农业气象应用相关知识

,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,第八章 农业气象应用,“纳沙”,2011年9月27日，菲律宾，在“纳沙”台风抵达马尼拉和吕宋岛后，居民们转移到安全的地方。强大的降水量使电路系统中断，人们工作停止；并迫使成千上万个居民撤离到疏散中心。居民们不得不在齐腰深的水中前行，还要躲避在水中漂浮着得树枝和杂物。据报道，“纳沙”在菲律宾至少已造成7人死亡。,台风,红色预警,台风纳沙今天凌晨2点钟，中心位于北纬17.4度,东经118.3度,也就是在海南文昌东南方约830公里的南海东部海面上，中心附近最大风力13级，风速达到40米每秒，7级大风范围半径350公里，10级大风范围半径80公里，预计未来一天内纳沙中心将以15-20公里的时速向西北偏西方向移动，逐渐向本岛东部到广东西部一带沿海靠近，强度将有所加强。受纳沙影响，今天白天到后天夜间：北部湾海面，本岛万宁、陵水到儋州一带海面，多云,偏北风5-6级,阵风7级，明天白天起转西北风11-12级，本岛临高、澄迈到琼海一带海面，多云,偏北风5-6级，阵风7级，明天白天起转西北风12-14级，其中纳沙中心经过的附近海面旋转风13-14级，阵风15级，本岛四周沿海各港口所挂台风二号风球不改变。西沙和中沙群岛附近海面，阴天有阵雨,偏北风6-7级,阵风8级，今天夜间起逐渐增大到8-10级,南沙群岛附近海面，阴天有阵雨,西南风8-9级,阵风10级。,受台风影响下的天气变化,第一节 农业气象在生产上的应用,第二节 作物气象,第三节 蔬菜气象,第四节 林业气象,第五节 果树气象,第六节 畜牧气象,第七节 渔业气象,第一节 农业气象在生产上的应用,一、中国的气象台站和农业气象服务系统,1、气象台站网,2、农业气象服务,农业气象服务包括,：农业气象监测：如农业气象条件、农业对象生长发育观测、农田水分观测。,农业气象情报：如农业气象旬报、月报、年报、墒情报雨情报、灾情报等；,农业气象预报：如农用天气预报、农业气象灾害预报、农业气象条件预报、物候期预报等。,二、农业气象情报和预报,1、农业气象情报,农业气象情报,是分析过去和当前天气条件并鉴定其对农业生产影响的专业情报。,基本内容有：,（1）过去和当前与农业生产关系密切的天气条件及其对作物、牧草生长发育、禽畜的舍饲、放牧以及各项农事活动等影响的鉴定；,（2）未来天气条件展望及其对农业生产影响的估计；,（3）建议应采取的农业技术措施，附有必要的气象与农业气象资料图表。,2、农业气象预报,农业气象预报,是针对农业生产需要而编发的专业气象预报，包括农业生物的生育、产量、灾害等状况的预报和各种农业专业天气预报。,农业气象预报分为,：,（1）,农业生产对象的生长发育状况预报。如生育期、及苗情张势。,（2）农产品的数量和品质预报。,（3）农业气象灾害预报。如霜冻预报、低温预报、干旱预报。,（4）农用天气预报。如作物播种期、收获期、以及平时田间管理（施肥、喷洒农药）需要的天气预报。,三、农业气象模式及其应用,农业气象模式,是表示农业生产对象或过程与气象条件关系的数学表达式或文字逻辑图式。,常见模式,：土壤-植物-大气模式（SPAM,作物-天气模式,精准农业,是由信息技术支持的根据空间变异、定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标进行定位，以达到“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”的目标，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益 。,精准农业主要包括：,1、全球定位系统。GPS（,Global Positioning System,）技术。,2、地理信息系统GIS。GIS（,GeographicalInformation System,）的技术支持，它是构成农作物精准管理空间信息数据库的有力工具。