应用气象第二章

第二章应用气象学院农业气象主要内容概述太阳辐射与农作物热量条件与农作物水分条件与农作物CO2与作物农业气象灾害农业气候分析农业气象预报1气象条件对农业生产的影响气候影响地球表面植被和农作物的地理分布一概述天气、气候影响作物生长发育及产量气候影响作物的遗传性天气、气候影响一地区的种植制度和耕作制度2农业气象学及其研究内容2.1农业气象学的概念农业气象学是研究农业生产与气象条件相互关系及其规律的科学，并在此基础上研究和运用气象科学技术，以便合理利用气候资源、战胜不利气象因素，促进农业生产高产稳产的学科。2.2农业气象研究的主要内容对农业气候资源进行分析、利用和区划确定农业气象指标、根据指标鉴定气象条件对农业生物

生长发育和产量的影响研究农业气象灾害发生规律及防御措施开展农业气象观测、预报和情报的服务工作对农业小气候的调节、利用和改造2农业气象学及其研究内容中国农业气候区划图秦巴山区丹参气候区划图秦巴山区银杏气候区划图秦巴山区杜仲气候区划图3农业气象研究的方法平行观测法地理播种法分期播种法地理分期播种法人工气候试验法气候分析法统计分析法和图解分析法遥感与地理信息系统技术的应用淳安国家一级站观测场思考题从光、温、水、CO2四个方面阐述农业与气象的关系？二太阳辐射与农作物太阳辐射对植物生长发育和产量的影响质(quality)：

光谱量(quantity)：光强度持续时间(durationorperiodicity)：光周期到达地面的太阳辐射光谱大致分为紫外辐射、红外辐射和可见光辐射三波谱段，各波谱段对农业生物有不同的生物学意义。1不同光谱成分对植物的影响1不同光谱成分对植物的影响1.1紫外线（170-400nm）抑制生长，灭生性辐射，但可对土壤进行消毒，对某些植物有催芽作用（晒种），促进成熟、提高品质。1.2红外光（760-4000nm）710-1000nm的近红外辐射和红光辐射，可调控植物生长发育，也可促进细胞伸长。>1000nm的远红外辐射，非生物辐射，主要表现在热效应上。1.3可见光（400-760nm）对植物生活机能起决定性作用，真正对有机物质合成和植物产量形成具有实际意义。红橙光和蓝紫光最有效。不同波长辐射的生理生态效应光谱波长(nm)占太阳辐射能的比例(%)辐射效应光合光形态建成光损伤热紫外线290~3800~4O--+O光合有效辐射380~71021~46++--+红外线750~400050~79O+O+长波4000~10000OOO++显著--很少O不显著波长范围植物的反应大于1.0μm对植物无效1.0~0.72μm引起植物的伸长效应，有光周期反应0.72~0.61μm植物中叶绿素所吸收，具有光周期反应0.61~0.51μm植物无什么特别意义的响应0.51~0.40μm植物无什么特别意义的响应0.40~0.31μm具有矮化植物与增厚叶子的作用0.31~0.28μm(UV-B)对植物具有损毁作用小于0.28μm(UV-C)辐射对植物具有致死作用植物对于不同波长辐射的反应1.4光合有效辐射（PAR）定义：太阳辐射光谱中可被绿色植物的质体色素吸收、转化并用于合成有机物质的一定波段的辐射能。1.4光合有效辐射（PAR）380-710nm，约占太阳辐射能量的50%PAR=0.43S’+0.57D（h>20°）S’为太阳直接辐射；D为散射辐射实际应用可简化为PAR=0.5S’2光照长度对作物生长发育的影响2.1光周期现象光周期：一天中白昼和黑夜的相对长度。光周期现象：植物对白天和黑夜相对长度的反应。2.2植物对光周期的不同反应，主要有三种类型：长日植物：指在一定的发育时期内,每天光照时间必须长于一定时数并经过一定天数(临界日长)才能开花的植物。延长光照,则加速开花;缩短光照,则延迟开花或不能开花。属于长日植物的如小麦、黑麦、胡萝卜、甘蓝、天仙子、洋葱、燕麦、甜菜、油菜等。一般源于高纬地区，多为耐寒植物。