植物生產(chǎn)與環(huán)境教案(2)

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載第 5 章植物生產(chǎn)與溫度調(diào)控教學(xué)目標(biāo)：掌握：土壤熱特性、土壤溫度與空氣溫度的變化規(guī)律；三基點(diǎn)溫度、農(nóng)業(yè)界限溫度、積溫和有效積溫等的概念。理解：土壤、空氣溫度的調(diào)控技術(shù)。了解：溫度與植物生長發(fā)育的關(guān)系。學(xué)會(huì)：土壤溫度、空氣溫度的測(cè)定。教學(xué)時(shí)數(shù)： 8 學(xué)時(shí)教學(xué)方法： 理論講授 6 學(xué)時(shí)、技能訓(xùn)練 2 學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié)植物生產(chǎn)的溫度環(huán)境教學(xué)重點(diǎn)：土壤熱特性。土壤溫度、空氣溫度的變化規(guī)律。教學(xué)難點(diǎn)：大氣中的逆溫。一、土壤溫度（一）土壤的熱特性1土壤熱容量土壤熱容量可分為質(zhì)量熱容量和容積熱容量。當(dāng)不同的土壤吸收或放出相同熱量時(shí)，熱容量越大的土壤，其升溫或降溫的數(shù)值越??；反之，熱容量越

2、小的土壤，其溫度變化就越大。2土壤導(dǎo)熱率土壤導(dǎo)熱率高的土壤，熱量易于在上下層間傳導(dǎo)，地表土溫的變化較??；相反，導(dǎo)熱率低的土壤，地表土溫的變化較大。土壤中的土粒、水和空氣的熱特性土壤容積熱容量土壤導(dǎo)熱率土壤成分63111· 1/10J· m ·/J· m · s土粒2.06 2.440.8 2.5水4.20.59空氣0.00130.02（二）土壤溫度的變化1土壤溫度的日變化溫度日較差是指一日內(nèi)最高溫度與最低溫度之差。在正常天氣條件下，一日內(nèi)土壤表面最高溫度出現(xiàn)在表面溫度的日較差較大。13： 00 時(shí)左右，最低溫度出現(xiàn)在日出之前，土壤2土壤溫度的年

3、變化一年中， 土壤表面月平均溫度最高值出現(xiàn)在7 8 月，最低值出學(xué)習(xí)必備歡迎下載現(xiàn)在 12月。3土壤溫度的垂直分布一天中土壤溫度的垂直分布一般分為日射型、輻射型、上午轉(zhuǎn)變型和傍晚轉(zhuǎn)變型等4 種類型。 一年中土壤溫度的垂直變化可分為放熱型（冬季， 相當(dāng)于輻射型），受熱型（夏季，相當(dāng)于日射型）和過渡型（春季和秋季，相當(dāng)于上午轉(zhuǎn)變型和傍晚轉(zhuǎn)變型）。（三）影響土壤溫度變化的因素影響土壤溫度變化的主要因素是太陽輻射， 除此之外， 土壤濕度等因素也影響著土壤溫度變化。1土壤濕度潮濕土壤與干燥土壤相比，地面土壤溫度的日變幅和年變幅較小，最高、最低溫度出現(xiàn)時(shí)間較遲。2土壤顏色土壤顏色可改變地面輻射差額，故深色

4、土壤白天溫度高，日較差大，淺色土壤白天溫度較低，日較差較小。3土壤質(zhì)地土壤溫度的變化幅度以沙土最大，壤土次之，黏土最小。4覆蓋植被、積雪或其他地面覆蓋物，可截留一部分太陽輻射能，土溫不易升高；還可防止土壤熱量散失，起保溫作用。5地形和天氣條件坡向、坡度和地平屏蔽角大等地形因素及陰、晴、干、濕、風(fēng)力大小等天氣條件， 或者使到達(dá)地面的輻射量發(fā)生改變， 或者影響地面熱量收支， 影響土壤溫度變化。6緯度和海拔高度土壤溫度隨著緯度增加、海拔增高而逐漸降低。二、空氣溫度（一）空氣溫度的日變化規(guī)律空氣溫度的日變化與土壤溫度的日變化一樣，只是最高、 最低溫度出現(xiàn)的時(shí)間推遲，通常最高溫度出現(xiàn)在14 15 時(shí)，最

