第8章 植物生产与农业气象
教学目标：
◆掌握：当地常见农业气象灾害的防御；二十四节气与主要农事活动。 ◆理解：农业气候资源的合理开发利用；农业小气候。 ◆了解：主要农业气象要素。 教学时数：6学时
教学方法：理论讲授4学时、技能训练2学时 教学内容：
第一节 农业气象要素与气候
教学重点：
◆昼夜与四季的变化规律。 ◆我国的气候特点。 教学难点：
◆太阳辐射。
一、主要农业气象要素
农业气象要素是指描述大气中所产生的一系列物理变化和物理过程中，常用既定性又定量的特征量。主要农业气象要素有太阳辐射、空气温度、土壤温度、降水、空气湿度、气压与风等。
（一）太阳辐射
1．太阳辐射 太阳辐射强度是单位时间内垂直投射到单位面积上的太阳辐射能量，又称太阳辐照度。主要由太阳高度角和昼长决定。目前，我国北方地区应用的风障阳畦、日光温室等，其塑料薄膜向南倾斜就是对太阳辐射能利用的一个典范。
2．光照度 光照度是衡量光照强弱的指标，常以勒克斯（lx）表示，可用照度仪测定。 3．光合有效辐射 光合有效辐射是指绿色植物进行光合作用时，被叶绿素吸收并参与光化学反应的太阳辐射光谱成分。光合有效辐射的照度和总量的时空分布，可供确定进入农田、植物群落的能量，对拟定适宜的群体结构和估算产量等方面有重要意义。
（二）气压
1．气压随高度的变化 气压随高度升高而减小。当温度一定时，地面气压随海拔高度的升高而降低的速度是不等的。
2．气压随光照、温度变化 一日中，夜间气压高于白天，上午气压高于下午；一年中，冬季气压高于夏季。当暖空气来临时，会引起气压减小；当冷空气来临，会使气压增高。
3．气压的水平分布 气压分布形式有：一是低压，二是高压，三是低压槽，四是高压脊，五是鞍形场。
（三）风
1．风的基本知识 风是指空气的水平运动，常用风向和风速表示。
风的形成：风的形成受几种作用力影响：水平气压梯度力、水平地转偏向力、摩擦力、惯性离心力。在不同情况下，四种力的作用不同，因此形成的风速和风向各异的各种风。
风力等级：根据风力大小和地面物体的征象，通常用13个等级表示风速，即风力等级。 2．季风与地方风
季风：通常指的是冬季风和夏季风。我国的季风很明显，夏季吹东南风或西南风；冬季吹偏北风，北方多数为西北风，南方多数为东北风。
地方风：地方风常见有三种：海陆风、山谷风和焚风等。 （四）昼夜与四季
1．昼夜的变化规律 地球每转一周，各地经历了一个白天（从日出到日落）和一个黑夜（从日落到日出），形成了各地的白昼和黑夜。昼夜的长短随纬度、季节不同而变化，
2．四季的变化规律 地球在环绕太阳公转时，地轴与公转轨道面保持66°33′的夹角。地轴的方向不变，这一特点是产生地球上季节交替和日照长短随纬度、季节而变化的根本原因。
二、气候
（一）气候的形成因素 某地气候的形成和变化的基本因素，一般认为是太阳辐射、大气环流、下垫面的性质及分布。但由于人类活动对气候形成的影响作用越来越明显，已列为气候形成的第四个主要因素。
1．太阳辐射 各地气候的差异和季节的交替，主要是太阳辐射的时空分布不均引起的。 2．下垫面性质 下垫面是指地球表面的状况，它包括海陆分布、地形地势、植被和土壤等。由于它们的特性不同，因而影响辐射过程和气团的性质。
3．季风环流 季风环流引导气团移动，使各地的热量、水分得以转移和调整，维持了不同地区间的热量和水分平衡。除上述三个自然因素对气候起着重要作用外，人类活动对气候也有影响。
（二）气候带和气候型
1．气候带 通常把全球划分为11个气候带，即赤道气候带，南、北热带，南、北副热带，南、北暖温带，南、北冷温带，南、北极地气候带。各气候带之间最大的差异是温度。
2．气候型 海洋性气候和大陆性气候、季风气候和地中海气候、高山气候和高原气候、草原气候和沙漠气候。
（三）我国的气候特点
1．季风性显著 主要表现为：雨季开始、结束和主要雨带的位置与夏季风始、未进退一致；雨量年际变化大；降雨量集中、雨热同期；降水量自东南向西北递减。
2．大陆性强 主要表现为：气温日、年变化大；冬季寒冷，南北温差大，夏季普遍高温，南北温差小。
3．气候类型多样 从气候带来说，自南到北有热带、亚热带、温带，还有高原寒冷气候。从干燥类型来说，从东到西有湿润、半湿润、半干旱、干旱、极干旱等类型。
