第三節(jié) 植物生產(chǎn)與溫度

第三節(jié)植物生產(chǎn)與溫度

溫度是植物生長發(fā)育必需的條件之一，任何植物的生長都有一個(gè)適宜的溫度范圍，溫度過高或過低都會(huì)抑制植物的生長，甚至死亡。我國大部分地區(qū)有明顯的一年四季之分，根據(jù)季節(jié)（溫度）安排農(nóng)事，不違農(nóng)時(shí)，是作物生產(chǎn)的根本原則。根據(jù)各種作物對(duì)溫度的不同要求，一般將作物分為耐寒作物和喜溫作物。耐寒作物生長發(fā)育的適溫較低，在2--3℃時(shí)也能生長，幼苗能忍耐﹣6～﹣5℃的低溫。喜溫作物生長發(fā)育的適溫較高，一般要在10℃以上才能生長，幼苗期溫度下降到﹣1℃即會(huì)造成傷害。一、作物生產(chǎn)常用的溫度指標(biāo)（一）農(nóng)業(yè)界限溫度農(nóng)業(yè)界限溫度決定了一個(gè)地區(qū)內(nèi)的作物布局、種植制度、品種搭配和季節(jié)安排等。農(nóng)業(yè)界限溫度主要有：

0℃—凍結(jié)與解凍的標(biāo)志。0℃以上的持續(xù)天數(shù)為農(nóng)耕期。

5℃—溫帶作物開始或結(jié)束生長的標(biāo)志。5℃的持續(xù)天數(shù)為作物生長期。

10℃—喜溫作物開始播種與生長的標(biāo)志。日平均氣溫10℃以上的持續(xù)期，稱為喜溫作物生長活躍期。

15℃—喜溫作物開始旺盛生長的標(biāo)志。（二）變溫

在適宜的溫度范圍內(nèi)，白天溫度較高，光合作用強(qiáng)，夜間溫度低，呼吸消耗少，有利于有機(jī)物質(zhì)的積累和作物的生長發(fā)育。如白天24℃～26℃、夜間14℃～16℃是水稻灌漿的最適溫度。白天20℃、夜間17℃是小麥小穗形成的理想溫度。為了完成正常的生育周期，作物要求有與其自身特性相符的變溫條件。（三）氣溫、土溫和體溫（葉溫）

在分析溫度與植物的關(guān)系時(shí)，常采用氣溫；而對(duì)播種到出苗，對(duì)植物根系與塊根、塊莖類植物等，常采用地溫（土溫）資料分析問題。對(duì)水生植物常采用水溫，無土栽培時(shí)應(yīng)注重營養(yǎng)液的溫度。體溫最能直接反映溫度與植物的關(guān)系，但難度較大，因此較少應(yīng)用。同一環(huán)境溫度下植株不同部位溫度有很大不同。植株溫度可用紅外線溫度表進(jìn)行測(cè)定。據(jù)測(cè)定，在陽光直射下，葉溫常高于氣溫，一般可高3--5℃，有時(shí)甚至高10℃以上。陰天或蔭蔽時(shí)葉溫與氣溫相似。雨后因葉面水分蒸發(fā)，葉溫低于氣溫；夜間，葉溫低于氣溫。（四）三基點(diǎn)溫度指標(biāo)

在作物生長發(fā)育過程中，有三個(gè)基點(diǎn)溫度，即最低溫度、最適溫度和最高溫度，稱為三基點(diǎn)溫度。在最適溫度下，作物生長發(fā)育迅速而良好，在最低溫度和最高溫度下作物停止生長發(fā)育，但仍可維持生命活動(dòng)。如果繼續(xù)降低或升高，就會(huì)發(fā)生危害，直至死亡。植物生長三基點(diǎn)溫度與光合作用三基點(diǎn)溫度有所不同。就下限溫度來說，有時(shí)在一定低溫下植物不進(jìn)行光合作用，但仍能進(jìn)行一定的生長。三基點(diǎn)溫度隨作物、年齡、生育時(shí)期、生理狀況、溫度持續(xù)時(shí)間等因素的不同而變化，所以，它是一個(gè)溫度范圍。例如，C4植物，光合作用的最適溫度在30--40℃，而C3植物在10--25℃的范圍。關(guān)于三基點(diǎn)溫度，常有這種現(xiàn)象。（1）最適溫度接近最高溫度而遠(yuǎn)離最低溫度。（2）最低溫度在作物生長中常見而最高溫度并不常見。主要作物生長的三基點(diǎn)溫度作物名稱

