气象与农业新.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,*,农业与气象,黑龙江省气象科学研究所,2009.7.4,作物与气象,气象常用研究方法,2009,年前期气象条件分析,后期天气预测,（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，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。,作物与气象,1 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,受气候影响大,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产的主要气象灾害包括,干旱、低温冷害、霜冻。,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，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象。干旱可造成粮食大幅度减产。,（二）、基本知识,低温冷害：,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50%以上，甚至绝产。,霜冻：,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0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9-10月份。发生在春季的为终霜冻或者春霜冻，在东北农区主要发生在4-6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。,6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=水分重/烘干土重100。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,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成还具有非等同性作用：一方面，某一气象要素在农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，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响不显著。,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：,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。,水分：,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。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，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，耗水量也逐渐减少。,玉米生长发育的农业气象条件：,温度：,玉米为喜温作物，整个生育期间要求较高的温度。玉米生育期间生物学下限温度为10，生长最适宜温度为20-24。玉米种子在6-7开始发芽，但发芽极慢，在气温10-12的条件下发芽正常。所以一般以稳定通过10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要的作用，根的生长的适宜土壤温度为20-24，低温造成根代谢缓慢，当土壤温度为4-5时根停止生长，土壤温度超过30也不利于根的生长。玉米拔节到开花时期要求24-26，是玉米一生中要求较高温度的时期。当温度高于32-35或低于18时，都不利于开花。玉米籽粒灌浆成熟过程中，适宜温度为22-24，且温度日较差大，有利于养分累积，气温高于25或低于16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20以下时，籽粒灌浆缓慢，18灌浆显著减慢，16时灌浆急剧下降水分：,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%，小于50%或大于80%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23%，相当于田间持水量的90%。拔节至抽雄期最适宜的土壤湿度为田间持水量的70-90%，抽雄前10天和后20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70-80%。灌浆期要求土壤湿度逐渐由田间持水量的80%降至50%左右。,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C4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。