农田小气候的改造.pptx

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1、农田小气候的改造农田小气候的改造 本章要点1、小气候的概念小气候的概念2、小气候的特点小气候的特点3 3、小气候的形成小气候的形成4 4、几种、几种小气候类型及气象效应小气候类型及气象效应5 5、温室小气候的特点、温室小气候的特点第1页/共48页第一节第一节 小气候的概念、特点及小气候的概念、特点及形成的物理基础形成的物理基础一、小气候的概念一、小气候的概念1 1、定义：在小范围内，由于下垫面构造和特性不同，定义：在小范围内，由于下垫面构造和特性不同，定义：在小范围内，由于下垫面构造和特性不同，定义：在小范围内，由于下垫面构造和特性不同，使热量和水分收支不一样，形成近地层及土壤上使热量和水分收

2、支不一样，形成近地层及土壤上使热量和水分收支不一样，形成近地层及土壤上使热量和水分收支不一样，形成近地层及土壤上层与大气候所不同的特殊气候，称为小气候层与大气候所不同的特殊气候，称为小气候层与大气候所不同的特殊气候，称为小气候层与大气候所不同的特殊气候，称为小气候。2 2、小气候的类型、小气候的类型、小气候的类型、小气候的类型 农业小气候、地形小气候、防护林小气候、城市小农业小气候、地形小气候、防护林小气候、城市小农业小气候、地形小气候、防护林小气候、城市小农业小气候、地形小气候、防护林小气候、城市小气候、保护地小气候、气候、保护地小气候、气候、保护地小气候、气候、保护地小气候、温室小气候等。

3、温室小气候等。温室小气候等。温室小气候等。第2页/共48页二、小气候的特点二、小气候的特点 1、范围小、范围小(small range)2、差别大、差别大(large difference)3、很稳定、很稳定(very stable)第3页/共48页三、三、小气候形成的物理小气候形成的物理基础基础（一）作用面与活动层的概念（一）作用面与活动层的概念(activity layer)凡能籍辐射作用吸热或放热，从而调节邻近气层和土层（或其它物质层）温度状况的表面，称为活动面或活动层。第4页/共48页（二）活动层的热量平（二）活动层的热量平衡衡 (thermal balance)(thermal ba

4、lance)1、活动层的辐射收支(radiation balance)2、土壤热交换(soil heat exchange)3、活动层的乱流交换(turbulence exchange)4、潜热交换(latent heat exchange)第5页/共48页辐射是小气候形成的热力（能量）小气候形成的热力（能量）基础，乱流交换是小气候的形成的基础，乱流交换是小气候的形成的动力基础。动力基础。第6页/共48页 四、农业小气候的特征四、农业小气候的特征四、农业小气候的特征四、农业小气候的特征 (Features of farming(Features of farming microclimate)

5、microclimate)（一）农田中光的分布（一）农田中光的分布（一）农田中光的分布（一）农田中光的分布(photo(photo distribution)distribution)光照强度由植株顶部向下递减第7页/共48页1 1、作物生长前期：光随高度分布差别不大；、作物生长前期：光随高度分布差别不大；2 2、作物生长旺期：随高度增加，光照增强；、作物生长旺期：随高度增加，光照增强；3 3、作物生长后期：光随高度分布差别不大。、作物生长后期：光随高度分布差别不大。第8页/共48页（二）农田中温度的分布（二）农田中温度的分布 最高、最低温度出现在植株高度H的2/3处h2/3 H白天h2/3

6、H夜间第9页/共48页1、旱地中温度的分布、旱地中温度的分布作物生长前期和后期温度分布同裸地相似。2、水田中温度的分布、水田中温度的分布 同旱地相比，水田中，由于紧贴水面的一薄层，白天蒸发耗热多，夜间冷却慢，所以温度分布情况相反：白天为辐射型分布，夜间为日射型分布。第10页/共48页（三）农田中湿度的分（三）农田中湿度的分布布（1）农田中绝对湿度的分布主要取决于 蒸发和蒸腾；（2）相对湿度的分布与水汽含量和温度 有关。第11页/共48页（四）农田中（四）农田中CO2的分布的分布l 一般情况下，白天，从清晨至中午，由于作物光合作一般情况下，白天，从清晨至中午，由于作物光合作 用吸收了用吸收了CO