,3、遥感系统 RS。遥感技术（Remote Sensing）是精准农业田间信息获取的关键技术。,4、作物生产管理辅助决策支持系统。它的核心内容是用于提供作物生长过程模拟、农业气象预测模式建立。,5、田间肥力、墒情、苗情、杂草及病虫害监测及信息采集处理技术设备和智能化农业机械装备技术。,第二节 作物气象,一、作物分布和生育与气象,1.作物对温度和光照的需求,不同作物的不同生育期对温度要求不同,如： 春播小麦要求最冷月平均气温0。,水稻则要求最热月平均气温20。,活动积温,是指当日平均气温稳定上升到10以上时，大多数农作物才能活跃生长。把大于等于10持续期内的日平均气温累加起来，得到的气温总和。,2、作物对水热条件的影响,降水量对农业布局影响，如年降水量500mm以下的地区以放牧业为主，500mm,以上的地区以种植业为主。,降水量季节分配不均，农业和农作物生产有明显的季节性特点。雨热同季与雨热不同季地区的农业生产特点也不同。（如地中海气候）,3、作物对光、热、水组合的要求。,一般日照时数多的地区，作物产量高。日照时数与水温条件不配合，作物生产不同。,年日照时间数多，而水分少的地区作物产量低，水分多得地区作物产量高。,年日照时数多而温度高的地区产量不高，温度相对较低的地方产量高。,日照时数少，温度低，则产量低。,二、确定作物产量、品质的农业气象条件,1、影响作物产量的农业气象条件,（1）穗（铃、荚）数,光照 影响光合作用制造养分,水分 土壤水分在20%以上时脱落与土壤水分成正相关。,温度 三基点温度,（2）粒数,幼穗分化到籽粒成型期的气候条件,（3）粒重,灌浆期的气候条件,灌浆期,是农作物的一个生长时期。植物的生长发育过程，大体可分为3个阶段，即营养生长阶段(从种子萌发到分蘖)，营养生长和生殖生长并进阶段(从拔节到孕穗)和生殖生长阶段(从抽穗到成熟)。在第三生长阶段，籽粒形成后就进入灌浆期，叶片生产和积累的有机物质运输到籽粒中去。,（4）收获期的农业气象问题,收获过早、过迟都将影响作物产量,小麦以蜡熟中期收获最为适宜。,蜡熟期,：植株果穗中部子粒干重接近最大值，胚乳呈蜡状，用指甲可以划破。,2、影响作物产品质量的农业气象条件,小麦的蛋白质、淀粉、面筋含量与太阳辐射、温度、水分等相关,甜菜的含糖量与水分关系密切。,温度与大豆的含油量相关，昼夜温差大有利于油的形成与积累。,第三节 蔬菜气象,一、蔬菜生长发育与气象,1、温度,（1）不同种类的蔬菜对温度的要求,耐寒的多年宿根蔬菜,耐寒蔬菜,半耐寒蔬菜,喜温蔬菜,耐热蔬菜,（2）不同生育期对温度的要求,喜温蔬菜种子发芽以2530，耐寒蔬菜以1015或更低。,（3）低温春化作用,春化作用,一般是指单子叶植物必须经历一段时间的持续低温才能由营养生长阶段转入生殖阶段生长的现象 。,2、光照,光照强度,影响植物光合强度和形态。,光周期,光周期,是指昼夜周期中光照期和暗期长短的交替,变化。,光周期现象,是生物对昼夜光暗循环格局的反应。,依照对光周期的反应，蔬菜作物有长光性、短光性、中光性与限光性之分。,所谓“限光性植物”。这种植物要在一定的光照 长度范围内才能开花结实。而日照长些或短些都不能开花。如野生菜豆只能在每天12一16小时的光照条件下才能开花。,3、水分,蔬菜大多以柔嫩多汁的器官为可食部分，含水量在90以上，有些瓜果和大白菜叶球含水量达95以上。所以，水分是蔬菜的重要组成成分。,不同蔬菜、同种蔬菜不同生育期对水分要求不同。,三、蔬菜生产中的几个气象问题,1、播期与气象,蔬菜播种时期受气象条件的制约。喜温蔬菜，为争取早熟，要求尽可能早播，但过早播种会遇到地温低使出苗不齐或苗期出现霜冻的危害。因此，以在春季终霜前于露地播种，而于断霜后出苗为宜。东北大多在立夏前后，华北在谷雨前后、长江流域在清明前后播种，广东、福建等省冬季气候温暖，可在早春或1112月播种。,秋播的大白菜和萝卜，既要考虑防止因过早播种苗期生育不良，易感染病害，又要考虑晚播生长期短，后期降温过快，产品器官来不及充分形成，降低产量和品质。