短日植物：指在一定的发育时期内,每天光照时间必须短于一定时数才能开花的植物。如适当缩短光照,可提早开花;但延长光照,则延迟开花或不能开花。例如美洲烟草、大豆、菊花、日本牵牛、苍耳、水稻、甘蔗、棉花等。多起源于低纬地区，多为喜温植物。日中性植物：指在任何日照条件下都可以开花的植物，例如番茄、茄子、黄瓜、辣椒和菜豆等。2.3光照长度在农业上的应用引种短日性作物的南方品种向北方引种；长日性作物的北方品种向南方引种；纬度和海拔高度相近的地区互相引种；育种其他（控制花期）短日性作物：只有给与比临界暗期长的连续黑暗下的光周期时，花芽才能形成或促进花芽形成的植物。3光照强度对作物生长发育的影响光的饱和点光饱和现象光补偿点ACDBA：阴生草本植物光补偿点B：阴生草本植物光饱和点C：阳生草本植物光补偿点D：阳生草本植被光饱和点光补偿点：植物同化器官中光合作用吸收的CO2和呼吸作用释放的CO2相等时的光照强度。光形态建成：植物依赖光进行生长、发育和分化的过程。光下生长的玉米暗中生长的玉米光下生长的大豆暗中生长的大豆光照强度对产量和品质的影响正午直射的阳光3C3阳生植物的光饱和点2植物生长箱，云层密布的白天1C3阴生植物的光饱和点0C3阳生植物的光补偿点晨昏-1C3阴生植物的光补偿点-2光强抑制苍耳开花的阈值满月-3红光抑制苍耳开花的阈值可分辨颜色的下限-4-5野燕麦蓝光向光性的阈值-6红光下菜豆下胚轴弯勾伸展反应的阈值可分辨物体的下限-7-10野燕麦第一节间光形态建成的阈值10nWm-2不同光强的生理生态效应4光能利用率及其提高途径4.1光能利用率：Ep=H×W/QPAREp为光能利用率，H为单位干物质所放出的热量（cal/g），W为单位面积上平均干物质收获量（g/m2），QPAR为作物全生育期投射到单位面积上的生理辐射能量（cal/m2）。理论计算一般可达6%-8%。目前，农业生产水平较高的国家，光能利用率只有2%-3%。我国全年平均水平仅0.4%。4.2提高光能利用率的途径（改进作物因素、改进环境因素）培育高光效的作物品种；改善水、肥、热、气等外界条件，使之利于作物光合产物的积累、运输，以增加作物产量；采取合理的栽培技术措施，适当密植，提高绿叶面积系数，维持较长的功能期；改革耕作制度，充分利用生长季，延长光合作用时间；通过育种和先进栽培技术措施提高经济系数；及时预测和防治病虫害及其他自然灾害。三热量条件与农作物1三基点温度与生命活动三基点温度：植物生命活动都需要在一定温度范围内才能进行，植物的每一生命活动都有其最高温度、最低温度和最适温度。其中生长发育的最低温度又称生物学零度。三基点温度之外，还存在最低与最高受害、致死温度,合称五基点温度。有机体的增长呼吸作用光合作用温度光合作用或呼吸作用强度同一生物不同品种的三基点温度也有差异。同一种生物不同发育期及不同生命过程的三基点温度不同。作物生长发育时期的不同生理过程，三基点温度不同。2农业界限温度农业界限温度是指具有普遍意义的、标志着某些物候现象或农事活动的开始、转折或终止的日平均温度。农业气候上常用的界限温度0℃:初冬土壤冻结，越冬作物停止生长，早春土壤开始解冻，越冬作物开始萌动,早春作物开始播种。从早春日平均气温通过0℃到初冬通过0℃期间为“农耕期”,低于0℃的时期为“农闲期″。5℃:华北的冻土基本融化，喜凉作物开始活跃生长，多数树木开始生长，深秋则通过5℃对越冬作物进行抗寒锻炼,土壤开始日消夜冻，多数树木落叶。10℃:春季喜温作物开始播种，喜凉作物开始迅速生长。秋季喜温谷物基本停止灌浆，其他喜温作物也停止生长，大于10

