第十章-农田小气候的改造

第十章农田小气候

本章要点1、小气候的概念2、小气候的特点3、小气候的形成4、几种小气候类型及气象效应5、温室小气候的特点第一节小气候的概念、特点及

形成的物理基础一、小气候的概念1、定义：在小范围内，由于下垫面构造和特性不同，使热量和水分收支不一样，形成近地层及土壤上层与大气候所不同的特殊气候，称为小气候。2、小气候的类型

农业小气候、地形小气候、防护林小气候、城市小气候、保护地小气候、温室小气候等。二、小气候的特点

1、范围小(smallrange)2、差别大(largedifference)3、很稳定(verystable)三、小气候形成的物理基础（一）作用面与活动层的概念(activitylayer)

凡能籍辐射作用吸热或放热，从而调节邻近气层和土层（或其它物质层）温度状况的表面，称为活动面或活动层。（二）活动层的热量平衡

(thermalbalance)1、活动层的辐射收支(radiationbalance)2、土壤热交换(soilheatexchange)3、活动层的乱流交换(turbulenceexchange)4、潜热交换(latentheatexchange)

辐射是小气候形成的热力（能量）基础，乱流交换是小气候的形成的动力基础。四、农业小气候的特征

(Featuresoffarmingmicroclimate)

（一）农田中光的分布(photodistribution)

光照强度由植株顶部向下递减1、作物生长前期：光随高度分布差别不大；2、作物生长旺期：随高度增加，光照增强；3、作物生长后期：光随高度分布差别不大。（二）农田中温度的分布最高、最低温度出现在植株高度H的2/3处h2/3H白天h2/3H夜间1、旱地中温度的分布作物生长前期和后期温度分布同裸地相似。2、水田中温度的分布同旱地相比，水田中，由于紧贴水面的一薄层，白天蒸发耗热多，夜间冷却慢，所以温度分布情况相反：白天为辐射型分布，夜间为日射型分布。（三）农田中湿度的分布（1）农田中绝对湿度的分布主要取决于蒸发和蒸腾；（2）相对湿度的分布与水汽含量和温度有关。（四）农田中CO2的分布一般情况下，白天，从清晨至中午，由于作物光合作用吸收了CO2，使得在作物密集的高度上CO2的浓度最低，午后可降至最接近地面的地方，这种变化在静风条件下尤为明显。夜间，从傍晚到清晨，由于作物的呼吸作用，释放CO2，因此农田中CO2的浓度由下向上不断递减。（五）农田中风的分布

农田中的风随高度增加而增大：作物高度H风速h第二节几种类型小气候的气象效应一、不同覆盖的气象效应如地膜覆盖的气象效应为：1、増温(enhancetemperature)2、节水(savewater)二、喷洒化学药剂的气象效应三、防护林带的小气候效应

(Microclimateeffectofwindbreakzone)风速（％）0481216202428树高（H）的倍数10020408060风向1、林带的防风效应Populusforest2、防护林带的作用（1）减轻强风（台风、寒潮大风）、风沙、平流霜冻等灾害；（2）防止水土流失、减少土壤蒸发；（3）改良土壤，净化空气，改善农田生态环境、改善城市气候。Forestweb四、地形小气候

阴坡阳坡干、暖湿、热湿、凉最湿、最凉五、水域岸边小气候水域岸边的气温、土温日较差小，温暖、潮湿、多雾。六、耕作措施的小气候效应1、耕翻的气象效应

耕翻使土壤疏松，增加土壤透水性和透气性，提高土壤的蓄水能力，对下层土壤有保墒效应。耕翻使土壤的热容量和导热率减小，削弱了上下层土壤间的热时交换，增加土壤表层温度的日较差。在夜间或低温季节，耕翻土层有降温效应，下层有增温效应；在白天或高温季节，耕翻土层有升温效应，下层有降温效应。2、镇压的气象效应

镇压可以减小土壤的透气性和透水性，增加土壤的毛管水量，加速土壤水分的蒸发。在土壤干燥时，镇压具有提墒作用。镇压增加了土壤的热容量和导热率，加强了上下层土壤间的热量交换，可减小土壤温度日较差。镇压地夜间表现为增温效应，白天表现为降温效应。3、垄作的气象效应

垄作使土壤疏松，其小气候效应与耕翻相同。垄作增加了土壤表面与大气的接触面积，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；夜间垄上的有效辐射大，垄温比平作温度低。垄作使土壤的蒸发面增大，上层土壤干燥疏松，下层土壤湿润；有利于排水防涝。有利于通风透光。4、种植行向的气象效应