7、CO2 2，使得在作物密集的高度上，使得在作物密集的高度上COCO2 2的浓度最的浓度最 低，午后可降至最接近地面的地方，这种变化在静风低，午后可降至最接近地面的地方，这种变化在静风 条件下尤为明显。条件下尤为明显。l 夜间，从傍晚到清晨，由于作物的呼吸作用，释放夜间，从傍晚到清晨，由于作物的呼吸作用，释放 CO CO2 2，因此农田中，因此农田中COCO2 2的浓度由下向上不断递减。的浓度由下向上不断递减。第12页/共48页（五）农田中风的分布（五）农田中风的分布 农田中的风随高度增加而增大：作物高度H风速h第13页/共48页第二节第二节 几种类型小气候的气象效应几种类型小气候的气象效应一、

8、不同覆盖的气象效应一、不同覆盖的气象效应一、不同覆盖的气象效应一、不同覆盖的气象效应 如地膜覆盖的气象效应为：1、増温(enhance temperature)2、节水(save water)第14页/共48页二、喷洒化学药剂的气象效应二、喷洒化学药剂的气象效应第15页/共48页三、三、防护林带的小气防护林带的小气候效应候效应 (Microclimate effect of windbreak(Microclimate effect of windbreak zone)zone)风速（）0 4 8 12 16 20 24 28树高（H）的倍数10020408060风向1 1、林带的防风效应、林

9、带的防风效应第16页/共48页Populus forest第17页/共48页2、防护林带的作用、防护林带的作用（1 1）减轻强风（台风、寒潮大风）、）减轻强风（台风、寒潮大风）、风沙、风沙、平流霜冻等灾害；平流霜冻等灾害；（2 2）防止水土流失、减少土壤蒸发；）防止水土流失、减少土壤蒸发；（3 3）改良土壤，净化空气，改善农）改良土壤，净化空气，改善农田田 生态环境、改善城市气候。生态环境、改善城市气候。第18页/共48页Forest web第19页/共48页四、地形小气候四、地形小气候阴坡阳坡干、暖湿、热湿、凉最湿、最凉第20页/共48页五、水域岸边小气候五、水域岸边小气候水域岸边的气温、土

10、温日较差小，温暖、潮湿、多雾。第21页/共48页六、耕作措施的小气候效应六、耕作措施的小气候效应1 1、耕翻的气象效应、耕翻的气象效应 耕翻使土壤疏松，增加土壤透水性和透气性，提高土壤耕翻使土壤疏松，增加土壤透水性和透气性，提高土壤 的蓄水能力，对下层土壤有保墒效应。的蓄水能力，对下层土壤有保墒效应。耕翻使土壤的热容量和导热率减小，削弱了上下层土壤间的热时交换，增加土壤表层温度的日较差。耕翻使土壤的热容量和导热率减小，削弱了上下层土壤间的热时交换，增加土壤表层温度的日较差。在夜间或低温季节，耕翻土层有降温效应，下层有增温效应；在白天或高温季节，耕翻土层有升温效应，下层有降温效应。在夜间或低温季

11、节，耕翻土层有降温效应，下层有增温效应；在白天或高温季节，耕翻土层有升温效应，下层有降温效应。第22页/共48页2、镇压的气象效应 镇压可以减小土壤的透气性和透水性，增加土壤的毛管水量，加速土壤水分的蒸发。在土壤干燥时，镇压具有提墒作用。镇压可以减小土壤的透气性和透水性，增加土壤的毛管水量，加速土壤水分的蒸发。在土壤干燥时，镇压具有提墒作用。镇压增加了土壤的热容量和导热率，加强了上下层土壤间的热量交换，可减小土壤温度日较差。镇压增加了土壤的热容量和导热率，加强了上下层土壤间的热量交换，可减小土壤温度日较差。镇压地夜间表现为增温效应，白天表现为降温效应。镇压地夜间表现为增温效应，白天表现为降温效

