第十章-農(nóng)田小氣候的改造

第十章農(nóng)田小氣候

本章要點(diǎn)1、小氣候的概念2、小氣候的特點(diǎn)3、小氣候的形成4、幾種小氣候類型及氣象效應(yīng)5、溫室小氣候的特點(diǎn)第一節(jié)小氣候的概念、特點(diǎn)及

形成的物理基礎(chǔ)一、小氣候的概念1、定義：在小范圍內(nèi)，由于下墊面構(gòu)造和特性不同，使熱量和水分收支不一樣，形成近地層及土壤上層與大氣候所不同的特殊氣候，稱為小氣候。2、小氣候的類型

農(nóng)業(yè)小氣候、地形小氣候、防護(hù)林小氣候、城市小氣候、保護(hù)地小氣候、溫室小氣候等。二、小氣候的特點(diǎn)

1、范圍小(smallrange)2、差別大(largedifference)3、很穩(wěn)定(verystable)三、小氣候形成的物理基礎(chǔ)（一）作用面與活動(dòng)層的概念(activitylayer)

凡能籍輻射作用吸熱或放熱，從而調(diào)節(jié)鄰近氣層和土層（或其它物質(zhì)層）溫度狀況的表面，稱為活動(dòng)面或活動(dòng)層。（二）活動(dòng)層的熱量平衡

(thermalbalance)1、活動(dòng)層的輻射收支(radiationbalance)2、土壤熱交換(soilheatexchange)3、活動(dòng)層的亂流交換(turbulenceexchange)4、潛熱交換(latentheatexchange)

輻射是小氣候形成的熱力（能量）基礎(chǔ)，亂流交換是小氣候的形成的動(dòng)力基礎(chǔ)。四、農(nóng)業(yè)小氣候的特征

(Featuresoffarmingmicroclimate)

（一）農(nóng)田中光的分布(photodistribution)

光照強(qiáng)度由植株頂部向下遞減1、作物生長前期：光隨高度分布差別不大；2、作物生長旺期：隨高度增加，光照增強(qiáng)；3、作物生長后期：光隨高度分布差別不大。（二）農(nóng)田中溫度的分布最高、最低溫度出現(xiàn)在植株高度H的2/3處h2/3H白天h2/3H夜間1、旱地中溫度的分布作物生長前期和后期溫度分布同裸地相似。2、水田中溫度的分布同旱地相比，水田中，由于緊貼水面的一薄層，白天蒸發(fā)耗熱多，夜間冷卻慢，所以溫度分布情況相反：白天為輻射型分布，夜間為日射型分布。（三）農(nóng)田中濕度的分布（1）農(nóng)田中絕對(duì)濕度的分布主要取決于蒸發(fā)和蒸騰；（2）相對(duì)濕度的分布與水汽含量和溫度有關(guān)。（四）農(nóng)田中CO2的分布一般情況下，白天，從清晨至中午，由于作物光合作用吸收了CO2，使得在作物密集的高度上CO2的濃度最低，午后可降至最接近地面的地方，這種變化在靜風(fēng)條件下尤為明顯。夜間，從傍晚到清晨，由于作物的呼吸作用，釋放CO2，因此農(nóng)田中CO2的濃度由下向上不斷遞減。（五）農(nóng)田中風(fēng)的分布

農(nóng)田中的風(fēng)隨高度增加而增大：作物高度H風(fēng)速h第二節(jié)幾種類型小氣候的氣象效應(yīng)一、不同覆蓋的氣象效應(yīng)如地膜覆蓋的氣象效應(yīng)為：1、増溫(enhancetemperature)2、節(jié)水(savewater)二、噴灑化學(xué)藥劑的氣象效應(yīng)三、防護(hù)林帶的小氣候效應(yīng)

(Microclimateeffectofwindbreakzone)風(fēng)速（％）0481216202428樹高（H）的倍數(shù)10020408060風(fēng)向1、林帶的防風(fēng)效應(yīng)Populusforest2、防護(hù)林帶的作用（1）減輕強(qiáng)風(fēng)（臺(tái)風(fēng)、寒潮大風(fēng)）、風(fēng)沙、平流霜凍等災(zāi)害；（2）防止水土流失、減少土壤蒸發(fā)；（3）改良土壤，凈化空氣，改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境、改善城市氣候。Forestweb四、地形小氣候

