《气象与农业新》PPT课件.ppt
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1、农业与气象农业与气象黑龙江省气象科学研究所黑龙江省气象科学研究所作物与气象作物与气象气象常用研究方法气象常用研究方法 20092009年前期气象条件分析年前期气象条件分析 后期天气预测后期天气预测 (一)气象与农业(一)气象与农业 农业的最大特点之一,就是它的生产过程完全是或基本上是在自然条件农业的最大特点之一,就是它的生产过程完全是或基本上是在自然条件下进行的,作物生长发育的全过程要受到气象、土壤、地形、植被等下进行的,作物生长发育的全过程要受到气象、土壤、地形、植被等自然条件的影响。其中气候是影响农业生产的主要自然因素,气候环自然条件的影响。其中气候是影响农业生产的主要自然因素,气候环境为
2、农作物的生长发育提供光、温、水、气等能量和物质资源,因此境为农作物的生长发育提供光、温、水、气等能量和物质资源,因此粮食产量的高低及品质的优劣在很大程度上是受气候条件综合影响的,粮食产量的高低及品质的优劣在很大程度上是受气候条件综合影响的,可见气象条件对作物生长发育及产量形成的重要性。所以,任何地方可见气象条件对作物生长发育及产量形成的重要性。所以,任何地方的农业生产都应考虑气象因素,注意利用有利的条件,避免和克服不的农业生产都应考虑气象因素,注意利用有利的条件,避免和克服不利气象因子的影响,做到因地制宜和因时制宜,才能夺取高产稳产。利气象因子的影响,做到因地制宜和因时制宜,才能夺取高产稳产。
3、作物与气象作物与气象 1 农业气象灾害:农业气象灾害:是指农业生产过程中发生的导致农业显著减产的不是指农业生产过程中发生的导致农业显著减产的不利天气或气候条件的总称利天气或气候条件的总称,如干旱、暴雨、冷害、雹灾等。农业生产如干旱、暴雨、冷害、雹灾等。农业生产具有自然再生产和经济再生产相结合的特点。自然条件决定农业生产具有自然再生产和经济再生产相结合的特点。自然条件决定农业生产必须依赖于农业生态环境必须依赖于农业生态环境,受气候影响大受气候影响大,因此农业生产的自然风险也因此农业生产的自然风险也较大。各种自然灾害中以气象灾害危害居首位。影响东北地区农业生较大。各种自然灾害中以气象灾害危害居首位
4、。影响东北地区农业生产的主要气象灾害包括产的主要气象灾害包括干旱、低温冷害、霜冻。干旱、低温冷害、霜冻。干旱:干旱:干旱是东北地区主要的气象灾害,是指由于长时间降水偏少,干旱是东北地区主要的气象灾害,是指由于长时间降水偏少,出现空气干燥,土壤缺水,使农作物体内水分发生亏缺,影响作物正出现空气干燥,土壤缺水,使农作物体内水分发生亏缺,影响作物正常的生长发育,造成农业减产,人畜缺水困难以及生态环境恶化的现常的生长发育,造成农业减产,人畜缺水困难以及生态环境恶化的现象。干旱可造成粮食大幅度减产。象。干旱可造成粮食大幅度减产。(二)、基本知识(二)、基本知识 低温冷害:低温冷害:低温冷害就是作物生长期
5、内因温度偏低,热量不足延迟低温冷害就是作物生长期内因温度偏低,热量不足延迟作物的生长发育速度或是作物发育关键期遇一定强度的低温,对作物作物的生长发育速度或是作物发育关键期遇一定强度的低温,对作物发育产生障碍而造成作物受害减产,东北主要是夏季低温冷害。发育产生障碍而造成作物受害减产,东北主要是夏季低温冷害。低温冷害包括三种:延迟型冷害,障碍型冷害和混合型冷害。当出低温冷害包括三种:延迟型冷害,障碍型冷害和混合型冷害。当出现冷害时,籽粒不能完好成熟,稻米品质下降,受灾减产幅度在现冷害时,籽粒不能完好成熟,稻米品质下降,受灾减产幅度在30-40左右,严重时可达左右,严重时可达50%以上,甚至绝产。以