基本溫度℃最低溫度最適溫度最高溫度小麥3--4.52530--32大麥3--4.52028--32玉米8--1032--3540--44水稻10--1230--3236--38豌豆1--23035（五）極端溫度

當(dāng)溫度升高或降低到一定程度時(shí)，將引起作物受害甚至死亡。這種溫度即為極端溫度（包括低溫和高溫）。低溫和高溫都會(huì)對(duì)植物造成危害。低溫危害包括冷害、凍害和霜害。冷害：在0℃以上的低溫危害稱為冷害，不耐寒的作物容易發(fā)生。凍害：在0℃以下的低溫危害稱為凍害。

霜害：是指春秋季節(jié)由于溫度急劇下降到0℃或以下，作物葉面結(jié)霜使其受害。

熱害：即高溫危害（如小麥干熱風(fēng)），比冷害和凍害發(fā)生少。討論：發(fā)生冷害、凍害、熱害的原因。P58（六）無霜期

無霜期是指春季最后一次霜凍到秋季最早一次霜凍出現(xiàn)之間的天數(shù)，如黃淮平原為170—200d，長江中下游為210—280d。無霜期也是滿足作物生長安全溫度的指標(biāo)，在無霜期內(nèi)，各種作物均能正常生長。因此，無霜期的長短也是確定作物布局和種植制度的重要依據(jù)。（七）積溫（下面將詳細(xì)講解）二、溫度對(duì)植物發(fā)育的影響（一）積溫1、積溫及其對(duì)發(fā)育的影響只有當(dāng)氣溫積累到一定程度時(shí)，作物才能完成其發(fā)育周期，這一溫度的總和稱為積溫。積溫能表明作物在生育期內(nèi)對(duì)熱量的總要求。積溫分為活動(dòng)積溫和有效積溫?；顒?dòng)積溫是指作物在某時(shí)期內(nèi)活動(dòng)溫度的總和?；顒?dòng)溫度是指大于生長下限溫度的日平均溫度。有效積溫是指作物在某時(shí)期內(nèi)有效溫度的總和。有效溫度是日平均溫度與下限溫度之差。舉例：總之，積溫學(xué)說可概括為三點(diǎn)：（1）在其他條件基本滿足的前提下，溫度對(duì)發(fā)育起主導(dǎo)作用；（2）開始發(fā)育要求一定的下限溫度；（3）完成發(fā)育要求一定的積溫。2、積溫的用途（1）作為作物與品種特性的重要指標(biāo)之一。（2）是作物引種的重要依據(jù)。（3）是安排作物布局、確定種植制度的重要依據(jù)。（4）是物候期、收獲期預(yù)報(bào)的重要依據(jù)。（5）在雜交育種、雜交制種時(shí)是確定適宜播期的重要依據(jù)。（6）負(fù)積溫的多少，有時(shí)可作為低溫災(zāi)害的指標(biāo)之一。（二）溫度與光周期對(duì)發(fā)育的綜合影響

溫度對(duì)植物的生長發(fā)育有重要影響。但有些作物的發(fā)育對(duì)光周期比較敏感，光周期對(duì)發(fā)育速率的影響與溫度相當(dāng)，有時(shí)甚至超過溫度的影響。常見的作物中，水稻、大豆就屬此類。在這種情況下，用積溫推算發(fā)育速率時(shí)，必須考慮光周期。對(duì)于水稻、大豆、玉米等短日照作物，在短日照條件下發(fā)育加速，完成發(fā)育的時(shí)間縮短，要求的積溫較少，在長日照下則相反。對(duì)于小麥等長日照作物，在長日照條件下發(fā)育加速，完成發(fā)育要求的積溫較少，在短日照下反之。（三）休眠期中溫度與發(fā)育的關(guān)系

