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        熱量條件與農作物_氣象與生活(上)

        時間:2020-01-22 歷史故事
        熱量條件與農作物_氣象與生活(上)

        第二節 熱量條件與農作物

        熱量是植物生活的重要條件之一,各種植物的生長發育都只能存它們所需要的熱量范圍內,才能正常進行。熱量直接影響作物的生長、產量、分布,它還影響作物發育速度、生長期長短、各發育期出現的早晚,作物病蟲害的發生、發展也受到它的影響。

        一、空氣溫度對作物的影響

        1.三基點溫度

        各種農作物的生長和發育,都是在一定溫度范圍內進行的。這個“一定溫度范圍”分為最低溫度、最適溫度和最高溫度,合稱為農作物的三基點溫度。其中最適溫度是使農作物良好地進行生長發育的溫度,最低、最高溫度則是使農作物開始停止生長發育,但尚未死亡的溫度,即作物的下限溫度與上限溫度。在作物生長期間,如果出現了低于下限溫度或高于上限溫度的情況,就會使作物受害死亡,這種溫度稱為致死溫度。

        由于各種作物的原產地不同,其生物學特性就有差異,所以它們的三基本點溫度是不一樣的。例如,水稻原產于熱帶,是喜溫作物,其生長發育的最適溫度為20~32℃,而小麥原產于溫帶,比較耐寒,其生長發育的最適溫度為20~22℃,比水稻低5~10℃,其下限、上限溫度也比水稻低(見表2—2)。

        表2—2 幾種主要作物的三基點溫度(℃)

        img4

        同一作物的不同生育期,由于組織器官和生理過程的差別,其三基點溫度也不一樣。例如,水稻主要生育期的最適溫度,在種子發芽期為20—30℃,苗期為26—32℃,分蘗期為25—32℃,抽德至成熟間為25~30℃,最低、最高溫度也有差別(見表2—3)。

        表2—3 水稻主要生育期的三基點溫度(℃)

        img5

        在農業生產中,如果播期掌握不當,或前后作搭配不好,作物生育過程中所要求的溫度條件就會出現不足或過量的現象,造成不良的后果。例如,在水稻播種后,遇到日平均氣溫連續三天以上低于10℃(粳稻)或12℃(秈稻和雜交稻)的低溫陰雨天氣,就容易造成爛秧損失;在孕穗和抽穗揚花期遇到日平均氣溫連續三天以上低于20℃(粳稻),或22℃(秈稻或雜交稻)的低溫陰雨天氣,就會空秕粒增加,產量降低;在灌漿盛期,若遇到連續數天35℃以上的高溫干旱天氣,就會發生高溫“逼熟”現象,或遇到日平均氣溫低于15℃的天氣則影響灌漿,都會使產量降低。除農作物之外,動物和其他植物也有各自的三基點溫度。

        有些作物,在其生育過程中,不但需要有適宜的溫度條件,還需要低于下限溫度的持續低溫,以便進行“春化”。例如,強冬性小麥品種,在生長前期要經過35~50天的0~5℃的低溫期,才能通過春化階段,進入光照階段,抽穗、開花、結實。如果把這種冬小麥引入南方栽培,播種前不進行人工春化處理,由于沒有滿足它對低溫條件的要求,無法通過春化階段,因而只能進行營養生長,植物長得很繁茂,但不抽穗。

        2.積溫

        農作物的生長發育,不僅要求“戶定溫度范圍”,而且在完成某個生育時期或全部生育期(從播種到成熟)時,還需要一定的溫度總和,這個一定的溫度總和,通稱為積溫。例如,小麥從拔節到抽穗需45℃積溫,如這期間平均溫度是15℃時,則拔節到抽穗需30天。若該期間溫度較高,平均溫度為18℃時,則拔節到抽穗縮短為25天。積溫在農業氣象上有兩種表達形式:即活動積溫和有效積溫。所謂活動積溫是指在農作物整個生育期中或某一生育階段中,凡高于其生物學最低溫度各日的日平均氣溫總和。有效積溫,則是指整個生育期或某一生育階段中,高于生物學最低溫度的各日之日平均氣溫與其生物學最低溫度差值的總和。例如,玉米的生物學最低溫度為10.0℃,4月1日10.8℃,則10.8℃為活動溫度,凡玉米生長期中,高于10.0℃溫度的總和就是玉米的活動積溫。但玉米的有效溫度則是10.8℃~10.0℃=0.8℃,在玉米的生長期間,凡日平均溫度高于10.0℃以上的溫度減去10.0℃的溫差總和,即是玉米的有效積溫。