6、上,甚至绝产。霜冻:霜冻:它是指春、秋两季作物表面以及近地面空气层的它是指春、秋两季作物表面以及近地面空气层的温度下降,农作物生长在临界温度或以下时引起的死亡温度下降,农作物生长在临界温度或以下时引起的死亡或枯萎的现象,发生霜冻时,土壤或者植物体表面气温或枯萎的现象,发生霜冻时,土壤或者植物体表面气温下降到下降到0度或以下,作物遭受伤害或者死亡。发生在秋季度或以下,作物遭受伤害或者死亡。发生在秋季的称为初霜冻或者秋霜冻,在东北农区主要发生在的称为初霜冻或者秋霜冻,在东北农区主要发生在9-10月月份。发生在春季的为终霜冻或者春霜冻,在东北农区主份。发生在春季的为终霜冻或者春霜冻,在东北农区主要发
7、生在要发生在4-6月份。霜冻出现以后,作物生长发育和产量月份。霜冻出现以后,作物生长发育和产量受到影响,可导致籽粒含水率偏大,造成粮食减产,品受到影响,可导致籽粒含水率偏大,造成粮食减产,品质下降。较早的强霜冻使粮食减产质下降。较早的强霜冻使粮食减产5%10%。我国各地初、终霜冻出现的时间受纬度、海拔、地形我国各地初、终霜冻出现的时间受纬度、海拔、地形等影响而不同。在一年一熟地区,初霜冻造成的危害比等影响而不同。在一年一熟地区,初霜冻造成的危害比较严重,终霜冻造成的危害相对较轻。较严重,终霜冻造成的危害相对较轻。2 2气候:气候:气候是长期天气的平均状态。一般地说,气候是长期天气的平均状态。一
8、般地说,气候变化就是相气候变化就是相对于平均值的偏差,严格地说,如果气候平均状态或气候变率(离差)对于平均值的偏差,严格地说,如果气候平均状态或气候变率(离差)或两者出现了统计意义上显著的变化就称做气候变化。气候突变就是或两者出现了统计意义上显著的变化就称做气候变化。气候突变就是气候从一种状态急剧向另一种状态变化,它表现为气候在时空上从一气候从一种状态急剧向另一种状态变化,它表现为气候在时空上从一个统计特征到另一个统计特征的急剧变化。个统计特征到另一个统计特征的急剧变化。3 3温度的三基点:温度的三基点:作物生长发育要求不同的温度范围,每一种温度范作物生长发育要求不同的温度范围,每一种温度范围
9、,有一个下限温度、上限温度和最适宜的温度,这就是温度的三基围,有一个下限温度、上限温度和最适宜的温度,这就是温度的三基点。下限温度是指作物发育过程将要停止,但生长仍可维持,若继续点。下限温度是指作物发育过程将要停止,但生长仍可维持,若继续降低则引起作物死亡的温度。最适温度是指维持作物最快生长或发育降低则引起作物死亡的温度。最适温度是指维持作物最快生长或发育速度的温度。上限温度是指作物发育过程将要停止,但生长仍可维持速度的温度。上限温度是指作物发育过程将要停止,但生长仍可维持时的温度,当温度高于生长上限温度时,还可以生活,但若温度再增时的温度,当温度高于生长上限温度时,还可以生活,但若温度再增高
10、,作物便将死亡,这个温度就是维持生命的上限温度。例如,玉米,高,作物便将死亡,这个温度就是维持生命的上限温度。例如,玉米,生育期间最低温度为生育期间最低温度为10 10;生长最适温度为;生长最适温度为20-24 20-24,最高温度为,最高温度为40-44 40-44。不同的发育期相应的指标也不相同,以最适温度为例,玉。不同的发育期相应的指标也不相同,以最适温度为例,玉米生长期最适温度为米生长期最适温度为20-24 20-24,拔节到开花以,拔节到开花以24-2624-26为宜,灌浆期为宜,灌浆期的适宜温度为的适宜温度为22-2422-24。是分析温度条件是否适宜的依据。是分析温度条件是否适宜