陰坡陽坡干、暖濕、熱濕、涼最濕、最涼五、水域岸邊小氣候水域岸邊的氣溫、土溫日較差小，溫暖、潮濕、多霧。六、耕作措施的小氣候效應(yīng)1、耕翻的氣象效應(yīng)

耕翻使土壤疏松，增加土壤透水性和透氣性，提高土壤的蓄水能力，對(duì)下層土壤有保墑效應(yīng)。耕翻使土壤的熱容量和導(dǎo)熱率減小，削弱了上下層土壤間的熱時(shí)交換，增加土壤表層溫度的日較差。在夜間或低溫季節(jié)，耕翻土層有降溫效應(yīng)，下層有增溫效應(yīng)；在白天或高溫季節(jié)，耕翻土層有升溫效應(yīng)，下層有降溫效應(yīng)。2、鎮(zhèn)壓的氣象效應(yīng)

鎮(zhèn)壓可以減小土壤的透氣性和透水性，增加土壤的毛管水量，加速土壤水分的蒸發(fā)。在土壤干燥時(shí)，鎮(zhèn)壓具有提墑作用。鎮(zhèn)壓增加了土壤的熱容量和導(dǎo)熱率，加強(qiáng)了上下層土壤間的熱量交換，可減小土壤溫度日較差。鎮(zhèn)壓地夜間表現(xiàn)為增溫效應(yīng)，白天表現(xiàn)為降溫效應(yīng)。3、壟作的氣象效應(yīng)

壟作使土壤疏松，其小氣候效應(yīng)與耕翻相同。壟作增加了土壤表面與大氣的接觸面積，白天增加對(duì)太陽輻射的吸收面，熱量聚集在土壤表面，溫度比平作高；夜間壟上的有效輻射大，壟溫比平作溫度低。壟作使土壤的蒸發(fā)面增大，上層土壤干燥疏松，下層土壤濕潤；有利于排水防澇。有利于通風(fēng)透光。4、種植行向的氣象效應(yīng)

種植行向主要影響植株的受光時(shí)間和所得到的太陽輻射強(qiáng)度。夏半年，沿東西行向的日照時(shí)數(shù)比沿南北行向的日照時(shí)數(shù)多；冬半年，沿南北行向的日照時(shí)數(shù)比東西行向的日照時(shí)數(shù)多。因此在高緯度地區(qū)，秋季播種時(shí)取南北行向，春季播種時(shí)東西行向?yàn)橐恕?、種植密度的氣象效應(yīng)

種植密度的大小影響作物群體的通風(fēng)透光和溫度的變化。當(dāng)種植密度過大時(shí)，田間的通風(fēng)透光性較差，株間溫度白天低于外界的溫度，夜間高于外界的溫度單株產(chǎn)量降低，會(huì)影響群體的產(chǎn)量。當(dāng)種植密度過小時(shí)，田間的通風(fēng)透光性較好，株間溫度適宜，單株產(chǎn)量增高，但由于植株數(shù)量的減少，會(huì)影響群體的產(chǎn)量。在生產(chǎn)實(shí)踐中，應(yīng)根據(jù)不同的作物進(jìn)行合理密植。6、灌溉的氣象效應(yīng)

農(nóng)田灌溉后，土壤顏色加深，地面反射率減小，使得土壤吸收的太陽輻射能增加。灌溉后，增大了土壤的熱容量和導(dǎo)熱率，土壤溫度日較差比未灌溉地小。灌溉地因蒸發(fā)耗熱顯著增加，減弱了空氣的增溫作用，因此，白天、暖季有降溫效應(yīng)，夜間、冷季有增溫效應(yīng)。7、覆蓋的氣象效應(yīng)

覆蓋減弱了空氣的亂流活動(dòng)，可起到保溫、保濕的作用。覆蓋可以防止雜草萌生。

第四節(jié)溫室小氣候及其調(diào)控

(Greenhousemicroclimateanditsadjustment)

