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农艺师职称考试辅导讲义
 农业气象学
第一节  黑龙江灾害性天气与预防
一、霜冻与冷害
（一）霜冻
1．霜冻的概念
霜冻是指日平均气温高于0℃的温暖时期，地面和作物体表面的温度迅速降低到0℃以下，使作物遭受冻害或死亡的现象，是由于低温造成的作物生理现象。一般霜冻出现在春末和秋初作物生长季节的夜晚和凌晨。
形成霜冻的原因：一是发生大寒潮时，冷空气席卷的地区会剧烈降温，这叫平流霜冻；第二种是辐射霜冻。在晴朗无风的夜晚，由于地表或作物强烈地向外辐射散热冷却时，霜冻随之而生；第三种叫平流辐射霜冻，它要在既有冷空气，又有地表散热作用时才发生。
霜与霜冻是两个不同概念。霜是近地面水汽凝结现象，出现霜时植物可能受冻也可能不受冻，而霜冻是气温陡降，引起植物遭受伤害的现象。
气象上常以秋季最低气温降至0℃时作为霜冻指标，它必须与作物的是否受伤害相联系, 这是与霜的重要区别，群众常以“白霜”、“黑霜”加以区别。
2．霜冻的危害
霜冻发生时，由于温度过低，植物细胞间隙的水分结冰，这些冰不断地从邻近细胞中夺取水分从而导致原生质胶体物质的凝固，细胞死亡。最有害的是霜冻后植物受到阳光直接辐射，温度迅速升高，蒸发加强，受冻细胞来不及从根系吸水导致受凉部位枯萎、死亡。作物受害程度因其品种、种类、器官的不同而异。繁殖器官（花和蕾）最不抗低温，大多数情况下轻微或短时间的低温（0～2℃）即可使之受害。扁桃、杏桃的开花期在－3℃低温即可产生危害。早春谷类和豆类能忍受短时间的－8～－10℃的霜冻。大豆、苘麻能耐－3～－5℃的霜冻。
3．霜冻的防御
防御霜冻的农业技术措施主要有：培育和选育抗霜冻能力强的品种；选择适当的播种期；根据小气候特征合理配置作物种类和品种。此外还可采用灌水法、熏烟法、人工烟雾法及覆盖法等物理方法来进行防御。
由于霜冻发生在农作物生长期内，并且霜冻发生时间的年际变化大，所以就限制了各地区热量资源的充分利用。采取有效措施防止霜冻危害，提高生产效益的潜力是巨大的。
（二）冷害
1．冷害的概念
冷害系指温度在0℃以上，有时甚至是在20℃左右时，引起农作物的生育期延迟，或使生殖器官的生理机能受到损害，造成农业减产的一种气象灾害。
2．冷害的类型与防御
2.1 延迟型冷害:作物生育期遇到较长时间的低温，使作物生育期延迟，不能在初霜到来之前正常成 熟，而导致产量降低。
2.2 障碍型冷害:在作物生殖生长期，主要是孕穗期、抽穗开花期，遭受短时间低温，使花器的生理机能受到破坏，造成颖花不育、结实率降低，收获时空壳增多，导致减产。
2.3 混合型冷害:两种冷害在同一生长季节中相继再现或同时发生给作物生长发育和产量形成带来危害。
2.4 冷害的防御：掌握低温规律实行安全栽培（合理安排作物品种布局和种植比例,确定适宜播期、移栽期,以防冷害）；根据冷害发生规律，选育耐冷、早熟、高产品种；采用综合栽培技术防御低温冷害；加强低温冷害预报。
二、干旱与水涝
干旱是指在农业技术水平不高的条件下，引起作物对水分的需求得不到满足而使作物的生长受到抑制或死亡的气象灾害。水涝是由于长期连阴雨或大而和暴雨，短时间内产生大量降水，形成巨大地表径流，淹没低洼地区或江河泛滥，淹没大片土地，致使作物被淹死，造成歉收或失败。旱涝的级别一般可分成不同等级，如旱、大旱、特大旱；涝、大涝、特大涝等。
三、冰雹
冰雹的发生通常山区多平原，降雹一般出现在 4~9月，并随季节的变化逐渐向北推移。就一天来说，大部分地区降雹出现在午后到傍晚，以14~16时最为常见。雹击地带都比较窄，一般呈宽几米到几千米，长20~30km的狭长地带，故有“雹打一条线”之说。
四、大风与龙卷风
风力大到足以危害人们的生产活动、经济建设和日常生活的风，称为大风。国家气象台规定，6级以上的风称为大风。
大风的危害：危害性大风主要是由台风、寒潮大风、雷暴大风、龙卷风等所造成。
第二节 农业气象要素光、热、水对作物的影响
一、光对作物的影响
（一）光照强度对作物的影响
1．光饱和点与光补偿点
光饱和点 光合作用达到最强的光照强度。
光补偿点 当光照强度减弱到一定程度以后，使制造与消耗的有机物质平衡时的光照强度。
2．光照强度与作物
在光饱和点之内，光合作用随着光照强度的增加而增加。光照强度超过光饱和点时，光合作用下降，导致叶绿素分解，造成灼伤死亡。光照不足，使作物生长风与不良，茎秆伸长，株体细弱，易发生倒伏，低于光补偿点时死亡。
（二）光照时间对作物的影响
1．光照时间与作物