℃期间为喜温作物生长期，与无霜期大体吻合。15℃:春季通过15℃初日为水稻适宜移栽期和棉花开始生长期,秋季通过15℃日为冬小麦适宜播种期的下限。大于15℃期间为喜温作物的活跃生长期。20℃:春季通过20℃初日为热带作物开始生长期,水稻分蘖迅速增长。秋季低于20℃对水稻抽穗开花不利，易形成冷害导致空壳,初终日之间为热带作物的生长期。农业界限温度在农业气候分析中具有重要意义。3积温与应用积温是衡量温度强度和持续时间两个方面对作物和变温动物生长发育影响的综合效应的一种农业气象指标。积温学说可归纳为以下3个基本论点:在其他条件得到满足的前提下,温度因子对生物的发育起着主要作用。生物开始发育要求一定的下限温度。完成某一阶段的发育需要一定的积温。3.1活动积温高于生物学下限温度的日平均温度称为活动温度,生物某一生育期或全生育期中活动温度的总和,称为活动积温。3.2有效积温活动温度与生物学下限温度的差值称为有效温度。生物某一生育期或全生育期中有效温度的总和,称为有效积温。3.3净效积温净效温度等于最适温度减去生物学下限温度。生物在某一发育期或整个生育期中净效温度的总和,称为净效积温。3.4积温在农业生产中的应用农业气候热量资源的分析作物引种的科学依据农业气象预报服务4温度日变化对作物的影响温周期现象：在自然条件下，不论作物处在生长、开花还是结实期间，它都要求一定的昼夜温差。温度日变化对作物生长的作用温度日变化对作物品质的影响不对称增温问题？5土壤温度对作物的影响影响种子的发芽和出苗影响作物地下及地上部分的生长影响作物的分蘖强度影响越冬作物的安全越冬调节土壤温度:灌溉、松土、镇压、垄作、覆盖等措施四水分条件与农作物1作物的需水规律同一种作物在不同的生育时期，由于蒸腾面积和吸水能力不同，对水分的需要也不同。在种子萌发及幼苗期，植株的蒸腾面积小，需要的水分不多。随着幼苗的长大，叶面积不断扩大，水分的需要量逐渐增加。作物在成熟期，需要的水分很少。营养生长期生长旺盛期生长后期（开花后）需水占全生育期30%50-60%10-20%植物对水分不足特别敏感的时期，称为水分临界期，也叫做水分关键时期。2蒸腾与蒸散蒸腾：植物体通过气孔蒸发水分的生物物理过程。蒸散：农田土壤蒸发和作物蒸腾之和。在农田土壤中,播种前只有蒸发,出苗后蒸发、蒸腾作用同时存在,即开始蒸散,在植物幼苗期蒸散以蒸发为主,植物长大覆盖土面而较密时以蒸腾为主。计算潜在蒸散、参考蒸散彭曼公式3大气降水对作物的影响3.1降水性质对作物的影响热雷雨、夜雨最有利于作物生长发育连阴雨不利于光合作用和干物质的积累3.2降水强度对作物的影响中雨比较有利，有效性大暴雨容易造成洪涝，使土壤泥沙大量流失，破坏土壤结构和肥力3.3降水季节分配对作物影响我国降水季节分配，总的来说对作物生长发育是有利的，但有时又因降水过多或过少而造成我国农业上的主要灾害—旱或涝，并往往造成作物产量的不稳定。4土壤水分对作物的影响4.1土壤水分平衡土壤水分平衡方程：S+Y-(E+

Et)=ZS：某时期开始的土壤水分含量Y：为降水量E：土壤蒸发量Et：蒸腾量Z：该时期结束时的土壤水分含量4.2土壤水分类型和有效性按土壤中某种吸力对水分的吸持和对水分性质的影响，一般可分为：吸湿水、膜状水、毛管水和重力水。土壤有效水：土壤中的水分不是都能被作物吸收利用，而仅仅只是一部分，这部分成为土壤有效水。田间持水量（土壤最小持水量）：是指土壤中毛管水到达最大量时的土壤含水量，它包括全部束缚水和毛管水，它是不受地下水影响的自然条件下，土壤中所能较稳定保持的水分的最大数量。田间持水量是土壤对作物有效水分的上限，常用来作为灌溉的上限和计算灌水定额：灌溉上限=田间持水量–灌前土壤含水量凋萎湿度（凋萎系数）：是指作物因吸收不到足够的水分来满足蒸腾的需要，植株组织中的含水量减少而失去膨压呈萎蔫状态，以致夜间也不能恢复膨压时的土壤湿度。它包括全部吸湿水和部分膜状水。通常把凋萎湿度作为作物可利用水量的下限。五CO2与作物1CO2在产量形成中的作用光合作用原料呼吸作用产物CO2补偿点CO2饱和点作物生长所要求的最适宜CO2浓度为1000-1500ppm，几乎是大气中平均浓度的3-5倍。增加CO2浓度，可使作物的根冠伸长，提高作物的生长速度和产量。2农田上的CO2的变化规律2.1农田植被层中CO2气流的平衡方程qa=Rx+qn–Pc=Rx+(Rk