5、低溫度出現(xiàn)在日出前后的05 06 時(shí)。（二）空氣溫度的年變化氣溫的年變化與土溫的年變化十分相似。大陸性氣候區(qū)和季風(fēng)性氣候區(qū)，一年中最熱月和最冷月分別出現(xiàn)在7 月和 1 月，海洋性氣候區(qū)落后1 個(gè)月左右，分別在8 月和 2 月。（三）氣溫的非周期性變化氣溫除具有周期性日、 年變化規(guī)律外， 在空氣大規(guī)模冷暖平流影響下， 還會(huì)產(chǎn)生非周期性變化。如我國江南地區(qū) 3 月份出現(xiàn)的“倒春寒”天氣，秋季出現(xiàn)的“秋老虎”天氣，便是氣溫非周期性變化的結(jié)果。（四）大氣中的逆溫逆溫是指在一定條件下， 氣溫隨高度的增高而增加， 氣溫直減率為負(fù)值的現(xiàn)象。 逆溫按其形成原因，可分為輻射逆溫、平流逆溫、湍流逆溫、下沉逆溫等類

6、型。這里重點(diǎn)介紹輻射逆溫和平流逆溫。1輻射逆溫輻射逆溫是指夜間由地面、雪面或冰面、 云層頂?shù)容椛淅鋮s形成的逆溫。2平流逆溫平流逆溫是指當(dāng)暖空氣平流到冷的下墊面時(shí)，使下層空氣冷卻而形成的學(xué)習(xí)必備歡迎下載逆溫。逆溫現(xiàn)象在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用很廣泛。復(fù)習(xí)思考：1. 土壤三相組成中容積熱容量最大的是哪一相？土壤導(dǎo)熱率最大的又是哪一相？2. 解釋冬天地窖貯菜、高溫季節(jié)地窖貯禽、蛋、肉不會(huì)變質(zhì)的原因？3. 逆溫現(xiàn)象在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有哪些應(yīng)用？第二節(jié)植物生長發(fā)育與溫度調(diào)控教學(xué)重點(diǎn)：三基點(diǎn)溫度、農(nóng)業(yè)界限溫度、積溫、有效溫度等基本概念。調(diào)節(jié)溫度的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施。教學(xué)難點(diǎn)：積溫和有效積溫。一、溫度對(duì)植物生產(chǎn)的影響（一）植物的

7、三基點(diǎn)溫度與農(nóng)業(yè)界限溫度1植物的三基點(diǎn)溫度植物生長發(fā)育都有三個(gè)溫度基本點(diǎn)，即維持生長發(fā)育的生物學(xué)下限溫度 （最低溫度）、最適溫度和生物學(xué)上限溫度（最高溫度） ，這三者合稱為三基點(diǎn)溫度。2農(nóng)業(yè)界限溫度農(nóng)業(yè)氣候上常用的界限溫度及農(nóng)業(yè)意義是：0：土壤凍結(jié)或解凍的標(biāo)志。5：喜涼植物開始生長的標(biāo)志。10：喜溫植物開始播種或停止生長的標(biāo)志。15：大于15期間為喜溫植物的活躍生長期。20：熱帶植物開始生長的標(biāo)志。（二）積溫和有效積溫1植物生長發(fā)育的積溫一定時(shí)期的積累溫度，即溫度總和，稱為積溫。積溫能表明植物在生育期內(nèi)對(duì)熱量的總要求，它包括活動(dòng)積溫和有效積溫。2植物生長發(fā)育的活動(dòng)積溫和有效積溫高于最低溫度（生

8、物學(xué)下限溫度）的日平均溫度，叫活動(dòng)溫度。 植物生育期間的活動(dòng)溫度的總和，叫活動(dòng)積溫。 活動(dòng)溫度與最低溫度 （生物學(xué)下限溫度）之差，叫有效溫度。植物生育期內(nèi)有效溫度積累的總和，叫有效積溫。幾種植物所需大于10的活動(dòng)積溫植物早熟型 /中熟型 /晚熟型 /水稻2 400 2 50028003200棉花2 600 2 900340036004000冬小麥16002400學(xué)習(xí)必備歡迎下載玉米2 100 2 40025002700 3000高粱2 200 2 40025002700 2800大豆2500 2900谷子1 700 1 800220024002400 2600馬鈴薯1 000140018003