,2、育苗与气象,育苗,的主要作用是在不适宜蔬菜生长的季节，创造适宜的环境的条件，培育健壮的幼苗，使蔬菜提早成熟或延长生育期，增加产量。,育苗期间的关键是光温的调控，特别是温度的管理，对培育壮苗起重要作用。,3、气候与蔬菜的淡旺季,中国气候类型多样，蔬菜生产有较明显的季节性。按地理位置，蔬菜周年供应上的淡旺矛盾可有4种类型。,华南地区：夏季高温多雨形成夏淡；秋冬春三季适宜蔬菜生长，形成旺季。,长江流域：1月份气温接近0，形成12月的冬淡；78月的月平均气温在28左右，又形成89月的夏淡，其它各月适宜于蔬菜生长，而形成旺季。,黄河流域：11月中旬到第二年3月中旬，低温形成春淡；夏秋之交，高温多雨，不适宜蔬菜生长，形成夏淡，旺季是在67月份和秋末冬初。,东北及西北地区：无霜期短，大部分蔬菜为一年一茬，喜温与冷凉蔬菜几乎同时种植，淡季达半年以上，形成半年淡季半年旺季。,四、蔬菜储藏与气象,（1）温度,温度低，呼吸作用、蒸腾作用、水解作用降低、后熟老化降低、抑制微生物活动。,（2）湿度,湿度大有利于蔬菜保鲜、保色，延长储藏时间。湿度大有利于微生物生长，容易发病腐烂。,（3）气体,适当降低氧气含量，提高二氧化碳含量有利于抑制呼吸作用、延缓后熟、抑制微生物活动。,2、蔬菜储藏中的气象问题,蔬菜贮藏分为自然降温和人工降温两大类。,自然降温利用自然界的低温来调节并维持贮藏环境内适宜温度，包括各种简易贮藏和通风库贮藏，是目前普遍应用的贮藏方式，由于自然界温度变化的影响，在温暖地区或高温季节就难以应用。,人工降温贮藏法包括冰窖贮藏、机械冷藏和气调冷藏，利用冰融解吸热或用机械致冷来创造贮藏低温，不受自然气温和季节限制。,蔬菜储藏可分为：,简易储藏,通风储藏,气调储藏,(1)简易贮藏 堆藏、埋(沟)藏、窖藏、假植贮藏和微冻贮藏均属简易贮藏，其贮藏品多堆积在地面或地下，利用不同季节温度的变化规律和特点，创造贮藏环境特殊的微气候条件。,(2)通风库贮藏 通风库是目前蔬菜贮藏的主要方式之一，有隔热结构和较完善的通风系统，是利用空气的对流而起到降温作用，多用于秋冬季。但在高温季节，外界气温高，为使库内保持较低的温度，白天停止放风，加强夜间放风，也可使库温比外界温度低10，起到短期贮藏作用。,(3)气调贮藏 是通过降低贮藏环境中O,2,的含量和增高CO,2,的含量以达到贮藏的目的，气调库贮藏也称之为,CA-贮藏,；气调贮藏要注意O,2,、 CO,2,和温度条件配合。因为它们密切影响着植物组织的成熟、衰老和其它生理生化过程，故它们间互相制约互相联系的关系，对贮藏品起着综合的影响。 O,2,、 CO,2,和温度有一个最佳配合，但也并非固定不变，同一种蔬菜，由于品种、产地、采收成熟度及在贮藏中的阶段不同，而要求不同的适宜匹配。,第四节 林业气候,一、林业生长对气象条件的要求,1、温度,影响地球上森林植被组成及分布的重要因素，按积温和最低温度区分不同的热量带，都有其相应的树种和森林类型。,2、光照,阳性树种、阴性树种、中性树种,3、水分,植物光合作用、呼吸作用、营养物质运输等。,4、风,风能增加林木的蒸腾作用,风力越强，树木的生长力越低。尤其是冬季的干风。,二、主要树种的分布与气候,1、寒温带针叶树种,2、温带针叶树种,3、温暖带针叶树种,4、落叶阔叶林树种,5、常绿阔叶林树种,6、季雨林和雨林树种,三、林业生产的主要气象灾害及防御,1、冻裂,冻裂,是指林木向阳面受冬季昼夜温度巨变致使树干纵向冻裂。,原因：温度变化幅度、树种类、树皮光滑程度、密度。,防御措施,：保持一定密度；用草绳等保护物进行包扎。,2、根茎灼伤,根茎灼伤,是指林木幼苗或幼树根系受表层土壤高温灼伤,防御措施,：高温来临前喷水；遮阴；采伐时带状间隔，期保护作用。,3、皮灼,皮灼,是指树木向阳面受夏季辐射致伤。,防御措施,：干旱地区选择地势较低的地方造林；选择与耐灼伤的树种搭配种植。,4、雨凇害,雨凇,指过冷却雨水在林木表面凝冻而成的冰层，对林木造成的伤害。