第三章

熱量條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)§1溫度的農(nóng)業(yè)意義§2溫度強(qiáng)度對農(nóng)業(yè)生物的影響§3積溫學(xué)說及其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用§4溫度的周期性變化對農(nóng)業(yè)生物的影響§5近地層及土壤溫度調(diào)控技術(shù)實(shí)習(xí)：積溫的求算第三章熱量條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)§1溫度的農(nóng)業(yè)意義1本章重點(diǎn)與難點(diǎn)本章重點(diǎn)：三基點(diǎn)溫度、農(nóng)業(yè)界限溫度、活動積溫、有效積溫、作物的感溫性和溫周期現(xiàn)象等基本概念。積溫的求算方法、穩(wěn)定性分析、改進(jìn)措施及其應(yīng)用，近地層及土壤溫度調(diào)控技術(shù)。本章難點(diǎn)：積溫表達(dá)形式與求算方法的改進(jìn)及應(yīng)用。本章重點(diǎn)與難點(diǎn)本章重點(diǎn)：2§1溫度的農(nóng)業(yè)意義一、溫度表示熱量的物理學(xué)基礎(chǔ)●溫度是表示物體的冷熱程度、反映系統(tǒng)分子運(yùn)動狀態(tài)和熱量水平的物理量，而溫度的概念也為溫度的測量和用溫標(biāo)表示提供了可能?！裰参锷磻?yīng)的速率與溫度之間的關(guān)系，比用“焦耳”表示的熱量的關(guān)系更為密切?！裼脺囟雀菀追从成锷L發(fā)育對熱量的要求，更能反映氣候條件對生物的綜合影響?！駵y量簡單，資料廣泛?！?溫度的農(nóng)業(yè)意義一、溫度表示熱量的物理學(xué)基礎(chǔ)3

二、溫度的生物學(xué)意義1、溫度（包括氣溫、地溫和水溫）影響農(nóng)業(yè)生物的生理生態(tài)特征及地理分布，植物的光合、呼吸及蒸騰等生理過程，生長發(fā)育、產(chǎn)量形成及產(chǎn)品的產(chǎn)量與品質(zhì)等。2、氣溫、地溫和水溫還間接地通過生物體溫對農(nóng)業(yè)生物的生命活動及產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)生重要影響。3、溫度條件還是病蟲害發(fā)生發(fā)展以至蔓延的基本條件之一。二、溫度的生物學(xué)意義1、溫度（包括氣溫、地溫和4

三、溫度指數(shù)及其農(nóng)業(yè)意義1、溫度指數(shù)的含義標(biāo)志農(nóng)業(yè)生物生長發(fā)育的熱量狀況及相互關(guān)系的溫度標(biāo)示形式2、溫度指數(shù)的表示形式●積溫●大豆發(fā)育單位與大豆效率單位S.D.U=4.95T-0.0829T2-40.91●玉米熱量單位三、溫度指數(shù)及其農(nóng)業(yè)意義1、溫度指數(shù)的含義5●月熱指數(shù)和年熱指數(shù)●干涼度Ck=T0.L●溫濕指數(shù)

THI=0.55T+0.2Td+17.5●風(fēng)寒指數(shù)四、溫度對生物影響的主要方式●溫度強(qiáng)度（高、低）●持續(xù)時(shí)間（累積）●溫度變化（周期性）●月熱指數(shù)和年熱指數(shù)6§2溫度強(qiáng)度對農(nóng)業(yè)生物的影響

一、農(nóng)業(yè)生物生命活動的基本溫度1、三基點(diǎn)溫度●三種溫度范圍：生命，生長，發(fā)育●三基點(diǎn)溫度最低(下限）最適（最適）最高（上限）§2溫度強(qiáng)度對農(nóng)業(yè)生物的影響一、農(nóng)業(yè)生物生命活7

●五基點(diǎn)或七基點(diǎn)溫度受害溫度（高溫、低溫）致死溫度（高溫、低溫）

8表8-8幾種農(nóng)作物生長溫度（℃）三基點(diǎn)

作物最低溫度 最適溫度最高溫度水稻10～12 30～3240～44大小麥0～525～3131～37向日葵5～1031～3737～44玉米5～1027～3344～50大豆10～1227～3333～40南瓜10～1537～4444～50棉花15～18 25～3030～38

影響植物生長的溫度因子表8-8幾種農(nóng)作物生長溫度（℃）三基點(diǎn)影響植物生長的9

2、三基點(diǎn)溫度的特征（1）區(qū)別●不同作物的三基點(diǎn)溫度不同（下表）；●同一種作物不同品種的三基點(diǎn)溫度不同；●同一品種作物不同生育期的三基點(diǎn)溫度不同；●同一種作物不同生理過程的三基點(diǎn)溫度不同；●同一植株上不同器官的三基點(diǎn)溫度不同。2、三基點(diǎn)溫度的特征10（2）共同特征●最低、最適、最高溫度指標(biāo)都不是一個(gè)具體的數(shù)值，而具有一定的范圍，不僅與強(qiáng)度有關(guān)，還與作用的持續(xù)時(shí)間有關(guān)?！駸o論是生存、生長還是發(fā)育，其最適溫度基本上是在同一個(gè)變幅范圍，差異很小?！窀鞣N作物的最低溫度的最低點(diǎn)差異很大，且最低溫度與最適溫度差值較大。（2）共同特征11●各種作物的最高溫度指標(biāo)值差異較小，且各種作物的最高溫度與最適溫度值也比較接近?！裨谧魑锏纳^程中，最低溫度遠(yuǎn)較最高溫度出現(xiàn)的機(jī)率大。（3）三基點(diǎn)溫度的用途三基點(diǎn)溫度是最基本的溫度指標(biāo)，在確定溫度的有效性、作物的種植季節(jié)與分布區(qū)域、估算生長發(fā)育速度、計(jì)算作物光合生產(chǎn)潛力等方面都必須考慮三基點(diǎn)溫度?！窀鞣N作物的最高溫度指標(biāo)值差異較小，且12二、溫度與農(nóng)作物的生長發(fā)育

1、溫度強(qiáng)度是通過對光合作用和呼吸作用的影響進(jìn)而對作物的生長發(fā)育產(chǎn)生影響的。2、在一定的溫度范圍內(nèi)，溫度對主要生命過程的影響基本上服從范霍夫定律，即溫度每升高10℃，反應(yīng)速度增加一倍：二、溫度與農(nóng)作物的生長發(fā)育1133、不同作物的光合作用強(qiáng)度與溫度的關(guān)系不完全相同，但各種作物的“光合作用—溫度”曲線的一般形狀是基本一致的；且“光合作用—溫度”曲線和“呼吸作用—溫度”曲線的變化趨勢近似。4、光合作用和呼吸作用也有它們的三基點(diǎn)溫度，但呼吸作用的最適溫度比光合作用的高。5、隨著溫度的升高，光合作用與呼吸作用的比值降低。3、不同作物的光合作用強(qiáng)度與溫度的關(guān)系146、作物有機(jī)物質(zhì)的增加，取決于其光合作用所積累的有機(jī)物質(zhì)和呼吸作用所消耗的有機(jī)物質(zhì)之差。7、溫度還通過影響植物蒸騰作用及植物對無機(jī)養(yǎng)分的吸收來影響植物的光合作用。

6、作物有機(jī)物質(zhì)的增加，取決于其光合作用所積累的有機(jī)158、溫度對作物生長的影響還與作物本身的生理機(jī)能有關(guān)。C3植物適宜的溫度范圍是20～25℃，而C4植物適宜的溫度范圍是30～35℃，這分別與其各自的光合作用最適溫度相一致。因此C4植物在低溫條件下進(jìn)行光合作用有限。9、溫度對作物生長的影響還和其前期的溫度條件（前期溫度鍛煉）密切相關(guān)。(農(nóng)業(yè)氣象學(xué)原理)第三章熱量條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)課件16三、溫度條件與作物引種

作物引種除了考慮土壤、肥力和農(nóng)業(yè)技術(shù)措施等條件外，一定要充分注意到溫度條件的相似性。根據(jù)作物對溫度條件的要求和引種成敗的經(jīng)驗(yàn)，作物引種有下列三條規(guī)律：

