農(nóng)業(yè)氣象學(xué)-熱量條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

1、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)熱量條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要內(nèi)容1 溫度的農(nóng)業(yè)意義2 溫度強度對農(nóng)業(yè)生物的影響3 積溫學(xué)說及其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用4 溫度的周期性變化對農(nóng)業(yè)生物的影響5 近地層及土壤溫度調(diào)控技術(shù)實習(xí)2：積溫的求算本章重點與難點 本章重點： 三基點溫度、農(nóng)業(yè)界限溫度、活動積溫、有效積溫、作物的感溫性和溫周期現(xiàn)象等基本概念。 積溫的求算方法、穩(wěn)定性分析、改進措施及其應(yīng)用，近地層及土壤溫度調(diào)控技術(shù)。 本章難點： 積溫表達形式與求算方法的改進及應(yīng)用。1 溫度的農(nóng)業(yè)意義主要內(nèi)容： 溫度表示熱量的物理學(xué)基礎(chǔ) 溫度的生物學(xué)意義 溫度指數(shù)及其農(nóng)業(yè)意義 溫度對生物影響的主要方式 一、溫度表示熱量的物理學(xué)基礎(chǔ) 溫度是表示物體冷熱程

2、度、反映系統(tǒng)分子運動狀態(tài)和熱量水平的物理量 。 植物生化反應(yīng)的速率與溫度之間的關(guān)系，比用“焦耳”表示的熱量的關(guān)系更為密切。 用溫度更容易反映生物生長發(fā)育對熱量的要求，更能反映氣候條件對生物的綜合影響。 溫度測量簡單，資料廣泛。 二、溫度的生物學(xué)意義（P73-84） 1、溫度（氣溫、地溫和水溫）影響農(nóng)業(yè)生物的生理生態(tài)特征及地理分布 ，植物的光合、呼吸及蒸騰等生理過程 ，生長發(fā)育、產(chǎn)量形成及產(chǎn)品的產(chǎn)量與品質(zhì)等。 2、氣溫、地溫和水溫還間接地通過生物體溫對農(nóng)業(yè)生物生命活動及產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)生重要影響。 3、溫度條件還是病蟲害發(fā)生發(fā)展以至蔓延的基本條件之一。 三、溫度指數(shù)及其農(nóng)業(yè)意義 1、溫度指數(shù)的含義 標

3、志農(nóng)業(yè)生物生長發(fā)育的熱量狀況及相互關(guān)系的溫度標示形式，即溫度指數(shù)，有時也稱為溫熱指數(shù)或熱量指數(shù)。 積溫（詳見3） 大豆發(fā)育單位（D.M.Brown）4.95T0.0829T240.91式中，T為日平均氣溫（）。利用該指標可以較好地描述大豆生長發(fā)育過程中所要求的溫度條件及分析大豆的適宜種植范圍。 2、溫度指數(shù)的表示形式 THI0.55T+0.2Td+17.5式中，T、Td分別為干球和露點溫度（）。THI被用來研究人類及家畜對溫濕度條件的適應(yīng)性。 另外，還有玉米熱量單位、月熱指數(shù)和年熱指數(shù)、干涼度和風寒指數(shù)等（P84-86）。 溫濕指數(shù) 四、溫度對生物影響的主要方式 溫度強度（高、低） 持續(xù)時間（

4、累積） 溫度變化（周期性） 在這三個方面中，溫度強度是最基本的。只有具備了一定的強度，其持續(xù)時間與變化才能對農(nóng)業(yè)生物產(chǎn)生影響。 2 溫度強度對農(nóng)業(yè)生物的影響 主要內(nèi)容： 農(nóng)業(yè)生物生命活動的基本溫度 溫度與農(nóng)作物的生長發(fā)育 溫度條件與作物引種 一、農(nóng)業(yè)生物生命活動的基本溫度 1、三基點溫度 （1）作物生命活動的三種溫度范圍 維持生命的溫度，最寬 適宜生長的溫度，次之 保證發(fā)育的溫度，最窄 作物生命活動的基本溫度如圖1所示。 維持生命溫度 適宜生長溫度 保證發(fā)育溫度 -10 0 10 20 30 40 50 光合溫度 呼吸溫度圖1 作物生命活動的基本溫度示意圖 （2）三基點、五基點或七基點溫度 作

