农业气象 第2章.pptVIP

第二章 太阳辐射与农业生产 主要内容 §1 光的生物学意义与植物的光学特性 §2 光照长度对植物的影响 §3 光照强度对植物的影响 §4 不同光谱成分对植物的影响 §5 光能利用率及其提高途径 本章重点与难点 本章重点： 光合有效辐射、光周期现象、感光性、光饱 和点与光补偿点、光能利用率等基本概念。 光周期学说在农业生产中的应用，光―光合 作用关系分析，光能利用状况及提高途径分析。 本章难点： 光周期学说及其应用， 光―光合作用关系理论分析。 §1 光的生物学意义与植物的光学特性 一、光的生物学意义 二、植物的光学特性 三、光在群体中的分布 一、光的生物学意义 1、太阳辐射的重要性 ● 太阳辐射是地球上生物有机体的主要 能量源泉； ● 太阳辐射是大气运动和产生各种天气 气候现象的主要能量源泉。 2、光的生物学意义 太阳辐射对植物的作用： ● 光合效应 ● 热效应 ● 光的形态效应 光还在相当程度上影响植物的地理分布。 各种辐射波段对植物的重要性见表2.1。 3、光对植物影响的主要方式 光主要从三个方面对植物产生影响： ● 光长，即光照时间的长短。 ● 光强，即光照的强弱。 ● 光质，即光谱组成的不同。 4、研究太阳辐射与农业生产的重要意义 ● 绿色植物通过光合作用所合成的物质约占其干重的90～95%； ● 太阳辐射能投射到植物体上真正为植物所 利用进行光合作用部分却很少。光能利用率低。 因此，提高作物的光能利用率是农业生产中 的一个十分重要的课题，当然也是农业气象学的 主要任务之一。 二、植物的光学特性 1、叶片对光的反射、透射和吸收 ● 植物的叶片通常都是半透明的。 ● 反射：投射到叶面的太阳辐射被直接 反射到太空中去的部分称为外反射；进入叶片 内部不能被叶片吸收从投射一侧返回空气中的 部分称为内反射；外、内反射之和称为反射。 2、影响叶片对光的反射、透射、吸收能力的因素 ● 太阳光谱成分 表2.2　绿叶对不同波段的平均反射、透射、吸收率 影响玉米及小麦叶片光学特性的因素 3、群体叶片对日光的反射、透射和吸收 太阳辐射进入植被内部，经过植被中茎叶 层层的反射、透射和吸收，当然还包括漏射， 而被削弱，形成了一个较复杂的过程。 关于群体叶片对日光的反射、透射和吸收 能力，可归纳出以下四点看法。 三、光在群体中的分布 1、光在群体中的分布规律 ● 由于受作物品种、群体的几何结构以及 密度等因素影响，植被中光强的垂直变化十分 复杂，但其垂直分布有一定的规律。 如油菜、小麦等（图2.1）。 图2.1 相对总辐射在植被中的分布（翁笃鸣等，1981） 相 100 对 80 油菜 总 60 辐 40 射 20 小麦 % 0 100 80 60 40 20 0 相对株高% （油菜株高158厘米，小麦株高123厘米） ● 植被中光强的垂直变化规律和作物叶片 的铅直分布状况相一致。 如棉花、小麦等（示意图）。 ● 在实际工作中常用透光率来表征农田中 的透光情况。 ● 透光率。所测高度处的照度与农田上方 照度的比值，用小数或百分数表示，也称相对 照度。 ● 农田中透光率的分布曲线与光强的分布 曲线完全一致，亦随深度迅速递减，其递减率 与叶片的铅直分布关系密切。 ● 在农田中，由于太阳视位置的日变化， 总光强也存在着与露地相同的日变化形式。 ● 农田中各高度透光率也存在着相同的 日变化，而由于太阳高度角的改变，中午时 透光率最大，早晚时透光率较小。 例如在对棉花的观测中发现，在始花期， 早晚的透光率为10%，而正午时透光率可达到 41%。 2、光在群体中垂直分布规律的数学描述 门司正三和佐伯敏郎（日本），1953年从 实际观测（大田切片法）和理论推算两个方面 建立了光强对叶面积的依赖关系。他们假定： 叶层是由叶片等植物器官所组成的均一介质， 并把比尔（Beer）定律引入到群体中光强垂直 分布的研究，提出了著名的门司—佐伯公式。 门司 — 佐伯公式: I = I0 exp（-kF） 式中，I0为冠层（群体顶部）的