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1、温度对作物生长的影响及调控措施温度对作物生长的影响及调控措施 作物生态学作物生态学温生态温生态提纲提纲1.1.温度的相关概念温度的相关概念 1.11.1温周期温周期 1.21.2三基点三基点 1.31.3积温积温2.2.温度对作物生长的影响温度对作物生长的影响 2.12.1土壤温度对作物发芽、出苗的影响土壤温度对作物发芽、出苗的影响 2.22.2温度对生殖发育的影响温度对生殖发育的影响 2.32.3温度对作物酶的活性的影响温度对作物酶的活性的影响 2.42.4昼夜温差对农作物的影响昼夜温差对农作物的影响3.3.极端温度对作物的危害（重点分析高温逆极端温度对作物的危害（重点分析高温逆 境对作物的
2、危害）境对作物的危害）4.4.农艺措施对温度的调控农艺措施对温度的调控1. 1. 温度的相关概念温度的相关概念 1.11.1温周期温周期 温周期温周期：作物生长发育与温度变化的同：作物生长发育与温度变化的同步现象称之为温周期。步现象称之为温周期。 年范围的温周期对植物开花的影响比较年范围的温周期对植物开花的影响比较明显。温带许多植物早在种子萌发期间就明显。温带许多植物早在种子萌发期间就必须经受一定的温度条件作用，将来才能必须经受一定的温度条件作用，将来才能萌发或开花。如冬小麦必须在萌发或开花。如冬小麦必须在0-20-2环境中环境中经历经历5-85-8天以上才能开花（称天以上才能开花（称春化作用
3、春化作用）。）。 1.21.2三基点温度三基点温度三三种基点温度：种基点温度：最低、最适、最高温度。在达到最最低、最适、最高温度。在达到最低温度和最高温度时，作物的生长发育即停止；当超低温度和最高温度时，作物的生长发育即停止；当超越最低或最高温度时，作物便受害甚至死亡。越最低或最高温度时，作物便受害甚至死亡。作物的不同生理过程对温度的要求不同：作物的不同生理过程对温度的要求不同：生长：生长：大多数作物限于大多数作物限于5-405-40之间，但耐寒性强的之间，但耐寒性强的作物，其三基点温度低于喜温作物；作物，其三基点温度低于喜温作物；光合作用：光合作用：最低温度最低温度0-50-5，最适温度，最
4、适温度25-3025-30，最，最高温度为高温度为40-5040-50；呼吸作用：呼吸作用：最低温度最低温度-10-10，最适温度，最适温度36-4036-40，最，最高温度为高温度为5050。1. 1. 温度的相关概念温度的相关概念1. 1. 温度的相关概念温度的相关概念 1.31.3积温积温 积温积温：是指某一生育时期或某一时段内，：是指某一生育时期或某一时段内，逐日平均气温积累之和。它是热量资源的逐日平均气温积累之和。它是热量资源的表示方法，也是作物对热量指标的要求；表示方法，也是作物对热量指标的要求；也表示了作物某一生育时期或全生育时期也表示了作物某一生育时期或全生育时期所需要的温度总
5、和。所需要的温度总和。 高于生物学下限温度的温度值为高于生物学下限温度的温度值为活动温度活动温度。 活动温度与生物学下限温度之差称为活动温度与生物学下限温度之差称为有效温度有效温度。 作物全生育期（或某一生育期）中活动温度的总和，作物全生育期（或某一生育期）中活动温度的总和，称称活动积温活动积温。 作物全生育期（或某一生育期）中有效温度的总和，作物全生育期（或某一生育期）中有效温度的总和，称称有效积温有效积温。相关名词相关名词计算公式计算公式活动积温活动积温计算公式：计算公式：Y=Y=titiB BY Y为活动积温，为活动积温，B B为生物学下限温度，为生物学下限温度，titiB B为高于为高