5、物生命活動的每一個過程，都有三個基本點溫度，即三基點溫度。 最低（下限）溫度 最適溫度 最高（上限）溫度 對于作物的生長，在最適溫度下生長迅速而良好，在最低和最高溫度下作物停止生長，但是仍然能夠維持生命而不受害。 所以在三基點溫度之外，還可以確定作物的受害溫度（受害高溫或受害低溫）以及致死溫度（致死高溫或致死低溫）。這就是通常所說的五基點溫度或者七基點溫度。 三基點、五基點或七基點溫度見圖2。 如果溫度繼續(xù)降低或升高，作物就會逐漸受到不同程度的危害直至死亡。 致 受 最 最 最 受 致 死 害 低 適 高 害 死 低 低 溫 溫 溫 高 高 溫 溫 度 度 度 溫 溫 溫度 三基點 五基點 七

6、基點溫度圖2 作物三、五或七基點溫度范圍示意圖 （1）有關(guān)試驗及分析結(jié)果 幾種主要作物的三基點溫度作物最低溫度最適溫度最高溫度牧草342630小麥3 4.520 2230 32油菜4 520 2530 32玉米8 1030 3240 44水稻10 1230 3236 38棉花13 1528352、三基點溫度的特征 作物生長早期所要求的最適溫度較低些，生長盛期較高，到成熟期又稍低一些。 馬鈴薯在25左右時光合作用速率最大，呼吸作用要上升到大約48時才達最大速度。 小麥分蘗節(jié)生物學(xué)零度遠較地上部分低。 水稻的早秈稻播種期要求日平均氣溫穩(wěn)定通過12以上，而早粳稻則為10以上。 區(qū)別 不同作物的三基點

7、溫度不同； 同一作物不同品種的三基點溫度不同； 同一作物不同生育期的三基點溫度不同； 同一作物不同生理過程三基點溫度不同； 同一植株上不同器官的三基點溫度不同。（2）特征 最低、最適、最高溫度指標不是一個具體的數(shù)值，而是具有一定的范圍，不僅與強度有關(guān)，還與作用的持續(xù)時間有關(guān)。 無論是生存、生長還是發(fā)育，其最適溫度基本上是在同一個變幅范圍，差異很小。 各種作物的最低溫度的最低點差異很大，且最低溫度與最適溫度差值較大。共同特征 在作物生命過程中，最低溫度遠較最高溫度出現(xiàn)的機率大。 各種作物的最高溫度指標值差異較小，而且各種作物的最高溫度與最適溫度值也比較接近。 確定溫度的有效性 確定作物的種植季節(jié)

8、與分布區(qū)域 估算作物生長發(fā)育速度 計算作物光合生產(chǎn)潛力 （3）三基點溫度的用途 界限溫度的定義 界限溫度是標示著某些重要物候現(xiàn)象或農(nóng)事活動開始終止的溫度。而所謂界限，完全是根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和氣象條件的關(guān)系來劃定的。 農(nóng)業(yè)氣象學(xué)常用的界限溫度 0； 3或5； 10； 15； 20 3、界限溫度及其農(nóng)業(yè)意義 各種界限溫度的農(nóng)業(yè)意義 0：土壤凍結(jié)和解凍，越冬作物秋季停止生長，春季開始生長。春季0至秋季0之間的時段即為農(nóng)耕期。 3-5：早春作物播種、喜涼作物開始生長、多數(shù)樹木開始生長。春季3(5)至秋季3(5)之間時段為冬作物或早春作物的生長期。 10：春季喜溫作物開始播種與生長，喜涼作物開始迅速生長。開

9、始大于10至開始小l0之間的時段為喜溫作物的生長期。 15：初日為水稻適宜移栽期，棉苗開始生長期，終日為冬小麥適宜播種期。初終日之間的時段為喜溫作物的活躍生長期。 20：初日為熱帶作物開始生長期，水稻分蘗迅速增長，終日對水稻抽穗開花開始有影響，往往導(dǎo)致空殼。初終日之間的時段為熱帶作物的生長期，也是雙季稻的生長季節(jié)。 二、溫度與農(nóng)作物的生長發(fā)育 1、有關(guān)試驗研究結(jié)果 范霍夫定律 在一定的溫度范圍內(nèi)，溫度對主要生命過程的影響基本上服從范霍夫定律，即溫度每升高10 ，反應(yīng)速度增加一倍：式中KT和KT+10分別為T和T+10時的化學(xué)反應(yīng)速率。 光合作用強度與溫度的關(guān)系40 光合強度(mgCO2/dm2

