农业气象基础知识PPT讲稿.ppt
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1、农业气象基础知识第1页,共119页,编辑于2022年,星期五第一讲第一讲 农业气象业务基础的一些相关概念农业气象业务基础的一些相关概念农业生物、农业生产与气象的关系农业生物、农业生产与气象的关系农业气象学的研究内容、对象农业气象学的研究内容、对象第2页,共119页,编辑于2022年,星期五农业:农业:通过培育动植物生产食品及工业原料通过培育动植物生产食品及工业原料的产业。农业属于第一产业,研究农业的的产业。农业属于第一产业,研究农业的科学是科学是农学农学。第3页,共119页,编辑于2022年,星期五一一.农业生物、农业生产与气象的关系农业生物、农业生产与气象的关系大气给农业生物大气给农业生物提
2、供提供了重要生存环境和物质、能量基了重要生存环境和物质、能量基础。础。农业生物对大气环境又有直接的农业生物对大气环境又有直接的影响影响。农业生产也反过来影响气象条件。农业生产也反过来影响气象条件。人们的生产活动是形成人们的生产活动是形成农业小气候农业小气候的重要因子之一。的重要因子之一。第4页,共119页,编辑于2022年,星期五大气给农业生物大气给农业生物提供提供了重要生存环境和物质、了重要生存环境和物质、能量基础。能量基础。第5页,共119页,编辑于2022年,星期五农业生物对大气环境又有直接的影响。农业生物对大气环境又有直接的影响。第6页,共119页,编辑于2022年,星期五农业生产也反
3、过来影响气象条件。人们的生产活动是形成农业生产也反过来影响气象条件。人们的生产活动是形成农业小气候农业小气候的重要因子之一。的重要因子之一。第7页,共119页,编辑于2022年,星期五农业气象学的定义:农业气象学的定义:农业气象学农业气象学是研究农业生产与气象条件相互关系及其规是研究农业生产与气象条件相互关系及其规律律以求农业趋利避害、高产、优质、以求农业趋利避害、高产、优质、高效高效的科学。的科学。林业气象林业气象作物气象作物气象畜牧气象畜牧气象渔业气象渔业气象农业气象学的分支农业气象学的分支第8页,共119页,编辑于2022年,星期五农业气象系统:农业气象系统:“土壤土壤-植物植物-大气大
4、气”系统(系统(SPASSPAS),或可),或可称之为称之为“农业气象系统农业气象系统”。大气土壤植物2030米3050厘米第9页,共119页,编辑于2022年,星期五农业气象学的主要内容:农业气象学的主要内容:农业气象基本农业气象基本方法方法与理论研究;与理论研究;农业气候农业气候资源资源分析及其合理开发利用研究与服务;分析及其合理开发利用研究与服务;农业气象农业气象情报预报情报预报方法研究与服务;方法研究与服务;农业气象农业气象灾害灾害规律及防御措施研究与服务;规律及防御措施研究与服务;农业微气象条件研究与服务。农业微气象条件研究与服务。第10页,共119页,编辑于2022年,星期五第二讲
5、第二讲 光照条件与农业生产光照条件与农业生产主要内容:主要内容:光照长度对作物的影响光照长度对作物的影响光照强度对作物的影响光照强度对作物的影响光能利用率及其提高途径光能利用率及其提高途径光照异常的农业气象灾害光照异常的农业气象灾害第11页,共119页,编辑于2022年,星期五1.1.光照长度对作物的影响光照长度对作物的影响(1 1)植物的光)植物的光周期现象周期现象:白天光照和夜晚黑暗的交替及其持续时间白天光照和夜晚黑暗的交替及其持续时间对植物的开花有很大的影响,这种现象称对植物的开花有很大的影响,这种现象称之为光周期现象之为光周期现象。第12页,共119页,编辑于2022年,星期五根据作物