1、北種南引（或高山引向平原）比南種北移（或平原引向高山）容易成功。因?yàn)楹笳呤亲魑锬芊癯苫畹膯栴}，而北種南引則主要是溫度可能影響產(chǎn)品的質(zhì)量問題。所以北種南引時(shí)雖然較易成功，但要注意提高品質(zhì)。三、溫度條件與作物引種作物引種17

2、草本植物比木本植物引種容易成功，一年生植物較多年生植物引種容易成功，落葉植物比常綠植物引種容易成功，灌木比喬木引種容易成功。3、溫度條件對植物生長的作用在一定程度上是相對的，各種植物都有一定的適應(yīng)性，因此在植物引種的過程中，存在著氣候馴化現(xiàn)象。4、在具體引種時(shí)，不能單獨(dú)考慮溫度的作用，一定要遵循農(nóng)業(yè)氣候相似原理，應(yīng)用氣候相似方法。2、草本植物比木本植物引種容易成功，一18

§3積溫學(xué)說及其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

一、積溫學(xué)說及積溫的定義1、積溫學(xué)說根據(jù)多年的研究與實(shí)踐，積溫學(xué)說一般可歸納為三個(gè)基本論點(diǎn)：（1）在其他條件得到滿足的前提下，溫度對作物的發(fā)育起著主導(dǎo)作用。且“發(fā)育速度—溫度”的關(guān)系為線性關(guān)系。（2）作物開始發(fā)育要求一定的下限溫度；而根據(jù)近年來的研究結(jié)果，在高溫季節(jié)完成的發(fā)育期還存在有上限問題。（3）作物完成某一階段的發(fā)育，需要一定的積溫?！?積溫學(xué)說及其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用一、192、積溫的定義某一時(shí)段內(nèi)逐日平均氣溫之和，單位為℃。

二、積溫的種類與計(jì)算方法

1、積溫的種類

農(nóng)業(yè)氣象工作中常用的積溫主要有活動積溫和有效積溫兩種。

（1）下限溫度（生物學(xué)零度）作物開始生長發(fā)育要求一定的下限溫度，實(shí)際上是作物生長發(fā)育的起始溫度，又稱為生物學(xué)零度，用B表示。當(dāng)日平均氣溫高于下限溫度時(shí)對作物的生長發(fā)育有效；等于或低于下限溫度時(shí)則無效，即對作物生長發(fā)育來說是零度。2、積溫的定義20（2）活動積溫把高于下限溫度（B）的日平均氣溫（Ti）稱為活動溫度。作物在某一時(shí)段內(nèi)活動溫度的總和稱為活動積溫（Aa），用下式表示：

Ti＞B；當(dāng)Ti≤B時(shí)，Ti=0。（2）活動積溫21（3）有效積溫活動溫度與下限溫度之差（Ti–B）稱為有效溫度。作物在某時(shí)段內(nèi)有效溫度的總和稱為有效積溫（Ae），用下式表示：Ti＞B；當(dāng)Ti≤B時(shí)，Ti-B=0（3）有效積溫22

（4）活動積溫和有效積溫的比較

a.活動積溫優(yōu)點(diǎn)：它考慮了生物學(xué)零度，排除了對作物發(fā)育不起作用的生物學(xué)零度以下的日平均氣溫；用實(shí)測的日平均氣溫統(tǒng)計(jì)，比較方便。不足：活動積溫包含了一部分低于生物學(xué)零度的無效溫度，使積溫的穩(wěn)定性較差。

活動積溫多用于農(nóng)業(yè)氣候分析。（4）活動積溫和有效積溫的比較23b.有效積溫

優(yōu)點(diǎn)：它排除了對作物不起作用的生物學(xué)零度以下的無效溫度，積溫的穩(wěn)定性好，比較符合實(shí)際。

不足：統(tǒng)計(jì)比較繁瑣，往往給分析計(jì)算帶來一定的困難。有效積溫多用于研究作物的發(fā)育與熱量條件的定量關(guān)系，建立作物發(fā)育速度的農(nóng)業(yè)氣象模式和編制農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)等。b.有效積溫24（5）積溫的基本特征

a.不同的作物，同一作物的不同品種，同一作物品種的不同發(fā)育期完成所需的積溫是不同的。

b.同一作物品種同一發(fā)育期所經(jīng)歷的天數(shù)可能不同，或者說不同年份、不同播期、不同地區(qū)所經(jīng)歷的天數(shù)可能不同，但B值和A值從理論上講應(yīng)該是不變的，特別是對有效積溫而言更是如此。（5）積溫的基本特征25（6）積溫的其他種類●負(fù)積溫；●地積溫；●危害積溫；●時(shí)積溫；●凈效積溫。這些概念都是根據(jù)某些專題研究需要而提出來的，實(shí)質(zhì)上都是積溫基本原則在各種具體情況下的推廣應(yīng)用。（6）積溫的其他種類262、積溫的求算方法積溫的求算可分為兩種情況，一是事先給定上下限溫度求算積溫；二是沒有事先給定上下限溫度溫度求算積溫。（1）給定上下限溫度求算積溫的方法比較簡單，即按照前面講到的積溫表達(dá)式求算即可。例如：給定作物的生物學(xué)零度（下限溫度）為10℃，某一周的逐日平均氣溫分別為：12、13、11、10、9、13、12℃，可求得該周的活動積溫和有效積溫分別為：Aa=61℃

Ae

=11℃2、積溫的求算方法積溫的求算可分為兩種情況27（2）沒有給定上下限溫度求算積溫的方法

關(guān)鍵確定上下限溫度

所用資料多年觀測資料分期播種資料地理播種資料地理分期播種資料

采用的方法圖解法最小二乘法差值法（2）沒有給定上下限溫度求算積溫的方法28●圖解法由有效積溫表達(dá)式可得：

式中，n為發(fā)育期天數(shù)，1/n則為作物發(fā)育速度，T為發(fā)育期間的平均氣溫。因此，利用試驗(yàn)觀測資料序列繪制T、1/n相關(guān)圖，根據(jù)散點(diǎn)所描直線之截距即為B值，斜率則為Ae值?！駡D解法29●最小二乘法最小二乘法仍然是從有效積溫的表達(dá)式出發(fā)：

令n=x，=y，則利用試驗(yàn)資料可得一組方程：y1=Ae+Bx1

第1年或第1播期試驗(yàn)觀測資料y2=Ae+Bx2

第2年或第2播期試驗(yàn)觀測資料…………yn=Ae+Bxn

第n年或第n播期試驗(yàn)觀測資料●最小二乘法30根據(jù)方程組，即可用統(tǒng)計(jì)學(xué)上的最小二乘法求出Ae、B值，即：根據(jù)方程組，即可用統(tǒng)計(jì)學(xué)上的最小二乘法求出A31但需要注意的是，我們在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，Ti是活動積溫，應(yīng)該把觀測資料中低于B值的日平均氣溫剔除，而B值尚未求出，如何處理呢？農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的方法是：

a.根據(jù)作物的生物學(xué)特性和經(jīng)驗(yàn)，先假定一個(gè)B值；

b.用最小二乘法求得B值；

c.用求得的B值與假定的B值進(jìn)行比較，如果兩者相差不超過1℃，就認(rèn)為求得的B值符合要求，如果兩者相差甚遠(yuǎn)，就要重新假定B值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算，如此循環(huán)往復(fù)，直到求出合適的B值為止；但需要注意的是，我們在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，Ti32

d.但在實(shí)際計(jì)算中往往會碰到這樣的問題，如假定B=11℃時(shí)計(jì)算的B=11.7℃，而假定12℃時(shí)計(jì)算的B=12.5℃，這兩個(gè)假定與計(jì)算的B值誤差均在1℃之內(nèi)，究竟哪一個(gè)符合要求呢？這應(yīng)由相關(guān)系數(shù)r和剩余方差Sr來決定，顯然應(yīng)取r高或Sr低者；●偏差法偏差法的依據(jù)是求得的有效積溫應(yīng)相對穩(wěn)定，雖然在實(shí)際情況下它不是一個(gè)常數(shù)，但在取得合適的上下限溫度以后，對同一作物同一發(fā)育期來說，用不同試驗(yàn)觀測資料計(jì)算的有效積溫應(yīng)是近似的，其離差程度為最小。d.但在實(shí)際計(jì)算中往往會碰到這樣的問題，如假定B=133基本思路：首先假定各種上下限溫度，分別統(tǒng)計(jì)各年或各播期的有效積溫，再計(jì)算各自的極差d、標(biāo)準(zhǔn)差σn-1和變異系數(shù)Cr，公式如下：

