基本介紹
- 中文名：作物氣象
- 外文名：meteorology of crops
- 性質：氣象
- 屬性：作物
定義,內容,基本介紹,影響因素,產量品質,作物防護,影響,
定義
作物氣象學是農業氣象學的一個分支，是研究作物生長發育和產量形成與氣象條件相互作用的定量關聯及其規律的學科，而作物氣象是其主要內容。
作物氣象是農業氣象的一個重要方面。主要研究氣象條件和作物生產的相互關係及其變化規律，包括氣象條件對作物的分布、生長發育、產量、品質和栽培管理等的影響。
內容
基本介紹
作物氣象主要是研究作物地理分布與氣候的關係，氣象因子對農作物生長發育及產量、品質的影響，農作物豐產栽培中的農業氣象問題及其對策的農業氣象依據。農作物品種及引種的氣候適應性及其經濟效益．農作物栽培措施的農業氣象條件預報以及農業氣象產量預報等。研究和掌握作物對氣象條件的定量要求及其反應的規律，建立作物一氣象模式與生產管理秩序，結合天氣監測和預報，可為合理利用氣候資源，趨利避害，改善田間小氣候，有效地為農業增產服務，提供農業氣象依據。中國現代作物氣象研究始於本世紀20年代，是由竺可禎提出的，但系統的研究是從1953年開始的，江西的作物氣象研究工作亦是始於50年代，但取得較大進展乃是70年代以後，主要先後對水稻、油萊、小麥、棉花、柑桔等作物生育的氣象條件及其指標鑑定，作物氣象預報，水稻爛秧和寒露風等災害規律及防禦措施，種植制度、低溫冷害．雜交稻制種、栽培的氣象條件及產量預報等進行了較廣泛的研究。
作物生產的實質是一個能量轉換、物質循環和積累的過程。在自然條件下，光、熱、水、氣等氣象要素，既是作物的基本生活因子，又是環境因素的重要組成部分，因此，氣象因子除提供能量並參與作物的物質循環和積累過程外，其數量和組合在時、空範圍內的變化，還制約著作物品種的分布、適應範圍和生育狀況。研究和掌握作物對氣象條件的要求及其反應的規律，建立作物——氣象模式與管理措施程式，結合農業氣象監測和預報，可為合理的利用氣候資源，趨利避害，改善田間小氣候，以及提高農作物產量等提供充分的氣象依據。
不同作物、或同種作物的不同品種類型，對氣象條件的要求有差異，從而形成分布上的區域性。作物分布主要受生長季、越冬條件、積溫和水分條件等制約。高海拔地區作物栽培的最高海拔界限,主要由溫度條件決定。有顯著旱季雨季的地區，降水是決定作物栽培區的支配條件。在中國，冬小麥種植北界大致和多年平均極端最低氣溫-22～-24℃線相吻合。喜溫的茶、柑橘等主要分布在長江以南。喜涼的莜麥、馬鈴薯則多分布於山西北部和內蒙古、黑龍江等地。抗旱的黍稷、粟可在半乾旱地區種植。喜濕的水稻則主要分布在濕潤地帶。同一作物的不同品種類型分布地區也不一致，如大豆感光性弱的品種，多分布於高緯度地區，感光性強的品種多分布在中緯度地區。寬皮類柑橘和甜橙類的受害溫度分別為-9℃和-7℃，故前者的分布區域可比後者偏北一些。氣象條件對作物分布的制約，決定了引種和品種調配要充分注意其生物學特性和兩地的農業氣候特點。
影響因素
影響作物生長發育的氣象條件主要有太陽輻射、溫度、降水、濕度、風、二氧化碳濃度等。各種作物由於起源、演化等的不同，其不同的生育期對農業氣象條件的要求和反應各異，並各有其最低點、最適點和最高點。當農業氣象條件處於最低點至最適點間，作物生長發育速度隨氣象條件的改善而加快。超過最適點以後，生長發育速度不但不再增加，甚至還會減慢；作物的農業氣象條件在一定時期內處於最低點以下或最高點之上時生長受到抑制，甚至產生各種農業氣象災害。
太陽輻射和日照
太陽輻射是植物生命活動的能源。光質、光強影響作物生長的形態，如植株的高矮、莖桿的粗細、葉片的大小厚薄等。日照長短在一定階段對作物的發育，尤其是開花結實有決定性影響。長日照作物必須經曆日長大於某一時數的光周期才能開花結實。而短日照作物，則要求經曆日長小於某一時數的光周期才能完成其發育過程。