光合作用的最适温度是30-40，在20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8小时，植株发育正常，雌雄穗均不受影响。若小于8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。,大豆生长发育的农业气象条件：,温度：,大豆是喜温作物，属于温凉型。种子发芽最低温度在68，以1012发芽正常，最适温度是1828，此时发芽最快而且出苗整齐；生育期间以1525最适宜；大豆进入花芽分化以后温度低于15发育受阻，影响受精结实；后期温度降低到1012时灌浆受影响。全生育期要求17002900的有效积温。大豆的幼苗对低温有一定的抵抗能力。一般温度在不低于零下4时，大豆幼苗只受轻害，超过零下5时幼苗全部受冻害。幼苗的抗寒力与幼苗生长状况有关，在真叶出现前抗寒力较强，真叶出现后抗寒力显著减弱。,光照：,大豆是喜光作物，对光照条件好坏反应较敏感。由于大豆花荚分布在植株上下部，因此上下部各位置叶片都要求得到充足的阳光，以利于叶片进行光合作用，以便将有机养分输送到各部位花荚。所以栽培过程中要保证大豆群体生长植株透光良好，每层叶片都能得到较好的光照条件，进行光合作用，才能有效地提高产量。大豆是个短日照作物，就是说在一昼夜的光照与黑暗的交替中，大豆要求较长的黑暗和较短的光照时间。具备这种条件就能提早开花，否则生育期变长。大豆光周期反应的这一特性，在大豆引种时应特别注意。品种所处的纬度不同，对日照反应也不同。高纬度地区品种生长在日照较长的环境下，对日照反应不很敏感，属中晚熟品种。因此由北向南引种会加速成熟；半蔓型的会变直立，植株变矮，结实减少。相反由南向北引种，会延长生育期，植株变得高大，所以南北不宜大幅度调种。,水分：,大豆需水较多。大豆对水分的要求在不同生育期是不同的。种子萌发时要求土壤有较多的水分，满足种子吸水膨胀萌芽的需要，这时吸收的水分，相当种子风干重的120140。适宜的土壤最大持水量为5060，土壤最大持水量低于45，种子虽然能发芽，但出苗很困难。种子大小不同，需水多少也不同。一般大粒种子需水较多，适宜在雨量充沛、土壤湿润地区栽培；小粒种子需水较少，多在干旱地区种植。大豆幼苗时期地上部生长缓慢，根系生长较快，如果土壤水分偏多根系入士则浅，根量也少，不利形成强大根系。这时如果土壤增加温度，通气性好，对根系生长有利。从初花到盛花期，大豆植株生长最快，需水量增大。要求土壤保持足够的湿润，但又不要雨水过多，气候不湿不燥，阳光充足。初花期受旱，营养体生长受影响，开花结荚数减少，落花、落荚数增多。从结荚到鼓粒时仍需较多的水分，否则会造成幼荚脱落和秕粒、秕荚。大豆从初花期到鼓粒初期长达50多天的时间内，一直保持较高的吸水能力。农谚有“大豆干花湿荚，亩收石八；干荚湿花，有秆无瓜。”说明水分在大豆花荚、鼓粒期是十分重要的环境因素。大豆成熟前要求水分稍少。而气温高，阳光充足则能促进大豆子粒充实饱满。,大豆的落花落荚与气象条件的关系：,大豆开花前后常因不良的气象条件及植株体内生理失调而引起落花蕾脱落。不良的气象条件如水分缺乏、通风不良、光照不足以及大风暴雨等。减少花荚的脱落就必须从改善农田气候状况和营养状况着手，尽量减少机械损伤。天气干旱或土壤水分不足时，要及时灌水。种植密度要适宜，使田间通风透光良好。施肥要适当，开花结荚期间增施肥料，能调节植株体内的营养状况，减少花荚脱落。同时做好防病治虫工作。,水稻生长发育的农业气象条件：,水稻的一生可分为幼苗期、分蘖期、拔节孕穗期、抽穗期和灌浆成熟期。,温度：,水稻的发育速度主要受环境因素即昼长和温度的影响，水稻是短日照作物，缩短日照长度会加快发育，相反会延缓其发育速度。温度的影响是主要的，高温会加速发育，低温会延缓发育，就其影响程度来看，温度的影响要远远大于日长的影响。温度是水稻生育与决定稻作熟制的重要气候因子，东北稻区，稻作生长季为110180d，平均气温1823，10积温20004000。粳稻出苗最低温度为12。春季稳定通过13.5水稻开始返青。有效分蘖期内的平均气温达到22以上，最高气温27，即可满足分蘖要求，但日平均气温在1517以下时，分蘖停止。拔节期日平均气温在2528对幼穗分化发育最为适宜，在花粉母细胞减数分裂期时（幼小孢子阶段及减数分裂细线期），最低温度低于1517，会造成颖花退化，不实粒增加和抽穗延迟。抽穗开花期适宜温度为2532，当遇连续3天平均气温低于20，易形成空壳和瘪粒，但气温在3537以上造成结实率下降。灌浆结实期要求日平均气温在2328之间，温度低时物质运转减慢，温度高时呼吸消耗增加。,水稻生长发育的农业气象条件：,水分：,水分是水稻生长发育的基本条件，稻田水分状况由降水量、灌溉量、渗透量和蒸散量所决定。水稻全生长季需水量一般在7001200mm之间，大田蒸腾系数在250600之间，水稻蒸腾总量随光、温、水分、风、施肥状况、品种光合效率、生育期长短及熟期而变化。单季中、晚稻在孕穗期蒸腾量最高。水稻需要水层灌溉，以提高根系活力和蒸腾强度，促使叶片蔗糖、淀粉的积累和物质的运转。水层深度以510cm为宜，也可进行不同程度的露田和晒田。