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热量条件与农作物_气象与生活(上)

时间:2020-01-22 历史故事 联系我们
热量条件与农作物_气象生活(上)

第二节 热量条件与农作物

热量是植物生活的重要条件之一,各种植物的生长发育都只能存它们所需要的热量范围内,才能正常进行。热量直接影响作物的生长、产量、分布,它还影响作物发育速度、生长期长短、各发育期出现的早晚,作物病虫害的发生、发展也受到它的影响。

一、空气温度对作物的影响

1.三基点温度

各种农作物的生长和发育,都是在一定温度范围内进行的。这个“一定温度范围”分为最低温度、最适温度和最高温度,合称为农作物的三基点温度。其中最适温度是使农作物良好地进行生长发育的温度,最低、最高温度则是使农作物开始停止生长发育,但尚未死亡的温度,即作物的下限温度与上限温度。在作物生长期间,如果出现了低于下限温度或高于上限温度的情况,就会使作物受害死亡,这种温度称为致死温度。

由于各种作物的原产地不同,其生物学特性就有差异,所以它们的三基本点温度是不一样的。例如,水稻原产于热带,是喜温作物,其生长发育的最适温度为20~32℃,而小麦原产于温带,比较耐寒,其生长发育的最适温度为20~22℃,比水稻低5~10℃,其下限、上限温度也比水稻低(见表2—2)。

表2—2 几种主要作物的三基点温度(℃)

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同一作物的不同生育期,由于组织器官和生理过程的差别,其三基点温度也不一样。例如,水稻主要生育期的最适温度,在种子发芽期为20—30℃,苗期为26—32℃,分蘖期为25—32℃,抽德至成熟间为25~30℃,最低、最高温度也有差别(见表2—3)。

表2—3 水稻主要生育期的三基点温度(℃)

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农业生产中,如果播期掌握不当,或前后作搭配不好,作物生育过程中所要求的温度条件就会出现不足或过量的现象,造成不良的后果。例如,在水稻播种后,遇到日平均气温连续三天以上低于10℃(粳稻)或12℃(籼稻和杂交稻)的低温阴雨天气,就容易造成烂秧损失;在孕穗和抽穗扬花期遇到日平均气温连续三天以上低于20℃(粳稻),或22℃(籼稻或杂交稻)的低温阴雨天气,就会空秕粒增加,产量降低;在灌浆盛期,若遇到连续数天35℃以上的高温干旱天气,就会发生高温“逼熟”现象,或遇到日平均气温低于15℃的天气则影响灌浆,都会使产量降低。除农作物之外,动物和其他植物也有各自的三基点温度。

有些作物,在其生育过程中,不但需要有适宜的温度条件,还需要低于下限温度的持续低温,以便进行“春化”。例如,强冬性小麦品种,在生长前期要经过35~50天的0~5℃的低温期,才能通过春化阶段,进入光照阶段,抽穗、开花、结实。如果把这种冬小麦引入南方栽培,播种前不进行人工春化处理,由于没有满足它对低温条件的要求,无法通过春化阶段,因而只能进行营养生长,植物长得很繁茂,但不抽穗。

2.积温

农作物的生长发育,不仅要求“户定温度范围”,而且在完成某个生育时期或全部生育期(从播种到成熟)时,还需要一定的温度总和,这个一定的温度总和,通称为积温。例如,小麦从拔节到抽穗需45℃积温,如这期间平均温度是15℃时,则拔节到抽穗需30天。若该期间温度较高,平均温度为18℃时,则拔节到抽穗缩短为25天。积温在农业气象上有两种表达形式:即活动积温和有效积温。所谓活动积温是指在农作物整个生育期中或某一生育阶段中,凡高于其生物学最低温度各日的日平均气温总和。有效积温,则是指整个生育期或某一生育阶段中,高于生物学最低温度的各日之日平均气温与其生物学最低温度差值的总和。例如,玉米的生物学最低温度为10.0℃,4月1日10.8℃,则10.8℃为活动温度,凡玉米生长期中,高于10.0℃温度的总和就是玉米的活动积温。但玉米的有效温度则是10.8℃~10.0℃=0.8℃,在玉米的生长期间,凡日平均温度高于10.0℃以上的温度减去10.0℃的温差总和,即是玉米的有效积温。