作物研究
作物研究在影響作物生長發育和最終產量形成的外界氣象因素中，首先考慮的是光，它是農業生態系統的能量源泉。在作物群體光合生產中，光照強度對作物有機物質的積累和品質優劣有重要意義，當光強度處於光補償點和飽和點之間時，光合作用速率隨光強度增加而增加。喜光植物（如棉花、向口葵等）只有在太陽直射光下才能正常生長，直射光是乾物質積累的主要能量來源，漫射光的強度比直射光弱，但光合有效輻射多，被作物利用的效率高，某些耐蔭植物（如茶葉、人參等）生長在漫射光條件下產量高、品質好。
光對作物生育的影響，還表現在光刺激作用，即光為作物提供信息，影響其生理、生態過程。光對植物體色素的形成、細胞原生質的粘度及其流動等有重要作用。某些植物的器官有顯著的趨光性，並可作自動調節運動。作物群體為適應光照強弱，以莖葉密度的消長進行控制調節。不同波段的太陽輻射光譜對植物有不同的作用，並能引起植物相應的反應。一年中某個季節白天與黑夜的交替及其時間長度的變化引起植物的光周期效應；同一值物的不同品種，也有感光性強弱之分等等，這些都與日長變化和光刺激有關。光條件在作物生產力形成中是個重要的環境因子，但光是非限制因子，在當前農業生產水平下，重點影響因素是溫度與水分。
溫度
溫度是制約作物發育速度的主要因子。一般作物苗期要求較低的溫度。特別是越冬作物，苗期要求有一定的低溫階段才能正常開花結實，即所謂春化現象。生殖生長期要求較高的溫度，溫度的影響表現為作物各發育期出現的早晚和持續時間的長短。發育期出現的季節不同，所遇到的綜合氣象條件也就不一，最終的產品質量亦有差異。在其他條件滿足作物需要的前提下，作物完成某個發育期或全生育期需要有一定的積溫。水分既是構成作物體的組成部分，也是其生長發育的重要環境因子。作物在整個生長發育的各個階段對水分的要求不同，在作物生殖生長期前後，對水分最為敏感，稱作物需水臨界期，此時缺水常造成大幅度減產。
溫度是通過強度、持續時間和時空變化影響作物的生長發育。作物的生命活動溫度範圍約為-10一50。C，在這個範圍內溫度升高10。C，作物的生理生化反應速度增加1一2倍。在作物生命過程中有最適、最高和最低三個基本點溫度，在最適溫度下作物生長發育迅速而良好，在最高、最低溫變下，作物停止生長發育，但仍能維持生命。不同作物或不同品種的不同生育時期，三基點溫度是不同的。
水分
水分與作物生育關係更是十分密切，它一方面是作物光合作用、合成碳水化合物的主要原料之一，又是作物體內輸送養分的載體。降水量是評價一個地區作物水分供應狀況的重要指標，但對作物生育影響主要是土壤水分，或者說決定於土壤水分平衡狀況。在土壤水分平衡各分量中，主要收入項是降水量，蒸發量（在作物覆蓋下為蒸散量）是主要支出項，降水量與蒸發量的比例，決定了土壤水分狀況及其變化規律。
空氣
空氣——是作物賴以生存的玉要因素和物質來源，其組成物質有乾潔空氣、水汽和塵埃等雜質，其中農業氣象學所著重研究的CO2成分對農業自然條件的變化和產量形成至關重要。空氣中的CO2在正常清況下為320ppm，即每立升空氣含0.6毫克，它是作物光合作用形成有機物質的來源。空氣中CO2濃度的增長，有利於C3作物光合效率的提高，CO2對波長13一17微米的波譜區間的紅外輻射有強烈的吸收作用，產生“溫室效應”，增加大氣溫度，可能引起氣候變異和作物種植界限的變更。
實際上，一個地區的氣象條件總是以氣候或天氣條件綜合的影響作物的生長發育。氣候泛指某一地區氣象條件的多年平均狀況，天氣（則指氣象要素值（或天氣現象）在一較短時段內的狀況，氣候、天氣條件和作物的相互關係各有其側重面，氣候條件的綜合影響表現在作物分布的地帶性和種植制度的區域性。
產量品質