然后根據(jù)計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較，離差最小一組假定的上下限溫度即為所求，對應(yīng)的值就是要求的有效積溫值。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)求出上下限溫度，并可與其它不同上下限溫度比較。基本思路：首先假定各種上下限溫度，分別統(tǒng)計(jì)各年或各播期的34●利用田間試驗(yàn)確定上限溫度的簡便方法在實(shí)際觀測中發(fā)現(xiàn)，作物的發(fā)育速度隨溫度的升高而加快，但當(dāng)溫度升高到一定界限后，其發(fā)育速度不再加快，發(fā)育期不再縮短，此時(shí)的溫度即稱為上限溫度。上限溫度亦為一范圍，在此范圍內(nèi)，生育期雖不再縮短，但仍保持上限溫度條件下的發(fā)育速度。如水稻廣陸矮4號：日平均氣溫（℃）18.121.327.429.1始穗→成熟（天）48392828顯然上限溫度大致在27?28℃左右。求上限溫度的另一種方法見教材P99?100頁?！窭锰镩g試驗(yàn)確定上限溫度的簡便方法35三、積溫的穩(wěn)定性與改進(jìn)措施1、積溫的穩(wěn)定性在試驗(yàn)研究和實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，作物對積溫的要求，不論是活動積溫還是有效積溫，都存在不很穩(wěn)定的現(xiàn)象。有時(shí)同一作物甚至是同一品種所要求的積溫值也有一定的變動。造成積溫不穩(wěn)定的原因可歸納為下列幾個(gè)方面：（1）積溫學(xué)說的假定a.其他條件均得到滿足的假定在自然條件下難以滿足；b.發(fā)育速度—溫度的線性關(guān)系是在其它條件適宜且在適宜溫度范圍內(nèi)才能成立，否則為非線性關(guān)系。三、積溫的穩(wěn)定性與改進(jìn)措施1、積溫的穩(wěn)定性36（2）作物本性的影響a.作物對光溫影響的反應(yīng)即感光性和感溫性的問題；b.作物的個(gè)體差異；c.作物對外界環(huán)境條件特別是溫度條件的適應(yīng)能力；因此，在用積溫來表征作物發(fā)育速度與溫度的關(guān)系時(shí)，積溫應(yīng)當(dāng)有一個(gè)幅度，而不應(yīng)該理解為一個(gè)固定的常數(shù)。（2）作物本性的影響37（3）人為造成的誤差a.作物發(fā)育期的觀測誤差；b.溫度資料的來源不同及作物發(fā)育期觀測的代表性問題，離溫度測站的遠(yuǎn)近問題；c.計(jì)算積溫時(shí)選取的上下限溫度與作物實(shí)際的上下限溫度的差異；d.采用日平均氣溫計(jì)算，而不考慮氣溫日變化帶來的誤差。（3）人為造成的誤差38綜合各方面的研究，可以認(rèn)為積溫的穩(wěn)定性是相對的，不穩(wěn)定是絕對的；造成積溫不穩(wěn)定的原因是多方面的；而根據(jù)實(shí)際情況，對積溫表達(dá)形式與計(jì)算方法作必要的改進(jìn)與修正以后，積溫仍不失為一個(gè)有效的定量指標(biāo)。科學(xué)工作者提出了許多改進(jìn)方法，使積溫得到了廣泛的應(yīng)用。綜合各方面的研究，可以認(rèn)為積溫392、積溫表達(dá)形式與計(jì)算方法的改進(jìn)國內(nèi)學(xué)者在實(shí)際工作中提出了許多訂正積溫的表達(dá)形式以及計(jì)算方法上的改進(jìn)措施，歸納起來主要有積溫的光照條件訂正、溫度條件訂正和回歸訂正三類。（1）光照條件訂正依據(jù)：光照對感光性強(qiáng)的作物發(fā)育速度的影響很大，與溫度的影響相當(dāng)；特別是感光性強(qiáng)的品種甚至超過了溫度的影響。因此，當(dāng)用積溫表示作物發(fā)育速度與熱量的關(guān)系時(shí)，必須進(jìn)行光照訂正。2、積溫表達(dá)形式與計(jì)算方法的改進(jìn)國內(nèi)學(xué)者在40

a.用日照百分率

●有效光溫度式中，T0為有效光溫度，T為日平均氣溫，S0為日可照時(shí)數(shù)，S為日實(shí)照時(shí)數(shù)。●

有效光積溫式中，為某一時(shí)段或某一發(fā)育期積溫，K為同期日照百分率，為同期有效光積溫。a.用日照百分率41b.用可照時(shí)數(shù)把感光性較強(qiáng)作物品種在某一光照長度下所要求的積溫訂正為另一光照長度下的積溫，其計(jì)算公式為：式中，和分別為日平均可照時(shí)數(shù)SA、

SB條件下的積溫，△S=SA-

SB，f為日平均可照時(shí)數(shù)變化1小時(shí)所引起的積溫變化量與的比值，對具體品種而言，f為常數(shù)，可通過實(shí)驗(yàn)求得。b.用可照時(shí)數(shù)42（2）溫度條件訂正依據(jù)：溫度的高低（即溫度強(qiáng)度的大?。瑢ψ魑锇l(fā)育速度的影響是不一樣的。夜間溫度的高低及日較差的大小等，也會影響到積溫的穩(wěn)定性。

a.有效積溫變量基于溫度的三基點(diǎn)理論及溫度的有效性，有人提出一種溫度因素對作物發(fā)育速度影響的非線性模式，以替代積溫公式中的線性假設(shè)。植物生育是溫度的非線性函數(shù)。在此基礎(chǔ)上可導(dǎo)出一個(gè)新的有效積溫表達(dá)式，稱為有效積溫變量A(T)。（2）溫度條件訂正43溫度與作物發(fā)育速度的非線性模式為：式中，1/n為發(fā)育速度，T為日平均氣溫，M、B為作物發(fā)育速度等于零時(shí)的上、下限溫度，K、P和Q為大于零的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。溫度與作物發(fā)育速度的非線性模式為：44在上式中，令：

則有：

式中，A(T)為溫度的函數(shù)，稱為有效積溫變量。用實(shí)測資料可以驗(yàn)證，A(T)值與有效積溫的實(shí)際值十分接近。而從A(T)的計(jì)算公式中可以看出，A(T)是變化的，即溫度不同對作物發(fā)育速度并非等效。在上式中，令：45b.當(dāng)量積溫在有效溫度（或溫度當(dāng)量）的基礎(chǔ)上，可以用當(dāng)量積溫改進(jìn)活動積溫，即：

式中，為當(dāng)量積溫，為活動積溫，K(T)為溫強(qiáng)系數(shù)，上式建立了當(dāng)量積溫與活動積溫的聯(lián)系。b.當(dāng)量積溫46K(T)的計(jì)算公式為：

式中，n0為發(fā)育速度最快（溫度為T0）時(shí)的發(fā)育期天數(shù)。而K(T)可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料并按照上式確定?？梢姕貜?qiáng)系數(shù)是溫度對作物發(fā)育有效性的度量，當(dāng)量積溫則是在活動積溫的基礎(chǔ)上通過溫強(qiáng)系數(shù)反映出積溫累積期間平均溫度的有效性，穩(wěn)定性也較好。K(T)的計(jì)算公式為：47（3）回歸訂正用播種日期的早晚（含有日照長短的意義）和生長前期降水量建立積溫的回歸方程，對積溫指標(biāo)進(jìn)行訂正，稱為動態(tài)積溫。可以用來預(yù)測雜交水稻的親本（父、母本）花期。除了上述三類訂正方法外，還有許多種改進(jìn)方法。如暗長積量訂正法，氣溫的周期變化比較量訂正法等。（3）回歸訂正48四、積溫在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

積溫作為一個(gè)重要的熱量指標(biāo)，已得到了廣泛的應(yīng)用。1、農(nóng)業(yè)生物生長發(fā)育的積溫模式（1）葉齡積溫模式●小麥葉齡積溫模式式中，X為葉齡，為大于0℃的積溫，a、b為待定系數(shù)。四、積溫在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用積溫作為一個(gè)重要49●水稻葉齡積溫模式（2）分蘗積溫模式●小麥分蘗積溫模式