+Rm)-Pcqa：植被上部的CO2通量Rx：作物地上部分呼吸排除的CO2通量qn：土壤中放出的CO2通量Rk：作物地下部分呼吸排出的CO2通量Rm：土壤微生物排出的CO2通量Pc：光合作用消耗的CO2总量(3)d处凹陷，原因是温度太高，叶片气孔关闭，

吸收数量减少，影响光合作用

反应的效率。(4)a处突起，原因是下半夜温度偏低，呼吸作用

。(5)b点以前、b点和c点、bc段和ce段各表示植物的什么样的生理过程？(6)曲线Ⅲ与时间直线围成一块正面积和一块负面积，植物在一昼夜中对有机物的有效积累的多少，取决于这两块面积的

。2.2农田上CO2的日变化将农田一昼夜的温度变化Ⅰ，光照变化Ⅱ和植物吸收二氧化碳的变化Ⅲ数据绘成曲线图。图中S1—S5表示密封内的面积，请回答：(1)植物在

段制造有机物。(2)植物在

段积累有机物。2.3农田上CO2的垂直变化当农田上覆盖有植物，且光合作用旺盛时（夏季或白天），因植被层CO2大量被固定，因此CO2浓度垂直分布特点是近地面低而上层高，即CO2浓度随高度的升高而增大，这种分布型称为光合型。在光合作用微弱，甚至停止时（冬季或夜间），近地面上没有CO2的固定，只有动植物呼吸、土壤生物呼吸、矿物质燃烧等释放的CO2的过程，这时候越近地面，CO2浓度越高，即CO2浓度随高度的升高而逐渐减少，这种分布型称为呼吸型。白天夜间辐射风速温度湿度CO2400W/m21m/s3oC200Pa高度m1.01Pa3外界因子对CO2交换的影响CO2的交换，最主要决定于农田中CO2的浓度。但还与太阳辐射强度、温度、水分条件、风等外界的气象因素有关。温度的影响—从三基点出发水分条件的影响—间接作用风的影响—CO2的输送、扩散、补充六农业气象灾害农业气象灾害：由不利的气象条件所造成的作物减产歉收。冷害霜冻干旱洪涝干热风农作物病虫害1冷害6.1冷害是指在作物生长季节内，由于温度下降到低于作物当时所处生长发育阶段的下限温度时（不一定低于零度），使作物生理活动受到障碍，严重时可使作物某些组织受到危害而最终导致严重减产。冷害对不同作物、品种、发育期的危害是不同的。一般作物的苗期和生育后期对冷害抗御能力较强，而在生殖器官开始分化到抽穗、开花、受精及灌浆初期对冷害最为敏感。在我国，低温冷害是影响农业生产持续稳定发展的重要灾害之一。它具有大尺度性、综合性及地区差异性等特点。严重灾害年可使我国粮食减产达100亿千克左右。随着我国各地种植制度的改革，复种指数增加，晚熟高产品种得到推广应用，如遇低温年，灾害的影响和造成的损失将更加突出。因此，加强对低温冷害发生规律及防御技术的研究，对农业稳定和国民经济的发展都具有重大而深远的意义。6.2冷害成因春季冷空气入侵长江流域及以南地区常出现持续低温阴雨，引起早稻烂秧死苗。一般在东亚槽深厚、副热带高压减弱的情况下，容易形成秋季低温天气。夏季低温主要发生在东北。6.3冷害分类按冷害对作物危害时期的不同划分：延迟型冷害：指作物营养生长期，在较长时间内遭受比较低的冷害危害，使作物发育期延迟，以致在初霜到来之前不能正常成熟。障碍型冷害：指作物的生殖生长期内（主要是从颖花分化到抽穗开花期）遭受短时间（一般仅几天）异常的低温，使生殖器官的生理机制受到破坏，造成颖花不孕，空壳很多而减产。混合型冷害：又称兼发型冷害，是在作物生育初期遇到低温延迟生育和抽穗，到孕穗期又遇到低温危害，使部分颖花不育发生空壳秕粒，给作物产量带来严重的影响。按发生季节分为：春季低温冷害。如长江中下游3月下旬4月上旬早稻育秧期持续低温阴雨造成烂秧。北方棉花、花生等播种后持续低温发生烂种。春季持续低温蔬菜生长缓慢产量下降。夏季低温冷害。以延迟型为主，但高海拔高纬度地区水稻也可发生障碍型冷害。1951-1990年间东北发生严重的夏季冷害5次，平均减产3成以上。