6、根据作物开花开花对光长的反应,可分为:对光长的反应,可分为:a.a.长日性植物。光照长度超过一个临界光长长日性植物。光照长度超过一个临界光长(如小麦、大麦、黑麦、油菜、天仙子等)(如小麦、大麦、黑麦、油菜、天仙子等)b.b.短日性植物。光照长度短于一定临界值短日性植物。光照长度短于一定临界值(大豆、苍耳、菊花、晚稻、美洲烟草等大豆、苍耳、菊花、晚稻、美洲烟草等)c.c.中日性植物。昼夜长短接近于相等时中日性植物。昼夜长短接近于相等时d.d.中间型植物。开花受光长影响较小的植物中间型植物。开花受光长影响较小的植物 光周期反应与光强无关光周期反应与光强无关第13页,共119页,编辑于2022年,星
7、期五(2 2)光周期对植物生长发育的影响)光周期对植物生长发育的影响光周期主要是对植物光周期主要是对植物开花开花的诱导效应。的诱导效应。光周期对植物光周期对植物营养生长营养生长的影响的影响不大不大。第14页,共119页,编辑于2022年,星期五(3 3)光周期学说在农业生产中的应用)光周期学说在农业生产中的应用作物作物引种引种。作物育种。作物育种。防御农业气象灾害,(主要是防御农业气象灾害,(主要是躲躲)。)。延长延长生育期,提高产量生育期,提高产量 。第15页,共119页,编辑于2022年,星期五2 2光照强度对作物的影响光照强度对作物的影响(1 1)光强与光合作用)光强与光合作用光饱和点:
8、光饱和点:在一定的光照强度范围内,光合作用强度在一定的光照强度范围内,光合作用强度随着光照强度的增强而增强。当光照强度随着光照强度的增强而增强。当光照强度达到一定强度后,光合作用强度不再相应达到一定强度后,光合作用强度不再相应地增强,我们把这种现象称为光饱和现象。地增强,我们把这种现象称为光饱和现象。这个光的临界点称为这个光的临界点称为光饱和点。光饱和点。第16页,共119页,编辑于2022年,星期五光补偿点:光补偿点:在光合作用进行的同时,植物的呼吸过程在光合作用进行的同时,植物的呼吸过程也在进行。把植物的也在进行。把植物的光合强度光合强度和和呼吸强度呼吸强度达到相等时的光强值称为光补偿点。
9、达到相等时的光强值称为光补偿点。第17页,共119页,编辑于2022年,星期五喜阳植物和耐荫植物喜阳植物和耐荫植物 根据植物对光照强度的反应,可分为喜阳植根据植物对光照强度的反应,可分为喜阳植物和耐荫植物。最喜阳植物的光合作用水平随光照物和耐荫植物。最喜阳植物的光合作用水平随光照强度可一直增加到等于全部太阳光照时(即不存在强度可一直增加到等于全部太阳光照时(即不存在光饱和现象)。而耐荫植物在光照强度仅及晴天时光饱和现象)。而耐荫植物在光照强度仅及晴天时的的1/101/10时,光合作用就不再增加了。时,光合作用就不再增加了。第18页,共119页,编辑于2022年,星期五喜阳植物喜阳植物 光饱合点
10、较高,所以植物对太阳能的利用光饱合点较高,所以植物对太阳能的利用率也较高,生产潜力较大。另外强光有利于作物果实率也较高,生产潜力较大。另外强光有利于作物果实和籽粒的生长,产品中的蛋白质、含糖量等都比较高。和籽粒的生长,产品中的蛋白质、含糖量等都比较高。栽培的农作物多属喜阳植物。栽培的农作物多属喜阳植物。第19页,共119页,编辑于2022年,星期五耐荫植物耐荫植物 虽然要求一定强度的阳光,但可忍耐不同虽然要求一定强度的阳光,但可忍耐不同程度的荫蔽。程度的荫蔽。相对较弱的光照条件有利于植物营养器官的生相对较弱的光照条件有利于植物营养器官的生长,一般植物生长较细长、嫩弱,蛋白质含量较少,水分长,一