10、/hr) 馬鈴薯30 黃瓜2010 0 10 20 30 40 50 溫度圖3 光合作用溫度曲線（倫德加，1945） 呼吸作用強度與溫度的關(guān)系50 呼吸強度(mgCO2/dm2/hr)40302010 0 10 20 30 40 50 60 圖4 呼吸作用溫度曲線（倫德加，1945） 光合作用與呼吸作用之比（P/R） 6 P/R 5 4 3 2 1 0 10 20 30 40 溫度圖5 P/R溫度曲線 植物生長與溫度的關(guān)系 1.00 相對速率 光合作用 0.75 植物生長 呼吸作用0.500.250.00 0 10 20 30 40 溫度圖6 植物生長溫度曲線 水溫對植物吸收無機養(yǎng)分的影響（m

11、g）溫度范圍NH4P2O5K2OSiO2低溫區(qū)41.87.931.063.3適溫區(qū)61.712.146.7107.4高溫區(qū)50.510.133.971.4注：低溫區(qū)為24-25 ；適溫區(qū)為28.5-32 ； 高溫區(qū)為37-38.5 。 （1）不同作物的光合作用強度與溫度的關(guān)系不完全相同，但各種作物“光合作用溫度”曲線的一般形狀是基本一致的。 （2）“光合作用溫度”曲線和“呼吸作用溫度”曲線的變化趨勢近似。 （3）光合作用和呼吸作用也有它們的三基點溫度，但呼吸作用的最適溫度比光合作用的高。2、主要結(jié)論 （5）作物有機物質(zhì)的增加，取決于光合作用所積累的有機物質(zhì)和呼吸作用所消耗的有機物質(zhì)之差。 （6

12、）溫度還通過影響植物對無機養(yǎng)分的吸收及植物的蒸騰作用來影響植物的光合作用。 （4）隨著溫度的升高，光合作用與呼吸作用的比值降低。 （7）溫度對作物生長的影響還與作物本身的生理機能有關(guān)。 C3植物適宜的溫度范圍是2025，而C4植物適宜的溫度范圍是3035。 （8）溫度對作物生長的影響還和其前期的溫度條件（前期溫度鍛煉）密切相關(guān)。 三、溫度條件與作物引種 1、引種是豐富地區(qū)種質(zhì)資源，提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)的重要手段。 2、在作物引種工作中，除了要考慮土壤、肥力和農(nóng)業(yè)技術(shù)措施等條件以外，一定要遵循原產(chǎn)地和引入地生態(tài)環(huán)境特別是農(nóng)業(yè)氣候相似原則。 北種南引（高山引向平原）比南種北移（平原引向高山）容易成

13、功。 因為南種北移是作物能否成活的問題，而北種南引則是溫度可能影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題。 3、根據(jù)作物對溫度條件的要求和引種成敗的經(jīng)驗，作物引種有下列三條規(guī)律： 溫度對植物生長的作用，在一定程度上是相對的，各種植物都有一定的適應(yīng)性，因此在植物引種的過程中，存在著氣候馴化現(xiàn)象。 草本植物要比木本植物引種容易成功，一年生植物較多年生植物引種容易成功，落葉植物比常綠植物引種容易成功，灌木要比喬木引種容易成功。 3 積溫學(xué)說及其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用 主要內(nèi)容： 積溫學(xué)說 積溫的定義、種類與計算方法 積溫的穩(wěn)定性與改進措施 積溫在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 一、積溫學(xué)說 積溫學(xué)說： 在其他條件得到滿足的前提下，溫度對作物的發(fā)

14、育起著主導(dǎo)作用。 作物開始發(fā)育要求一定的下限溫度；而根據(jù)近年來的研究結(jié)果，在高溫季節(jié)完成的發(fā)育期還存在有上限問題。 作物完成某一階段的發(fā)育需要一定的積溫。 二、積溫的定義、種類與計算方法 1、積溫的定義 積溫的概念也經(jīng)歷了多年的發(fā)展歷程，并因研究目的不同而有差異。但從廣義的角度可以把積溫定義為： 某一時段內(nèi)逐日平均氣溫之和，單位為。 常用的主要有活動積溫和有效積溫兩種。 （1）下限溫度（生物學(xué)零度） 作物開始生長發(fā)育要求一定的下限溫度，實際上是作物生長發(fā)育的起始溫度，又稱為生物學(xué)零度，用B表示 。當日平均氣溫高于下限溫度時對作物的生長發(fā)育有效；等于或低于下限溫度時則無效，即對作物生長發(fā)育來說是

