任务一植物生产的温度条件.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单元6,植物生产与温度调控,植物生产的温度条件,植物生产的温度调控,任务,一,植物生产的温度条件,土壤热性质,土壤温度,空气温度,植物生长的温度指标,1.土壤热性质,土壤热容量,定义：,单位质量或容积的土壤，温度变化,所需,吸收或释放,的热量。,土壤热容量分析：,在土壤的组成物质中，,空气的热容量最小,，,水的热容量最大,，,固体成分介于两者之间,。影响热容量的主要因素是,土壤水分,，并为正相关关系。,土壤温度与热容量关系：,负相关关系,。热容量大，温度变化慢；反之，变化快。,单位,：,J/,（,cm,2,S,）,土壤导热率（热导率）,定义：,指土层在,单位厚度（,1cm,）间,、,保持单位温度差（,1,）,时，,单位时间,内通过,单位面积土壤断面,的,热量,。,土壤成分,导热率（,W/,（,2,s,）,土壤矿物质,土壤有机质,水,空气,0.0167,0.0209,0.0084,0.0126,0.0054,0.0059,0.00021,0.00025,土壤中,固体成分的导热率最大,，,水居中,，,空气最小,。,土壤导热率分析：,土壤导热率影响因子：,土壤含水量：正相关,土壤孔隙度：负相关,土壤温度与导热率,导热率大，温度易变化；反之，相对稳定。,土壤热量,的吸收与散发,方式,地面热量,的吸收与散发,R,L,E,P,B,R,L,E,P,B,（白天）,地表面,热量,的吸收与散发,示意图,（夜间）,地表面昼夜热量收支平衡方程：,白天：,R-P-B-LE=0,夜间：,-R+P+B+LE=0,地表层昼夜热量收支平衡方程：,Q,-Q,R,L,E,P,B,L,E,R,P,B,（白天）,（夜间）,地表层,热量,的吸收与散发,示意图,白天：,R-P-B-LE=Q,夜间：,-R+P+B+LE=-Q,2.土壤温度,表征温度变化的几个物理量,较差：,指一定周期内，温度最高值与最低值之差。,日较差：,一日内最高温度与最低温度之差。,年较差：,一年中最热月平均温度与最冷月平均温度之差。,绝对年较差：,年极端最高气温与极端最低气温之差。,位相：,最高温度与最低温度出现的时间差。,（1）地面温度和热量的吸收与散发的关系,地面温度变化与地面热量收支示意图,1,地面温度日变化曲线；,2,地面热量支出日变化曲线；,3,地面热量收入日变化曲线。,Tm,：地面最低温度；,TM,：地面最高温度,一天中地面最高温度、地,面最低温度出现在地面热,量收支相抵（平衡）的时,刻。,对于北半球而言,一年中,地面最热月温度，一般出,现在月或月，地面最,冷月温度一般出现在月,或月。,（2）土壤温度的变化,时间变化,日变化,日恒温层,（,土温日不变层）,：,土壤温度日较差为零时的深度。,日恒温层深度：,一般深度约为,40,80,，平均为,60,。,日恒温层的影响因子：,纬度、季节、土壤热特性,土壤温度的年变化,年恒温层,（,年温度不变层）,：,土壤温度的年较差为零时的深度。,土壤温度位相落后于地面温度，土层越深，位相落后越多。,土壤温度位相：,土温垂直分布,日垂直分布,日射型,（,受热型）,：,土壤温度垂直分布,图中,13,时,辐射型,（,放热型）,：,图中,01,时,上午转变型,（由辐射型向日射型过渡,）,：,图中,07,时,傍晚转变型,（由日射型向辐射型过渡,）,：,图中,19,时,年垂直分布,放热型、受热型和过渡型。,影响土温变化的因素,土壤本身的物理特性：,土壤含水量、热容量、导热率、导温率,土壤颜色、土壤机械组成及腐殖质,外界条件：,地形起伏、地面覆盖物,天气、气候条件,纬度、季节、太阳高度角,退 出,最适温度：,2030,。,排水散墒,提高土温,灌溉增湿,平稳土温,向阳垄作,提高土温,温室建造,提高土温,地面覆盖,提高土温,风障栽植,平稳土温,土壤温度的调节,3.空气温度,（1）大气中的热量交换方式,交换方式,以平流热交换、对流热交换、乱流热交换、潜热交换为主。,作用,平流：主宰季节更替和天气冷暖变化。