高或过低都会抑制植物的生长，甚至死亡。我国大部分地区有明显的一年四季之分，根据季节（温度）安排农事，不违农时，是作物生产的根本原则。•根据各种作物对温度的不同要求，一般将作物分为耐寒作物和喜温作物。耐寒作物生长发育的适温较低，在2--3℃时也能生长，幼苗能忍耐•﹣6～﹣5℃的低温。喜温作物生长发育的适温较高，一般要在10℃以上才能生长，幼苗期温度下降到﹣1℃即会造成伤害。一、作物生产常用的温度指标•（一）农业界限温度•农业界限温度决定了一个地区内的作物布局、种植制度、品种搭配和季节安排等。•农业界限温度主要有：•0℃—冻结与解冻的标志。0℃以上的持续天数为农耕期。•5℃—温带作物开始或结束生长的标志。5℃的持续天数为作物生长期。•10℃—喜温作物开始播种与生长的标志。日平均气温10℃以上的持续期，称为喜温作物生长活跃期。•15℃—喜温作物开始旺盛生长的标志。（二）变温•在适宜的温度范围内，白天温度较高，光合作用强，夜间温度低，呼吸消耗少，有利于有机物质的积累和作物的生长发育。如白天24℃～26℃、夜间14℃～16℃是水稻灌浆的最适温度。白天20℃、夜间17℃是小麦小穗形成的理想温度。•为了完成正常的生育周期，作物要求有与其自身特性相符的变温条件。（三）气温、土温和体温（叶温）•在分析温度与植物的关系时，常采用气温；而对播种到出苗，对植物根系与块根、块茎类植物等，常采用地温（土温）资料分析问题。对水生植物常采用水温，无土栽培时应注重营养液的温度。体温最能直接反映温度与植物的关系，但难度较大，因此较少应用。•同一环境温度下植株不同部位温度有很大不同。植株温度可用红外线温度表进行测定。据测定，在阳光直射下，叶温常高于气温，一般可高3--5℃，有时甚至高10℃以上。阴天或荫蔽时叶温与气温相似。雨后因叶面水分蒸发，叶温低于气温；夜间，叶温低于气温。（四）三基点温度指标•在作物生长发育过程中，有三个基点温度，即最低温度、最适温度和最高温度，称为三基点温度。在最适温度下，作物生长发育迅速而良好，在最低温度和最高温度下作物停止生长发育，但仍可维持生命活动。如果继续降低或升高，就会发生危害，直至死亡。•植物生长三基点温度与光合作用三基点温度有所不同。就下限温度来说，有时在一定低温下植物不进行光合作用，但仍能进行一定的生长。•三基点温度随作物、年龄、生育时期、生理状况、温度持续时间等因素的不同而变化，所以，它是一个温度范围。例如，C4植物，光合作用的最适温度在30--40℃，而C3植物在10--25℃的范围。•关于三基点温度，常有这种现象。（1）最适温度接近最高温度而远离最低温度。（2）最低温度在作物生长中常见而最高温度并不常见。主要作物生长的三基点温度作物名称基本温度℃最低温度最适温度最高温度小麦3--4.52530--32大麦3--4.52028--32玉米8--1032--3540--44水稻10--1230--3236--38豌豆1--23035（五）极端温度•当温度升高或降低到一定程度时，将引起作物受害甚至死亡。这种温度即为极端温度（包括低温和高温）。低温和高温都会对植物造成危害。•低温危害包括冷害、冻害和霜害。•冷害：在0℃以上的低温危害称为冷害，不耐寒的作物容易发生。•冻害：在0℃以下的低温危害称为冻害。•霜害：是指春秋季节由于温度急剧下降到0℃或以下，作物叶面结霜使其受害。•热害：即高温危害（如小麦干热风），比冷害和冻害发生少。•讨论：发生冷害、冻害、热害的原因。P58（六）无霜期•无霜期是指春季最后一次霜冻到秋季最早一次霜冻出现之间的天数，如黄淮平原为170—200d，长江中下游为210—280d。•无霜期也是满足作物生长安全温度的指标，在无霜期内，各种作物均能正常生长。因此，无霜期的长短也是确定作物布局和种植制度的重要依据。•（七）积温（下面将详细讲解）二、温度对植物发育的影响•（一）积温•1、积温及其对发育的影响•只有当气温积累到一定程度时，作物才能完成其发育周期，这一温度的总和称为积温。积温能表明作物在生育期内对热量的总要求。•积温分为活动积温和有效积温。•活动积温是指作物在某时期内活动温度的总和。活动温度是指大于生长下限温度的日平均温度。•有效积温是指作物在某时期内有效温度的总和。