15、零度。 2、積溫的種類 把高于下限溫度（B）的日平均氣溫（Ti）稱為活動溫度。作物在某一時段內(nèi)活動溫度的總和稱為活動積溫（Aa），用下式表示： （2）活動積溫 （TiB；當TiB時，Ti=0。） 活動溫度與下限溫度之差（Ti B）稱為有效溫度 。作物在某時段內(nèi)有效溫度的總和稱為有效積溫（Ae），用下式表示： （3）有效積溫 （TiB；當TiB時，Ti- B = 0。） a.活動積溫 優(yōu)點：考慮了生物學(xué)零度，排除了對作物發(fā)育不起作用的生物學(xué)零度以下的日平均氣溫；用實測的日平均氣溫統(tǒng)計，比較方便。 不足：活動積溫包含了一部分低于生物學(xué)零度的無效溫度，使積溫的穩(wěn)定性較差。 活動積溫多用于農(nóng)業(yè)氣候分析

16、。 （4）活動積溫和有效積溫的比較 優(yōu)點：排除了對作物不起作用的生物學(xué)零度以下的無效溫度，積溫穩(wěn)定性好，較符合實際。 不足：統(tǒng)計比較繁瑣，往往給分析計算帶來一定的困難。 有效積溫多用于研究作物的發(fā)育與熱量條件的定量關(guān)系，建立作物發(fā)育速度的農(nóng)業(yè)氣象模式和編制農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報等。 b.有效積溫 （5）積溫的基本特征作 物早熟型中熟型晚熟型馬鈴薯100014001800谷 子170018002200240024002600玉 米21002400250027003000水 稻230026002800350035004100棉 花26003100320036004000 a.有關(guān)試驗及分析結(jié)果 幾種主要作物

17、所需10以上活動積溫 水稻IR661播種至始穗需10以上活動積溫期次123456播種25/430/410/520/51/610/6始穗6/86/810/816/825/82/9天數(shù)1039891878584積溫147114421457149314641431 不同作物，同一作物的不同品種，同一作物品種不同發(fā)育期完成所需的積溫是不同的。 同一作物品種同一發(fā)育期所經(jīng)歷的天數(shù)可能不同，或者不同年份、不同播期、不同地區(qū)所經(jīng)歷的天數(shù)可能不同，但B值和A值從理論上講應(yīng)該是不變的，特別對Ae值而言更是如此。 b.基本特征 負積溫 地積溫； 危害積溫 時積溫； 凈效積溫 這些概念都是根據(jù)某些專題研究需要而提出

18、來的，實質(zhì)上都是積溫基本原則在各種具體情況下的推廣應(yīng)用（P97-99 ）。 （6）積溫的其他種類 2、積溫的求算方法 積溫的求算可分為兩種情況： 事先給定上下限溫度求算積溫 沒有事先給定上下限溫度溫度求算積溫 比較簡單，即按照前面講到的積溫表達式求算即可。 例如：給定作物的生物學(xué)零度（下限溫度）為10，某一周的逐日平均氣溫分別為：12、13、11、10、9、13、12，可求得該周的活動積溫和有效積溫分別為： Aa = 61； Ae = 11 （1）給定上下限溫度求算積溫的方法 （2）沒有給定上下限溫度求算積溫的方法 關(guān)鍵 確定上下限溫度。 所用資料 多年觀測資料；分期播種資料； 地理播種資料；

19、地理分期播種資料。 采用的方法 圖解法；最小二乘法；差值法。 由有效積溫表達式可得： 圖解法式中，n 為發(fā)育期天數(shù)，1/n則為作物發(fā)育速度， 為發(fā)育期間的平均氣溫。 因此，利用試驗觀測資料序列繪制 、1/n相關(guān)圖，根據(jù)散點所描直線之截距即為B值，而斜率則為Ae值。 1/n 圖7 圖解法求A、B示意圖 最小二乘法仍然是從有效積溫的表達式出發(fā)： 最小二乘法 令 n=x， =y， 則利用試驗資料可得一組方程： y1 = Ae + Bx1 ，第1年或第1播期試驗資料 y2 = Ae + Bx2 ，第2年或第2播期試驗資料 yn = Ae + Bxn ， 第n年或第n播期試驗資料 根據(jù)方程組，即可用統(tǒng)計