●水稻葉齡積溫模式50●水稻分蘗積溫模式（3）干物質(zhì)增長積溫模式

…………●水稻分蘗積溫模式512、農(nóng)業(yè)氣候熱量資源分析、評價(jià)與區(qū)劃●評價(jià)地區(qū)熱量資源優(yōu)劣；●作物熱量條件鑒定；●評價(jià)作物產(chǎn)量和品質(zhì)；●作物引種熱量條件分析；●規(guī)劃種植制度等。3、農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)●作物發(fā)育期預(yù)報(bào)；●作物病蟲害發(fā)生、發(fā)展預(yù)報(bào)等。2、農(nóng)業(yè)氣候熱量資源分析、評價(jià)與區(qū)劃52

積溫與植物發(fā)育速度的關(guān)系十分密切，但對植物的生長而言，影響的因子較為復(fù)雜。因此，在擴(kuò)大積溫的應(yīng)用范圍時(shí)，應(yīng)特別注意積溫指標(biāo)的局限性與條件性。積溫與植物發(fā)育速度的關(guān)系十分密53§4溫度的周期性變化對農(nóng)業(yè)生物的影響

一、作物的感溫性1、定義●作物存在感溫性的原因因?yàn)椴煌魑?、同一作物的不同品種對溫度的要求和反應(yīng)是不同的。

●定義

作物品種受到溫度的影響表現(xiàn)出發(fā)育速度不同的特性，就稱為作物品種的感溫性?！?溫度的周期性變化對農(nóng)業(yè)生物的影響一、作物的感溫性542、衡量作物品種感溫性強(qiáng)弱的指標(biāo)作物品種感溫性的強(qiáng)弱通常以高溫下能促進(jìn)抽穗的日數(shù)即高溫出穗促進(jìn)率來表示。一般認(rèn)為，某品種在高溫下能顯著地表現(xiàn)出縮短抽穗日數(shù)，則該品種的感溫性強(qiáng)，也就是對溫度反應(yīng)敏感。否則就說品種的感溫性弱，對溫度的反應(yīng)不敏感。

3、水稻品種感溫性試驗(yàn)簡介（丁穎等，1978）

●試驗(yàn)用品種數(shù)120多個(gè)2、衡量作物品種感溫性強(qiáng)弱的指標(biāo)55

●試驗(yàn)地點(diǎn)選擇地理緯度相近而海拔相差較大的廣州、蒙自兩地，消除了日照長短的影響，而突出了溫度高低的作用。兩地基本情況如下：地點(diǎn)緯度海拔播期出苗-抽穗均溫廣州23°08′8.8m19/324.5℃蒙自23°20′1300m16/322.3℃

●高溫出穗促進(jìn)率的計(jì)算及感溫性分級（蒙自-廣州）的出穗日數(shù)高溫出穗促進(jìn)率=———————————*100%蒙自的出穗日數(shù)●試驗(yàn)地點(diǎn)56根據(jù)計(jì)算結(jié)果，把我國水稻品種的感溫性分為9個(gè)等級。由表可知，所有水稻品種都是感溫的，晚稻的感溫性比中稻強(qiáng)，中稻的感溫性比早稻強(qiáng)。4、作物感溫性的另一特點(diǎn)——低溫效應(yīng)有些作物（如小麥）在其生長發(fā)育的過程中，需要一定的低溫環(huán)境或低溫刺激，才能完成由生長向發(fā)育的轉(zhuǎn)化，否則就不能正常抽穗結(jié)實(shí)。不同的作物品種，在春化階段需要不同的低溫值和持續(xù)時(shí)間。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，把我國水稻品種的感溫性分為957二、溫度的晝夜變化與作物的溫周期現(xiàn)象1、定義

作物的生長發(fā)育對氣溫周期性變化的反應(yīng)，稱為作物的溫周期現(xiàn)象。溫周期現(xiàn)象是作物對溫度節(jié)律性變化規(guī)律的適應(yīng)。2、溫特的研究結(jié)論

●作物為了完成其生長發(fā)育進(jìn)程，必須經(jīng)歷所需要的晝溫與夜溫交替的日溫周期。且在生長季節(jié)，夜溫不能保持常數(shù)，應(yīng)隨作物生長發(fā)育狀況而變化。●在光溫周期兩個(gè)現(xiàn)象中，在某些情況下，溫周期現(xiàn)象可能是主要的。二、溫度的晝夜變化與作物的溫周期現(xiàn)象1、定義58●植物的日溫周期現(xiàn)象，是大多數(shù)植物尤其是農(nóng)作物所共有的普遍現(xiàn)象?！癫煌魑锏娜諟刂芷谑遣煌摹Ｈ缭a(chǎn)熱帶的作物適應(yīng)晝夜溫度高、振幅較小的日溫周期；而原產(chǎn)溫帶的作物則適應(yīng)晝溫較高、夜溫較低、振幅較大的日溫周期。

●植物的日溫周期現(xiàn)象，是大多數(shù)植物尤59三、氣溫日變化對作物生育及產(chǎn)量的影響1、對種子發(fā)芽的影響研究表明，不同作物發(fā)芽對溫度高低及日較差大小的要求不同，喜涼作物發(fā)芽要求的溫度相對較低，平均溫度太高或日變化中的高溫部分對其發(fā)芽不利；而喜熱作物則剛好相反。

三、氣溫日變化對作物生育及產(chǎn)量的影響1、對602、對作物生長發(fā)育的影響

●晝夜變溫對作物生長有著明顯的促進(jìn)作用?！袢臻g氣溫高使長日照作物的發(fā)育速度加快，夜間氣溫高使短日照作物發(fā)育速度加快。

●晝、夜溫度適宜且配合好可大大降低水稻花粉的不孕率。

2、對作物生長發(fā)育的影響613、對產(chǎn)量形成的影響

●小麥灌漿速度與白天、夜間的平均溫度均呈二次曲線關(guān)系，晝、夜溫度適宜且配合好對灌漿最為有利。

●晝夜溫差大，千粒重增加，作物產(chǎn)量高。

●

高低溫配合好而不僅僅是日較差大，才是拉薩春小麥產(chǎn)量高于北京的一個(gè)重要原因。

3、對產(chǎn)量形成的影響624、主要結(jié)論

氣溫日變化（或晝夜變溫）對作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成有很大影響，更重要的是在一定日平均氣溫水平上的氣溫日變化的影響，這實(shí)際上是日溫周期的有效性問題。在日溫周期的振幅有效范圍內(nèi)，作物的生長發(fā)育和灌漿速度會隨著溫度的升高和日較差的增大而加快；但如果超出作物所需的最高、最低界限溫度時(shí)，則會成為無效溫度，不僅對作物不利，反而會造成傷害，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致作物死亡。4、主要結(jié)論63

另外，氣溫日變化還影響到植物分布的北界（上界）。如森林北界位置在大陸性氣候條件下比在海洋性氣候條件下向北延伸10個(gè)緯度；而大陸性氣候較強(qiáng)的山區(qū)森林分布通常要比海洋性氣候較強(qiáng)的山區(qū)高得多；冬小麥的種植上界也從泯江流域的2400米上升到雅魯藏布江流域的3800米。其原因是雖然北界（上界）的平均溫度降低了，但其日較差大，有利于干物質(zhì)的積累，可滿足樹木和作物生長發(fā)育的需求。另外，氣溫日變化還影響到植物分布的北界64四、氣溫日變化對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響1、事實(shí)北方的作物與南方的同一種作物相比，不僅其產(chǎn)量高，而且好吃。原因是北方作物的含糖量和蛋白質(zhì)含量都比較高。2、氣候原因北方或大陸性氣候較強(qiáng)地區(qū)的氣溫日較差大。3、有關(guān)的試驗(yàn)結(jié)果●春小麥蛋白質(zhì)含量與生長季氣溫日較差呈顯著正相關(guān)關(guān)系。四、氣溫日變化對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響1、事實(shí)65

●生長于不同季節(jié)的作物品種，其蛋白質(zhì)含量與氣溫日較差的關(guān)系截然不同。雜交中稻（8月抽穗）呈顯著負(fù)相關(guān)，而雜交晚稻（9、10月份抽穗）呈顯著正相關(guān)，這與雜交水稻灌漿期的日間高溫條件不無關(guān)系。

