《农业生物的环境原三章作物与温度》由会员分享，可在线阅读，更多相关《农业生物的环境原三章作物与温度（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.温度对作物的意义2.自然条件下温度的变化规律3.温度的生物学效应4.设施园艺内的热量平衡5.设施园艺的热特性及影响因子6.设施园艺夜间变温管理与作物生产7.设施园艺温度调节与控制第三章 作物与温度(一)7/26/2024博士论文答辩温度温度是表示物体冷热程度的物理量，温度的微观实质是物体分子平均动能大小的度量。温度的分类：气象学及农业气象学中使用的温度常指气温，地温，水温，植物体温和夜温等五种类型（1）气温）气温就是空气温度，在地面气象观测上，通常指的是距离就是空气温度，在地面气象观测上，通常指的是距离地面地面1.5m左右，处于通风防辐射条件下温度表读取的左右，处于通风防辐射条件下温度表读
2、取的温度。气温在地球表面的平均分布由大气以及地表面温度。气温在地球表面的平均分布由大气以及地表面的辐射状况，海陆下垫面的性质，大气环流的状况以的辐射状况，海陆下垫面的性质，大气环流的状况以及受环流制约的气团的移动等因素决定。及受环流制约的气团的移动等因素决定。在自由大气中，气温的变化和空气的绝热上升和下降在自由大气中，气温的变化和空气的绝热上升和下降有密切关系。在对流层中，气温一般随高度而递减。有密切关系。在对流层中，气温一般随高度而递减。在平流层中，气温一般随高度缓慢增高。对流层中有在平流层中，气温一般随高度缓慢增高。对流层中有时会出现气温随高度升高的逆温层。时会出现气温随高度升高的逆温层。
3、（2）地温）地温 指地面温度和不同深度的土指地面温度和不同深度的土壤温度的统称。壤温度的统称。在农业气象中常称土壤温度。前者指土在农业气象中常称土壤温度。前者指土壤水平暴露面的温度，后者指一定深度壤水平暴露面的温度，后者指一定深度的土壤温度。由置于不同深度的温度表的土壤温度。由置于不同深度的温度表测得。测得。（3）水温）水温 水体各层的温度，通常指水面温度。水体各层的温度，通常指水面温度。即水体表面的温度。即水体表面的温度。海面温度代表接近海洋界面之下表面混合层中海面温度代表接近海洋界面之下表面混合层中水温的状况。由于海洋面积占全球面积的水温的状况。由于海洋面积占全球面积的71%，而且水的比热
4、大，因此，海面水温通过海洋，而且水的比热大，因此，海面水温通过海洋与大气界面的热量交换直接影响大气的温度，与大气界面的热量交换直接影响大气的温度，对天气过程的形成具有一定的作用。河面以及对天气过程的形成具有一定的作用。河面以及湖面等的水温对水生动植物及临近地域的农作湖面等的水温对水生动植物及临近地域的农作物的生长发育也具有一定的影响。物的生长发育也具有一定的影响。（4）植物体温）植物体温 植物体植物体根、茎、叶、花、果根、茎、叶、花、果实的冷热程度。实的冷热程度。植物体温直接受到太阳辐射的影响。植物属于植物体温直接受到太阳辐射的影响。植物属于变温类型，地上部分通常接近于气温，地下部变温类型，地
5、上部分通常接近于气温，地下部分接近于土温。并且随环境变化而变化。当植分接近于土温。并且随环境变化而变化。当植物体温地域气温时，它吸收大气中的热量或者物体温地域气温时，它吸收大气中的热量或者利用太阳辐射能使体温升高；当植物体温高于利用太阳辐射能使体温升高；当植物体温高于气温时，由于蒸腾作用，使体温降低。一般来气温时，由于蒸腾作用，使体温降低。一般来说，叶温与气温趋于平衡。说，叶温与气温趋于平衡。（4）植物体温）植物体温 植物体植物体根、茎、叶、花、果根、茎、叶、花、果实的冷热程度。实的冷热程度。植物体温直接受到太阳辐射的影响。植物属于植物体温直接受到太阳辐射的影响。植物属于变温类型，地上部分通常
6、接近于气温，地下部变温类型，地上部分通常接近于气温，地下部分接近于土温。并且随环境变化而变化。当植分接近于土温。并且随环境变化而变化。当植物体温地域气温时，它吸收大气中的热量或者物体温地域气温时，它吸收大气中的热量或者利用太阳辐射能使体温升高；当植物体温高于利用太阳辐射能使体温升高；当植物体温高于气温时，由于蒸腾作用，使体温降低。一般来气温时，由于蒸腾作用，使体温降低。一般来说，叶温与气温趋于平衡。说，叶温与气温趋于平衡。1 温度对作物的意义意义：植物为变温生物，维持体温与环境温度之间的关系体内各种反应对温度的要求对生物生长、发育、产量的影响引起其他环境因子（湿度、气流等）的变化作物对温度的反