光照时间是指当地从日出到日落时间，以小时为单位。根据光照时间的长短和开花结实的关系，把作物分为长日照、短日照和中性作物。
长日照作物：只有在光照时间长于某一数值时才能开花，短于这一数值则不能正常开花的植物。如麦类、油菜、胡萝卜、亚麻、甜菜、豌豆、马铃薯等属此类。
短日照作物：只有在光照时间短于某一数值时才能开花，长于这一数值则不能正常开花的植物。如玉米、大豆、水稻、高粱、谷子、向日葵等属此类。
日中性作物：无论关照时间长短，均能正常开花结实的作物。如荞麦、黄瓜、番茄等。
2．光照时间与引种
（1） 对短日照作物
南方品种北引：由于北方生长季内日照时间长，将使作物生育期延长，严重的甚至不能抽穗与开花结实，为使其能及时成熟，宜引用较早熟的品种或感光性较弱的品种；
北方品种南引：由于南方春夏生长季内日照时间较短，使作物加速发育，缩短生育期，如生育期缩的太短，过多地影响了营养体的生长，将影响作物产量。为使向南引种保持高产，宜选用晚熟与感光性弱的品种，或调整播种期，以便在季节上利用南方相对较长的日照。
（2） 对长日照作物
北方品种南引，由于日照时间短将延迟发育与成熟。南方品种北引反之。此类品种引种困难较小。因为如不考虑地势影响，我国一般南方比北方温度高，长日照作物由北南引，温度高使之加快发育，光照短使之延迟发育，光温对发育速度的影响有“互相抵偿”的作用，南种北引类似。
反之，短日照作物之南北引种，光温对发育速度之影响有“互相叠加”的作用，因而增加了南北引种的困难。
（三）提高光能利用率的途径
1．光能利用率
光能利用率一般是指单位土地面积上，农作物通过光合作用所产生的有机物中所含的能量，与这块土地所接受的太阳能的比。理论计算值：一般可达6.0～8.0%，而实际生产中仅为0.5～1.0%，最大可达2%。黑龙江省还不到1%，如果提高到1%，则作物产量将成倍增长。
2．提高光能利用率的途径
一是改变农作物种植制度和种植方式。这里主要包括作物间作、套种和复种。二是培育高光效作物品种。选育光合作用能力强、呼吸消耗低，叶面积适当、株型和叶型合理、适合高密度种植不倒伏的品种。三是采用合理的栽培技术措施。使作物形成合理的空间结构，增加对太阳光能的吸收部分，减少反射、透射的部分，减小顶层光强超过饱和和下层光强不足的矛盾。四是提高叶绿素的光合效能。比如，利用人造光源补充田间光照，可提高光合效能，还可以通过调节播种时间，改变光照时段，也能影响作物的开花和结实时间，有效地增加产量。
二、温度对作物的影响
1．作物生长的基点温度
三基点温度是作物生命活动过程的最适温度，最低温度和最高温度的总称。在最适温度下，作物生长发育迅速而良好；在最高和最低温度下，作物停止生长发育，但仍能维持生命。如果继续升高或降低，就会对作物产生不同程度的危害，直至死亡。三基点温度是最基本的温度指标，它在确定温度的有效性、作物种植季节与分布区域，计算作物生长发育速度、光合潜力与产量潜力等方面，都得到广泛应用。
2．农业生产的界限温度
对农业生产具有指示或临界意义的温度称农业界限温度。稳定通过0℃、5℃、10℃、15℃和20℃等界限温度的初终日期、持续期及积温是常用的具有普遍农业意义的热量指标系统，对农业生产起指导作用，在农业气候资源调查和区划中可作为分析热资源的基本依椐。
在春季，日平均气温稳定通过0℃，表示土壤解冻，积雪融化，田间耕作等作业开始。秋季日平均气温稳定通过0℃，表示土壤结冻，田间耕作停止。日平均气温大于0℃的持续期称为农耕期，可代表一个地区广义的可能生长期或生长季。
温带地区，春秋两季日平均气温稳定通过5℃的日期与多数作物和果树恢复或停止生长的日期相符。我们将日平均气温在5℃以上的持续期称为植物的生长期。日平均气温稳定通过10℃的初日常作为喜温作物开始播种和生长的临界温度．10℃以上持续期称为喜温作物生长期或作物活跃生长期。10℃以上积温可用来评价热资源对喜温作物的满足程度。日平均气温稳定通过15℃的初日是喜温作物开始积极生长的日期。故将日平均气温高于15℃的持续期称为喜温作物活跃生长期，也是茶叶采摘期和喜温作物安全生长期。日平均气温稳定通过20℃的起始日期正是水稻分蘖迅速增长的开始和双季稻的安全齐穗期，玉米、高粱的安全灌浆成熟期。20℃是喜温作物光合作用最适温度的下限。
3．积温
积温的概念：高于生物学最低温度的日平均温度，称为活动温度。作物的某一个发育期或全部生育期中活动温度的总和，称为活动积温。
活动温度与生物学最低温度之差，称为有效温度。作物在某一发育期或全部生育期中有效温度的总和，称为有效积温。不同的作物及同种作物的不同品种所需的积温是不同的。