秋季低温冷害。主要影响南方晚稻生产。北方大白菜持续低温使包心不足。小麦冬前积温偏少使分蘖减少。热带作物冬季寒害。热带作物一般含有较多饱和脂肪酸，在零上低温可以凝固，发生水分溢泌，导致细胞失水枯萎。冷雨。春末夏初突然降临冷雨，使牧区优质草料缺乏。龙眼遭遇冷害6.4冷害危害指标建立了一些作物的冷害危害指标。以水稻为例：粳稻：在抽穗开花期连续三天以上日平均气温＜20℃，则受害；日平均气温＜20℃的日数愈长，危害愈重；若伴有阴雨、大风、低湿，则将加重危害。在花粉母细胞减数分蘖期日平均温度＜20℃一天或一天以上，24小时降温强度≥6℃则受害。籼稻：受害指标一般比粳稻高。6.5冷害的防御掌握低温气候规律，合理安排品种搭配和播栽期。加强低温冷害预报及应用。长期趋势预报有利于调整作物布局和品种搭配，中、短期预报为及时采用应急的抗御措施提供可靠依据。改善和利用小气候生态环境，增强抗御低温能力。选择通过局地地形削弱冷空气入侵次数和降温强度的相对较暖环境。有些地区采用地膜覆盖，以水增温和喷洒化学保温剂，这些措施都能达到减轻低温危害的目的。选择耐寒的高产品种，促苗早发，合理施肥促进早熟。2霜冻2.1霜冻是指在温暖时期内，土壤表面、植物表面以及近地面空气的温度，迅速降到足以引起农作物遭受损失或者死亡的短时间低温冷害（通常在0℃或0℃以下）。它与霜不同，霜是近地面空气中的水汽达到饱和，并且地面温度低于0℃，在物体上直接凝华而成的白色冰晶，有霜冻时并不一定是霜。每年秋季第一次出现的霜冻叫初霜冻，翌年春季最后一次出现的霜冻叫终霜冻，初终霜冻对农作物的影响都较大。冻雨：这种雨从天空落下时是低于0℃的过冷水滴，在碰到树枝、电线、枯草或其他地上物，就会在这些物体上冻结冻雨成外表光滑、晶莹透明的一层冰壳，有时边冻边淌，象一条条冰柱。中国出现冻雨较多的地区是贵州省，其次是湖南省、江西省、湖北省、河南省、安徽省、江苏省及山东省、河北省、陕西省、甘肃省、辽宁省南部等地，其中山区比平原多，高山最多。雨水从空中落下来结成冰，能致害吗？能，这种冰积聚到一定程度时，不仅有害，而且危害不浅。2.2霜冻分类平流霜冻:由北方强冷空气入侵酿成的霜冻，常见于长江以北的早春和晚秋，以及华南和西南的冬季，北方称之为“风霜”,气象学上叫做“平流霜冻”。辐射霜冻:在晴朗无风的夜晚，地面因强烈辐射散热而出现低温，民间称之为“晴霜”或“静霜”，气象学上叫做辐射霜冻。混合霜冻:先因北方强冷空气入侵，气温急降，风停后夜间晴朗，辐射散热强烈，气温再度下降，造成霜冻，这种霜冻称为混合霜冻或平流辐射霜冻，也是最为常见的一种霜冻。一旦发生这种霜冻，往往降温剧烈，空气干冷，很容易使农作物和园林植物枯萎死亡。所以这类霜冻应特别引起注意，以免造成严重的经济损失。2.3霜冻对作物的伤害膜结构损伤结冰伤害细胞在零下低温的结冰有两种:细胞间结冰,即在细胞间隙结冰,对细胞伤害不大细胞内结冰,先在原生质结冰,然后在液泡内结冰。细胞内结冰伤害的原因主要是机械的损害。冰晶体会破坏生物膜、细胞器和胞质溶胶的结构,使细胞亚显微结构的隔离被破坏,酶活动无秩序,影响代谢。严寒霜冻以后，气温又突然回升，则作物渗出来的水分很快变成水汽散失掉，细胞失去的水分没法复原，作物便会死去。2.4影响霜冻发生和强度的因素天气条件在晴朗无风、低温条件下容易发生霜冻。因晴空少云的天气，有利于地面辐射冷却，无风则减弱了空气的涡动混合，高层的较暖空气不致传到下层。湿度低就难以形成霜或露，可避免凝结潜热的释放，而加强了空气的冷却程度。但冷气团的风可加强平流霜冻的强度。地形形状冷空气流动特征霜冻危险程度山顶和斜坡上部流出最小平原和平坦的山顶没有流出中等广阔平坦的谷地微弱的流入中等以上窄而弯的谷地流入大于流出大盆地只有流入最大不同地形发生霜冻的危险性地形及自然条件地势低、地形闭塞处，冷空气容易沉积，加之风小冷暖空气不易混合，因此降温快，霜冻最为严重。