7、应体温变化适宜温度范围极端温度2 自然界温度的变化规律自然界温度的变化规律日变化年变化非周期性温度变化地球表面的热量平衡裸露地热量平衡农田中的热量平衡作物群体内温度变化规律 土壤温度土壤温度土壤温度土壤温度大气温度大气温度大气温度大气温度 2.1 裸露地热量平衡的实现热量收入：太阳辐射地面吸热与地面辐射太阳辐射地面吸热升温地面辐射（Ee） 大气升温大气逆辐射（Ea，大气升温后，其中一部分又向地面热辐射）地面有效辐射（r）=Ee-Ea热量支出地面与空气间的热量交换（H）地面与下层土壤热量交换（B）地面水分蒸发或凝结中的热量变化（LE）热量平衡2.1 裸露地热量平衡的实现热量平衡：R=H+B+LE
8、当地面得到的辐射热r时,R为正;反之为负空气向地面传热,H为正;反之为负向上传热B为正;反之为负蒸发LE为负,凝结为正环境因子与热量平衡LE:地表潮湿与地面增温H:风速与水分蒸发B:土壤温度梯度及土壤导热率的大小2.2 农田中的热量平衡农田中的热量平衡与作物体的蒸腾作用作物层的热量平衡作物与大气间的湍流热交换作物体蒸腾作物体自身体温、物质合成、体内热交换作物与土壤热交换2.3 作物群体内温度变化规律作物体温度植株温度与气温根温与土温叶片对温度的反应叶温与气温的关系风速水汽压2.3 作物群体内温度变化规律作物群体内温度状况群体内部幅度较小主要影响因素：冠层结构，植株密度，风群体内部温度变化规律生
9、长初期与裸露地基本一致生长旺期：白天最高值出现在冠层稍下的部位 夜间最低值出现在冠层部位 群体下部土壤温度变化特征主要影响因素：植株高度，冠层密度白天：较裸露地低夜间：较裸露地高作物幼芽、幼苗期作物幼芽、幼苗期作物幼芽、幼苗期作物幼芽、幼苗期作物生长旺期作物生长旺期作物生长旺期作物生长旺期3 温度的生物学效应作物对温度的要求（温度范围、积温、热量强度）节律性变温对作物的影响设施园艺夜间变温管理的意义极端温度对作物的影响3.1 作物对温度的要求1.温度三基点 ()不同作物同一作物的不同生理活动小麦 光合作用:0-5,20-25,40-50 呼吸作用:-10,36-40,50同一作物的不同器官越冬
10、作物冬季茎叶,根基点温度的可变性菊科植物光合作用的最适温度冬季15,夏季253.1 作物对温度的要求2. 积温:作物完成某一阶段所需的温度积累有效积温活动积温了解植物积温的意义3. 热量强度具有同样活动积温的云南与郑州,与棉花种植郑州7、8月份的平均气温27 ,棉花开花结铃良好云南7、8月份的平均气温20 ,棉花不能开花结铃3.2 作物对温度适应的生态类型类型类型类型类型特点特点特点特点最适温度最适温度最适温度最适温度最低温度最低温度最低温度最低温度举例举例举例举例耐寒多年生地上部分能耐高温，地下部分可安全越冬能长期忍耐0以下低温树木，茭白，藕耐寒一、二年生寒冷地区一般能露地越冬，可短期忍耐-
11、5 -10 低温1520 -1-2 小麦，菠菜，大葱，大蒜，半耐寒适于冬季生长的作物，长江以南能露地越冬，可短期忍耐-1、-2 低温1720 25 萝卜，白菜，蚕豆，油菜，莴苣喜温长江以南可春播或秋播，北方地区可春播20-30 10-15 黄瓜，茄子，番茄，辣椒，菜豆耐热适于一年中最热季节生长，春播夏收30-40 瓜类3.3 春化作用概念：某些植物需要通过低温刺激促进其开花。这种现象称为春化作用。主要植物：一般二年生作物如芹菜、白菜、菠菜、洋葱、莴苣、大蒜、小麦等。低温作用：诱导开花3.4 节律性变温对作物的影响自然界温度的变化规律节律性变温温周期现象影响因素:季节,海拔,纬度温周期对作物的影
12、响种子萌发作物生长发育开花结果品质出出出出苗苗苗苗生生生生长长长长现现现现蕾蕾蕾蕾开开开开花花花花吐吐吐吐絮絮絮絮变温有利于种子发芽,其原因:1.增加氧在细胞中的溶解度,促进营养物质的分解2.提高细胞膜的通透性作物生长对温差的要求热带作物:3-6 温带作物:5-7 沙漠植物:10 以上光合作用与呼吸作用对温度的不同要求营养物质的积累与输送花芽分化对温差的要求5-10 对品质的影响:草莓:高温，可促进颜色、甜味形成 低温，可促进香味形成瓜果类：新疆瓜果甜作物的千粒重与温差3.5 极端温度对作物的影响极端温度的概念突然出现的非节律性变温动植物对温度的敏感性3.5 极端温度对作物的影响极端高温后果:
13、灼伤原因:养分消耗过度,水分蒸发过度导致失水极端低温冻害:气温低于植物体冰点后造成的伤害寒害:喜温或耐热作物受到突然的低温刺激后造成的伤害如何防止极端温度的影响?品种选择播种时期田间管理：灌溉、施肥、遮阳、保温等思考题：1.温度对作物生长发育的意义。2.地球表面的热量平衡是如何实现的？如何进行地表热量平衡的调节？3.作物群体内温度变化的特征。4.作物对温度有什么要求？5.什么是温周期现象？节律性变温对作物生产有何作用？6.如何防止极端温度的影响?4.设施园艺内的热量平衡半封闭系统实现热量平衡的途径辐射传导对流分别讨论白天设施内的热量平衡夜间设施内的热量平衡加热不加热4.1白天设施内的热量平衡热
14、源太阳辐射人工加热（有，无）热量支出显热部分辐射失热：向空气、土壤、物体表面辐射土温、气温等对流失热：土壤空气，空气空气，空气覆盖物传导失热：土壤土壤（横向，纵向）缝隙失热：内外压差引起，通过门、窗、缝隙等失热潜热部分蒸发失热：土壤及覆盖物表面蒸发、作物蒸腾4.2 夜间设施内的热量平衡不加热热源土壤蓄热热量支出贯流失热：地面向空气传热覆盖物内表面覆盖物外表面室外空气传导失热：土壤土壤（横向）缝隙失热：内外压差引起，通过门、窗、缝隙等失热4.3 夜间设施内的热量平衡加热热源人工加热，土壤蓄热热量支出与不加温温室相比，因室内外温差更大，热量损失更多贯流失热：地面向空气传热覆盖物内表面覆盖物外表面室
15、外空气传导失热：土壤土壤（横向）缝隙失热：内外压差引起，通过门、窗、缝隙等失热5.5.设施园艺的热特性及影响因子设施园艺的热特性及影响因子5.1 设施园艺的热特性设施园艺的热特性温室效应允许太阳辐射进入设施内部，使土壤温度升高阻止长波辐射热通过透明覆盖材料半封闭空间，内外空气交换弱日温差大温度分布不均水平方向垂直方向温度逆转现象与早春防寒5.2 影响设施园艺热特性的因素设施封闭程度与温室效应半封闭结构空气交换弱太阳辐射辐射强度入射量：屋面倾斜角，建筑方位等长波辐射的穿透能力保温比：设施内土壤面积与设施围护结构之比单栋温室（0.5-0.6）与连栋温室（0.7-0.8）保温比与日温差：室外温差10
16、 ，大棚30 ，小棚40覆盖材料透光率导热率 a 阴天 b 晴天 温室内，温室外温室内外辐射强度与温度变化聚氯乙烯升温慢，保温好聚乙烯升温快，保温差5.3 影响设施园艺温度分布的因素对温度分布的影响所有5.2中的因素室内空气环流冷热空气室外风压配套技术设施结构加温设备：设备种类，安置地点，日常管理通风技术自然通风（窗户开关顺序）机械通风（进排风口）单坡，加温单坡，加温单坡，不加温单坡，不加温双坡，加温（中午）双坡，加温（中午）双坡，不加温（夜间）双坡，不加温（夜间）6.设施园艺夜间变温管理与作物生产进行变温管理的意义有机物的输送节能增产设施园艺夜间变温管理模式四段制执行变温管理时应注意的问题气
17、温与地温光照与温度7.设施园艺温度调节与控制进行设施园艺温度调控的目的温度是相对容易调控的因子满足作物对温度的不同要求设施中温度不是恒定的进行温度调控的要求动态适温温度分布均匀温度变化平缓节能、经济7.1设施园艺温度调控保温温室散热途径透射传热 70-80%缝隙传热 10-20%土壤传热 10%7.1设施园艺温度调控保温保温措施增大蓄热量设施方位，设施结构，设施透光性能减少潜热损失增大保温比减少散热损失设施保温性能设计加盖保温层通风量、通风时间缝隙处理防寒沟充气泵及其配件保温被7.2 设施园艺温度调控加温加热方式热空气，热水，蒸汽，电热等热源油，煤，气，电，地热地下（地中）热交换将白天太阳辐射能蓄积在地下（地中）贮热交换器中，到夜间再向室内释放加热系统散热器的类型及布置7.3设施园艺温度调控降温适用场合：夏季降温方式蒸发降温遮阳降温通风降温开窗机构湿帘通风降温系统屋面开窗遮阳幕（内、外）及其拉幕系统外遮阳系统内遮阳系统三折式拉幕系统侧墙外开窗顶部连续开窗推杆式开窗思考题：1.设施园艺的热特性及其影响因素。2.如何使设施内温度分布尽可能做到均匀？3.进行设施温度调控的目的和要求。如何进行温度调控？4.设施园艺夜间变温管理对作物生产的意义。