,对流：是对流性降水的主要原因。,乱流：对一些低云和雾的生消起重要的作用。,潜热交换：对气温的升降、大气中水分的三态相变起,着不可替代的作用。,（2）空气温度的时间变化,空气内能变化表达式,U=W+Q,绝热与非绝热变化,绝热变化：空气内能变化过程中，,未与,外界进行热量交换。,非绝热变化：空气内能变化过程中，,与,外界进行热量交换。,近地层气温的日变化,极值温度出现的时间,影响气温日较差的因子,纬度：随纬度增加而减小。,季节,最高气温,最低气温,夏季,14,15h,05,06h,冬季,13,14h,04,05h,天气状况：,陆地海洋,裸地覆盖地,沙土、深色土、干松土,黏,土、浅色土、潮湿土,下垫面性质：,晴天阴天,近地层气温的年变化,最冷、最热月出现的时间,最热月,最冷月,大陆性气候区,季风气候区,7,月,1,月,海洋性气候区,8,月,2,月,地形：凹地平地 凸地,季节：夏季冬季，一年中春季气温日较差最大。,气温年较差的影响因子,纬度：随纬度增加而增大。,距海远近：远海区近海区,地形及天气状况：同与 日较差,近地层气温的非周期变化,由大规模冷暖空气活动所引起,出现在季节交替之际。,由气候异常如厄尔尼诺效应、拉尼娜效应引起。,近地气层温度的垂直分布,近地层气温的垂直分布,日射型：,图中,12,时,辐射型：,图中,0,时,上午转变型：,图中,06,时,傍晚转变型：,图中,18,时,（3）大气中的逆温,概念,逆温,在一定条件下，气温随高度的增高而增加，气温直减率为负值的这种现象称为,逆温,。,阻塞层,当发生逆温时，冷而重的空气在下，暖而轻的空气在上，不易形成对流运动，使气层处于稳定状态，阻碍了空气垂直运动向上发展，因而又称,阻塞层,。,逆温的分类（,按成因,）,辐射逆温、湍流（即乱流）逆温、平流逆温、下,沉逆温、地形逆温、锋面逆温和融雪逆温等。,辐射逆温,定义：,夜间由,地面、雪面或冰面、云层顶部,等,辐射冷却,形成的逆温。,厚度：,一般为,200,300,。高纬地区冬季有时可达,2,000,左右。,出现时间：,大陆上常年都可出现，以冬季最强，夏季最弱。,湍流逆温,定义：,由于空气的,湍流混合,而形成的逆温。,形成过程,高度,温度,B,A,C,D,E,逆温层,湍流混合层,（,h2,定义,因整层空气下沉而造成的逆温，称为,下沉逆温,。,形成过程,天气状况,下沉逆温常与辐射逆温结合形成一个从地面开始有数百米厚的逆温层，并出现温度升高，干燥晴朗的好天气。,其他逆温,锋面逆温,冷暖空气相遇时，较轻暖空气爬到冷空气上方，在冷暖空气交界面附近（即锋面附近）出现的逆温，称为,锋面逆温,。,逆温层,冷空气,暖空气,融雪逆温,在积雪地区，因暖空气流经冰、雪表面产生融冰、融雪现象，而冰雪的融化需要从近地面气层吸收大量的热量，从而使贴近地层的气温较低，形成逆温，这种逆温称为,融雪逆温,。,暖空气,吸热,融雪,冰雪面,地形逆温,在山区夜间，由于山上冷空气沿斜坡向下移动到低洼地区并聚积于底部，使原来在洼地底部的较暖空气被迫抬升形成的逆温，称为,地形逆温,。,冷空气,暖空气,冷空气,暖空气,逆温的实际应用,农业上常利用逆温层防寒避冻；,工业上避开逆温出现的时间来排放污染物质。,4.植物生长的温度指标,（1）基本温度,概念：,植物的每一生命活动都有其最高温度、最低温度、最适温度，称为,基点温度,。,植物因低温或温度过高而导致受害或致死的最高温度、最低温度，称为,受害、致死温度,。,最高、最低、最适这三个温度称为植物生长发育的三基点温度。加最高致死、最低致死称为,五基点温度,。,意义：,在最适温度下，植物生命活动最强；在最低、最高温度下，植物停止发育，但能维持生命；到达致死温度后植物死亡。,20,10,0,5,10,30,40,50,生命最低温度,生长最低温度,生长最高温度,生命最高温度,生命温度范围,最适,发育温度范围,生长温度范围,植物生命活动的基本温度示意图,注：不同的作物有不同的基点温度！,（2）农业界限温度,概念：,对农业生产有指标或临界意义的温度，称为,农业指标温度或界限温度。,类型：,重要的界限温度有,0,、,5,、,10,、,15,、,20,等。