●

氣溫日變化還常和其它氣象要素的日變化（尤其是光周期）相結(jié)合共同對作物產(chǎn)生影響，即白天高氣溫、強(qiáng)光照有利于光合作用，而適當(dāng)大的氣溫日較差可增加白天的光合積累而減少夜間的呼吸消耗。●生長于不同季節(jié)的作物品種，其蛋白質(zhì)含66§5不利溫度及土壤溫度調(diào)控技術(shù)一、不利溫度條件造成的災(zāi)害簡介不利溫度條件造成的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害主要有溫度過低和過高的危害。（1）低溫危害范圍廣，對象多，較常出現(xiàn)。根據(jù)其出現(xiàn)的時(shí)間、地域、危害的作物以及低溫的強(qiáng)度，一般可把低溫危害分成冷害、寒害、霜凍和凍害。（2）高溫危害與低溫危害相比，范圍小，對象少，且程度輕，主要包括熱害、暖冬害等。

§5不利溫度及土壤溫度調(diào)控技術(shù)一、不利溫度67二、近地層及土壤溫度調(diào)控技術(shù)1、熱量平衡方程R0=QS+P+C+LE式中，R0是作用面的熱量收支；QS是作用面和土壤下層熱量交換；P是作用面與空氣層的熱量交換；C是冷空氣平流的冷卻作用或其它加熱作用、空氣垂直混合所增加的熱量等；LE是水分蒸發(fā)和植物蒸騰所消耗的熱量或水汽凝結(jié)所釋放的熱量。而決定R0大小的是輻射收支狀況。二、近地層及土壤溫度調(diào)控技術(shù)1、熱量平衡方程682、調(diào)控原理從式中可以看出，任一分量的變化都會引起熱量平衡方程的變動，導(dǎo)致土壤溫度和近地氣層溫度的變動。而調(diào)節(jié)和控制田間熱狀況的根本途徑，便是從調(diào)節(jié)和控制上述方程各個(gè)分量入手，采取相應(yīng)的措施，以增大受光面、減少反射、減少長波輻射、增加土層熱量傳輸能力，達(dá)到溫度調(diào)控的目的。2、調(diào)控原理693、調(diào)控技術(shù)（1）覆蓋覆蓋主要是通過改變地面反射或吸收能力來增加地溫。覆蓋物主要有：作物秸桿、塑料薄膜、風(fēng)障、積雪、土面增溫劑和染色劑等。試驗(yàn)表明：黑色覆蓋物增溫效果好，白色覆蓋物則相反。覆膜、塑料大棚和太陽能溫室能更有效地增溫，并能形成特定良好的小氣候環(huán)境。3、調(diào)控技術(shù)70（2）灌溉灌溉改變農(nóng)田熱狀況的原因：●降低地面反射率，提高空氣濕度，增加熱量平衡；●增加土壤熱容量，保溫效果好。夏季灌溉可以降溫，冬季灌溉可以增溫，且日較差小。（3）加熱●燃燒熏煙產(chǎn)生的煙幕削弱了下墊面的有效輻射；水汽在煙幕中吸濕性粒子上凝結(jié)產(chǎn)生潛熱；類似鼓風(fēng)機(jī)的作用；物質(zhì)燃燒產(chǎn)熱使空氣增溫。●鼓風(fēng)（2）灌溉71（4）農(nóng)業(yè)技術(shù)措施●鎮(zhèn)壓增加土壤熱容量，減少土壤孔隙，增加土壤上層水分，提高導(dǎo)熱率?！裰懈?、鋤地使土壤疏松，增大受光面，增溫；疏松土層熱容量、導(dǎo)熱率降低，增溫明顯；切斷土壤上層的毛細(xì)管，減少蒸發(fā)，增溫保濕?！駢抛髟龃笫芄饷?，減少反射，提高地溫。（4）農(nóng)業(yè)技術(shù)措施72第三章

熱量條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)§1溫度的農(nóng)業(yè)意義§2溫度強(qiáng)度對農(nóng)業(yè)生物的影響§3積溫學(xué)說及其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用§4溫度的周期性變化對農(nóng)業(yè)生物的影響§5近地層及土壤溫度調(diào)控技術(shù)實(shí)習(xí)：積溫的求算第三章熱量條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)§1溫度的農(nóng)業(yè)意義73本章重點(diǎn)與難點(diǎn)本章重點(diǎn)：三基點(diǎn)溫度、農(nóng)業(yè)界限溫度、活動積溫、有效積溫、作物的感溫性和溫周期現(xiàn)象等基本概念。積溫的求算方法、穩(wěn)定性分析、改進(jìn)措施及其應(yīng)用，近地層及土壤溫度調(diào)控技術(shù)。本章難點(diǎn)：積溫表達(dá)形式與求算方法的改進(jìn)及應(yīng)用。本章重點(diǎn)與難點(diǎn)本章重點(diǎn)：74§1溫度的農(nóng)業(yè)意義一、溫度表示熱量的物理學(xué)基礎(chǔ)●溫度是表示物體的冷熱程度、反映系統(tǒng)分子運(yùn)動狀態(tài)和熱量水平的物理量，而溫度的概念也為溫度的測量和用溫標(biāo)表示提供了可能。●植物生化反應(yīng)的速率與溫度之間的關(guān)系，比用“焦耳”表示的熱量的關(guān)系更為密切。●用溫度更容易反映生物生長發(fā)育對熱量的要求，更能反映氣候條件對生物的綜合影響?！駵y量簡單，資料廣泛?！?溫度的農(nóng)業(yè)意義一、溫度表示熱量的物理學(xué)基礎(chǔ)75

二、溫度的生物學(xué)意義1、溫度（包括氣溫、地溫和水溫）影響農(nóng)業(yè)生物的生理生態(tài)特征及地理分布，植物的光合、呼吸及蒸騰等生理過程，生長發(fā)育、產(chǎn)量形成及產(chǎn)品的產(chǎn)量與品質(zhì)等。2、氣溫、地溫和水溫還間接地通過生物體溫對農(nóng)業(yè)生物的生命活動及產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)生重要影響。3、溫度條件還是病蟲害發(fā)生發(fā)展以至蔓延的基本條件之一。二、溫度的生物學(xué)意義1、溫度（包括氣溫、地溫和76

三、溫度指數(shù)及其農(nóng)業(yè)意義1、溫度指數(shù)的含義標(biāo)志農(nóng)業(yè)生物生長發(fā)育的熱量狀況及相互關(guān)系的溫度標(biāo)示形式2、溫度指數(shù)的表示形式●積溫●大豆發(fā)育單位與大豆效率單位S.D.U=4.95T-0.0829T2-40.91●玉米熱量單位三、溫度指數(shù)及其農(nóng)業(yè)意義1、溫度指數(shù)的含義77●月熱指數(shù)和年熱指數(shù)●干涼度Ck=T0.L●溫濕指數(shù)

THI=0.55T+0.2Td+17.5●風(fēng)寒指數(shù)四、溫度對生物影響的主要方式●溫度強(qiáng)度（高、低）●持續(xù)時(shí)間（累積）●溫度變化（周期性）●月熱指數(shù)和年熱指數(shù)78§2溫度強(qiáng)度對農(nóng)業(yè)生物的影響

一、農(nóng)業(yè)生物生命活動的基本溫度1、三基點(diǎn)溫度●三種溫度范圍：生命，生長，發(fā)育●三基點(diǎn)溫度最低(下限）最適（最適）最高（上限）§2溫度強(qiáng)度對農(nóng)業(yè)生物的影響一、農(nóng)業(yè)生物生命活79

●五基點(diǎn)或七基點(diǎn)溫度受害溫度（高溫、低溫）致死溫度（高溫、低溫）

80表8-8幾種農(nóng)作物生長溫度（℃）三基點(diǎn)

作物最低溫度 最適溫度最高溫度水稻10～12 30～3240～44大小麥0～525～3131～37向日葵5～1031～3737～44玉米5～1027～3344～50大豆10～1227～3333～40南瓜10～1537～4444～50棉花15～18 25～3030～38