20、學(xué)上的最小二乘法求出Ae 、B值，即： 但需要注意的是，我們在進行計算時，Ti是活動積溫 ，應(yīng)該把觀測資料中低于B值的日平均氣溫剔除，而B值尚未求出，如何處理呢？ 農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的方法是： a.根據(jù)作物的生物學(xué)特性和經(jīng)驗，先假定一個B值； b.用最小二乘法求得B值； c.用求得的B值與假定的B值進行比較，如果兩者相差不超過 1，就認為求得的B值符合要求，如果兩者相差甚遠，就要重新去假定B值進行統(tǒng)計分析計算，如此循環(huán)往復(fù)，直到求出合適的B值為止； d.但在實際計算中往往會碰到這樣的問題，如假定B=11時計算的B=11.7，而假定12時計算的B=12.5 ，這兩個假定與計算的B值誤差均在1之內(nèi)，究竟哪

21、一個符合要求呢？這應(yīng)由相關(guān)系數(shù)r和剩余方差Sr來決定，顯然應(yīng)取r較高或者Sr較低者。 偏差法的依據(jù)是求得的有效積溫應(yīng)相對穩(wěn)定，雖然在實際情況下它不是一個常數(shù)，但在取得合適的上下限溫度后，對同一作物同一發(fā)育期來說，用不同試驗觀測資料計算的有效積溫應(yīng)是近似的，其離差程度最小。 偏差法（P102-103） 基本思路：首先假定各種上、下限溫度，分別統(tǒng)計各年或者各播期的有效積溫，再計算各自的極差d、標準差n-1和變異系數(shù)Cr，計算公式如下： 然后根據(jù)計算出的極差d、標準差n-1和變異系數(shù)Cr值進行比較，離差最小一組假定的上、下限溫度即為所求，對應(yīng)的值就是要求的有效積溫值。這種方法的優(yōu)點是可以同時求出上下

22、限溫度，并可與其它不同上下限溫度比較。 在實際觀測中發(fā)現(xiàn)，作物的發(fā)育速度隨溫度的升高而加快，但當溫度升高到一定界限后，其發(fā)育速度不再隨溫度的升高而加快，發(fā)育期不再縮短，此時的溫度即稱為上限溫度。 利用田間試驗確定上限溫度的簡便方法 日平均氣溫（）18.1 21.3 27.4 29.1 始穗成熟（天） 48 39 28 28 如有一組水稻廣陸矮4號試驗資料： 顯然上限溫度大致在2728左右。 可見，上限溫度亦為一范圍，在此范圍內(nèi)，生育期雖不再縮短，但仍保持上限溫度條件下的發(fā)育速度。 三、積溫的穩(wěn)定性與改進措施 1、積溫的穩(wěn)定性 在試驗研究和實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，作物對積溫的要求，不論是活動積溫還是有效

23、積溫，都存在不很穩(wěn)定的現(xiàn)象。有時同一作物甚至是同一品種所要求的積溫值也有一定變動。造成積溫不穩(wěn)定的原因可歸納為下列幾個方面： a.其他條件均得到滿足的假定在自然條件下難以滿足； b.發(fā)育速度溫度的線性關(guān)系是在其它條件適宜且在適宜的溫度范圍內(nèi)才能成立，否則為非線性關(guān)系。 （1）積溫學(xué)說的假定 a.作物對光溫影響的反應(yīng)即感光性和感溫性的問題； b.作物的個體差異； c.作物對外界環(huán)境條件特別是對溫度條件的適應(yīng)能力； 因此，積溫應(yīng)當有一個幅度，而不應(yīng)該理解為一個固定的常數(shù)。 （2）作物本性的影響 a.作物發(fā)育期的觀測誤差； b.溫度資料的來源不同及作物發(fā)育期觀測的代表性問題，離溫度測站的遠近問題；

24、c.計算積溫時選取的上下限溫度與作物實際的上下限溫度的差異； d.采用日平均氣溫計算，而不考慮氣溫日變化帶來的誤差。 （3）人為造成的誤差 綜合各方面的研究，可以認為積溫的穩(wěn)定性是相對的，不穩(wěn)定是絕對的；造成積溫不穩(wěn)定的原因是多方面的；而根據(jù)實際情況，對積溫表達形式與計算方法作必要的改進與修正以后，積溫仍不失為一個有效的定量指標。科學(xué)工作者提出了許多改進方法，使積溫得到了廣泛的應(yīng)用。 2、積溫表達形式與計算方法的改進 國內(nèi)專家學(xué)者在實際工作中提出了許多訂正積溫表達形式以及計算方法上的改進措施，歸納起來主要有三類： 光照條件訂正 溫度條件訂正 回歸訂正 依據(jù)：光照對感光性強的作物發(fā)育速度的影響很