11、的依据。4 4积温:积温:在一定温度范围内,气温和发育速度成正相关,并且要积累在一定温度范围内,气温和发育速度成正相关,并且要积累到一定的温度总和,才能完成其发育期,这个温度的累积数称为积到一定的温度总和,才能完成其发育期,这个温度的累积数称为积温。温。活动积温:活动积温:高于生物学下限温度的日平均气温叫做活动温度,高于生物学下限温度的日平均气温叫做活动温度,作物某个生育期或全部生育期内活动温度的总和,称为这一生育期作物某个生育期或全部生育期内活动温度的总和,称为这一生育期或全生育期的活动积温。或全生育期的活动积温。有效积温:有效积温:活动温度与生物学下限温度之活动温度与生物学下限温度之差,叫
12、做有效温度,这个温度对作物的生育才是有效的,作物某个差,叫做有效温度,这个温度对作物的生育才是有效的,作物某个生育期或全部生育期内有效温度的总和,称为这一生育期或全生育生育期或全部生育期内有效温度的总和,称为这一生育期或全生育期的有效积温。期的有效积温。积温是选择品种和分析热量条件的依据和指标。积温是选择品种和分析热量条件的依据和指标。5 5作物水分临界期(关键期):作物水分临界期(关键期):农作物在其生长发育的不同时期,对农作物在其生长发育的不同时期,对水分的敏感程度是不一样的。对水分最敏感的时期,也就是说,由水分的敏感程度是不一样的。对水分最敏感的时期,也就是说,由于水分的缺乏或过多,对产
13、量影响最大的时期,即为某作物的水分于水分的缺乏或过多,对产量影响最大的时期,即为某作物的水分临界期。临界期不一定是植物需水量最多的时期。例如,玉米的水临界期。临界期不一定是植物需水量最多的时期。例如,玉米的水分临界期是大喇叭口期到乳熟期。对于分析干旱有重要作用。分临界期是大喇叭口期到乳熟期。对于分析干旱有重要作用。6 6土壤墒情:土壤墒情:墒指土壤的湿度,墒情指土壤湿度的情况。土壤湿度是墒指土壤的湿度,墒情指土壤湿度的情况。土壤湿度是土壤的干湿程度,即土壤的实际含水量,可用土壤含水量占烘干土土壤的干湿程度,即土壤的实际含水量,可用土壤含水量占烘干土重的百分数表示,即土壤重量含水率重的百分数表示
14、,即土壤重量含水率=水分重水分重/烘干土重烘干土重100100。土。土壤相对湿度即是土壤重量含水率与田间持水量之比。土壤相对湿度壤相对湿度即是土壤重量含水率与田间持水量之比。土壤相对湿度是用来评价土壤旱涝的重要指标。是用来评价土壤旱涝的重要指标。(三)、气象条件与农作物的关系(三)、气象条件与农作物的关系 气象条件对作物生长发育和产量形成的影响是综合的,气象条件对作物生长发育和产量形成的影响是综合的,主要为光、热、水。气象条件对农作物生长发育和产量形主要为光、热、水。气象条件对农作物生长发育和产量形成还具有非等同性作用:一方面,某一气象要素在农作物成还具有非等同性作用:一方面,某一气象要素在农
15、作物生育的各个时期作用不同,主要是因为农作物不同生育期生育的各个时期作用不同,主要是因为农作物不同生育期对该气象要素有不同的要求,而天气气候形势不断变化,对该气象要素有不同的要求,而天气气候形势不断变化,因而在各生育时期里该气象要素对其生育的满足程度也不因而在各生育时期里该气象要素对其生育的满足程度也不同;另一方面,某一地区各种农业气象要素对农作物的作同;另一方面,某一地区各种农业气象要素对农作物的作用不同,在辐射、温度、水分等农业气象要素中往往只有用不同,在辐射、温度、水分等农业气象要素中往往只有其中的一个或两个要素对作物生育和产量的影响是主要的,其中的一个或两个要素对作物生育和产量的影响是