6、于下限温度的日平均温度，即活动温度。下限温度的日平均温度，即活动温度。为该生为该生育期始日至终日（育期始日至终日（1n1n）日之和。）日之和。有效积温有效积温计算公式：计算公式：A=A=（titiB-BB-B）A A为有效积温，（为有效积温，（titiB-BB-B）为有效温度，）为有效温度，B B为生物为生物学下限温度学下限温度 2.2.温度对作物生长的影响温度对作物生长的影响 2.12.1土壤温度对作物的影响土壤温度对作物的影响 影响植物根系对水分和养分的吸收影响植物根系对水分和养分的吸收 如玉米如玉米1010根系正常发育，但生长缓慢；水稻苗期低于根系正常发育，但生长缓慢；水稻苗期低于121
7、2易烂秧。易烂秧。影响植物块根块茎的形成影响植物块根块茎的形成如温度大于如温度大于29.829.8马铃薯不形成块茎，以马铃薯不形成块茎，以15.6-22.915.6-22.9有利。有利。影响种子发芽、出苗影响种子发芽、出苗 如水稻发芽所需的最低温度为如水稻发芽所需的最低温度为10101212，玉米为，玉米为8 81010，而小麦、油菜为而小麦、油菜为1 122。影响耕作和肥效影响耕作和肥效 影响昆虫的发生和发展影响昆虫的发生和发展 例：各类地下害虫的活动例：各类地下害虫的活动许多二年生和多年生植物需通过许多二年生和多年生植物需通过低温春化低温春化作用作用才能进入花芽发育。才能进入花芽发育。 高
8、温高温可引发少数作物开花或促进开花（如可引发少数作物开花或促进开花（如菠菜、水稻、棉花等）。菠菜、水稻、棉花等）。 2.2.温度对作物生长的影响温度对作物生长的影响 2.22.2温度对生殖发育的影响温度对生殖发育的影响 2.32.3温度对作物酶的活性的影响温度对作物酶的活性的影响 作物的一切生命活动都需要酶的参加，作物的一切生命活动都需要酶的参加，各种酶的活动都各种酶的活动都要求一定的温度要求一定的温度，作物的，作物的光合作用、呼吸作用、吸收作用、蒸腾作光合作用、呼吸作用、吸收作用、蒸腾作用的强弱都受用的强弱都受温度直接影响温度直接影响，从而影响作，从而影响作物的生长和发育。物的生长和发育。
9、2.2.温度对作物生长的影响温度对作物生长的影响 2.42.4昼夜温差对农作物的影响昼夜温差对农作物的影响 农作物白天农作物白天光合作用光合作用与与呼吸作用呼吸作用同时进行，夜同时进行，夜间只进行呼吸作用。光合作用积累有机物质，呼间只进行呼吸作用。光合作用积累有机物质，呼吸作用消耗有机物质，有机物积累越多，产量就吸作用消耗有机物质，有机物积累越多，产量就越高，品质也提高。越高，品质也提高。 因此，在因此，在一定温度范围一定温度范围内，白天温度越高越好，内，白天温度越高越好，而晚上只进行呼吸作用，温度越低，呼吸作用越而晚上只进行呼吸作用，温度越低，呼吸作用越弱，消耗的有机物就越少，因此在一定温度
10、范围弱，消耗的有机物就越少，因此在一定温度范围内，内，昼夜温差越大越好昼夜温差越大越好。 2.2.温度对作物生长的影响温度对作物生长的影响 例如：新疆瓜果、葡萄香甜可口，东北大例如：新疆瓜果、葡萄香甜可口，东北大米，马铃薯产量品质较好，西藏萝卜米，马铃薯产量品质较好，西藏萝卜4040斤斤/ /个，个，大头菜大头菜7070斤斤/ /个。青海柴达木盆地香德农场春个。青海柴达木盆地香德农场春小麦小麦19781978年小麦亩产年小麦亩产1013.05kg1013.05kg，千粒重，千粒重40-40-50g50g。 就是由于这些地区白天的就是由于这些地区白天的高温配合较强的高温配合较强的太阳辐射太阳辐射
11、，积累的有机物多，晚上的低温消，积累的有机物多，晚上的低温消耗的有机物少的原因。耗的有机物少的原因。 2.2.温度对作物生长的影响温度对作物生长的影响 3 3、极端温度对作物的伤害极端温度对作物的伤害 极端温度极端温度是指超越作物生活的下限和上限的温度。是指超越作物生活的下限和上限的温度。极端温度依其强度、来临方式和持续期的不同，可极端温度依其强度、来临方式和持续期的不同，可在不同程度上损伤作物的代谢活性、生长和生活力，在不同程度上损伤作物的代谢活性、生长和生活力，直至生命的重要功能停止和细胞死亡，是作物生产直至生命的重要功能停止和细胞死亡，是作物生产中的一大灾害。中的一大灾害。 一、一、 作