光強影響光合速率和乾物質的積累；這是中國的主要小麥高產區都分布在全年太陽總輻射能較大地區的原因。生長季節的長短和積溫的多少決定作物的可能生育時期從而影響產量。
氣溫變化的快慢對穀類作物的灌漿速度影響很大，變化緩慢時，灌漿延長，有利於增產。氣溫日較差大時，由於光合作用增強，夜間呼吸作用減弱，可使光合產物積累增多，產量增高。此外，水分也是光合作用不可或缺的重要原料和植物體內物質運輸的載體。作物產品的品質與天氣氣候條件也有密切關係。濕潤地區水分供應充分，如配以其他適當的條件，作物形成的貯藏物質將以澱粉、糖分、纖維和脂肪占優勢；在乾燥氣候條件下則貯藏物質以蛋白質等占優勢。溫度是影響大豆含油量的主要環境因子之一，在大豆成熟前20～40天內的溫度與豆粒含油率的相關係數最大。果樹在果實成熟期間如紫外線減少，果實的含糖量就下降。纖維作物在紫外線照射下品質良好；高山雲霧環境中生長的茶葉的品質較佳。氣象條件影響栽培管理措施的效果。如晴天時中耕除草效果好；大風天氣灌溉易引起作物倒伏；靜風逆溫條件適宜噴灑農藥；連陰雨天氣不利於收割、打場,還易造成收穫霉爛,等等。因此確定作物的栽培措施時既要考慮當時的天氣條件，又要顧及作物各生育期所處的氣象條件是否適宜。反之，耕作、灌水、行向、密度、間套複種等栽培措施也會影響局地小氣候環境，從而影響作物的生長發育和產量形成。如套種使作物生長發育交替延續，能充分利用季節與光熱水資源；間作對改善田間通風條件,調節CO2的供應有利等。
分布
分布作物防護
防災、救災措施
一是牢固樹立防災抗災的意識，繃緊農作物氣象災害這根鉉，時刻不放鬆。
二是根據氣象災害發生的特點和發生頻率，農業、氣象、水利等有關部門及早制定防救應急預案，及時發放到鄉鎮和有關部門，並在氣象災害易發生時段及時作出預警，積極組織抗災救災，使災害損失降到最低程度。
三是組織救災組，及時進行災情調查，研究補救措施，加強技術服務。在春播、春管和三搶（搶收、搶栽、搶管）期間，縣委、政府組織了各種救災組、服務團、指導隊120多個，近1000人，分赴各鄉鎮、深入田間地頭開展調查研究、組織種肥藥膜等物資幫扶農民，開展技術指導服務。農業局抽派出了68名技術人員，長期在鄉村與農民同吃、同住，開展救災工作和技術指導服務。
一是加強田間管理，防蟲治病；
二是對春播期間遇凍害、低溫、寒潮而引起爛種、死苗的田塊，立即組織農戶進行補種或改種，前期遇爛種、死苗的田塊及時進行補種，後期死苗的田塊改種其它作物；
三是對受冰雹損毀的田塊，視季節早遲進行補種或改種其它作物，對已絕收的田塊幫助農民及時作好規劃，補種紅苕、蔬菜或適時改種蕎麥、洋芋或其它晚秋作物；
五是對不良氣候所引起的農作物病蟲害及時進行綜合防治；
六是狠抓氣象災害發生的防除，及時進行驅雹；
七是確保救災抗災工作前後銜接。災情頻繁，不同災害種類前後相連，在救災抗災工作中統籌安排，前後銜接。各類庫、塘抓住降雨季節引水入庫(塘)，蓄水預防乾旱，同時組織農戶對堰、溝、渠進行全面清瘀和維修，以保證旱災發生時及時使用。
影響
（1）中國農學會農業氣象研究會於1986年9月9日～13日,在安徽省歙縣召開了作物氣象學術研討會。參加會議的有來自全國各地農業科研單位、氣象部門、高等農業院校和中國科學院系統的代表共44人。會議收到論文五十多篇,有25人作了學術報告。從內容看，為適應農業商品生產發展需要，作物氣象研究正在不斷深入，研究的對象由幾種作物擴展到多種作物，由糧食作物擴展到經濟作物和名、優、特作物,且有些研究成果已經取得了經濟效益，得到生產部門和民眾的好評，同時對作物品質與氣象條件關係的研究也取得了進展。
（2）作物氣象提出了氣象災害的類型以及對農業生產的影響，並提出了防避氣象災害的有效措施：一是加強農業基礎設施建設；二是加強宣傳，提高防災意識；三是大力推廣各種防災農業先進技術。