16、主要的,即存在主要农业气象影响因子,其它因子可能变化不大,即存在主要农业气象影响因子,其它因子可能变化不大,或是在作物要求的适宜范围内变化,对作物生育和产量影或是在作物要求的适宜范围内变化,对作物生育和产量影响不显著。响不显著。光照:光照:太阳能是作物通过光合作用制造有机物质的唯一能量来源,也太阳能是作物通过光合作用制造有机物质的唯一能量来源,也是热量的主要来源。太阳光和热对植物生活起着重大的作用。是热量的主要来源。太阳光和热对植物生活起着重大的作用。温度:温度:任何一种作物必须在一定的温度条件下才有进行生长发育,任何一种作物必须在一定的温度条件下才有进行生长发育,温度直接制约着作物光合作用和
17、呼吸作用,因而影响着作物的干物温度直接制约着作物光合作用和呼吸作用,因而影响着作物的干物质积累。不同作物、同一作物的不同品种、各种作物的不同生育阶质积累。不同作物、同一作物的不同品种、各种作物的不同生育阶段,对温度的要求都不同。作物的生长发育是由若干个发育期组成段,对温度的要求都不同。作物的生长发育是由若干个发育期组成的,只有完成上一个发育阶段才能循序进入下一个发育阶段。温度的,只有完成上一个发育阶段才能循序进入下一个发育阶段。温度是影响作物生长发育的主要气候因子,在一定的温度范围内作物发是影响作物生长发育的主要气候因子,在一定的温度范围内作物发育速度与温度成正比。育速度与温度成正比。水分:水
18、分:在作物的一生中,从种子发芽、出苗、茎叶旺盛生长到开花在作物的一生中,从种子发芽、出苗、茎叶旺盛生长到开花结实,经过一系列的生理需水和生态需水过程,消耗掉大量的水分。结实,经过一系列的生理需水和生态需水过程,消耗掉大量的水分。从作物生育前期、中期和后期的需水量来看,是一个由少到多又到从作物生育前期、中期和后期的需水量来看,是一个由少到多又到少的变化过程。作物营养生长阶段,植株体积较小,生长速度较慢,少的变化过程。作物营养生长阶段,植株体积较小,生长速度较慢,耗水少;在营养生长和生殖生长同时并进的阶段,植株体积和重量耗水少;在营养生长和生殖生长同时并进的阶段,植株体积和重量都迅速增加,生长速度
19、快,耗水量急剧增多;生殖生长阶段,植株都迅速增加,生长速度快,耗水量急剧增多;生殖生长阶段,植株体积不再增大,随着时间的推移作物有机体逐渐衰老,耗水量也逐体积不再增大,随着时间的推移作物有机体逐渐衰老,耗水量也逐渐减少。渐减少。玉米生长发育的农业气象条件:玉米生长发育的农业气象条件:温度:温度:玉米为喜温作物,整个生育期间要求较高的温度。玉米生育玉米为喜温作物,整个生育期间要求较高的温度。玉米生育期间生物学下限温度为期间生物学下限温度为1010,生长最适宜温度为,生长最适宜温度为20-2420-24。玉米种子。玉米种子在在6-76-7开始发芽,但发芽极慢,在气温开始发芽,但发芽极慢,在气温10
20、-1210-12的条件下发芽正常。的条件下发芽正常。所以一般以稳定通过所以一般以稳定通过1010为播种的温度指标。玉米苗期(出苗到拔为播种的温度指标。玉米苗期(出苗到拔节)这段时间为营养生长阶段,根系的生长对玉米总的生长有着重节)这段时间为营养生长阶段,根系的生长对玉米总的生长有着重要的作用,根的生长的适宜土壤温度为要的作用,根的生长的适宜土壤温度为20-2420-24,低温造成根代谢缓,低温造成根代谢缓慢,当土壤温度为慢,当土壤温度为4-54-5时根停止生长,土壤温度超过时根停止生长,土壤温度超过3030也不利于也不利于根的生长。玉米拔节到开花时期要求根的生长。玉米拔节到开花时期要求24-2