从农作物生育所需热量来看,有效积温更能确切地反映作物发育对热量的要求,可以得到作物在各个发育阶段中较为稳定的积温指标,所以在农业气象预报中多采用有效积温。但在农业气候中,则常用活动积温,特别是大于10℃的活动积温用途更广,我们可以根据作物所需的积温和当地的热量资源情况,合理选择、安排作物的种类或品种搭配,增强引种和改革耕作制度的预见性。几种作物所需积温详见表2—4。

表2—4 作物不同熟型所需>10℃的积温(ivsnet.com)

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二、土壤温度对作物的影响

1.土温对作物生长发育的影响

(1)影响种子的发芽和出苗

土温对种子的发芽和出苗的影响比气温更为直接,因此若用土温作为作物播种的农业气象(候)指标则较为确切。播种时土壤温度不适宜,常引起出苗不好或缺苗;幼苗长不好。在种子发芽的最适温度范围内,种子发芽最快,出苗率最高,幼苗健壮;当土壤温度出现长期寒冷时,种子则由于热量不足只能膨胀而不能发芽;当土壤温度高于种子发芽的最适温度时,种子发芽速度就减慢了;若土壤温度继续升高,则发芽最后就完全停止了。

(2)影响作物地下及地上部分的生长

植物的地下部分——根、块根、块茎不断地与其周围土壤发生相互影响。土壤温度既直接影响到植物地下部分的生长,又间接地影响根系对水分、矿物质的吸收以及养分的运转、贮存、呼吸作用等,从而影响根系的营养条件。一般来说,根周围的土壤温度比其周围的空气温度略低时,作物生长发育较好;土壤温度过低时,作物吸收水分和土壤中营养物质的综合活动减弱,而阻碍了作物的生长发育。

(3)影响作物的分蘖强度

冬小麦、水稻等作物的分蘖强度,主要决定于土壤(水田)上层分蘖节深处的温度,而与气温关系极小。

(4)影响越冬作物的安全越冬

越冬的麦类、豆类、油菜等作物的越冬条件,主要是分蘖节平均深处,即距土表3~5cm处的温度。当分蘖节处的土温低于临界温度时,分蘖节就要受害或者死亡,从而引起植株死亡;土壤低温持续时间越氏,作物受害越大。

(5)影响土壤微生物的活动、病虫害的发生及土壤的肥力。

2.土温的调节

由于土壤热状况对作物生长发育影响很大,因此可以利用灌溉、松土、镇压、垄作、施增温剂等来调节土壤的热状况,为作物的生长发育创造有利的土壤温度条件。

三、叶温

研究温度与作物的关系,一般闲气温和土温资料,但在研究作物的辐射平衡、热量平衡、光合作用、呼吸作用,蒸腾作用及极端温度的危害时,用叶温则更为确切、客观。因为植物体中的热量得失和叶温的变化不仅取决于环境温度,而且还决定于本身的辐射收支、热传导、蒸腾作用等同周围环境进行热量交换的结果。

实测资料表明,叶温与其周围环境的温度不很一致。白天,当太阳辐射强时,叶温一般高于气温3~5℃甚至10℃;阴天或阴蔽时,叶温与气温接近;雨后因叶面水分蒸发,叶温低于气温;夜间叶温低于气温,特别是在晴朗的夜间。在阳光下直立叶与水平叶的叶温差别较大;有云或遮阴时,其差别较小。

有人提出:叶温与气温之差与作物种类有关;叶温与气温有平衡于33℃的趋势,即气温低于33℃时,叶温常高于气温,而气温高于33℃时,叶温常低于气温。

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