4．气象灾害频繁 特点是种类多，范围广，频率高，持续时间长，群发性突出，连续效应显著，灾情严重，给农业生产造成巨大损失。 复习思考：
1. 主要农业气象要素有哪些？ 2. 风的形成受哪几种作用力影响？
3. 我国的气候有哪些特点？
第二节 农业气候资源的利用
教学重点：
◆农业气候资源的特点与合理利用。 ◆常见农业技术措施的小气候效应。 ◆二十四节气与主要农事活动。 教学难点：
◆二十四节气与主要农事活动。 一、农业气候资源
（一）农业气候资源概念
农业气候资源是指一个地区的气候条件对农业生产所提供的自然物质和能源，是对农业生产发展的潜在支持能力。农业气候资源包括光资源、热资源、水资源、气资源等。
（二）农业气候资源特点
农业气候资源特点主要表现在：
1．有限性 尽管农业气候资源周而复始年年都有，是一种可再生的资源。但每年都有一定的量，是有限的。
2．波动性 每年各种农业气候资源的量不是固定不变的，有时年际变化很大。 3．空间差异性
4．整体性 形成各地光、热、水资源的组合，影响着农业气候资源整体效应的发挥。 5．脆弱性 由于灾害性天气的影响和农业技术措施失当，使农业气候资源的有效性降低。 （三）农业气候资源的合理利用 1．充分利用光热资源，发展多熟种植 根据当地大于10℃的日数、积温和年降水量等，积极发展多熟种植，并合理间作套种，提高复种指数。
2．合理布局，趋利避害，充分发挥农业气候优势 要根据不同地区的农业气候条件，合理安排种植制度、植物种类与品种。
3．采取有效防御灾害措施，提高农业气候生产潜力
4．发展立体生态农业、设施农业，推广经济农业和节水农业 二、农业小气候
小气候是指在具有相同的大气候特点范围内，在局部地区，由于下垫面性质不一致，在近地气层和土壤上层形成的小范围内气候。具有“范围小，差别大，稳定性强”等特点。主要介绍一些农业技术措施的小气候效应。
耕作、栽培措施的小气候效应
措施 小气候效应 1．使土壤疏松，增加透水性和透气性，提高土壤蓄水能力，对下层土壤有保墒效应 2．使土壤热容量和导热率减小，削弱上下层间热交换，增加土壤表层温度的日较差 3．低温季节，上土层有降温效应，下层有增温效应，高温季节，上层有升温效应，下层有降温效应 1．使土壤疏松，小气候效应同耕翻 2．增加了土表与大气的接触面积，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；夜间垄上有效辐射大，垄温比平作温度低 3．蒸发面大，上层土壤有效辐射大，下层土壤湿润；有利于排水防涝 4．有利于通风透光 耕翻 垄作 间套作 1．间套作变平面受光为立体受光，增加光能利用率；同时可以延长光合作用时间，增加光合面积，延续、交替合理利用光能，增加复种指数，提高光能利用率 2．间套作可增加边行效应，改善通风条件，加强株间乱流交换，调节CO2浓度，提高光合效率 3．上茬植物对下茬植物能起到一定的保护作用 1．改善植物受光时间和辐射强度 2．若行向与植物生育关键期盛行的风向一致，可调节农田中CO2、温度和湿度 适宜的种植密度可增加光合面积和光合能力；调节田间温度和湿度 1．调节田间辐射平衡，由于灌溉的土壤湿润，颜色变暗，一方面使反射率减小，同时也使地面温度下降，空气湿度增加，导致有效辐射减小，使辐射平衡增加 2．调节农田蒸散，在干旱条件下，灌溉使蒸发耗热急剧增大 3．影响土壤热交换和土壤的热学特性 种植行向 种植密度 灌溉 三、二十四节气与主要农事活动 （一）二十四节气
二十四节气起源于我国黄河流域，它是根据天文学原理将地球环绕太阳公转一周360°的轨道分为24等份，出现24弧段，每弧段15°为一节，每节约15d，二十四节气的名称是根据各节当时的天文、气候状况和物候反应等确定。在我国民间广泛流传着二十四节气的歌谣，以便记忆：“春雨惊春清谷天，夏满芒夏署相连；秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒；每月两节日期定，最多相差一两天；上半年来六廿一，下半年来八廿三”。