斜坡上的霜冻害与无霜冻害地带河湖边无霜冻地带2.5霜冻的防御合理调整作物布局，根据霜冻来的早晚，无霜期的长短，选取早熟品种，避开霜冻时间。在播种方面，可采取适当深播，合理密植，多施磷钾肥，精耕细作，改良土壤等方法。采用常规方法，如喷灌、放烟雾等。科学种田，扩大地膜种植面积，它不但保温保湿，还能提高地温。喷洒促早熟农药，使作物早熟。3干旱3.1干旱在农业技术水平不高的条件下，长期降水偏少，造成空气干燥，土壤缺水，使农作物体内水分发生亏缺，影响正常生长发育而减产的农业气象灾害。3.2干旱的原因及指标引起干旱的原因较复杂，从天气角度看，是由于大气环流反常，高气压的长期控制，引起降水量偏少，此外还与土壤、地形、作物对水分的要求有关。因而至今还没有一个统一的干旱指标。目前所用的表征干旱的指标多为：降水量，降水与平均温度比，土壤水分和作物参数，气候指标和蒸散量估算，综合指标等类型。3.3干旱分类3.3.1按发生的成因：土壤干旱：由于土壤水分亏缺，作物的根系难以从土壤中吸收到足够的水分去补偿蒸腾的消耗，从而引起作物体内水分平衡失调的现象。大气干旱：由于大气高温、低湿并有一定的风力，使作物的蒸腾作用加剧，根吸收的水分不能满足蒸腾水分的消耗，引起作物体内水分平衡失调而造成作物光合作用强度降低或灌浆过程受阻的现象。生理干旱：土壤中水分不亏缺时，因土壤环境因素不利或农业技术措施不当而引起的作物体内水分平衡失调的现象。（如，土温过低或过高；土壤通气状况不良，氧气不足，土壤盐分浓度过高等）。3.3.2干旱按照发生分：春旱（3~5月）：特点是低湿、缺雨或少雨、气温不高，并伴有使土壤变干的冷风。我国黄淮流域、西北等地经常发生。主要影响春播及小麦的生长。夏旱（7~8月）：特点是太阳辐射强、高温低湿、蒸发和蒸散量大。我国长江中下游流域常发生。因此时正是作物生育旺盛期，所以夏旱对作物危害较大。秋旱（8月下旬至9月下旬）：特点同于夏旱，但强度稍小。我国南北均有出现。秋旱对秋作物灌浆及秋播影响很大。冬旱：特点是降水少、多西北大风、低温低湿。主要出现在华南地区。春旱夏旱秋旱春秋旱春秋连旱，伏旱为主春夏连旱，春旱为主春夏连旱，夏旱为主冬春连旱，春旱为主3.4干旱的防御措施干旱可用兴修水利、搞好农田基本建设，根据干旱规律来安排农业生产；节水灌溉，如用先进的喷灌、滴灌等节水灌溉技术，提高水的利用率；培育和选用抗旱的作物品种，耕作保墒；覆盖或用化学物质喷洒来抑制土壤蒸发；人工降雨作业等措施来减轻、防御干旱。4洪涝4.1洪涝降水时间过长、过于集中对作物造成的灾害。4.2洪涝产生的原因洪涝发生的原因是多方面的。由于大气环流异常，使雨带在某一地区长时间停留或徘徊，是引起涝灾的主要、直接的原因。此外，地形、土壤类型及结构、水利设施、种植制度及种植的农作物种类等也影响到洪涝的发生和严重程度。4.3洪涝常用的指标降水量和标准差，降水量准平均值，旱涝指数，降水量及降水日数等。4.4洪涝分类4.4.1按水分过多的程度分：洪水即大雨、暴雨引起的山洪暴发，河水泛滥，淹没农田，毁坏农舍和农业设施的灾害。涝害是雨量过大或过于集中，造成农田积水而使作物受到危害。湿害（渍害或沥涝）是连阴雨时间过长或洪水、涝害之后排水不良引起的，使土壤水分长期处于饱和状态，作物根系因缺氧而受到危害。4.4.2按涝灾发生的季节分：春涝（或春夏涝）以湿害为主，多发生在华南及长江中下游，易引起小麦和油菜烂根、早衰和病虫害流行。夏涝以洪水为主，多发生在黄淮海平原，长江中下游，东南沿海，四川盆地及东北地区，影响夏收夏种，甚至无收。秋涝（或夏秋涝）时涝害和湿害均有发生，以西南和陕南发生较多，对秋收作物的生长发育和产量影响较大。4.5洪涝的防御措施兴修水利，改良土壤结构，建立合理的排灌系统，调整农业布局，在低洼易涝地区种植耐涝作物等措施来防御涝灾。5干热风5.1定义干热风是我国北方麦区的主要气象灾害，又称为“干旱风”、“火风”。