9、積溫的應(yīng)用積溫作為一個(gè)重要的熱量指標(biāo)， 在植物生產(chǎn)中有著廣泛的用途， 主要體現(xiàn)在： 用來分析農(nóng)業(yè)氣候熱量資源；作為植物引種的科學(xué)依據(jù)；為農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)服務(wù)。（三）溫度變化與植物生產(chǎn)1植物的感溫性和溫周期現(xiàn)象（ 1）植物的感溫性 植物感溫性是指植物長期適應(yīng)環(huán)境溫度的規(guī)律性變化，形成其生長發(fā)育對(duì)溫度的感應(yīng)特性。春化作用是植物感溫性的另一表現(xiàn)。（ 2）溫周期現(xiàn)象溫周期現(xiàn)象是指在自然條件下氣溫呈周期性變化，許多植物適應(yīng)溫度的這種節(jié)律性變化， 并通過遺傳成為其生物學(xué)特性的現(xiàn)象。 植物溫周期現(xiàn)象主要是指日溫周期現(xiàn)象。2土壤溫度與植物生長發(fā)育土壤溫度對(duì)植物生長發(fā)育的影響主要表現(xiàn)在：（ 1）對(duì)植物水分吸收的影響

10、（ 2）對(duì)植物養(yǎng)分吸收的影響（ 3）對(duì)植物塊莖塊根形成的影響（ 4）對(duì)植物生長發(fā)育的影響（ 5）影響昆蟲的發(fā)生、發(fā)展3空氣溫度變化與植物生長發(fā)育（ 1）氣溫日變化與植物生長發(fā)育氣溫日變化對(duì)植物的生長發(fā)育、有機(jī)質(zhì)積累、產(chǎn)量和品質(zhì)的形成有重要意義。（ 2）氣溫年變化與植物生長發(fā)育溫度的年變化對(duì)植物生長也有很大影響，高溫對(duì)喜涼植物生長不利， 而喜溫植物卻需一段相對(duì)高溫期。氣溫的非周期性變化對(duì)植物生長發(fā)育易產(chǎn)生低溫災(zāi)害和高溫?zé)岷?。二、植物生產(chǎn)的溫度調(diào)控（一）耕翻松土 耕翻松土的作用主要有疏松土壤、 通氣增溫、 調(diào)節(jié)水氣、 保肥保墑等。在春季特別是早春， 耕翻松土可以提高表層土溫， 增大日溫差，保持深層

11、土壤水分，增加土壤 CO2 的釋放量，有利于種子發(fā)芽出苗，幼苗長葉、發(fā)根和積累有機(jī)養(yǎng)分。（二）鎮(zhèn)壓鎮(zhèn)壓后土壤孔隙度減少，土壤熱容量、導(dǎo)熱率隨之增大。因而清晨和夜間，土表增溫，中午前后降溫， 土表日變幅小。 鎮(zhèn)壓可以使土壤的坷垃破碎， 彌合土壤裂縫，在寒流襲擊時(shí)可有效防止冷風(fēng)滲入土壤危害植物。鎮(zhèn)壓的另一作用是提墑。（三）壟作學(xué)習(xí)必備歡迎下載壟作的目的在于：增大受光面積，提高土溫，排除漬水，土松通氣。在溫暖季節(jié)，壟作可以提高表土層溫度，有利于種子發(fā)芽和出苗。壟作的增溫效應(yīng)受季節(jié)和緯度影響。 壟作具有排澇通氣效應(yīng)， 多雨季節(jié)有利于排水抗?jié)?。此外壟作增?qiáng)了田間的光照強(qiáng)度，改善了通風(fēng)狀況，有利于喜溫、喜