12、物的低温伤害作物的低温伤害 此部分主要见本小组杨景同学的分析此部分主要见本小组杨景同学的分析3 3、极端温度对作物的伤害极端温度对作物的伤害 3 3、极端温度对作物的伤害极端温度对作物的伤害 二、二、 作作物的高温伤害物的高温伤害 生物学上限温度，并非致死温度，而是引起生物学上限温度，并非致死温度，而是引起高温高温伤伤害的亚致死温度，其害的亚致死温度，其伤害表现伤害表现为：为：1 1、光合作用与呼吸作用失去平、光合作用与呼吸作用失去平衡；衡；2 2、高温增加作物的热负荷，水分大量消耗于蒸腾散热、高温增加作物的热负荷，水分大量消耗于蒸腾散热，使使植株萎蔫干植株萎蔫干枯；枯；3 3、高温加速作物的
13、生长发育，缩短全生育期，、高温加速作物的生长发育，缩短全生育期，加速加速衰衰老，使产量显著下降；老，使产量显著下降；3 3、极端温度对作物的伤害极端温度对作物的伤害 4 4、高温引起代谢的紊乱，导致有害代谢产物的积累；、高温引起代谢的紊乱，导致有害代谢产物的积累； 5 5、高温影响花药开裂、花粉活力及受精过程，造成、高温影响花药开裂、花粉活力及受精过程，造成 结实率大幅降低。结实率大幅降低。6 6、高、高温可通温可通过抑制物过抑制物质运输，而影响果实或种子的充质运输，而影响果实或种子的充实度。实度。 案例一：我国长江流域每年都会出现案例一：我国长江流域每年都会出现持续高温天气，给杂交稻生产造成
14、严重危持续高温天气，给杂交稻生产造成严重危害。害。20032003年安徽省受高温热害成灾的面积年安徽省受高温热害成灾的面积达达500500多万亩，减产多万亩，减产1010亿公斤；亿公斤；20062006年江淮年江淮地区和南京地区受灾面积达百万亩。地区和南京地区受灾面积达百万亩。 高温对水稻的危害高温对水稻的危害高温对水稻的危害高温对水稻的危害3030323235353838总开花率总开花率/%/%75.175.137.437.419.519.520.920.9花药开裂率花药开裂率/%/%88.888.883.683.683.183.141.641.6早稻灌浆结实期早稻灌浆结实期在在2828时，
15、千粒重为时，千粒重为21.08g21.08g，3535时为时为20.46g20.46g，而在，而在3838时停止灌浆，千粒重时停止灌浆，千粒重为为0 0。前期受高温热害，叶片叶尖干枯、卷曲，开花灌浆时期受前期受高温热害，叶片叶尖干枯、卷曲，开花灌浆时期受到高温热害的影响，会使灌浆期缩短，千粒重下降，空壳到高温热害的影响，会使灌浆期缩短，千粒重下降，空壳粒多，严重影响水稻产量，受灾较严重的田块，平均粒多，严重影响水稻产量，受灾较严重的田块，平均结实结实率为率为60%60%70%70%，较正常年份下降，较正常年份下降20%20%；受灾严重的田块，；受灾严重的田块，平均平均结实率为结实率为20%20
16、%30%30%，减产，减产60%60%以上。以上。 长江中下游地区水稻高温危害长江中下游地区水稻高温危害 高温危害下高温危害下无论早稻还是中稻产量都有明显无论早稻还是中稻产量都有明显减少，产量损失最高均达减少，产量损失最高均达 30% 30% 以上。以上。 在相同高温年份，中稻的最大减产率值一般要在相同高温年份，中稻的最大减产率值一般要大于早稻。大于早稻。 同一品种较高温度处理的腹白米率同一品种较高温度处理的腹白米率30.1%30.1%，较低温度处理的腹白米率为较低温度处理的腹白米率为2.4%2.4%。一般认为，。一般认为，垩白是由于高温使灌浆速度加快、时间缩短、垩白是由于高温使灌浆速度加快、