        從農作物生育所需熱量來看,有效積溫更能確切地反映作物發育對熱量的要求,可以得到作物在各個發育階段中較為穩定的積溫指標,所以在農業氣象預報中多采用有效積溫。但在農業氣候中,則常用活動積溫,特別是大于10℃的活動積溫用途更廣,我們可以根據作物所需的積溫和當地的熱量資源情況,合理選擇、安排作物的種類或品種搭配,增強引種和改革耕作制度的預見性。幾種作物所需積溫詳見表2—4。

        表2—4 作物不同熟型所需>10℃的積溫(www.toyotajt.cn)

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        二、土壤溫度對作物的影響

        1.土溫對作物生長發育的影響

        (1)影響種子的發芽和出苗

        土溫對種子的發芽和出苗的影響比氣溫更為直接,因此若用土溫作為作物播種的農業氣象(候)指標則較為確切。播種時土壤溫度不適宜,常引起出苗不好或缺苗;幼苗長不好。在種子發芽的最適溫度范圍內,種子發芽最快,出苗率最高,幼苗健壯;當土壤溫度出現長期寒冷時,種子則由于熱量不足只能膨脹而不能發芽;當土壤溫度高于種子發芽的最適溫度時,種子發芽速度就減慢了;若土壤溫度繼續升高,則發芽最后就完全停止了。

        (2)影響作物地下及地上部分的生長

        植物的地下部分——根、塊根、塊莖不斷地與其周圍土壤發生相互影響。土壤溫度既直接影響到植物地下部分的生長,又間接地影響根系對水分、礦物質的吸收以及養分的運轉、貯存、呼吸作用等,從而影響根系的營養條件。一般來說,根周圍的土壤溫度比其周圍的空氣溫度略低時,作物生長發育較好;土壤溫度過低時,作物吸收水分和土壤中營養物質的綜合活動減弱,而阻礙了作物的生長發育。

        (3)影響作物的分蘗強度

        冬小麥、水稻等作物的分蘗強度,主要決定于土壤(水田)上層分蘗節深處的溫度,而與氣溫關系極小。

        (4)影響越冬作物的安全越冬

        越冬的麥類、豆類、油菜等作物的越冬條件,主要是分蘗節平均深處,即距土表3~5cm處的溫度。當分蘗節處的土溫低于臨界溫度時,分蘗節就要受害或者死亡,從而引起植株死亡;土壤低溫持續時間越氏,作物受害越大。

        (5)影響土壤微生物的活動、病蟲害的發生及土壤的肥力。

        2.土溫的調節

        由于土壤熱狀況對作物生長發育影響很大,因此可以利用灌溉、松土、鎮壓、壟作、施增溫劑等來調節土壤的熱狀況,為作物的生長發育創造有利的土壤溫度條件。

        三、葉溫

        研究溫度與作物的關系,一般閑氣溫和土溫資料,但在研究作物的輻射平衡、熱量平衡、光合作用、呼吸作用,蒸騰作用及極端溫度的危害時,用葉溫則更為確切、客觀。因為植物體中的熱量得失和葉溫的變化不僅取決于環境溫度,而且還決定于本身的輻射收支、熱傳導、蒸騰作用等同周圍環境進行熱量交換的結果。

        實測資料表明,葉溫與其周圍環境的溫度不很一致。白天,當太陽輻射強時,葉溫一般高于氣溫3~5℃甚至10℃;陰天或陰蔽時,葉溫與氣溫接近;雨后因葉面水分蒸發,葉溫低于氣溫;夜間葉溫低于氣溫,特別是在晴朗的夜間。在陽光下直立葉與水平葉的葉溫差別較大;有云或遮陰時,其差別較小。

        有人提出:葉溫與氣溫之差與作物種類有關;葉溫與氣溫有平衡于33℃的趨勢,即氣溫低于33℃時,葉溫常高于氣溫,而氣溫高于33℃時,葉溫常低于氣溫。

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