21、624-26,是玉米一生中要求较,是玉米一生中要求较高温度的时期。当温度高于高温度的时期。当温度高于32-3532-35或低于或低于1818时,都不利于开花。时,都不利于开花。玉米籽粒灌浆成熟过程中,适宜温度为玉米籽粒灌浆成熟过程中,适宜温度为22-2422-24,且温度日较差大,且温度日较差大,有利于养分累积,气温高于有利于养分累积,气温高于2525或低于或低于1616都要影响淀粉酶的活动都要影响淀粉酶的活动而不利于物质运输和积累。当气温降至而不利于物质运输和积累。当气温降至2020以下时,籽粒灌浆缓慢,以下时,籽粒灌浆缓慢,1818灌浆显著减慢,灌浆显著减慢,1616时灌浆急剧下降。时灌浆
22、急剧下降。水分:水分:玉米是高杆作物,是一种需水较多的作物。其需水特点为前期需水玉米是高杆作物,是一种需水较多的作物。其需水特点为前期需水少,中期需水多,后期偏少。玉米苗期要求土壤湿度为田间持水量的少,中期需水多,后期偏少。玉米苗期要求土壤湿度为田间持水量的60-70%60-70%,小于,小于50%50%或大于或大于80%80%均不利于蹲苗。苗期怕涝不怕旱,玉米在出苗至七叶期均不利于蹲苗。苗期怕涝不怕旱,玉米在出苗至七叶期最易受涝害,受涝害的壤质土壤湿度下限指标是最易受涝害,受涝害的壤质土壤湿度下限指标是23%23%,相当于田间持水量的,相当于田间持水量的90%90%。拔节至抽雄期最适宜的土壤
23、湿度为田间持水量的。拔节至抽雄期最适宜的土壤湿度为田间持水量的70-90%70-90%,抽雄前,抽雄前1010天天和后和后2020天是玉米需水关键期,也是需水高峰期,此时,土壤湿度若低于田间天是玉米需水关键期,也是需水高峰期,此时,土壤湿度若低于田间持水量的持水量的60%60%,将严重影响产量。抽雄后适宜的土壤湿度为田间持水量的,将严重影响产量。抽雄后适宜的土壤湿度为田间持水量的70-70-80%80%。灌浆期要求土壤湿度逐渐由田间持水量的。灌浆期要求土壤湿度逐渐由田间持水量的80%80%降至降至50%50%左右。左右。光照:光照:玉米是一种光饱合点高、光补偿点低的作物,它又是一种高光效的玉米
24、是一种光饱合点高、光补偿点低的作物,它又是一种高光效的C4C4作物。在自然光范围内,玉米群体内是达不到光饱和点的。在低于光饱和点作物。在自然光范围内,玉米群体内是达不到光饱和点的。在低于光饱和点的光强范围内,光照越强,光合作用越强,积累物质越多。光合作用的最适的光强范围内,光照越强,光合作用越强,积累物质越多。光合作用的最适温度是温度是30-4030-40,在,在2020以下时光合作用即急速下降。光对玉米的影响是多以下时光合作用即急速下降。光对玉米的影响是多方面的,若全天接受直射光时间大于方面的,若全天接受直射光时间大于8 8小时,植株发育正常,雌雄穗均不受小时,植株发育正常,雌雄穗均不受影响
25、。若小于影响。若小于8 8小时,在不同发育期有不同程度的影响。如叶片减少;植株小时,在不同发育期有不同程度的影响。如叶片减少;植株无雌穗,雄穗受到严重影响,枝梗少,无花粉;籽粒少,千粒重低等。无雌穗,雄穗受到严重影响,枝梗少,无花粉;籽粒少,千粒重低等。大豆生长发育的农业气象条件:大豆生长发育的农业气象条件:温度:温度:大豆是喜温作物,属于温凉型。种子发芽最低温度在大豆是喜温作物,属于温凉型。种子发芽最低温度在6 688,以,以10101212发芽正常,最适温度是发芽正常,最适温度是18281828,此时发芽最,此时发芽最快而且出苗整齐;生育期间以快而且出苗整齐;生育期间以15152525最适
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