17、时间缩短、籽粒充实不良所致。籽粒充实不良所致。高温对水稻品质的影响高温对水稻品质的影响 案例：案例：19931993年小麦开花期间河南省局部地区年小麦开花期间河南省局部地区出现了持续多日的出现了持续多日的38(438(4月月19-2319-23日日) )高温天气。高温天气。后期高温加上在干燥条件下后期高温加上在干燥条件下, ,高温低湿伴随着大风高温低湿伴随着大风, ,形成典型的干热风形成典型的干热风, ,导致小麦高温逼熟导致小麦高温逼熟, ,减产幅度减产幅度达达10%-30%,10%-30%,成为北方广大麦区小麦生产的主要胁成为北方广大麦区小麦生产的主要胁迫因子之一。迫因子之一。高温对小麦的危
18、害高温对小麦的危害 高温破坏小麦植株叶片叶绿体结构高温破坏小麦植株叶片叶绿体结构, ,影响光合影响光合 产物积累与运输。产物积累与运输。 小麦在灌浆期间日均气温小麦在灌浆期间日均气温15.8-27.715.8-27.7范围内范围内, ,平均温度每升高平均温度每升高1,1,小麦灌浆期将缩短小麦灌浆期将缩短3.1 d,3.1 d,粒粒重下降重下降2.8 mg2.8 mg。 高温明显加速植株衰老。高温明显加速植株衰老。高温对小麦的危害高温对小麦的危害 玉米开花期玉米开花期: :遭遇遭遇3535以上高温，便会使花粉以上高温，便会使花粉丧失丧失活活力，而不能受力，而不能受精。精。 棉花棉花: :温度超过
19、温度超过3333时柱头发生异常变异，长时柱头发生异常变异，长柱头柱头增增多，影响授粉；而且花粉败育率高，致使受精不良，多，影响授粉；而且花粉败育率高，致使受精不良，引起花和幼果的脱落。引起花和幼果的脱落。 3 3、极端温度对作物的伤害极端温度对作物的伤害 二、作二、作物的高温伤害物的高温伤害 减减轻作物高温伤害的对策：轻作物高温伤害的对策： 1 1、合理安排作物品种和播种期，避开高温季节；、合理安排作物品种和播种期，避开高温季节； 2 2、改善栽培措施、改善栽培措施条件，科学水肥调控；条件，科学水肥调控； 3 3、选育耐高温、选育耐高温品种；品种； 4 4、搞好健株栽培、搞好健株栽培, ,对防
20、御和减缓后期高温伤害都有积对防御和减缓后期高温伤害都有积极作用。极作用。 4 4、农艺措施对温度的调控、农艺措施对温度的调控 保护地栽培措施保护地栽培措施 1.1.地面覆盖：地膜、秸秆地面覆盖：地膜、秸秆 2.2.温室、大棚温室、大棚 耕作措施耕作措施 耕翻松土、镇压、垄作耕翻松土、镇压、垄作 水分管理措施水分管理措施 涌灌、喷灌、微喷灌、滴灌、渗灌。涌灌、喷灌、微喷灌、滴灌、渗灌。 物理化学制剂应用物理化学制剂应用 1.1.土面增温剂（石油的副产品薄覆盖物）土面增温剂（石油的副产品薄覆盖物） 2.2.降温剂（白色反光物质）降温剂（白色反光物质） 3.3.喷撒有色物质（草木灰、泥灰、石灰、高岭
21、土黑白色物质）喷撒有色物质（草木灰、泥灰、石灰、高岭土黑白色物质） 4.14.1灌溉对土温的影响灌溉对土温的影响 在温暖季节，灌溉主要引起降温。寒冷在温暖季节，灌溉主要引起降温。寒冷季节则可以保温。一般对土温季节则可以保温。一般对土温( l0cm)( l0cm)来说，来说，冬水保温效应可有冬水保温效应可有11左右，夏季灌溉的降左右，夏季灌溉的降温效应可达温效应可达1 -31 -3。 浇水除直接影响温度的高低外，还可浇水除直接影响温度的高低外，还可缓缓和温度变化和温度变化。如冬灌可以。如冬灌可以稳定地温稳定地温，防止，防止越冬作物受害。越冬作物受害。4.24.2松土与镇压对土温的影响松土与镇压对
22、土温的影响 (1)(1)锄地锄地( (松土松土) )对土温的影响对土温的影响 锄地可使暖季晴天土壤表层锄地可使暖季晴天土壤表层(3cm(3cm）日平均温）日平均温度度增高约增高约11最高温度增高最高温度增高2-32-3或更多。或更多。 (2)(2)镇压对土温的影响镇压对土温的影响 镇压的作用与锄地相反，土壤经镇压后，白镇压的作用与锄地相反，土壤经镇压后，白天热量下传较快，使土壤表层在一天的天热量下传较快，使土壤表层在一天的高温期间高温期间有降温趋势有降温趋势; ;夜间下层热量上传较多、故在一天的夜间下层热量上传较多、故在一天的低温期间可提高温度，即缓和了土壤表层温度日低温期间可提高温度，即缓和