25、大，與溫度的影響相當；特別是感光性強的品種甚至超過了溫度的影響。因此，當用積溫表示作物發(fā)育速度與熱量的關(guān)系時，必須進行光照訂正。 （1）光照條件訂正 有效光溫度T0 T0 = kT式中，T為日平均氣溫，k為同日日照百分率。 有效光積溫T0 T0 = kT 式中，T 為某一時段或某一發(fā)育期積溫，k為同期日照百分率。 a.用日照百分率 把感光性較強作物品種在某一光照長度下所要求的積溫訂正為另一光照長度下的積溫，即： TB =（1 + fS）TA 式中，TA和TB分別為日平均可照時數(shù)SA、SB條件下的積溫，S = SA-SB，f為日平均可照時數(shù)變化1小時所引起的積溫變化量與TA的比值，對具體品種而言

26、，f為常數(shù)，可通過實驗求得。 b.用可照時數(shù) （2）溫度條件訂正 依據(jù)：溫度的高低（即溫度強度的大?。?，對作物發(fā)育速度的影響是不一樣的。夜間溫度的高低及日較差的大小等，也會影響到積溫的穩(wěn)定性。 基于溫度的三基點理論及溫度的有效性，有人提出一種溫度因素對作物發(fā)育速度影響的非線性模式，以替代積溫公式中的線性假設(shè)。 植物生長量的溫度曲線見圖8。 a.有效積溫變量 100 生長量（mm） 小麥 50 豌豆 0 10 20 30 40 T()圖8 植物生長量的溫度曲線 圖8說明了植物生育是溫度的非線性函數(shù)。在綜合考慮上下限溫度對作物發(fā)育速度的基礎(chǔ)上，可得溫度與作物發(fā)育速度的非線性模式為：式中，1/n為發(fā)

27、育速度，T為日平均氣溫，M、B為作物發(fā)育速度等于零時的上、下限溫度，K、P和Q為大于零的經(jīng)驗參數(shù)。 溫度與作物發(fā)育速度非線性模式的基本圖形如圖9所示，可見模式的生物學(xué)義十分明顯。 0.020 1/n 0 10 15 20 25 30 35 40 T()圖9 作物發(fā)育速度非線性模式示意圖式中，A(T) 稱為有效積溫變量。用實測資料可以驗證，A(T)值與有效積溫的實際值十分接近。 而從A(T)的計算公式中可以看出，A(T)是溫度的函數(shù)，即溫度不同對作物發(fā)育速度并非等效。 在非線性模式中，令：則上式變?yōu)椋?在有效溫度（或溫度當量）的基礎(chǔ)上，可以用當量積溫改進活動積溫，即： = K（T）T式中，為當量

28、積溫，T = Aa為活動積溫，K(T)為溫強系數(shù)，上式建立了當量積溫與活動積溫的聯(lián)系。 b.當量積溫式中，n0為發(fā)育速度最快（溫度為T0）時的發(fā)育期天數(shù)。K(T)可以根據(jù)實驗資料并按照上式確定。 可見，溫強系數(shù)是溫度對作物發(fā)育有效性的度量，當量積溫則反映出積溫累積期間平均溫度的有效性，其穩(wěn)定性也較好（見P111表）。K(T)的計算公式為： 用播種日期的早晚（含有日照長短的意義）和生長前期降水量建立積溫的回歸方程，對積溫指標進行訂正，稱為動態(tài)積溫?？捎脕眍A(yù)測雜交水稻的親本（父、母本）花期（P111-112）。 除了上述三類訂正方法外，還有許多種改進方法。如暗長積量訂正法，氣溫的周期變化比較量訂正

29、法等。 （3）回歸訂正 四、積溫在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 1、農(nóng)業(yè)生物生長發(fā)育的積溫模式 （1）葉齡積溫模式 小麥葉齡積溫模式 X = a + bT式中，X為葉齡，T為大于0的積溫，a、b為待定系數(shù)。具體模式詳見教材P113表。 水稻葉齡積溫模式 N = a + b Ln（T）式中，N為水稻葉片數(shù)，T為播種到該葉片出現(xiàn)時大于10的積溫，a、b為待定系數(shù)。 具體模式詳見教材P113。 （2）分蘗積溫模式式中，Y為包括主莖在內(nèi)的單株莖數(shù)，T為冬前積溫，其它為有關(guān)的常數(shù)和系數(shù)。 小麥分蘗積溫模式 水稻分蘗積溫模式式中，YX為積溫X時單位面積上水稻的總莖數(shù)，X為水稻移栽后10以上的有效積溫，其它為有關(guān)的常數(shù)