植物的種子或植株，在發(fā)育過程中常有一段休眠期，為了打破休眠，它們要求足夠時(shí)間的一定的溫度等條件，不少植物為了打破休眠常要求較低的溫度。這種特殊情況與積溫學(xué)說溫度高則發(fā)育快有一定出入，在研究溫度與發(fā)育的關(guān)系時(shí)不容忽視。小麥等作物在通過春花階段時(shí)也要求一定時(shí)間的低溫。三、溫度對(duì)植物生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響（一）溫度對(duì)發(fā)芽、出苗與生長的影響地溫（土溫）對(duì)種子發(fā)芽、出苗的影響比氣溫要直接的多，所以一般用土溫做指標(biāo)較為確切。實(shí)際工作中，土溫和氣溫都較常用，但要注意二者的差別。1、春播時(shí)常采用5--10cm土溫作指標(biāo)，土溫比氣溫高2℃左右，所以氣溫指標(biāo)是10℃，則土溫指標(biāo)應(yīng)該是12℃。2、土溫受具體地塊的地形、坡度、土壤水分、耕作條件、天氣與覆蓋情況等的影響而千差萬別。顯著時(shí)，相鄰地塊，僅因土壤水分不同，表層土溫就可相差3--5℃，所以根據(jù)土溫確定播期時(shí)要注意這種差異。3、土壤不同深度的溫差明顯，特別是白天溫度。春播時(shí)3cm與5cm，5cm與10cm土溫的差值，就平均溫度而言，差值不到1℃，但白天，特別是晴天的中午，差值可達(dá)2--4℃，甚至更多。所以播種深度對(duì)發(fā)芽出苗的快慢影響很大?！妫ǘ囟葘?duì)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

溫度對(duì)作物生長發(fā)育的各種影響，最終都會(huì)影響到產(chǎn)量。以小麥為例：P60

溫度對(duì)作物品質(zhì)有著多方面的影響。其中溫度日變化（日較差—晝夜溫差）有著重要影響。如草莓，在形成甜味和顏色是要求中等或較高的溫度，而形成特有的香味要求10℃左右的溫度。這種低溫，只有早春才有，所以第一茬草莓較香。再如新疆哈密瓜、吐魯番的葡萄、蘭州的白蘭瓜之所以香甜也是這個(gè)道理。再如馬鈴薯。四、農(nóng)業(yè)措施對(duì)溫度的影響

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常采用一定措施來調(diào)節(jié)土溫與氣溫，以保證作物生長的適宜溫度條件。常用的措施有覆蓋、灌溉、中耕或鎮(zhèn)壓、壟作或溝種等。（一）覆蓋用草木灰、有機(jī)肥、植物秸稈、地膜進(jìn)行覆蓋，可以起到增溫、保墑作用。（二）灌溉對(duì)溫度的影響灌溉既可以降溫又可以保溫。夏季灌溉可以降溫，冬季灌溉可以保溫。對(duì)土壤的調(diào)溫效果可達(dá)1--3℃。（三）中耕松土與鎮(zhèn)壓對(duì)土溫的影響1、中耕對(duì)土溫的影響俗話說鋤頭上有火。中耕的作用是綜合的，可以增溫、保墑、松土、通氣、破除板結(jié)、除草。就溫度效應(yīng)來說，可使地表溫度提高2--3℃。增溫的原因，一是切斷土壤毛細(xì)管，撤掉表墑，減少蒸發(fā)耗熱。二是使鋤松的土層熱容量降低，得到同樣的熱能而增溫明顯。三是疏松的土層導(dǎo)熱率低，熱量向下傳導(dǎo)少，用于本層增溫。2、鎮(zhèn)壓對(duì)土溫的影響鎮(zhèn)壓能增加土壤容重，減少土壤孔隙，連通土壤毛細(xì)管，增加表層土壤水分，土壤熱容量和導(dǎo)熱率增加。從而使土壤表層白天降溫，夜間升溫，緩和土壤表層溫度日變化。此外，鎮(zhèn)壓還可以消滅坷垃與土壤裂縫，防