12、应。第23页/共48页3 3、垄作的气象效应、垄作的气象效应 垄作使土壤疏松，其小气候效应与耕翻相同。垄作使土壤疏松，其小气候效应与耕翻相同。垄作增加了土壤表面与大气的接触面积，白天增加对太阳辐射的吸收面，热量聚集在土壤表面，温度比平作高；夜间垄上的有效辐射大，垄温比平作温度低。垄作增加了土壤表面与大气的接触面积，白天增加对太阳辐射的吸收面，热量聚集在土壤表面，温度比平作高；夜间垄上的有效辐射大，垄温比平作温度低。垄作使土壤的蒸发面增大，上层土壤干燥疏松，下层土壤湿润；有利于排水防涝。垄作使土壤的蒸发面增大，上层土壤干燥疏松，下层土壤湿润；有利于排水防涝。有利于通风透光。有利于通风透光。第24

13、页/共48页4、种植行向的气象效应 种植行向主要影响植株的受光时间和所得到的太阳辐射强度。种植行向主要影响植株的受光时间和所得到的太阳辐射强度。夏半年，沿东西行向的日照时数比沿南北行向的日照时数多；夏半年，沿东西行向的日照时数比沿南北行向的日照时数多；冬半年，沿南北行向的日照时数比东西行向的日照时数多。冬半年，沿南北行向的日照时数比东西行向的日照时数多。因此在高纬度地区，秋季播种时取南北行向，春季播种时东西行向为宜。因此在高纬度地区，秋季播种时取南北行向，春季播种时东西行向为宜。第25页/共48页5、种植密度的气象效应 种植密度的大小影响作物群体的通风透光和温度的变化。种植密度的大小影响作物群

14、体的通风透光和温度的变化。当种植密度过大时，田间的通风透光性较差，株间温度白天低于外界的温度，夜间高于外界的温度单株产量降低，会影响群体的产量。当种植密度过大时，田间的通风透光性较差，株间温度白天低于外界的温度，夜间高于外界的温度单株产量降低，会影响群体的产量。当种植密度过小时，田间的通风透光性较好，株间温度适宜，单株产量增高，但由于植株数量的减少，会影响群体的产量。当种植密度过小时，田间的通风透光性较好，株间温度适宜，单株产量增高，但由于植株数量的减少，会影响群体的产量。在生产实践中，应根据不同的作物进行合理密植。在生产实践中，应根据不同的作物进行合理密植。第26页/共48页6 6、灌溉的气

15、象效应、灌溉的气象效应 农田灌溉后，土壤颜色加深，地面反射率减小，使得土壤吸收的太阳辐射能增加。农田灌溉后，土壤颜色加深，地面反射率减小，使得土壤吸收的太阳辐射能增加。灌溉后，增大了土壤的热容量和导热率，土壤温度日较差比未灌溉地小。灌溉后，增大了土壤的热容量和导热率，土壤温度日较差比未灌溉地小。灌溉地因蒸发耗热显著增加，减弱了空气的增温作用，因此，白天、暖季有降温效应，夜间、冷季有增温效应。灌溉地因蒸发耗热显著增加，减弱了空气的增温作用，因此，白天、暖季有降温效应，夜间、冷季有增温效应。第27页/共48页7、覆盖的气象效应 覆盖减弱了空气的乱流活动，可起到保温、保湿的作用。覆盖可以防止杂草萌生

16、。第28页/共48页 第四节第四节 温室小气候及其温室小气候及其调控调控 (Greenhouse microclimate and its(Greenhouse microclimate and its adjustment)adjustment)温室：采用透明或不透明的物体覆 盖地面及其上空间的一种设施。第29页/共48页第一代节能型日光温室半拱圆形竹木结构日光温室半拱圆形竹木结构日光温室一坡一立式日光温室（瓦房店琴式）一坡一立式日光温室（瓦房店琴式）鞍鞍II II型日光温室型日光温室第30页/共48页辽沈辽沈 I I 型日光温室型日光温室熊岳第二代节能日光温室熊岳第二代节能日光温室改进冀优