溫室：采用透明或不透明的物體覆蓋地面及其上空間的一種設(shè)施。第一代節(jié)能型日光溫室半拱圓形竹木結(jié)構(gòu)日光溫室一坡一立式日光溫室（瓦房店琴式）鞍II型日光溫室遼沈I型日光溫室熊岳第二代節(jié)能日光溫室改進(jìn)冀優(yōu)II型節(jié)能日光溫室第二代節(jié)能型日光溫室鋼骨架4分厚壁鋼管Φ10～12圓鋼Φ8圓鋼雙弦桁架式無柱結(jié)構(gòu)竹木骨架用直徑8～10cm的圓木做立柱、拉桿、橫梁，立柱縱向每隔3m一根，橫向共設(shè)3排。用直徑4cm的圓竹或5cm寬的竹片做拱桿，每隔60～80cm設(shè)一根。鋼筋混凝土預(yù)制件與竹木拱桿混合骨架柱、柁采用鋼筋混凝土預(yù)制件，拱桿仍采用竹片或圓竹。8#鍍鋅鐵絲與竹木鋼筋混凝土混合骨架立柱和柁為鋼筋混凝土預(yù)制件或圓木縱向每個(gè)35～40cm拉一道8#鍍鋅鐵絲，鐵絲上每隔70cm安一竹片或圓竹。日光溫室常用建筑材料的熱工參考指標(biāo)材料名稱容重(kg/m3)導(dǎo)熱率(kcal/m.h.℃)蓄熱系數(shù)(kcal/m.h.℃)整齊的石砌體26802.7520.60鋼筋混凝土24001.3014.00草泥或粘土墻20000.809.10空心磚12000.455.56鋸末2500.081.75稻草3200.081.55空氣(20℃)1.20.020.04墻體類型類型內(nèi)墻中墻外墻磚體空心墻12cm水泥砂漿磚墻6～12cm空心內(nèi)襯24cm水泥砂漿磚墻磚體夾心墻12cm水泥砂漿磚墻12cm珍珠巖、爐渣、鋸末、聚苯板24cm水泥砂漿磚墻磚墻或石墻外培土24cm磚墻或37cm石墻外培土1.0～1.2m土墻50cm厚木板打墻和泥垛墻外培土1.0～1.2m溫室的特點(diǎn)：（1）大量的短波輻射可以進(jìn)入室內(nèi)，很少的長波輻射逸出室外；（2）室內(nèi)與室外的亂流交換弱，只有通過分子熱傳導(dǎo)來進(jìn)行。一、溫室小氣候的特點(diǎn)1、溫室的光室內(nèi)的光照強(qiáng)度比室外弱，不同的材料，透光率不同。寒冷季節(jié)光照強(qiáng)度弱，成為生產(chǎn)的限制因子；由于保溫覆蓋，寒冷季節(jié)光照時(shí)數(shù)少；光照分布南強(qiáng)北弱，上強(qiáng)下弱，東西山墻附近上午或下午有三角形弱光區(qū)；室內(nèi)紫外線輻射強(qiáng)度比玻璃溫室高。2、溫室內(nèi)的溫度通常比室外高，晴天時(shí)，T室內(nèi)=7.1+1.37T室外氣溫常年高于露地，冬端夏長，保溫性能好的溫室可四季生產(chǎn)；氣溫日變化規(guī)律與外接相同；晴天最低氣溫出現(xiàn)在揭苫后半小時(shí)，最高出現(xiàn)在12～14時(shí)；陰天晝夜溫差小于晴天；氣溫分布嚴(yán)重不均：白天氣溫上高下低，中部高四周低；夜間北高南低；地溫相對(duì)穩(wěn)定，變化幅度小，中部高四周低，南底角處地溫最低。3溫室的濕度室內(nèi)的濕度大于室外，常導(dǎo)致溫室內(nèi)植物易受病害。空氣的絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度均高于露地；空氣相對(duì)濕度日變化大；局部濕差大。溫室越大，RH日變化越小，局部濕差較大；夜間作物沾濕現(xiàn)象嚴(yán)重，易誘發(fā)病害。園藝作物育苗番茄栽培黃瓜栽培甜瓜栽培茄子栽培彩椒栽培菜用仙人掌栽培蘆薈栽培苦苣活體蔬菜草莓栽培油桃栽培葡萄栽培花卉栽培

4溫室的二氧化碳狀況

溫室內(nèi)的二氧化碳比室外小，若