•有效温度是日平均温度与下限温度之差。举例：•总之，积温学说可概括为三点：（1）在其他条件基本满足的前提下，温度对发育起主导作用；（2）开始发育要求一定的下限温度；（3）完成发育要求一定的积温。•2、积温的用途•（1）作为作物与品种特性的重要指标之一。•（2）是作物引种的重要依据。•（3）是安排作物布局、确定种植制度的重要依据。•（4）是物候期、收获期预报的重要依据。•（5）在杂交育种、杂交制种时是确定适宜播期的重要依据。•（6）负积温的多少，有时可作为低温灾害的指标之一。（二）温度与光周期对发育的综合影响•温度对植物的生长发育有重要影响。但有些作物的发育对光周期比较敏感，光周期对发育速率的影响与温度相当，有时甚至超过温度的影响。常见的作物中，水稻、大豆就属此类。在这种情况下，用积温推算发育速率时，必须考虑光周期。•对于水稻、大豆、玉米等短日照作物，在短日照条件下发育加速，完成发育的时间缩短，要求的积温较少，在长日照下则相反。•对于小麦等长日照作物，在长日照条件下发育加速，完成发育要求的积温较少，在短日照下反之。（三）休眠期中温度与发育的关系•植物的种子或植株，在发育过程中常有一段休眠期，为了打破休眠，它们要求足够时间的一定的温度等条件，不少植物为了打破休眠常要求较低的温度。这种特殊情况与积温学说温度高则发育快有一定出入，在研究温度与发育的关系时不容忽视。小麦等作物在通过春花阶段时也要求一定时间的低温。三、温度对植物生长、产量和品质的影响•（一）温度对发芽、出苗与生长的影响•地温（土温）对种子发芽、出苗的影响比气温要直接的多，所以一般用土温做指标较为确切。实际工作中，土温和气温都较常用，但要注意二者的差别。•1、春播时常采用5--10cm土温作指标，土温比气温高2℃左右，所以气温指标是10℃，则土温指标应该是12℃。•2、土温受具体地块的地形、坡度、土壤水分、耕作条件、天气与覆盖情况等的影响而千差万别。显著时，相邻地块，仅因土壤水分不同，表层土温就可相差3--5℃，所以根据土温确定播期时要注意这种差异。•3、土壤不同深度的温差明显，特别是白天温度。•春播时3cm与5cm，5cm与10cm土温的差值，就平均温度而言，差值不到1℃，但白天，特别是晴天的中午，差值可达2--4℃，甚至更多。所以播种深度对发芽出苗的快慢影响很大。℃（二）温度对产量和品质的影响•温度对作物生长发育的各种影响，最终都会影响到产量。以小麦为例：P60•温度对作物品质有着多方面的影响。其中温度日变化（日较差—昼夜温差）有着重要影响。如草莓，在形成甜味和颜色是要求中等或较高的温度，而形成特有的香味要求10℃左右的温度。这种低温，只有早春才有，所以第一茬草莓较香。再如新疆哈密瓜、吐鲁番的葡萄、兰州的白兰瓜之所以香甜也是这个道理。再如马铃薯。四、农业措施对温度的影响•在农业生产中常采用一定措施来调节土温与气温，以保证作物生长的适宜温度条件。常用的措施有覆盖、灌溉、中耕或镇压、垄作或沟种等。•（一）覆盖•用草木灰、有机肥、植物秸秆、地膜进行覆盖，可以起到增温、保墒作用。•（二）灌溉对温度的影响•灌溉既可以降温又可以保温。夏季灌溉可以降温，冬季灌溉可以保温。对土壤的调温效果可达1--3℃。（三）中耕松土与镇压对土温的影响•1、中耕对土温的影响•俗话说锄头上有火。中耕的作用是综合的，可以增温、保墒、松土、通气、破除板结、除草。就温度效应来说，可使地表温度提高2--3℃。增温的原因，一是切断土壤毛细管，撤掉表墒，减少蒸发耗热。二是使锄松的土层热容量降低，得到同样的热能而增温明显。三是疏松的土层导热率低，热量向下传导少，用于本层增温。•2、镇压对土温的影响•镇压能增加土壤容重，减少土壤孔隙，连通土壤毛细管，增加表层土壤水分，土壤热容量和导热率增加。从而使土壤表层白天降温，夜间升温，缓和土壤表层温度日变化。此外，镇压还可以消灭坷垃与土壤裂缝，防止作物越冬死亡。（四）垄作与沟种对土温的影响•1、垄作•在温暖季节可以增温，寒冷季节可以降温；白天增温，夜间降温。•垄作增温的原因（1）增加土壤对太阳辐射的吸收面积（约提高20--25%）；（2）垄背的反射率较低（比平作低3%），有利于吸收太阳辐射而使土温升高。•2、沟种•作用与垄作相反，在寒冷季节保温，在温暖季节降温。