17、改进冀优 II II 型节能日光温室型节能日光温室第二代节能型日光温室第31页/共48页钢骨架4分厚壁钢管1012圆钢8圆钢双双弦弦桁桁架架式式无无柱柱结结构构第32页/共48页竹木骨架用用直直径径8 810cm10cm的的 圆圆木木做做立立柱柱、拉拉杆杆、横横梁梁，立立柱柱纵纵向向每每隔隔3m3m一根，横向共设一根，横向共设3 3排。排。用直径用直径4cm4cm的圆竹或的圆竹或5cm5cm宽的竹片做拱杆，每隔宽的竹片做拱杆，每隔606080 cm80 cm设一根。设一根。第33页/共48页钢筋混凝土预制件与竹木拱杆混合骨架钢筋混凝土预制件与竹木拱杆混合骨架钢筋混凝土预制件与竹木拱杆混合骨架钢

18、筋混凝土预制件与竹木拱杆混合骨架柱柱、柁柁采采用用钢钢筋筋混混凝凝土土预预制制件件，拱拱杆杆仍仍采采用竹片或圆竹。用竹片或圆竹。第34页/共48页8 8#镀锌铁丝与竹木钢筋混凝土混合骨架镀锌铁丝与竹木钢筋混凝土混合骨架立柱和柁为钢筋混凝土预制件或圆木立柱和柁为钢筋混凝土预制件或圆木立柱和柁为钢筋混凝土预制件或圆木立柱和柁为钢筋混凝土预制件或圆木纵纵纵纵向向向向每每每每个个个个353540cm40cm拉拉拉拉一一一一道道道道8#8#镀镀镀镀锌锌锌锌铁铁铁铁丝丝丝丝，铁铁铁铁丝丝丝丝上上上上每每每每隔隔隔隔70cm70cm安安安安一竹片或圆竹。一竹片或圆竹。一竹片或圆竹。一竹片或圆竹。第35页/共

19、48页日光温室常用建筑材料的热工参考指标日光温室常用建筑材料的热工参考指标材料名称材料名称容容 重重(kg/m(kg/m3 3)导导 热热 率率(kcal/m.h.)(kcal/m.h.)蓄热系数蓄热系数(kcal/m.h.(kcal/m.h.)整齐的石砌体整齐的石砌体整齐的石砌体整齐的石砌体268026802.752.7520.6020.60钢筋混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土240024001.301.3014.0014.00草泥或粘土墙草泥或粘土墙草泥或粘土墙草泥或粘土墙200020000.800.809.109.10空空空空 心心心心 砖砖砖砖120012000.450.455.5

20、65.56锯锯锯锯 末末末末2502500.080.081.751.75稻稻稻稻 草草草草3203200.080.081.551.55空气空气空气空气(20)(20)1.21.20.020.020.040.04第36页/共48页墙体类型类类 型型内内 墙墙中中 墙墙外外 墙墙砖体空心墙砖体空心墙砖体空心墙砖体空心墙12cm12cm水泥砂水泥砂水泥砂水泥砂浆砖墙浆砖墙浆砖墙浆砖墙6 612cm12cm空心内衬空心内衬空心内衬空心内衬24cm24cm水泥水泥水泥水泥砂浆砖墙砂浆砖墙砂浆砖墙砂浆砖墙砖体夹心墙砖体夹心墙砖体夹心墙砖体夹心墙12cm12cm水泥砂水泥砂水泥砂水泥砂浆砖墙浆砖墙浆砖墙浆砖

21、墙12cm12cm珍珠岩、炉渣、珍珠岩、炉渣、珍珠岩、炉渣、珍珠岩、炉渣、锯末、聚苯板锯末、聚苯板锯末、聚苯板锯末、聚苯板24cm24cm水泥水泥水泥水泥砂浆砖墙砂浆砖墙砂浆砖墙砂浆砖墙砖墙或石墙砖墙或石墙砖墙或石墙砖墙或石墙外培土外培土外培土外培土24cm24cm砖墙或砖墙或砖墙或砖墙或37cm37cm石墙石墙石墙石墙外培土外培土外培土外培土1.01.01.2m1.2m土土土土 墙墙墙墙50cm50cm厚木板厚木板厚木板厚木板打墙和泥垛墙打墙和泥垛墙打墙和泥垛墙打墙和泥垛墙外培土外培土外培土外培土1.01.01.2m1.2m第37页/共48页第38页/共48页第39页/共48页 温室的特点：