30、和系數(shù)。 （3）干物質(zhì)增長積溫模式 式中，W為干物重，T為積溫，其它為有關(guān)的常數(shù)和系數(shù)。 評價地區(qū)熱量資源優(yōu)劣 鑒定作物熱量條件 評價作物產(chǎn)量和品質(zhì) 作物引種熱量條件分析 規(guī)劃種植制度等 2、農(nóng)業(yè)氣候熱量資源分析、評價與區(qū)劃 作物發(fā)育期預(yù)報； 作物病蟲害發(fā)生、發(fā)展預(yù)報等。 3、農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報 積溫與植物發(fā)育速度的關(guān)系十分密切，但對植物的生長而言，影響的因子較為復(fù)雜。因此，在擴大積溫的應(yīng)用范圍時，應(yīng)特別注意積溫指標的局限性與條件性。4 溫度周期性變化對農(nóng)業(yè)生物的影響 主要內(nèi)容： 作物的感溫性 溫度的晝夜變化與作物的溫周期現(xiàn)象 氣溫日變化對作物生育及產(chǎn)量的影響 氣溫日變化對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響 一、作物

31、的感溫性 1、定義 作物存在感溫性的原因 因為不同作物、同一作物不同品種對溫度的要求和反應(yīng)是不同的。 定義 作物品種受到溫度的影響表現(xiàn)出發(fā)育速度不同的特性，就稱為作物品種的感溫性。 作物品種感溫性的強弱通常以高溫下能促進抽穗的日數(shù)即高溫出穗促進率來表示。 一般認為，某品種在高溫下能顯著地表現(xiàn)出縮短抽穗日數(shù)，則該品種的感溫性強，即對溫度反應(yīng)敏感。否則就說品種的感溫性弱，對溫度的反應(yīng)不敏感。 2、衡量作物品種感溫性強弱的指標 試驗用品種數(shù)：120多個 試驗地點 選擇地理緯度相近而海拔相差較大的廣州、蒙自兩地，消除了日照長短的影響，而突出了溫度高低的作用。兩地基本情況如下： 地點 緯度 海拔 播期

32、出苗-抽穗均溫 廣州 2308 8.8 m 19/3 24.5 蒙自 23201300 m 16/3 22.3 3、水稻品種感溫性試驗簡介 高溫出穗促進率的計算及感溫性分級 （蒙自-廣州）的出穗日數(shù) 高溫出穗促進率= *100% 蒙自的出穗日數(shù) 根據(jù)計算結(jié)果，把我國水稻品種的感溫性分為9個等級（P118表）。 由表可知，所有的水稻品種都是感溫的，晚稻感溫性比中稻強，中稻感溫性比早稻強。 有些作物（如小麥）在其生長發(fā)育過程中，需要一定的低溫環(huán)境或低溫刺激，才能完成由生長向發(fā)育的轉(zhuǎn)化，否則就不能正常抽穗結(jié)實。 不同的小麥類型，在春化階段需要不同的低溫值和持續(xù)時間（P119表）。 4、作物感溫性的另

33、一特點 低溫效應(yīng)二、溫度的晝夜變化與作物的溫周期現(xiàn)象 1、定義 作物的生長發(fā)育對氣溫周期性變化的反應(yīng)稱為作物的溫周期現(xiàn)象。 溫周期現(xiàn)象是作物對溫度節(jié)律性變化規(guī)律的適應(yīng)。 作物為了完成其生長發(fā)育進程，必須經(jīng)歷所需要的晝溫與夜溫交替的日溫周期。且在生長季節(jié)，夜溫不能保持常數(shù)，應(yīng)隨作物生長發(fā)育的 狀況而變化。 在光溫周期兩個現(xiàn)象中，在某些情況下，溫周期現(xiàn)象可能是主要的。 2、溫特的研究結(jié)論 不同作物的日溫周期是不同的 。如原產(chǎn)熱帶的作物適應(yīng)晝夜溫度教高、振幅較小的日溫周期；而原產(chǎn)溫帶的作物則適應(yīng)晝溫較高、夜溫較低、振幅較大的日溫周期。 另外，國內(nèi)有關(guān)試驗結(jié)果也證明了這一點。（余優(yōu)森，1986，P11