11、般植物生长较细长、嫩弱,蛋白质含量较少,水分含量较高。这对于以植物营养部分为收获对象的作物很有含量较高。这对于以植物营养部分为收获对象的作物很有利。利。第20页,共119页,编辑于2022年,星期五(2 2)光在群体中的分布:)光在群体中的分布:反射反射吸收吸收透射透射第21页,共119页,编辑于2022年,星期五3 3光能利用率及其提高途径光能利用率及其提高途径1.1.光能利用率光能利用率 我们把单位面积上作物收获物中包含的能量(我们把单位面积上作物收获物中包含的能量(eheh)与投射到该单位面积上的光合有效辐射(可见光)能与投射到该单位面积上的光合有效辐射(可见光)能量(量(RPARRPA
12、R)的比值叫做光能利用率,并用的比值叫做光能利用率,并用U U表示:表示:(U=eh/RPAR100%)(U=eh/RPAR100%)如果计算某段时期的光能利用率,则上式可写成:如果计算某段时期的光能利用率,则上式可写成:(U=HmWm/RPAR)(U=HmWm/RPAR)即:生成能量与投射年能量之比即:生成能量与投射年能量之比第22页,共119页,编辑于2022年,星期五2.2.提高光能利用率的途径提高光能利用率的途径1 1)光能利用率的理论值:)光能利用率的理论值:研究表明,在水、热、矿物营研究表明,在水、热、矿物营养都能得到保证的条件下,植物最终形成产量的光合养都能得到保证的条件下,植物
13、最终形成产量的光合有效辐射的能量利用率在有效辐射的能量利用率在10%10%左右,这是希望达到的理左右,这是希望达到的理论数值,即可能达到的产量上限。论数值,即可能达到的产量上限。但在实际生产中,光能利用率离理论数值相差甚远,但在实际生产中,光能利用率离理论数值相差甚远,只有只有0.5%0.5%1.0%1.0%,高的约达,高的约达2%2%,说明提高光能利用率以,说明提高光能利用率以增加单位面积产量是大有潜力的。增加单位面积产量是大有潜力的。第23页,共119页,编辑于2022年,星期五2)限制光能利用率的自然因素主要有:)限制光能利用率的自然因素主要有:作物生长初期覆盖率小;作物生长初期覆盖率小
14、;作物群体内光分布不合理;作物群体内光分布不合理;光能转化率低;光能转化率低;中、高纬度地区农业受冬季低温的限制;中、高纬度地区农业受冬季低温的限制;不良的水分供应与大气条件使气孔关闭,影响不良的水分供应与大气条件使气孔关闭,影响COCO2 2的有效性与植物的其它功能;的有效性与植物的其它功能;光合作用受空气中光合作用受空气中COCO2 2含量的限制;含量的限制;作物营养物质的缺乏;作物营养物质的缺乏;自然灾害(气象与病虫等)的影响。自然灾害(气象与病虫等)的影响。第24页,共119页,编辑于2022年,星期五3 3)提高作物光能利用率的途径)提高作物光能利用率的途径(1)(1)充分利用生长季
15、节,增加农作物的生长充分利用生长季节,增加农作物的生长日数。日数。(2)(2)建立合理的群体结构,造成群体中多层建立合理的群体结构,造成群体中多层立体配置,以减少整个作物层的反射、透立体配置,以减少整个作物层的反射、透射和漏射光,增加作物对光能的吸收比例。射和漏射光,增加作物对光能的吸收比例。(3)(3)改善水、热、气等环境条件,增加作物改善水、热、气等环境条件,增加作物光合能力。光合能力。第25页,共119页,编辑于2022年,星期五(4)(4)培育高光效品种,提高作物的光饱和点。培育高光效品种,提高作物的光饱和点。在培育作物品种时,要增加暗反应的速度,在培育作物品种时,要增加暗反应的速度,