（二）二十四节气对应的主要农事活动 二十四节气 夏至、冬至 主要农事活动 选苗、中耕除草、整枝和防治病虫害。 立春、立夏、 春耕准备；春播作物中耕除草、防治虫害；作物水肥管理与收获；秋耕保墒。 立秋、立冬 雨水 惊蛰 春分 清明 谷雨 小满 芒种 小暑、大署 处暑 白露 寒露 霜降 小雪、大雪 小寒、大寒 小麦压耙保墒，浇返青水；选种备粪。 春耕开始；小麦返青追肥；春种准备。 作好抗旱播种、保夏收准备。 适时播种春玉米、棉花、高粱等；小麦拔节灌溉。 棉花育苗移栽 夏收准备；小麦干热风防御。 夏收夏种；春作物管理、治虫、灌溉、追肥等。 棉花中耕除草、整枝打杈；其他作物除草、防治虫害等田间管理。 黍收获、棉花采摘；晚秋作物管理。 秋收，秋种准备。 小麦播种 甘薯、山药收获；秋耕。 白菜收获，灌越冬水。 麦田管理、果树涂白，防止冻害；。 复习思考：
1. 农业气候资源的特点有哪些？如何合理利用农业气候资源？
2. 小气候具有哪些特点？简要回答常见农业技术措施的小气候效应。 3. 列表说明二十四节气对应的主要农事活动。
第三节 农业气象灾害及防御措施
我国的农业气象灾害有如下特点：普遍性、区域性、季节性、持续性、交替性和阶段性。
一、低温冷害及其防御 （一）冷害及其防御 1．冷害类型
根据低温对植物危害的特点及植物受害症状，可分为障碍性冷害、延迟性冷害和混合型冷害等类型。
按季节与地域性可分为春季冷害、秋季冷害、夏季冷害和寒害。 2．冷害的防御
（1）因地制宜，安排好品种搭配和播栽期。
（2）地膜覆盖，以水增温和喷洒化学保温剂等方法，来增强植物抗御低温的能力。 （3）运用科学方法找出作物适宜的复种指数和最优种植方案。 （4）选择耐寒品种，保苗早发，合理施肥，促进早熟。
（5）加强田间管理，提高栽培技术水平，提高冷害防御能力。 （二）霜冻及其防御 1．霜冻的类型
根据霜冻发生的时期，可分为早霜冻（秋霜冻或初霜冻）和晚霜冻（春霜冻或终霜冻）两种。
2．霜冻的时空分布 3．霜冻的防御措施
（1）选用适宜品种，选择背风、向阳、避冷避冻地形种植植物。 （2）确定适宜的播种期和移栽时间，要以避开终霜为准。 （3）应用生长抑制剂，调节发育速度，降低霜害危险性。 （4）选用耐寒作物和品种，促进抗寒锻炼，提高植株抗寒力。
（5）营造防护林、风障和采用覆盖法、加热法、烟雾法、灌水法等临时改善局部小气候条件，使降温幅度减小。
（三）冻害及其防御
1．冻害的发生时间和指标
类型：根据冻害发生的时间可将冻害分为初冬冻害、严冬冻害和早春冻害三类。 指标：初冬冻害一般以入冬降温幅度或抗寒锻炼减少天数为参考指标。严冬冻害主要以冬季负积温、有害积温和极端最低温度为冻害指标。早春冻害常以稳定通过某一界限温度之后的极端最低温度为冻害指标。
2．冻害的地区分布 3．冻害的防御措施
（1）合理布局，确定合理的农业植物种植北界和上界。
（2）选育抗寒性强的品种，加强冬前管理，增强抗冻能力，避免或减轻冻害。 （3）选择具有明显冬暖效应的生态环境种植。
（4）采用覆盖、露天增温和喷施化学药剂等方法调节农田小气候。 二、干旱及其防御 （一）干旱的类型
按干旱发生的的季节，可分春旱、夏旱、秋旱和冬旱。 （二）干旱对植物生产影响 （三）干旱的防御措施
1．搞好农田基本建设，合理耕作保摘
2．以小流域为单位，实行缓坡修梯田，种耐旱作物，陡坡植树种草，坡下筑沟坝地 3．耕作保墒
4．蓄水积水，节水灌溉
5．采用砂砾、地膜、秸秆等材料进行覆盖 6．积极培育、推广抗旱、耐旱、耐瘠植物品种 7．适量使用化学覆盖剂、保水剂、抗蒸腾剂 三、干热风及其防御
（一）干热风对植物生产的影响
干热风主要对小麦、水稻生产影响严重。 （二）干热风的防御措施 1．浇麦黄水 2．药剂浸种 3．调整播期
4．选用抗干热风品种
5．根外追肥。在小麦拔节期喷洒草木灰溶液、磷酸二氢钾溶液等。 6．营造防护林带
四、洪涝、湿害及其防御 （一）洪涝、湿害的类型
可将洪涝、湿害分为洪灾、涝灾和湿害三类。 （二）洪涝、湿害的防御措施 1．健全防汛体系
2．兴修水利工程 修建堤坝、水库，拦洪蓄水；根治水系，加固堤防，疏通河道，以利排水，减少洪涝。=
3．加强农田基本建设。改良土壤，提高排涝、耐涝能力；建立建全农田排灌系统，畅通排水，实行山、水、田、林、路、坡等综合治理，建立旱涝保收、高产稳产农田。
4．调整作物布局。有效利用各种耕作栽培技术，选择耐涝、耐湿品种，适当调整播栽期。
5．保持水土 6．加强涝后管理 复习思考：
1. 如何防御低温冷害？
2. 干旱与干热风有何区别？如何防御？ 3. 如何防御洪涝、湿害？
最新植物生产与环境教案 - 第八章 植物生产与农业气象