影響植物生長的溫度因子表8-8幾種農(nóng)作物生長溫度（℃）三基點(diǎn)影響植物生長的81

2、三基點(diǎn)溫度的特征（1）區(qū)別●不同作物的三基點(diǎn)溫度不同（下表）；●同一種作物不同品種的三基點(diǎn)溫度不同；●同一品種作物不同生育期的三基點(diǎn)溫度不同；●同一種作物不同生理過程的三基點(diǎn)溫度不同；●同一植株上不同器官的三基點(diǎn)溫度不同。2、三基點(diǎn)溫度的特征82（2）共同特征●最低、最適、最高溫度指標(biāo)都不是一個(gè)具體的數(shù)值，而具有一定的范圍，不僅與強(qiáng)度有關(guān)，還與作用的持續(xù)時(shí)間有關(guān)?！駸o論是生存、生長還是發(fā)育，其最適溫度基本上是在同一個(gè)變幅范圍，差異很小?！窀鞣N作物的最低溫度的最低點(diǎn)差異很大，且最低溫度與最適溫度差值較大。（2）共同特征83●各種作物的最高溫度指標(biāo)值差異較小，且各種作物的最高溫度與最適溫度值也比較接近?！裨谧魑锏纳^程中，最低溫度遠(yuǎn)較最高溫度出現(xiàn)的機(jī)率大。（3）三基點(diǎn)溫度的用途三基點(diǎn)溫度是最基本的溫度指標(biāo)，在確定溫度的有效性、作物的種植季節(jié)與分布區(qū)域、估算生長發(fā)育速度、計(jì)算作物光合生產(chǎn)潛力等方面都必須考慮三基點(diǎn)溫度?！窀鞣N作物的最高溫度指標(biāo)值差異較小，且84二、溫度與農(nóng)作物的生長發(fā)育

1、溫度強(qiáng)度是通過對光合作用和呼吸作用的影響進(jìn)而對作物的生長發(fā)育產(chǎn)生影響的。2、在一定的溫度范圍內(nèi)，溫度對主要生命過程的影響基本上服從范霍夫定律，即溫度每升高10℃，反應(yīng)速度增加一倍：二、溫度與農(nóng)作物的生長發(fā)育1853、不同作物的光合作用強(qiáng)度與溫度的關(guān)系不完全相同，但各種作物的“光合作用—溫度”曲線的一般形狀是基本一致的；且“光合作用—溫度”曲線和“呼吸作用—溫度”曲線的變化趨勢近似。4、光合作用和呼吸作用也有它們的三基點(diǎn)溫度，但呼吸作用的最適溫度比光合作用的高。5、隨著溫度的升高，光合作用與呼吸作用的比值降低。3、不同作物的光合作用強(qiáng)度與溫度的關(guān)系866、作物有機(jī)物質(zhì)的增加，取決于其光合作用所積累的有機(jī)物質(zhì)和呼吸作用所消耗的有機(jī)物質(zhì)之差。7、溫度還通過影響植物蒸騰作用及植物對無機(jī)養(yǎng)分的吸收來影響植物的光合作用。

6、作物有機(jī)物質(zhì)的增加，取決于其光合作用所積累的有機(jī)878、溫度對作物生長的影響還與作物本身的生理機(jī)能有關(guān)。C3植物適宜的溫度范圍是20～25℃，而C4植物適宜的溫度范圍是30～35℃，這分別與其各自的光合作用最適溫度相一致。因此C4植物在低溫條件下進(jìn)行光合作用有限。9、溫度對作物生長的影響還和其前期的溫度條件（前期溫度鍛煉）密切相關(guān)。(農(nóng)業(yè)氣象學(xué)原理)第三章熱量條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)課件88三、溫度條件與作物引種

作物引種除了考慮土壤、肥力和農(nóng)業(yè)技術(shù)措施等條件外，一定要充分注意到溫度條件的相似性。根據(jù)作物對溫度條件的要求和引種成敗的經(jīng)驗(yàn)，作物引種有下列三條規(guī)律：

1、北種南引（或高山引向平原）比南種北移（或平原引向高山）容易成功。因?yàn)楹笳呤亲魑锬芊癯苫畹膯栴}，而北種南引則主要是溫度可能影響產(chǎn)品的質(zhì)量問題。所以北種南引時(shí)雖然較易成功，但要注意提高品質(zhì)。三、溫度條件與作物引種作物引種89

2、草本植物比木本植物引種容易成功，一年生植物較多年生植物引種容易成功，落葉植物比常綠植物引種容易成功，灌木比喬木引種容易成功。3、溫度條件對植物生長的作用在一定程度上是相對的，各種植物都有一定的適應(yīng)性，因此在植物引種的過程中，存在著氣候馴化現(xiàn)象。4、在具體引種時(shí)，不能單獨(dú)考慮溫度的作用，一定要遵循農(nóng)業(yè)氣候相似原理，應(yīng)用氣候相似方法。2、草本植物比木本植物引種容易成功，一90

§3積溫學(xué)說及其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

一、積溫學(xué)說及積溫的定義1、積溫學(xué)說根據(jù)多年的研究與實(shí)踐，積溫學(xué)說一般可歸納為三個(gè)基本論點(diǎn)：（1）在其他條件得到滿足的前提下，溫度對作物的發(fā)育起著主導(dǎo)作用。且“發(fā)育速度—溫度”的關(guān)系為線性關(guān)系。（2）作物開始發(fā)育要求一定的下限溫度；而根據(jù)近年來的研究結(jié)果，在高溫季節(jié)完成的發(fā)育期還存在有上限問題。（3）作物完成某一階段的發(fā)育，需要一定的積溫?！?積溫學(xué)說及其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用一、912、積溫的定義某一時(shí)段內(nèi)逐日平均氣溫之和，單位為℃。

二、積溫的種類與計(jì)算方法

1、積溫的種類

農(nóng)業(yè)氣象工作中常用的積溫主要有活動積溫和有效積溫兩種。

（1）下限溫度（生物學(xué)零度）作物開始生長發(fā)育要求一定的下限溫度，實(shí)際上是作物生長發(fā)育的起始溫度，又稱為生物學(xué)零度，用B表示。當(dāng)日平均氣溫高于下限溫度時(shí)對作物的生長發(fā)育有效；等于或低于下限溫度時(shí)則無效，即對作物生長發(fā)育來說是零度。2、積溫的定義92（2）活動積溫把高于下限溫度（B）的日平均氣溫（Ti）稱為活動溫度。作物在某一時(shí)段內(nèi)活動溫度的總和稱為活動積溫（Aa），用下式表示：

Ti＞B；當(dāng)Ti≤B時(shí)，Ti=0。（2）活動積溫93（3）有效積溫活動溫度與下限溫度之差（Ti–B）稱為有效溫度。作物在某時(shí)段內(nèi)有效溫度的總和稱為有效積溫（Ae），用下式表示：Ti＞B；當(dāng)Ti≤B時(shí)，Ti-B=0（3）有效積溫94

（4）活動積溫和有效積溫的比較

a.活動積溫優(yōu)點(diǎn)：它考慮了生物學(xué)零度，排除了對作物發(fā)育不起作用的生物學(xué)零度以下的日平均氣溫；用實(shí)測的日平均氣溫統(tǒng)計(jì)，比較方便。不足：活動積溫包含了一部分低于生物學(xué)零度的無效溫度，使積溫的穩(wěn)定性較差。

活動積溫多用于農(nóng)業(yè)氣候分析。（4）活動積溫和有效積溫的比較95b.有效積溫

優(yōu)點(diǎn)：它排除了對作物不起作用的生物學(xué)零度以下的無效溫度，積溫的穩(wěn)定性好，比較符合實(shí)際。

不足：統(tǒng)計(jì)比較繁瑣，往往給分析計(jì)算帶來一定的困難。有效積溫多用于研究作物的發(fā)育與熱量條件的定量關(guān)系，建立作物發(fā)育速度的農(nóng)業(yè)氣象模式和編制農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)等。b.有效積溫96（5）積溫的基本特征

a.不同的作物，同一作物的不同品種，同一作物品種的不同發(fā)育期完成所需的積溫是不同的。

b.同一作物品種同一發(fā)育期所經(jīng)歷的天數(shù)可能不同，或者說不同年份、不同播期、不同地區(qū)所經(jīng)歷的天數(shù)可能不同，但B值和A值從理論上講應(yīng)該是不變的，特別是對有效積溫而言更是如此。（5）積溫的基本特征97（6）積溫的其他種類●負(fù)積溫；●地積溫；●危害積溫；●時(shí)積溫；●凈效積溫。這些概念都是根據(jù)某些專題研究需要而提出來的，實(shí)質(zhì)上都是積溫基本原則在各種具體情況下的推廣應(yīng)用。（6）積溫的其他種類982、積溫的求算方法積溫的求算可分為兩種情況，一是事先給定上下限溫度求算積溫；二是沒有事先給定上下限溫度溫度求算積溫。（1）給定上下限溫度求算積溫的方法比較簡單，即按照前面講到的積溫表達(dá)式求算即可。例如：給定作物的生物學(xué)零度（下限溫度）為10℃，某一周的逐日平均氣溫分別為：12、13、11、10、9、13、12℃，可求得該周的活動積溫和有效積溫分別為：Aa=61℃