水稻拔节孕穗期是需水最多时期，在返青期、幼穗分化期、开花与灌浆前期如受干旱影响，将严重减产，因为返青期缺水，将影响秧苗活棵和分蘖；幼穗分化期缺水，颖花会大量退化，出穗延迟、结实率下降；抽穗期受旱，影响出穗，减产严重。灌溉期受旱，粒重下降而影响产量。,统计分析方法、模糊数学方法、灰色关联方法等等,最常用的是统计分析方法：气候统计方法，线性回归，,逐步回归等等。,气象常用研究方法,数据、信息获取方式：气象数据在未审核之前不能使用。,因为可能存在错情，必须经审核之后才能使用。信息通,过网络等方式获取，或与气象部门合作。,2009年春季我省的气候特征总体表现为前期气温偏低，降水偏少；后期气温偏高，降水偏少；相对的日照表现为前期偏少，后期偏多；大部农区大风日数比去年偏多。3月气温偏低，积雪融化缓慢。4月上、中旬气温偏高，积雪集中融化，降水相对偏多，导致小麦主产区土壤偏涝，大型机械难以作业，不利于小麦适时播种，4月中旬有低温时段出现，对水稻育秧及出苗有一定影响，4月下旬气温偏高，降水南多北少，大部地区的气象条件对春播比较有利。5月气温偏高，降水偏少，大部农区耕层土壤干旱严重，干旱面积不断扩大，最终演化为全省性干旱，对大田作物的种子出苗及幼苗生长极其不利，水田缺水、渴水严重，影响水稻移栽及返青。,2009年前期气象条件分析,2009年春末发生了历史罕见的干旱，5月128日黑龙江全省降水量历史同期最少，少雨多大风高温天气导致作物播种期、出苗期、幼苗生长期所处的耕层（10cm）失墒迅速，旱情严重。,5月上旬末全省有37个县市干旱，5月中旬干旱向全省蔓延，耕层60个县市处于干旱状态，至5月28日黑龙江省已发展成为全省性干旱，耕层全省除牡丹江北部及勃利、鸡东5个县市墒情正常外，其它地区耕层土壤都处于干旱状态干旱县市共包括78个。5月2830日全省出现阴雨天气，大部地区雨量较小，雨量较大地区旱情缓解。,干旱对农作物的影响：,玉米、大豆：,此次干旱期间是玉米、大豆播种、出苗的关键期，严重干旱且没有浇灌措施的地区对玉米和大豆的播种、出苗及幼苗生长不利。具体的影响是（1）播期延迟，严重干旱因耕层土壤缺墒或无墒不能按时播种，使得播期延迟。（2）高产品种减少，部分农民会存在侥幸心理，等雨播种，可能会错过播种适期，而只能改种生育期较短的品种，造成产量下降。（3）粉种、芽干、毁种。不能坐水种的地块，播种后长时间干旱，使种子失水没有活力造成粉种、芽干，必须毁种。（4）出苗不全、不齐、缺苗断垄，有些作物即使没能造成大面积粉种，常因耕层土壤墒情差，局部出现芽干、吊干现象而出苗不全、不齐，甚至断条。同时植株矮小、细、弱，根系发育受阻，甚至造成叶片凋萎、植株死亡。目前受干旱影响最严重的作物是大豆。,干旱对农作物的影响：,水稻：,此次干旱期间是水稻泡田、移栽的关键时期，干旱导致少数水田出现渴水现象，缺水严重地区移栽延迟，缺水较少的地区移栽后，也影响稻株正常生长，稻株生长缓慢，植株小，有些地块甚至出现稻苗干枯现象。,小麦：,黑龙江省麦区主要分布在北部地区，受干旱影响比玉米、大豆轻。但干旱严重时期主要是小麦分蘖期，干旱高温且没有采取浇灌措施地区，会使小麦植株矮小，小麦有效分蘖减少，穗数降低，旱象严重的个别地区，有的叶片萎蔫，分蘖死亡甚至幼苗全株死亡。部分地区受干旱影响未能及时播种小麦而被迫改种生育期较短的其它作物，从而影响产量。,低温对农作物的影响：,进入6月以来，我省多阴雨天气且伴随低温寡照。6月全省大部农区气温较常年同期偏低23。6月份10的积温不高，大部分市县比历史同期偏少。持续低温、寡照使作物生长缓慢、植株矮小，发育期拖后，抗病虫害能力低下。具体影响如下：,水稻：,前期干旱使部分农民等水插秧，以至于出了五月才开始降水，导致插了6月秧，加上后期低温寡照对水稻影响较大，造成返青晚，导致后期分蘖减少，影响后期成穗率，严重的地块则停止分蘖。,玉米、大豆：,6月中旬，,玉米正值七叶至拔节期，多雨低温寡照使光合作用的减弱，影响干物质积累，造成生长延缓，植株矮小，植株有效叶面积显著降低；大豆生长缓慢，发育期拖后，北部大豆产区部分地块甚至出现停止生长的现象，对后期的产量形成产生不利影响。同时，低温导致大田作物苗小、苗弱，造成抗病虫害能力较差，较壮苗发生病虫害的概率要高。,预计今年夏季，全省平均降水量正常略多。其中大兴安岭、黑河、伊春、大庆、绥化、哈尔滨、佳木斯西部、牡丹江比常年呈偏多趋势；其它地区偏少。盛夏降水集中，中小河流易发生局地洪涝。其中7月全省平均降水量接近常年略多。其中伊春、大庆、绥化、哈尔滨、佳木斯、鹤岗、牡丹江比常年略多，其它地区比常年略少。8月降水大部地区接近常年略多。,预计今年夏季，全省大部地区气温略高于常年，但明显低于近两年，盛夏有明显低温时段。7月全省平均气温正常略高，8月气温接近常年略高。,预计秋季气温略高，较近几年为下降趋势，全省平均比常年略高。秋季降水全省大部地区略少。,后期天气预测,展望：,结合前期气象条件和后期天气预测分析：今年作物生长季整体气象条件一般，目前来看，对农业生产影响弊多利少，5月的干旱和6月的低温对作物播种、出苗、小苗生长的负面作用较大，前期的营养生长基础不好，对后期的产量形成具有不利影响。气象年景并不十分乐观，单产水平一般，总产要看面积，若粮食作物面积大，总产量还是比较高的。,谢谢！,