16、以充分利用光反应所吸收的光能,提高光以充分利用光反应所吸收的光能,提高光饱和点和光能利用率。饱和点和光能利用率。(5)(5)减少呼吸等消耗,增加净光合生产率。减少呼吸等消耗,增加净光合生产率。(6)(6)提高经济系数即谷草比。通过育种和先提高经济系数即谷草比。通过育种和先进的栽培措施,使作物的经济系数提高。进的栽培措施,使作物的经济系数提高。第26页,共119页,编辑于2022年,星期五4 4、光照因子异常的农业气象灾害、光照因子异常的农业气象灾害1 1、日灼:、日灼:树木枝干、果实因受强烈日射而引起的伤树木枝干、果实因受强烈日射而引起的伤害害。2 2、阴害:、阴害:持续阴天光照不足导致光合作
17、用下降,持续阴天光照不足导致光合作用下降,养分积累不足,茎秆细弱易倒折,授粉不良等现象。养分积累不足,茎秆细弱易倒折,授粉不良等现象。第27页,共119页,编辑于2022年,星期五第三讲第三讲 热量条件与农业生产热量条件与农业生产主要内容:主要内容:1.1.温度强度对作物的影响温度强度对作物的影响2.2.温度累积对作物的影响温度累积对作物的影响3.3.温度周期性变化对作物的影响温度周期性变化对作物的影响4 4、温度异常引起的农业气象灾害、温度异常引起的农业气象灾害第28页,共119页,编辑于2022年,星期五热量条件对农业生产的影响是通过:热量条件对农业生产的影响是通过:温度强度温度强度持续时
18、间持续时间变化规律变化规律等方面产生的。等方面产生的。第29页,共119页,编辑于2022年,星期五1.1.温度强度对作物的影响温度强度对作物的影响适宜适宜的温度条件范围内,作物生命活动顺利的温度条件范围内,作物生命活动顺利进行进行;过高过高或或过低过低温度,对作物生命活动不利,温度,对作物生命活动不利,严重时甚至会导致其死亡。严重时甚至会导致其死亡。第30页,共119页,编辑于2022年,星期五(1)作物的三基点温度)作物的三基点温度三基点温度三基点温度最适温度最适温度最适温度最适温度最高温度最高温度最高温度最高温度最低温度最低温度最低温度最低温度下限温度最适温度上限温度针对不同作物不同针对
19、不同作物不同第31页,共119页,编辑于2022年,星期五对大多数作物而言:对大多数作物而言:维持生命维持生命的温度一般都在的温度一般都在-10-105050之间,之间,适宜生长适宜生长的温度在的温度在5 54040之间,之间,保证发育保证发育的温度在的温度在10103535之间。之间。第32页,共119页,编辑于2022年,星期五不同作物的三基点温度不同;不同作物的三基点温度不同;不同品种的三基点温度不同(同一种作物);不同品种的三基点温度不同(同一种作物);不同生育期的三基点温度也有差异(同一种作物品种);不同生育期的三基点温度也有差异(同一种作物品种);不同生理过程和不同器官对温度条件的
20、要求也是不同(同不同生理过程和不同器官对温度条件的要求也是不同(同一种作物)。一种作物)。第33页,共119页,编辑于2022年,星期五第34页,共119页,编辑于2022年,星期五(2)农业界限温度)农业界限温度)农业界限温度)农业界限温度农业界限温农业界限温温度温度重要重要重要重要物候现象物候现象物候现象物候现象农事活动农事活动农事活动农事活动开始开始终止终止的温度的温度完全根据农业生产和气象条件的关系来划定完全根据农业生产和气象条件的关系来划定完全根据农业生产和气象条件的关系来划定完全根据农业生产和气象条件的关系来划定第35页,共119页,编辑于2022年,星期五 具有普遍意义的,标志某