Ae

=11℃2、積溫的求算方法積溫的求算可分為兩種情況99（2）沒有給定上下限溫度求算積溫的方法

關(guān)鍵確定上下限溫度

所用資料多年觀測資料分期播種資料地理播種資料地理分期播種資料

采用的方法圖解法最小二乘法差值法（2）沒有給定上下限溫度求算積溫的方法100●圖解法由有效積溫表達(dá)式可得：

式中，n為發(fā)育期天數(shù)，1/n則為作物發(fā)育速度，T為發(fā)育期間的平均氣溫。因此，利用試驗(yàn)觀測資料序列繪制T、1/n相關(guān)圖，根據(jù)散點(diǎn)所描直線之截距即為B值，斜率則為Ae值?！駡D解法101●最小二乘法最小二乘法仍然是從有效積溫的表達(dá)式出發(fā)：

令n=x，=y，則利用試驗(yàn)資料可得一組方程：y1=Ae+Bx1

第1年或第1播期試驗(yàn)觀測資料y2=Ae+Bx2

第2年或第2播期試驗(yàn)觀測資料…………yn=Ae+Bxn

第n年或第n播期試驗(yàn)觀測資料●最小二乘法102根據(jù)方程組，即可用統(tǒng)計(jì)學(xué)上的最小二乘法求出Ae、B值，即：根據(jù)方程組，即可用統(tǒng)計(jì)學(xué)上的最小二乘法求出A103但需要注意的是，我們在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，Ti是活動積溫，應(yīng)該把觀測資料中低于B值的日平均氣溫剔除，而B值尚未求出，如何處理呢？農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的方法是：

a.根據(jù)作物的生物學(xué)特性和經(jīng)驗(yàn)，先假定一個(gè)B值；

b.用最小二乘法求得B值；

c.用求得的B值與假定的B值進(jìn)行比較，如果兩者相差不超過1℃，就認(rèn)為求得的B值符合要求，如果兩者相差甚遠(yuǎn)，就要重新假定B值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算，如此循環(huán)往復(fù)，直到求出合適的B值為止；但需要注意的是，我們在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，Ti104

d.但在實(shí)際計(jì)算中往往會碰到這樣的問題，如假定B=11℃時(shí)計(jì)算的B=11.7℃，而假定12℃時(shí)計(jì)算的B=12.5℃，這兩個(gè)假定與計(jì)算的B值誤差均在1℃之內(nèi)，究竟哪一個(gè)符合要求呢？這應(yīng)由相關(guān)系數(shù)r和剩余方差Sr來決定，顯然應(yīng)取r高或Sr低者；●偏差法偏差法的依據(jù)是求得的有效積溫應(yīng)相對穩(wěn)定，雖然在實(shí)際情況下它不是一個(gè)常數(shù)，但在取得合適的上下限溫度以后，對同一作物同一發(fā)育期來說，用不同試驗(yàn)觀測資料計(jì)算的有效積溫應(yīng)是近似的，其離差程度為最小。d.但在實(shí)際計(jì)算中往往會碰到這樣的問題，如假定B=1105基本思路：首先假定各種上下限溫度，分別統(tǒng)計(jì)各年或各播期的有效積溫，再計(jì)算各自的極差d、標(biāo)準(zhǔn)差σn-1和變異系數(shù)Cr，公式如下：

然后根據(jù)計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較，離差最小一組假定的上下限溫度即為所求，對應(yīng)的值就是要求的有效積溫值。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)求出上下限溫度，并可與其它不同上下限溫度比較?；舅悸罚菏紫燃俣ǜ鞣N上下限溫度，分別統(tǒng)計(jì)各年或各播期的106●利用田間試驗(yàn)確定上限溫度的簡便方法在實(shí)際觀測中發(fā)現(xiàn)，作物的發(fā)育速度隨溫度的升高而加快，但當(dāng)溫度升高到一定界限后，其發(fā)育速度不再加快，發(fā)育期不再縮短，此時(shí)的溫度即稱為上限溫度。上限溫度亦為一范圍，在此范圍內(nèi)，生育期雖不再縮短，但仍保持上限溫度條件下的發(fā)育速度。如水稻廣陸矮4號：日平均氣溫（℃）18.121.327.429.1始穗→成熟（天）48392828顯然上限溫度大致在27?28℃左右。求上限溫度的另一種方法見教材P99?100頁?！窭锰镩g試驗(yàn)確定上限溫度的簡便方法107三、積溫的穩(wěn)定性與改進(jìn)措施1、積溫的穩(wěn)定性在試驗(yàn)研究和實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，作物對積溫的要求，不論是活動積溫還是有效積溫，都存在不很穩(wěn)定的現(xiàn)象。有時(shí)同一作物甚至是同一品種所要求的積溫值也有一定的變動。造成積溫不穩(wěn)定的原因可歸納為下列幾個(gè)方面：（1）積溫學(xué)說的假定a.其他條件均得到滿足的假定在自然條件下難以滿足；b.發(fā)育速度—溫度的線性關(guān)系是在其它條件適宜且在適宜溫度范圍內(nèi)才能成立，否則為非線性關(guān)系。三、積溫的穩(wěn)定性與改進(jìn)措施1、積溫的穩(wěn)定性108（2）作物本性的影響a.作物對光溫影響的反應(yīng)即感光性和感溫性的問題；b.作物的個(gè)體差異；c.作物對外界環(huán)境條件特別是溫度條件的適應(yīng)能力；因此，在用積溫來表征作物發(fā)育速度與溫度的關(guān)系時(shí)，積溫應(yīng)當(dāng)有一個(gè)幅度，而不應(yīng)該理解為一個(gè)固定的常數(shù)。（2）作物本性的影響109（3）人為造成的誤差a.作物發(fā)育期的觀測誤差；b.溫度資料的來源不同及作物發(fā)育期觀測的代表性問題，離溫度測站的遠(yuǎn)近問題；c.計(jì)算積溫時(shí)選取的上下限溫度與作物實(shí)際的上下限溫度的差異；d.采用日平均氣溫計(jì)算，而不考慮氣溫日變化帶來的誤差。（3）人為造成的誤差110綜合各方面的研究，可以認(rèn)為積溫的穩(wěn)定性是相對的，不穩(wěn)定是絕對的；造成積溫不穩(wěn)定的原因是多方面的；而根據(jù)實(shí)際情況，對積溫表達(dá)形式與計(jì)算方法作必要的改進(jìn)與修正以后，積溫仍不失為一個(gè)有效的定量指標(biāo)?？茖W(xué)工作者提出了許多改進(jìn)方法，使積溫得到了廣泛的應(yīng)用。綜合各方面的研究，可以認(rèn)為積溫1112、積溫表達(dá)形式與計(jì)算方法的改進(jìn)國內(nèi)學(xué)者在實(shí)際工作中提出了許多訂正積溫的表達(dá)形式以及計(jì)算方法上的改進(jìn)措施，歸納起來主要有積溫的光照條件訂正、溫度條件訂正和回歸訂正三類。（1）光照條件訂正依據(jù)：光照對感光性強(qiáng)的作物發(fā)育速度的影響很大，與溫度的影響相當(dāng)；特別是感光性強(qiáng)的品種甚至超過了溫度的影響。因此，當(dāng)用積溫表示作物發(fā)育速度與熱量的關(guān)系時(shí)，必須進(jìn)行光照訂正。2、積溫表達(dá)形式與計(jì)算方法的改進(jìn)國內(nèi)學(xué)者在112

a.用日照百分率

●有效光溫度式中，T0為有效光溫度，T為日平均氣溫，S0為日可照時(shí)數(shù)，S為日實(shí)照時(shí)數(shù)?！?/p>

有效光積溫式中，為某一時(shí)段或某一發(fā)育期積溫，K為同期日照百分率，為同期有效光積溫。a.用日照百分率113b.用可照時(shí)數(shù)把感光性較強(qiáng)作物品種在某一光照長度下所要求的積溫訂正為另一光照長度下的積溫，其計(jì)算公式為：式中，和分別為日平均可照時(shí)數(shù)SA、