23、了土壤表层温度日变化。变化。4.3.4.3.垄作对土温的影响垄作对土温的影响 垄作对土温的影响在一年的温暖季节，垄垄作对土温的影响在一年的温暖季节，垄作可以作可以提高士壤表层温度提高士壤表层温度，有利于种子发，有利于种子发芽与幼苗生长，一般可提高垄背土壤芽与幼苗生长，一般可提高垄背土壤( ( 5cm)5cm)日平均温度日平均温度1-2 ,1-2 ,并并加大温度日较加大温度日较差差。4.44.4覆盖与土壤温度覆盖与土壤温度 (1).(1).地膜覆盖地膜覆盖: :地膜覆盖具有协调土壤温度，保地膜覆盖具有协调土壤温度，保持土壤水分、改善土壤物理性状、增加土壤养分、持土壤水分、改善土壤物理性状、增加土
24、壤养分、减轻土壤盐渍化等多种作用。减轻土壤盐渍化等多种作用。 (2).(2).桔杆覆盖桔杆覆盖: :玉米秸秆覆盖麦田，冬季的保温玉米秸秆覆盖麦田，冬季的保温作用有利于冬小麦安全越冬。作用有利于冬小麦安全越冬。 玉米田中秸秆覆盖可以有效平抑地温的变化，玉米田中秸秆覆盖可以有效平抑地温的变化，降低地温的日振幅，缓和昼夜温差，能有效缓解降低地温的日振幅，缓和昼夜温差，能有效缓解地温激变对作物根部产生的伤害。地温激变对作物根部产生的伤害。 1.1.作物生态学，曹卫星作物生态学，曹卫星. .2.2.房世波房世波, ,沈斌沈斌, ,谭凯炎谭凯炎, ,等等. .大气大气CO2CO2和温度升高对农作物生理及生
25、产的影响和温度升高对农作物生理及生产的影响J.J.中国生态农业学报中国生态农业学报,2010,2010年年9 9月月, ,第第1818卷卷, ,第第5 5期期. .3. 3. 姚凤梅姚凤梅, ,张佳华张佳华. 1981-2000. 1981-2000年水稻生长季相对极端高温事件及其气候风险的年水稻生长季相对极端高温事件及其气候风险的变化变化J.J.自然灾害学报自然灾害学报, 2009, 2009年年8 8月月,18,18卷卷4 4期期. .4.4.张张, ,赵艳霞赵艳霞, ,王春乙王春乙. .长江中下游地区高温热害对水稻的影响长江中下游地区高温热害对水稻的影响J.J.灾害学灾害学,2011,2
26、011年年1010月月, ,第第2626卷卷, ,第第4 4期期. .5.5.王才林王才林, ,仲维功仲维功. .高温对水稻结实率的影响及其防御对策高温对水稻结实率的影响及其防御对策J.J.江苏农业科学江苏农业科学20042004年年, ,第第1 1期期. .6.6.张平平张平平, ,何中虎何中虎, ,夏先春夏先春, ,等等. .高温胁迫对小麦蛋白质和淀粉品质影响的研究进展高温胁迫对小麦蛋白质和淀粉品质影响的研究进展J.J.麦类作物学报麦类作物学报,2005,25(5):129,2005,25(5):129132.132.7.7.刘萍刘萍, ,郭文善郭文善, ,浦汉春浦汉春, ,等等. .灌浆
27、期短暂高温对小麦淀粉形成的影响灌浆期短暂高温对小麦淀粉形成的影响J.J.作物学作物学报报,2006,2006年年2 2月月, ,第第3232卷卷, ,第第2 2期期. .8.8.王晨阳王晨阳, ,郭天财郭天财, ,阎耀礼阎耀礼, ,等等. .花后短期高温胁迫对小麦叶片光合性能的影响花后短期高温胁迫对小麦叶片光合性能的影响J. J. 作物学报作物学报,2004,2004年年1 1月月, ,第第3030卷卷, ,第第1 1期期. .9.9.王锋尖王锋尖, ,黄英金黄英金. .水稻高温胁迫及耐热性育种水稻高温胁迫及耐热性育种J.J.中国农学通报中国农学通报,2006,2006年年4 4月月, ,第第2020卷卷, ,第第3 3期期. . 5 5、参考文献、参考文献