12、光作物（如棉花）的生長，減輕病害。（四）地面覆蓋地面覆蓋的目的在于保溫、增溫，抑制雜草，減少蒸發(fā)，保墑等。地面覆蓋的主要方式有：1土面增溫劑具有保摘、增溫，壓堿，防止風(fēng)蝕、水蝕等多種作用。2染色劑在地面上噴灑或施用草木灰、泥炭等黑色物質(zhì)，因增加了對(duì)太陽輻射吸收而增溫，相反施用石灰、高嶺土等淺色物質(zhì)，因增加了對(duì)太陽輻射的反射而降溫。3地膜覆蓋地膜覆蓋具有增溫、保墑、增強(qiáng)近地層光強(qiáng)和CO2 濃度的功能。增溫效應(yīng)以透明膜最好，綠色膜次之，黑色膜最小。4鋪沙覆蓋鋪一層<0.2cm 的細(xì)沙，在3 4 月份地表可增溫1 3， 5cm 地溫可增高 1.9 2.8，10cm 地溫提高1.2 2.2，另外

13、鋪沙覆蓋具有保水效應(yīng)，可防止土壤鹽堿化，溫、濕度條件得到改善。5其他覆蓋如秸稈覆蓋技術(shù)、無紡布浮面覆蓋技術(shù)、遮陽網(wǎng)覆蓋技術(shù)已普遍推廣，其主要作用是增溫，保墑，抑制雜草等方面。（五）灌溉灌溉對(duì)植物生產(chǎn)有重要意義， 除了補(bǔ)充植物需水外， 還可以改善農(nóng)田小氣候環(huán)境。 春季灌水可以抗御干旱，防止低溫冷害；夏季灌水可以緩解干旱，降溫，減輕干熱風(fēng)危害；秋季灌水可以緩解秋旱，防止寒露風(fēng)的危害；冬季灌水可為越冬植物的安全越冬創(chuàng)造條件。（六）設(shè)施增溫設(shè)施增溫的主要方式有：智能化溫室、加溫溫室、日光溫室和塑料大棚等。復(fù)習(xí)思考：1. 什么叫積溫？積溫有幾種表示方法？積溫在植物生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用？2. 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的溫度

14、調(diào)控措施有哪些？ 實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn) 8土壤溫度、空氣溫度的測(cè)定一、目的 使學(xué)生掌握觀測(cè)植物群體所需土壤溫度和空氣溫度的技術(shù)及有關(guān)儀器的使用方法，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和科學(xué)分析。二、儀器及用具 地面溫度表、地面最高溫度表、地面最低溫度表、曲管地溫表、干濕球溫度表、最高溫度表、最低溫度表、計(jì)時(shí)表、鐵鍬、記錄紙和筆、百葉箱。三、方法步驟（一）土壤溫度的測(cè)定1地溫表的安裝（ 1）地面溫度表： 在觀測(cè)前 30 分鐘，將溫度表感應(yīng)部分和表身的一半水平地埋入土中，學(xué)習(xí)必備歡迎下載另一半露出地面，以便觀測(cè)之用。（ 2）地面最高溫度表：安裝方法與地面溫度表相同。（ 3）地面最低溫度表：安裝時(shí)先放頭部，后放球部，基本上

15、使表身水平地放置，但球部稍高。其他安裝方法同地面溫度表。（ 4）曲管地溫表：安裝時(shí)，從東至西依次安好5cm、 10cm、 15cm、 20cm 曲管地溫表（圖 4-7），按一條直線放置，相距10cm。安裝前選挖一條與東西方面成30°角、寬2540cm、長 40cm 的直角三角形溝，北壁垂直，東西壁向斜邊傾斜。在斜邊上垂直量出要測(cè)地溫的深度即可安裝曲管溫度表。2土壤溫度的觀測(cè)一般每天北京時(shí)間2：00、 8： 00、14：00、 20： 00 時(shí)進(jìn)行四次或8：00、 14： 00、20：00 時(shí)三次觀測(cè)。 最高、 最低溫度表只在8：00、20：00 時(shí)各觀測(cè)1 次。夏季最低溫度可在8：00 時(shí)觀測(cè)。觀測(cè)后，把最低溫度表拿入室內(nèi)或放入百葉箱中，以防曝曬。20： 00 時(shí)重新調(diào)整安好， 以備第二天觀測(cè)用。土壤溫度的觀測(cè)程序：地面溫度最高溫度最低溫度曲管地溫。觀測(cè)后做好記載。（二）空氣溫度的測(cè)定觀測(cè)空氣溫度時(shí)間、次數(shù)與測(cè)土