SB條件下的積溫，△S=SA-

SB，f為日平均可照時(shí)數(shù)變化1小時(shí)所引起的積溫變化量與的比值，對具體品種而言，f為常數(shù)，可通過實(shí)驗(yàn)求得。b.用可照時(shí)數(shù)114（2）溫度條件訂正依據(jù)：溫度的高低（即溫度強(qiáng)度的大?。瑢ψ魑锇l(fā)育速度的影響是不一樣的。夜間溫度的高低及日較差的大小等，也會影響到積溫的穩(wěn)定性。

a.有效積溫變量基于溫度的三基點(diǎn)理論及溫度的有效性，有人提出一種溫度因素對作物發(fā)育速度影響的非線性模式，以替代積溫公式中的線性假設(shè)。植物生育是溫度的非線性函數(shù)。在此基礎(chǔ)上可導(dǎo)出一個(gè)新的有效積溫表達(dá)式，稱為有效積溫變量A(T)。（2）溫度條件訂正115溫度與作物發(fā)育速度的非線性模式為：式中，1/n為發(fā)育速度，T為日平均氣溫，M、B為作物發(fā)育速度等于零時(shí)的上、下限溫度，K、P和Q為大于零的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。溫度與作物發(fā)育速度的非線性模式為：116在上式中，令：

則有：

式中，A(T)為溫度的函數(shù)，稱為有效積溫變量。用實(shí)測資料可以驗(yàn)證，A(T)值與有效積溫的實(shí)際值十分接近。而從A(T)的計(jì)算公式中可以看出，A(T)是變化的，即溫度不同對作物發(fā)育速度并非等效。在上式中，令：117b.當(dāng)量積溫在有效溫度（或溫度當(dāng)量）的基礎(chǔ)上，可以用當(dāng)量積溫改進(jìn)活動積溫，即：

式中，為當(dāng)量積溫，為活動積溫，K(T)為溫強(qiáng)系數(shù)，上式建立了當(dāng)量積溫與活動積溫的聯(lián)系。b.當(dāng)量積溫118K(T)的計(jì)算公式為：

式中，n0為發(fā)育速度最快（溫度為T0）時(shí)的發(fā)育期天數(shù)。而K(T)可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料并按照上式確定?？梢姕貜?qiáng)系數(shù)是溫度對作物發(fā)育有效性的度量，當(dāng)量積溫則是在活動積溫的基礎(chǔ)上通過溫強(qiáng)系數(shù)反映出積溫累積期間平均溫度的有效性，穩(wěn)定性也較好。K(T)的計(jì)算公式為：119（3）回歸訂正用播種日期的早晚（含有日照長短的意義）和生長前期降水量建立積溫的回歸方程，對積溫指標(biāo)進(jìn)行訂正，稱為動態(tài)積溫?？梢杂脕眍A(yù)測雜交水稻的親本（父、母本）花期。除了上述三類訂正方法外，還有許多種改進(jìn)方法。如暗長積量訂正法，氣溫的周期變化比較量訂正法等。（3）回歸訂正120四、積溫在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

積溫作為一個(gè)重要的熱量指標(biāo)，已得到了廣泛的應(yīng)用。1、農(nóng)業(yè)生物生長發(fā)育的積溫模式（1）葉齡積溫模式●小麥葉齡積溫模式式中，X為葉齡，為大于0℃的積溫，a、b為待定系數(shù)。四、積溫在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用積溫作為一個(gè)重要121●水稻葉齡積溫模式（2）分蘗積溫模式●小麥分蘗積溫模式

●水稻葉齡積溫模式122●水稻分蘗積溫模式（3）干物質(zhì)增長積溫模式

…………●水稻分蘗積溫模式1232、農(nóng)業(yè)氣候熱量資源分析、評價(jià)與區(qū)劃●評價(jià)地區(qū)熱量資源優(yōu)劣；●作物熱量條件鑒定；●評價(jià)作物產(chǎn)量和品質(zhì)；●作物引種熱量條件分析；●規(guī)劃種植制度等。3、農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)●作物發(fā)育期預(yù)報(bào)；●作物病蟲害發(fā)生、發(fā)展預(yù)報(bào)等。2、農(nóng)業(yè)氣候熱量資源分析、評價(jià)與區(qū)劃124

積溫與植物發(fā)育速度的關(guān)系十分密切，但對植物的生長而言，影響的因子較為復(fù)雜。因此，在擴(kuò)大積溫的應(yīng)用范圍時(shí)，應(yīng)特別注意積溫指標(biāo)的局限性與條件性。積溫與植物發(fā)育速度的關(guān)系十分密125§4溫度的周期性變化對農(nóng)業(yè)生物的影響

一、作物的感溫性1、定義●作物存在感溫性的原因因?yàn)椴煌魑?、同一作物的不同品種對溫度的要求和反應(yīng)是不同的。

●定義

作物品種受到溫度的影響表現(xiàn)出發(fā)育速度不同的特性，就稱為作物品種的感溫性?！?溫度的周期性變化對農(nóng)業(yè)生物的影響一、作物的感溫性1262、衡量作物品種感溫性強(qiáng)弱的指標(biāo)作物品種感溫性的強(qiáng)弱通常以高溫下能促進(jìn)抽穗的日數(shù)即高溫出穗促進(jìn)率來表示。一般認(rèn)為，某品種在高溫下能顯著地表現(xiàn)出縮短抽穗日數(shù)，則該品種的感溫性強(qiáng)，也就是對溫度反應(yīng)敏感。否則就說品種的感溫性弱，對溫度的反應(yīng)不敏感。

3、水稻品種感溫性試驗(yàn)簡介（丁穎等，1978）

●試驗(yàn)用品種數(shù)120多個(gè)2、衡量作物品種感溫性強(qiáng)弱的指標(biāo)127

●試驗(yàn)地點(diǎn)選擇地理緯度相近而海拔相差較大的廣州、蒙自兩地，消除了日照長短的影響，而突出了溫度高低的作用。兩地基本情況如下：地點(diǎn)緯度海拔播期出苗-抽穗均溫廣州23°08′8.8m19/324.5℃蒙自23°20′1300m16/322.3℃

●高溫出穗促進(jìn)率的計(jì)算及感溫性分級（蒙自-廣州）的出穗日數(shù)高溫出穗促進(jìn)率=———————————*100%蒙自的出穗日數(shù)●試驗(yàn)地點(diǎn)128根據(jù)計(jì)算結(jié)果，把我國水稻品種的感溫性分為9個(gè)等級。由表可知，所有水稻品種都是感溫的，晚稻的感溫性比中稻強(qiáng)，中稻的感溫性比早稻強(qiáng)。4、作物感溫性的另一特點(diǎn)——低溫效應(yīng)有些作物（如小麥）在其生長發(fā)育的過程中，需要一定的低溫環(huán)境或低溫刺激，才能完成由生長向發(fā)育的轉(zhuǎn)化，否則就不能正常抽穗結(jié)實(shí)。不同的作物品種，在春化階段需要不同的低溫值和持續(xù)時(shí)間。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，把我國水稻品種的感溫性分為9129二、溫度的晝夜變化與作物的溫周期現(xiàn)象1、定義

作物的生長發(fā)育對氣溫周期性變化的反應(yīng)，稱為作物的溫周期現(xiàn)象。溫周期現(xiàn)象是作物對溫度節(jié)律性變化規(guī)律的適應(yīng)。2、溫特的研究結(jié)論

●作物為了完成其生長發(fā)育進(jìn)程，必須經(jīng)歷所需要的晝溫與夜溫交替的日溫周期。且在生長季節(jié)，夜溫不能保持常數(shù)，應(yīng)隨作物生長發(fā)育狀況而變化。●在光溫