22、温室的特点：（1 1）大量的短波辐射可以进入室内，）大量的短波辐射可以进入室内，很少的长波辐射逸出室外；很少的长波辐射逸出室外；（2 2）室内与室外的乱流交换弱，）室内与室外的乱流交换弱，只有通过分子热传导来进行。只有通过分子热传导来进行。第40页/共48页一、温室小气候的特点一、温室小气候的特点1 1、温室的光温室的光 室内的光照强度比室外弱，不同的材料，透光率不同。第41页/共48页l l寒冷季节光照强度弱，成为生产的限制因子；寒冷季节光照强度弱，成为生产的限制因子；l l由于保温覆盖，寒冷季节光照时数少；由于保温覆盖，寒冷季节光照时数少；l l光照分布南强北弱，上强下弱，东西山墙附光照分

23、布南强北弱，上强下弱，东西山墙附近上午或下午有三角形弱光区；近上午或下午有三角形弱光区；l l室内紫外线辐射强度比玻璃温室高。室内紫外线辐射强度比玻璃温室高。第42页/共48页2、温室内的温度、温室内的温度通常比室外高，通常比室外高，晴天时，晴天时，T室内室内=7.1+1.37T 室外室外ll气温常年高于露地，冬端夏长，保温性能好的温室可四季生产；气温常年高于露地，冬端夏长，保温性能好的温室可四季生产；ll气温日变化规律与外接相同；晴天最低气温出现在揭苫后半小时，最高出现在气温日变化规律与外接相同；晴天最低气温出现在揭苫后半小时，最高出现在12121414时；阴天昼夜温差小于晴天；时；阴天昼夜

24、温差小于晴天；ll气温分布严重不均：白天气温上高下低，中部高四周低；夜间北高南低；气温分布严重不均：白天气温上高下低，中部高四周低；夜间北高南低；ll地温相对稳定，变化幅度小，中部高四周低，南底角处地温最低。地温相对稳定，变化幅度小，中部高四周低，南底角处地温最低。第43页/共48页3 温室的湿度室内的湿度大于室外，常导致温室内植物易受病害。室内的湿度大于室外，常导致温室内植物易受病害。l l空气的绝对湿度和相对湿度均高于露地；空气的绝对湿度和相对湿度均高于露地；空气的绝对湿度和相对湿度均高于露地；空气的绝对湿度和相对湿度均高于露地；l l空气相对湿度日变化大；空气相对湿度日变化大；空气相对湿

25、度日变化大；空气相对湿度日变化大；l l局部湿差大。温室越大，局部湿差大。温室越大，局部湿差大。温室越大，局部湿差大。温室越大，RHRH日变化越小，日变化越小，日变化越小，日变化越小，局部湿差较大；局部湿差较大；局部湿差较大；局部湿差较大；l l夜间作物沾湿现象严重，易诱发病害。夜间作物沾湿现象严重，易诱发病害。夜间作物沾湿现象严重，易诱发病害。夜间作物沾湿现象严重，易诱发病害。第44页/共48页园艺作物育苗园艺作物育苗番茄栽培番茄栽培黄瓜栽培黄瓜栽培甜瓜栽培甜瓜栽培茄子栽培茄子栽培彩椒栽培彩椒栽培菜用仙人掌栽培菜用仙人掌栽培芦荟栽培芦荟栽培苦苣活体蔬菜苦苣活体蔬菜草莓栽培草莓栽培油桃栽培油桃

26、栽培葡萄栽培葡萄栽培花卉栽培花卉栽培第45页/共48页 4 温室的二氧化碳状况 温室内的二氧化碳比室外小，若要增加作物产量，需要增加室内的二氧化碳含量。温室内的二氧化碳比室外小，若要增加作物产量，需要增加室内的二氧化碳含量。lCO2浓度变化较大，早晨揭苫前可达1100 1300ppm；l容易出现NH3、NO2、SO2、C2H4、Cl2等有毒气体危害。第46页/共48页1、什么是农业小气候？有什么特征？2、耕翻和镇压的气候效应有什么区别？3、在我区栽培园艺植物时如何确定播种行向？为什么？4、在园艺植物生产中，是否种植密度越大产量越高？为什么？5、灌溉的小气候效应如何？习习 题题第47页/共48页