34、9圖） 植物的日溫周期現(xiàn)象，是大多數(shù)植物尤其是農(nóng)作物所共有的普遍現(xiàn)象。三、氣溫日變化對作物生育及產(chǎn)量的影響 1、對種子發(fā)芽的影響 研究表明，不同作物發(fā)芽對溫度高低及日較差大小的要求不同，喜涼作物發(fā)芽要求的溫度相對較低，平均溫度太高或日變化中的高溫部分對其發(fā)芽不利；而喜熱作物則剛好相反。 見教材P119-121有關(guān)表格及說明。 晝夜變溫對作物生長有明顯的促進作用。 日間氣溫高使長日照作物發(fā)育速度加快，夜間氣溫高使短日照作物發(fā)育速度加快。 晝、夜溫度適宜且配合好可大大降低水稻花粉的不孕率。 見教材P120-122有關(guān)圖表及說明 2、對作物生長發(fā)育的影響 小麥灌漿速度與白天、夜間的平均溫度均呈二次曲

35、線關(guān)系，晝夜溫度適宜且配合好對灌漿最為有利。 晝夜溫差大，千粒重增加，作物產(chǎn)量高。 高低溫配合好而不僅僅是日較差大，才是拉薩春小麥產(chǎn)量高于北京的一個重要原因。 見教材P123-125有關(guān)圖表及說明。 3、對產(chǎn)量形成的影響 氣溫日變化（或晝夜變溫）對作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成有很大影響，更重要的是在一定日平均氣溫水平上的氣溫日變化的影響，這實際上是日溫周期的有效性問題。 在日溫周期的振幅有效范圍內(nèi)是為有利；而如果超出作物所需的最高、最低界限溫度時，則會成為無效溫度，不僅不利，反而會造成傷害。 4、主要結(jié)論 氣溫日變化還會影響到植物分布的北界或上界。如森林北界位置在大陸性氣候條件下比在海洋性氣候條件下

36、向北延伸10個緯度；而大陸性氣候較強的山區(qū)森林分布通常要比海洋性氣候較強的山區(qū)高得多。 原因是雖然北界或上界的平均溫度降低了，但其日較差大，有利于干物質(zhì)的積累，可滿足樹木生長發(fā)育的需求。 四、氣溫日變化對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響 1、事實 北方的作物與南方的同一種作物相比，不僅其產(chǎn)量高，而且好吃。原因是北方作物的含糖量和蛋白質(zhì)含量都比較高。 2、氣候原因 北方或大陸性氣候較強地區(qū)氣溫日較差大。 椐研究，春小麥的蛋白質(zhì)含量與生長季氣溫日較差呈顯著正相關(guān)關(guān)系，即： B = 1.29T + 2.1式中，B為春小麥蛋白質(zhì)含量的百分數(shù)，T為氣溫日較差（生長期平均值）。 3、有關(guān)的試驗結(jié)果 如雜交中稻呈顯著負相關(guān)

37、，即： Y = 15.5616 0.6455T式中，Y為水稻蛋白質(zhì)含量，T為氣溫日較差。 而雜交晚稻呈顯著正相關(guān)，即： Y = 8.0774 + 0.3275T 生長于不同季節(jié)的作物品種，其蛋白質(zhì)含量與氣溫日較差的關(guān)系截然不同。 5 近地層及土壤溫度調(diào)控技術(shù) 主要內(nèi)容： 不利溫度條件造成的災(zāi)害簡介 近地層及土壤溫度調(diào)控技術(shù) 一、不利溫度條件造成的災(zāi)害簡介 1、分類 低溫危害，主要包括冷害、寒害、霜凍和凍害等。 高溫危害，主要包括熱害、暖冬害等。 （1）冷害 冷害是指在農(nóng)作物生長季節(jié)，溫度在 0以上，有時甚至在20左右的條件下對農(nóng)作物產(chǎn)生的危害。發(fā)生冷害時，作物形態(tài)一般無明顯變化，有“啞巴災(zāi)”之稱。 根據(jù)農(nóng)作物受害情況可將冷害分成延遲型、障礙型和混合型冷害。 2、低溫危害 寒害是指中國熱帶、亞熱帶地區(qū)作物在冬季遭受0以上（有時稍低于0）的低溫危害的現(xiàn)象。它是熱帶作物主要的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一。危害的作物有橡膠、椰子、咖啡、可可、胡椒和劍麻等。 根據(jù)寒害發(fā)生的天氣條件，可以將其分為平流型、輻射型和混合型寒害。 （2）寒害 霜凍是指在春秋轉(zhuǎn)換季節(jié)，土壤表面和植物表面的溫度下降到（0以下）足以使植物遭受傷害甚至死亡的一種農(nóng)