它是指引起作物大量蒸腾的综合气象现象（高温、低湿、较大风速的旱风），这种综合现象在农业技术水平不高的条件下，严重的破坏了作物的光合作用和水分平衡，在短时间内给作物的生长发育和产量带来很大损失。干热风出现时和大气干旱出现时一样，气象要素的日变化不大。但大气干旱持续时间较久，而干热风在很短时间内就可使小麦受害；大气干旱出现时风速一般很小，而干热风出现时却为较大的旱风。5.2干热风出现的天气和气候背景干热风危害小麦的时期正处在春末夏初季风交替、雨季到来之前的干旱少雨时段。由于我国北方麦区还在大陆变性气团的控制下，加之西北沙漠和黄土高原的下垫面增温和华北西部地形陡降而引起的气流下沉增温，使整个北方麦区在5~6月份气温增温迅速、干燥多风、少雨干旱。从天气形势上看，在高空500hPa图上，副热带高压控制长江以南地区。在青藏高原、新疆、蒙古高原有暖高压或暖高压脊发展，东亚为一大槽。北方麦区上空为脊前的暖平流控制。在地面图上，新疆至河套有热低压或变性高压东移，由于西北地区下垫面和华北地区地形的影响，使北方麦区低层空气变得更加干、热，而形成了干热的变性气团。当干热的变性气团前面的冷高压移到黄海、东海时，由于海面摩擦力较小，海水温度又较低，而使冷高压趋于稳定或停滞，这时北方麦区较长时间处于冷高压后部、干热的变性气团前部的偏南气流控制下。在高低空天气形势配合下，干、热并伴有一定风速的干热风天气就出现了。5.3干热风的类型高温低湿型：特点是气温高、干旱、地面吹片南风或西南风（也有偏东风）。这种燥热天气使小麦炸芒、枯熟、秕粒，是北方麦区危害小麦的主要干热风类型。雨后枯熟型：特点是雨后高温或雨后猛晴，使小麦发生青枯或枯熟。多发生在华北和西北的甘肃、宁夏等地区。旱风型：特点是温度低，日最高气温不一定高于30℃，但风速较大（3~4级以上），风向西北或西南。多发生在苏北、皖北地区。5.4干热风的防御措施在干热风出现前可选用抗干热风优良品种、营造防护林带、合理施肥，适浇麦黄水、适时播种等综合农技措施，来避免干热风危害。在干热风出现时可喷洒石油助长剂、草木灰水、磷酸二氢钾、硼、腐植酸钠等化学药剂来减轻其危害。农作物病虫害七农业气候分析农作物在生长发育和产量形成过程中，需要有一定的热量、适宜的水分、充足的阳光。在作物生长期内，光、热、水等条件配合得愈好，作物生长发育状况也愈好，最后产量和品质也愈高。一定气候条件给作物生长发育提供一定的光、热、水条件，而各地气候条件不同，提供给作物生长发育的光、热、水条件也不同，所以最后产量和品质也不同。为了充分合理的利用当地的光、热、水条件—农业气候资源，最大限度地避免、抗御不利的气候条件，我们必须进行农业气候分析。1农业气候分析概述农业气候资源包括：太阳辐射、温度、降水、风、CO2等。这些要素的特征：光、热、水各因子间相互联系、相互制约，一种因子的变化会引起另一因子的变化。资源各因子的时空分布不均衡。某一地区某时段内，光、热、水资源的数量是相对稳定的，从总体来看是取之不尽的。局部地区的资源是可改造的，是有潜力可挖的。2农业气候分析的任务为各地区农、林、牧及其作物种类、品种、种植制度的合理布局，提供农业气候依据。为避免、抗御灾害提供农业气候依据。为采用科学的栽培、耕作、农机操作等措施提供农业气候依据。为有效的引种、扩种提供农业气候依据。3农业气候分析的原则着重考虑对作物生育和产量形成起决定作用的气候因子—关键气候因子。着重考虑对作物生育和产量形成起决定作用的时期—关键期。农业气候指标要有一定稳定性，要对农业生产有80%的保证程度，同时也要考虑因年型、因生产条件变化而引起的变化。着重考虑用农业气候相似原理来分析。在农业气候相似的地区，不仅作物能得以生存，而且还要获得一定产量。4农业气候分析内容农业气候分析：根据农业生产的具体要求来分析当地的气候条件。