,防御措施,：合理布局，加强林地生态环境建设：林场小气候调控。,5、森林火灾,主要是雷击起火。中国以春、秋、冬三季为主。,第五节 果树气象,一、果树分布和气候,1、热带常绿果树带,2、亚热带常绿果树带,3、云贵高原常绿落叶果树混交带,4、温带落叶果树带,5、旱温落叶果树带,6、干寒落叶果树带,7、耐寒落叶果树带,8、青藏高寒落叶果树带,二、果树的生长发育与气象,1、温度,（1）温度与果树的生态型,年平均温度和冬季低温，决定果树的生态类型。温带落叶果树有自然休眠期，当进入休眠后，需要有一定的低温量才能解除休眠，恢复生长，各种果树要在小于7.2条件下经2001500h方可解除休眠。冬季温度过高，春天萌芽延迟或不萌发，冬季温度过低易产生冻害。,（2）温度与营养生长,落叶果树生物学零度为310，常绿果树为1015；2030时，体积增长最快；35以上高温，不利于果树生长。,（3）温度与生殖生长,果树开花早晚受气温控制，如：苹果、桃等大部分落叶果树，花前40天左右平均最高气温累积值和开花早晚成负相关，由此可预测花期。开花期温度影响性器官的发育，一般果树花粉在4.4以下发芽受抑制，多数果树花粉发芽适温为2025左右,（4）气温与果实品质,温度高，果实含糖量高，品质好，温度过高植物生长受到抑制；昼夜温差大，有利于糖分的积累，生育期有效积温高，则果实含糖量高。高温地区或高温年份果型较偏，气温冷凉则果型较长。,2、光,（1）光照与生长发育,光照充足多形成短枝密集，消弱顶芽枝条向上生长，增强侧枝生长点生长，树冠紧凑。,缺光条件下，枝条徒长枝叶较弱，黄化，根系生长明显受到抑制。,（2）光照度和果实品质,果树在通风透光的条件下，果实着色好，糖和维生素含量高，耐储性好。,（3）光能利用与果树产量,光能利用率高，果实品质相对较好。,3、水分,一般土壤水分保持在田间持水量60%-80%，根系可正常生长。,不同的生育期对水分的敏感程度不同，果树新稍生长期为水分临界期，该时期缺水会造成提前停止生长。,三、果树病虫害与气象,1、果树病害与气象,（1）高温、高湿条件下有利于病害的产生与发展。,（2）风、雨水有利于病害的传播。,2、害虫与气象,（1）害虫生长繁殖主要受温度支配。,（2）大风大雨对害虫的生长有抑制作用。,四、果树生产的气象灾害及防御,1、干旱,春旱-花芽分化抑制，开花延迟，落果增加。,秋旱-果实膨大和枝梢生长，影响越冬养分积累。,防御措施,：灌溉；营造防护林；防止水土流失；选用耐干旱品种；使用抑制蒸发剂。,2、低温灾害,（1）果树低温灾害种类,越冬冻害,主要影响北方温带果树和长江流域的柑橘等亚热带果树。通常是秋末到早春的强烈降温后出现的零下低温所致，许多树木冻伤后发生腐烂病，经久不愈。,寒害,华南冬季接近零度的零上低温耐寒力很差的热带果树造成的危害,霜冻,春秋季果树生长期间由于冷空气活动而出现的接近零度的零下低温所造成的危害。,日烧,冬季树木基部受冻后早晨在阳光直射下南侧急剧升温，北侧温度仍很低，如此反复冻融涨缩，造成树皮开裂，严重的导致皮层和形成层死亡。,防御措施,：,合理配置气候资源和品种资源；,改良果园林场的生态环境；,调节果园小气候；,加强田间管理和灾后补救,3、高温和日灼,夏季高温加剧呼吸，丧失水分，有时造成日灼伤害。,防御措施,：利用遮盖物防止阳光直射；,地面覆盖以缩短高温时段；,喷水降温；,高温季节包扎树干或涂白；,整形树枝，减少日光直射。,4、连阴雨和湿害,根部长期浸水，通气不良，导致烂根。,长期阴天光线不足，导致光合作用下降。,防御措施,：,挖沟排水；修剪，改善枝条通风透光；清除杂草降低近地面气层的湿度。,5、大风和冰雹,（1）大风危害,防御措施,：,避开风口风廊；,营造防护林或设风障；,加强肥水管理；,矮化、密植、整形增强抗风能力。,（2）冰雹危害,防御措施,：,人为阻止冰雹发生；,雹后加强肥水管理。,6、冰雪灾害,（1）冰凌是指冬季凝结在枝条上的雨凇、雾凇重压，使树木受机械损伤。,（2）积雪是指树冠积雪过厚而造成的机械损伤。