21、些具有普遍意义的,标志某些重要物候重要物候现现象或象或农事活动农事活动的的开始开始、终止终止或或转折转折的温度的温度叫农业界限温度,简称界限温度。叫农业界限温度,简称界限温度。农业上常用的界限温度(用日平均气温农业上常用的界限温度(用日平均气温表示)有:表示)有:00、55、1010、1515和和2020。他们的农业意义为他们的农业意义为:第36页,共119页,编辑于2022年,星期五0土壤冻结和解冻;农事活动开始或终止。土壤冻结和解冻;农事活动开始或终止。冬小麦秋季停止生长和春季开始生长(有人采用冬小麦秋季停止生长和春季开始生长(有人采用3),冷季牧草开始生长。),冷季牧草开始生长。0以上持
22、续日数为农耕期。以上持续日数为农耕期。5早春作物播种;喜凉作物开始或停止生长,早春作物播种;喜凉作物开始或停止生长,多数树木开始萌动。冷季牧草积极生长。多数树木开始萌动。冷季牧草积极生长。5以上持以上持续日数称生长期或生长季续日数称生长期或生长季第37页,共119页,编辑于2022年,星期五10春季喜温作物开始播种与生长,喜凉作物开春季喜温作物开始播种与生长,喜凉作物开始迅速生长。常称始迅速生长。常称1010以上的持续日数为喜温作物的生以上的持续日数为喜温作物的生长期。长期。15喜温作物积极生长,春季棉花、花生等进入喜温作物积极生长,春季棉花、花生等进入播种期,可开始采摘茶叶。稳定通过播种期,
23、可开始采摘茶叶。稳定通过1515的终日为冬的终日为冬小麦适宜播种的日期;水稻此时已停止灌浆;热带作小麦适宜播种的日期;水稻此时已停止灌浆;热带作物将停止生长。物将停止生长。20水稻安全抽穗、开花的指标,热带作物正常生水稻安全抽穗、开花的指标,热带作物正常生长。长。第38页,共119页,编辑于2022年,星期五(3)温度强度与作物的生长发育)温度强度与作物的生长发育温度强度是温度强度是温度强度是温度强度是通过通过光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用影响影响影响影响作物的作物的作物的作物的生长发育生长发育生长发育生长发育第39页,共119页,编辑于2022年,星期五光合作用和呼吸作用都有它们的光合作用
24、和呼吸作用都有它们的三基点三基点温度,但温度,但呼吸作用的最适温度比光合作用的高。呼吸作用的最适温度比光合作用的高。作物有机物质的作物有机物质的增加增加(积累积累),取决于其光合,取决于其光合作用所积累的有机物质和呼吸作用所消耗的有机物质作用所积累的有机物质和呼吸作用所消耗的有机物质之差之差。温度还通过影响植物温度还通过影响植物蒸腾作用蒸腾作用来影响植物的光来影响植物的光合作用。合作用。第40页,共119页,编辑于2022年,星期五(4)温度条件与作物引种)温度条件与作物引种作物引种有下列三条规律:作物引种有下列三条规律:一是:北种南引(或高山引向平原)比南种北引(或一是:北种南引(或高山引向
25、平原)比南种北引(或平原引向高山)容易成功。平原引向高山)容易成功。二是:一年生植物要比多年生植物引种容易成功,二是:一年生植物要比多年生植物引种容易成功,落叶植物要比常绿植物引种容易成功,草本植物要落叶植物要比常绿植物引种容易成功,草本植物要比木本植物引种容易成功,灌木要比乔木引种容易比木本植物引种容易成功,灌木要比乔木引种容易成功。成功。三是:在植物引种过程中,存在着气候驯化现象三是:在植物引种过程中,存在着气候驯化现象。引种一定要遵循气候引种一定要遵循气候相似相似原理。原理。第41页,共119页,编辑于2022年,星期五2.2.温度累积对作物的影响温度累积对作物的影响积温:积温:某一时段
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