首先将农业生产对象与气候因子间的关系，用指标定量的表示出来，然后利用这些指标—农业气候指标的时空分布规律来说明某地区的农业气候特征，并评价它对某种作物（品种）生育、产量形成或农业生产过程的利弊程度，最后提出趋利、避害、抗灾的措施途径。讨论：农业气侯指标有哪些？5农业气候指标是指当地气候条件和生产水平下，表示农业生产（作物生长发育、田间作业等）对气候条件的要求和反应的一种气候要素值或一综合性数值。这个数值用来定量或定性衡量当地农业气候条件按的利弊程度。作物品种发育期农业气候指标≥10℃积温玉米早熟播种-成熟2100-2300中熟播种-成熟2400-2800晚熟播种-成熟＞3100水稻早熟移栽-成熟2000中熟移栽-成熟2400-2700某地小麦和水稻的农业气候指标例如：某地冬小麦在拔节后1~5d内，当最低气温为1~-2℃时，产生轻霜冻危害；在拔节后16d，当最低温度为1℃时，就产生轻霜冻危害，而该地棉花在苗期，当最低气温为3℃时，就受到霜冻危害了。以上这些作物对气候条件的要求和反应的数值，均称为农业气候指标。6农业气候指标的特点一定的农业技术水平下有以下特点地区性多年性稳定性（保证率）7农业气候指标的表达形式通常采用日数、日期、气候要素值。表示日数的有：生长期、无霜冻期、发育期间隔日数、不同界限温度出现日期之间的间隔日数、降水日数、灾害性天气持续日数等。表示日期的有：播种期、移栽期、作物的发育期、霜冻等灾害天气出现和终止日期，某界限温度出现和终止的日期、某农技措施适宜进行的日期等。气候要素以光、热、水、风等来表示。热量方面多用平均气温、极端气温、日较差、各界限温度及其之间的积温等。水分方面用降水量、降水变率、相对湿度、饱和差、干燥度、土壤湿度等。表示光照条件的有太阳总辐射、光合有效辐射、日照时数、日照百分率、光照强度、透光率等。7.1光资源的分析7.1.1光质的分析主要分析太阳辐射光谱成分随日、季、纬度的变化，及其对作物的影响。不同纬度、不同高度地区，在不同季节因太阳高度角不同，使太阳辐射透过的大气厚度有差别而形成光质明显的差异。在我国华北、青藏高原、江南由于光质的不同对作物生育及品质的影响也不同。7.1.2光照长度的分析光照长度的分析是分析某地区内可照时数在年、季、月的变化规律及在该地区内的空间变化规律。结合农业生产考虑，多分析该地区在≥5℃、≥10℃期间的可照时数的时空分布规律。除平均值外，还考虑极值、变率、保证率及年型。光照长度的单位用小时表示，也称日照时数。7.1.3光照强度的分析由于植物在光合作用中，只同化440-760nm波段的辐射光，因此在农业气候分析中，着重分析生理辐射（光合有效辐射）强度随时空变化的规律。QPAR=0.43S+

0.57DQPAR为生理辐射，S为直接辐射，D为散射辐射有时，为方便期间，取总辐射的1/2为生理辐射。单位常用cal/(cm2·cm2)结合农业生产，还分别计算≥10℃期间的生理辐射的大小，用以揭示作物可利用的能量大小。7.2热量资源的分析某一地区热量的水平、积累的数量、分布特点、冬季寒冷程度、春秋季节变化特点等决定着该地区作物的种类、品种、种植制度、种植方式、产量高低及品质优劣，而目前大面积地控制地区的热量还不可能，为使农业生产有效利用热量资源、避开灾害，弄清当地的热量状况、特点，是农业气候分析的重要内容。7.2.1作物生长期长度广义的作物生长期是指作物能生长的时期，一般指春季0℃初日到秋季0℃终日之间的日期，或用无霜冻期表示。某种作物的生长期则是从播种到成熟期间的日期。要计算生长期，首先要计算界线温度（0℃、5℃、10℃、15℃、20℃）及霜的初终日期。界限温度初终日期一般用5日滑动平均法（按中国气象局资料统计规定）、图解法和二倍偏差法计算。然后利用平均年日期序列表即可求出生长期。生长期界限≥0℃≥10℃≥15℃≥20℃春10-20℃秋18-0℃多年平均（d）27020116311016067最多年（d）29622018112817979最少年（d）248184142677552较差（d）48363