,五、产品储藏运输与气象,（1）温度与储藏,（2）气体与产品储藏,不同气体与储藏,降低氧气浓度可以抑制呼吸作用，延迟果实阻止衰老。缺氧条件下，产生无氧呼吸。,适当提高二氧化碳的浓度可以抑制乙烯合成，抑制真菌的萌发和生长。,气调储藏是指通过调整和控制储藏环境的气体成分和比例以及环境的温度和湿度来延长储藏寿命的一种技术。,（3）减压储藏,（4）水、风、光与储藏,2、产品运输与气象,（1）防止水汽凝结,（2）控制温度,（3）防止机械损伤 病菌入侵 伤呼吸,乙烯产生,第六节 畜牧气象,一、家畜的分布与气候适应性,（1）青藏高寒牦牛藏羊区,（2）蒙新干寒骆驼绵羊区,（3）东北寒冷码牛区,（4）华北和西北东部水热适中驴骡区,（5）西南山地牛猪马羊区,（6）东南湿热牛猪区,二、牧草生长气候,1、牧草分布与气候,湿润系数K,：是指某一地区年降水量与可能蒸发量的之比。,森林带 K1.0,干草原 K=0.60.3,森林与草原的过渡带 K=0.61.0,荒漠草原 K=0.30.13,荒漠 K0.13,2、牧草生产与气象,牧草产量主要受降水量影响（水肥草美）。,季节性差异明显（粗蛋白、粗纤维、无氮浸出物）。,3、产草量与载畜量,载畜量,是指在放牧适度的条件下，能使家畜良好生长与正常繁殖的放牧头数叫做载畜量。,三、家畜的生产力与气象,1、温度： 产量、品质、健康状况。,2、水分： 主要表现在饮水和适宜的空气湿度，一般畜禽要求相对湿度为45%70%.,3、光照： 杀菌、保温、促进繁殖。,4、风 ： 影响家畜的采食、毛皮质量等。,四、畜牧业气象灾害及其防御,1、草原放牧业气象灾害,黑灾、白灾,防御措施,：开辟水源，发展仍灌溉草场；储备饲料，冬季选择适量积雪地区放牧。兴建棚圈减轻不利气象条件的影响。,2、舍饲畜牧业气象灾害,高温、高湿、冬季严寒。,防御措施,：夏季：通风良好，减少太阳辐射增温效果。,冬季：避寒风，利用太阳能辐射提高畜舍温度。,五、牧场改良与畜舍小气候调控,1、改善牧场气候条件,开发水源、兴建棚圈、兴建防护林、围建草库伦,2、调控畜舍小气候,调温、调湿、调光、通风,第七节 渔业气象,一、淡水渔业与气象,主要影响因子：,氧气,、,温度,、,光照,1、氧气,不同的鱼类对水中O,2,溶量的适应性不同。四大家鱼的最适宜溶氧量为5.5mg/L以上，窒息点为0.7,1,mg/L或更低。,影响水中溶氧量的主要因子主要有气象因子和生物因子。,（1）气象因子,水温和气压对中O,2,溶量的影响,（2）生物因子,浮游植物、浮游动物的呼吸作用和光合作用对水中O,2,溶量的影响。,2、温度,鱼类生长要求有适宜的温度，另外温度对饵料生成、饲料的消耗、繁殖、采运鱼种等都会产生影响。,3、光照,鱼生殖、趋光性、,O,2,溶量。,二、海洋渔业与气象,影响海洋渔业的气象要素主要有：气压、风、温度、光照和降水。,1、气压形式与风,（1）对上升流区的影响,世界沿岸上升流区域，占海洋总面积的1，而鱼获量却占世界50%。,（2）对洄游路线的影响,洄游,是鱼类运动的一种特殊形式，是一些鱼类的主动、定期、定向、集群、具有种的特点的水平移动。洄游也是一种周期性运动，随着鱼类生命周期各个环节的推移，每年重复进行。洄游是长期以来鱼类对外界环境条件变化的适应结果，也是鱼类内部生理变化发展到一定程度，对外界刺激的一种必然反应。通过洄游，更换各生活时期的生活水域，以满足不同生活时期对生活条件的需要，顺利完成生活史中各重要生命活动。洄游的距离随种类而异，为了寻找适宜的外界条件和特定的产卵场所，有的种类要远游几千公里的距离。,（3）在不同温度、盐度的海流交汇处，形成流隔，是鱼类洄游的界限。,（4）其它,盛行风向、风向与海岸线走向、风暴,2、温度与光照的影响,不同鱼类对温度适应范围不同,同种鱼产卵、孵化、仔鱼、成鱼对温度的要求不同。,温度影响捕鱼。,大多数鱼类都是耐阴动物。,3、降水、大雾等得影响,降水主要影响渔场的温度、盐度、海径流量。,海雾影响捕鱼作业。,Thanks!,