种植行向主要影响植株的受光时间和所得到的太阳辐射强度。夏半年，沿东西行向的日照时数比沿南北行向的日照时数多；冬半年，沿南北行向的日照时数比东西行向的日照时数多。因此在高纬度地区，秋季播种时取南北行向，春季播种时东西行向为宜。5、种植密度的气象效应

种植密度的大小影响作物群体的通风透光和温度的变化。当种植密度过大时，田间的通风透光性较差，株间温度白天低于外界的温度，夜间高于外界的温度单株产量降低，会影响群体的产量。当种植密度过小时，田间的通风透光性较好，株间温度适宜，单株产量增高，但由于植株数量的减少，会影响群体的产量。在生产实践中，应根据不同的作物进行合理密植。6、灌溉的气象效应

农田灌溉后，土壤颜色加深，地面反射率减小，使得土壤吸收的太阳辐射能增加。灌溉后，增大了土壤的热容量和导热率，土壤温度日较差比未灌溉地小。灌溉地因蒸发耗热显著增加，减弱了空气的增温作用，因此，白天、暖季有降温效应，夜间、冷季有增温效应。7、覆盖的气象效应

覆盖减弱了空气的乱流活动，可起到保温、保湿的作用。覆盖可以防止杂草萌生。

第四节温室小气候及其调控

(Greenhousemicroclimateanditsadjustment)

温室：采用透明或不透明的物体覆盖地面及其上空间的一种设施。第一代节能型日光温室半拱圆形竹木结构日光温室一坡一立式日光温室（瓦房店琴式）鞍II型日光温室辽沈I型日光温室熊岳第二代节能日光温室改进冀优II型节能日光温室第二代节能型日光温室钢骨架4分厚壁钢管Φ10～12圆钢Φ8圆钢双弦桁架式无柱结构竹木骨架用直径8～10cm的圆木做立柱、拉杆、横梁，立柱纵向每隔3m一根，横向共设3排。用直径4cm的圆竹或5cm宽的竹片做拱杆，每隔60～80cm设一根。钢筋混凝土预制件与竹木拱杆混合骨架柱、柁采用钢筋混凝土预制件，拱杆仍采用竹片或圆竹。8#镀锌铁丝与竹木钢筋混凝土混合骨架立柱和柁为钢筋混凝土预制件或圆木纵向每个35～40cm拉一道8#镀锌铁丝，铁丝上每隔70cm安一竹片或圆竹。日光温室常用建筑材料的热工参考指标材料名称容重(kg/m3)导热率(kcal/m.h.℃)蓄热系数(kcal/m.h.℃)整齐的石砌体26802.7520.60钢筋混凝土24001.3014.00草泥或粘土墙20000.809.10空心砖12000.455.56锯末2500.081.75稻草3200.081.55空气(20℃)1.20.020.04墙体类型类型内墙中墙外墙砖体空心墙12cm水泥砂浆砖墙6～12cm空心内衬24cm水泥砂浆砖墙砖体夹心墙12cm水泥砂浆砖墙12cm珍珠岩、炉渣、锯末、聚苯板24cm水泥砂浆砖墙砖墙或石墙外培土24cm砖墙或37cm石墙外培土1.0～1.2m土墙50cm厚木板打墙和泥垛墙外培土1.0～1.2m温室的特点：（1）大量的短波辐射可以进入室内，很少的长波辐射逸出室外；（2）室内与室外的乱流交换弱，只有通过分子热传导来进行。一、温室小气候的特点1、温室的光室内的光照强度比室外弱，不同的材料，透光率不同。寒冷季节光照强度弱，成为生产的限制因子；由于保温覆盖，寒冷季节光照时数少；光照分布南强北弱，上强下弱，东西山墙附近上午或下午有三角形弱光区；室内紫外线辐射强度比玻璃温室高。2、温室内的温度通常比室外高，晴天时，T室内=7.1+1.37T室外气温常年高于露地，冬端夏长，保温性能好的温室可四季生产；气温日变化规律与外接相同；晴天最低气温出现在揭苫后半小时，最高出现在12～14时；阴天昼夜温差小于晴天；气温分布严重不均：白天气温上高下低，中部高四周低；夜间北高南低；地温相对稳定，变化幅度小，中部高四周低，南底角处地温最低。3温室的湿度室内的湿度大于室外，常导致温室内植物易受病害。空气的绝对湿度和相对湿度均高于露地；空气相对湿度日变化大；局部湿差大。温室越大，RH日变化越小，局部湿差较大；夜间作物沾湿现象严重，易诱发病害。园艺作物育苗番茄栽培黄瓜栽培甜瓜栽培茄子栽培彩椒栽培菜用仙人掌栽培芦荟栽培苦苣活体蔬菜草莓栽培油桃栽培葡萄栽培花卉栽培

4温室的二氧化碳状况

温室内的二氧化碳比室外小，若