,意义：,一个地方的作物布局，耕作制度，品种搭配和季节安排等，都与该温度的出现日期、持续日数和持续时期中积温的多少有密切的关系。,标志着某些重要物候现象或农事活动的开始、终止、转折。,常用农业界限温度,温度,/,春季,秋季,0,初冬土壤冻结，越冬植物停止生长；早春土壤开始解冻，越冬植物开始萌动，早春植物开始播种。,从早春日平均气温通过,0,到初冬通过,0,期间为“,农耕期,”，低于,0,的时期为,农闲期,。,5,春季通过,5,的初日，华北的冻土基本化冻，喜凉植物开始生长。多数树木开始生长。,深秋通过,5,越冬植物进行抗寒锻炼，土壤开始日消夜冻，多数树木落叶。,10,春季喜温植物开始播种，喜凉植物开始迅速生长。,秋季喜温谷物基本停止灌浆，其他喜温植物也停止生长。大于,10,期间为喜温植物生长期，与无霜期大体吻合。,15,春季通过,15,初日，为水稻适宜移栽期和棉花开始生长期。,秋季通过,15,为冬小麦适宜播种期的下限。大于,15,期间为喜温植物的活跃生长期。,20,春季通过,20,初日，为热带植物开始生长期，水稻分蘖迅速增长。,秋季低于,20,对水稻抽穗开花不利，易形成冷害导致空壳。初终日之间为热带植物的生长期。,（3）积温与有效积温,表征积温的几个概念,积温：,植物生长发育不仅要有一定的温度，而且通过各生育期或全生,育期间需要一定的积累温度。即温度总和,。,生物学下限温度：,指植物有效生长的起始温度。又称生物学零度。,活动温度：,高于最低温度（生物学下限温度）的日平均温度。,有效温度：,活动温度与最低温度（生物学下限温度）之差。,有效积温：,植物生育期内有效温度积累的总和,。,活动积温：,植物生育期间的活动温度的总和。,不同植物的活动积温,植物,早熟型,/,中熟型,/,晚熟型,/,水稻,2400,2500,2800,3200,棉花,2600,2900,3400,3600,4000,冬小麦,1600,2400,玉米,2100,2400,2500,2700,3000,高粱,2200,2400,2500,2700,2800,大豆,2500,2900,谷子,1700,1800,2200,2400,2400,2600,马铃薯,1000,1400,1800,各种植物不同生育期的活动积温不同，同一植物的不同品,种所需的活动积温也不相同,。,水稻不同品种的有效积温,/,品种,播种,分蘖,播种,抽穗,播种,成熟,三九青,340,740,1130,1160,广选早,430,760,1140,1180,广陆矮,4,号,480,810,1200,1250,珍珠矮,11,号,530,1000,1450,1500,广选,3,号,600,1040,1450,1520,科,6,号,950,1370,1770,同一植物不同生育期间的有效积温也是不相同的,。,不同植物的活动积温,不同植物或同一植物不同生育期间的有效积温也是不相同的,。,植物,生育期,B/,A/,水稻,播种,出苗,10,12,30,40,出苗,拔节,10,12,600,700,抽穗,黄熟,10,15,150,300,冬小麦,播种,出苗,3,70,100,出苗,分蘖,3,130,200,拔节,抽穗,7,150,200,抽穗,黄熟,13,200,300,棉花,播种,出苗,10,12,80,130,出苗,现蕾,10,13,300,400,开花,裂铃,15,18,400,600,积温的应用,用来分析农业气候热量资源,通过分析某地的积温大小、季节分配及保证率，可以判断该地区热量资源状况，作为规划种植制度和发展优质、高产、高效作物的重要依据。,作为植物引种的科学依据,依据植物品种所需的积温，对照当地可提供的热量条件，进行引种或推广，可避免盲目性。,为农业气象预报服务,作为物候期、收获期、病虫害发生期等预报的重要依据，也可根据,杂交育种、制种工作中父母本花期相遇的要求，或农产品上市、交货,期的要求，利用积温来推算适宜的播种期。,是农业气候专题分析与区划的重要依据之一,确定某作物在某地种植能否正常成熟，确定各地种植制度（如复种指数、前后茬作物的搭配等）提供依据。,谢谢,!,