专题十八 植物生产的温度条件与调控-讲义-《植物生产与环境》（第四版高教版）高考备考讲练测

专题十八 植物生产的温度条件与调控 一、考纲要求 1 . 植物生产的温度条件 1）掌握植物生长的三基点温度、农业界限温度、积温等温度指标及应用； 2）了解土壤温度、空气温度的变化规律； 3）解土壤热性质。 2.植物生产的温度调控 1）掌握土壤温度对植物生长发育的影响；2)掌握空气温度对植物生长发育的影响； 3)掌握植物生产的温度调控；4)了解植物的感温性和植物的温周期现象。 二、知识点梳理 任务1 植物生产的温度条件 一 、土壤热性质 土壤热性质---土壤温度的高低，受热容量、导热率和导温率等土壤热性质的影响。 (一)土壤热容量 土壤热容量含义：是指单位质量或容积的土壤在温度每升高1℃或降低1℃时所吸收或释放的热量。 与温度的关系：不同土壤成分的热容量相差很大。热容量大，土壤温度变化慢；热容量小，土壤温度变化快。 (二)土壤导热率 土壤导热率含义：是指土层厚度1cm, 两端温度相差1℃时，单位时间内通过单位面积土壤 断面的热量。 与温度的关系：土壤导热率越高，土壤温度变化越迅速。 (三)土壤导温率 土壤导温率含义：是指单位体积的土壤，通过热传导获得一定热量时，所能引起的温度变化量。 与温度的关系：其与土壤导热率成正比。 二、土壤温度 温度日、年变化的特征常用“较差”和“极值”出现时刻来描述。“较差”即最高温度 和最低温度之差，“极值”出现时刻是指最高温度和最低温度出现的时刻。 (一)土壤温度的日变化 出现在 在正常条件下， 一日内土壤表面最高温度 13时左右， 最低温度 日出之前。 日较差:一日之中，土壤最高温度与最低温度之差称为日较差。 一般土表白天接受太阳辐射增 热，夜间冷却，因此引起温度的昼夜变化。土壤温度受太阳高度角、土壤热性质、土壤颜 色、地形、天气等因素的影响。 (二)土壤温度的年变化 在北半球中、高纬度地区，土壤表面温度年变化的特点是： 最高温度 出现在 7月份或8月 份，最低温度 出现在 1月份或2月份。 土壤温度的年变化主要取决于:太阳辐射的年变化、土壤的自然覆盖、土壤热性质、地形、天气等。 凡是有利于表层土壤增温和冷却的因素，都能使最低温度与最高温度出现的 月份提早或推迟。 (三)土壤温度的垂直变化 1.一般土壤温度的垂直变化分为以下四种类型: 1).辐射型(放热型或夜型)--以1时为代表，土壤温度随深度增加而升高，热量由下向上输导。 2).日射型(受热型或昼型)--以13时为代表，土壤温度随深度增加而降低，热量从上向下输导。 3).清晨转变型--以9时为代表，此时5cm深度以上是日射型，5cm 深度以下是辐射型。 4).傍晚转变型--以19时为代表，即上层为放热型，下层为受热型。 2.一年中土壤温度的垂直变化分为: 1)放热型(冬季，相当于辐射型)；2)受热型(夏季， 相当于日射型)；3)过渡型(春季和秋季，相当于清晨 转变型和傍晚转变型)。 (四)影响土壤温度变化的因素 影响土壤温度变化的主要因素是太阳辐射.除此之外，还有： 1.土壤湿度 土壤湿度一方面可以改变土壤的热容量和导热率，另一方面也影响地面辐射收支和热 量收支。因此，潮湿土壤与干燥土壤相比，地面土壤温度的日变幅和年变幅较小，最高、 最低温度出现时间较迟。 2.土壤颜色 土壤颜色可以改变地面辐射差额，深色土壤白天温度高，日较差大；浅色土壤白天温 度较低，日较差较小。 3.土壤质地 4.覆 盖 植被、积雪或其他地面覆盖物，可以截留一部分太阳辐射能，使土温不易升高；另外， 覆盖物还可以防止土壤热量散失，起到保温作用。 5.地形和天气条件 坡向、坡度等地形因素及阴、晴、干、湿、风力大小等天气条件，可使到达地面的太 阳辐射量发生改变，或者影响地面热量吸收，从而影响土壤温度变化。 6.纬度和海拔高度 土壤温度随着纬度增加、海拔增高而逐渐降低。 三、空气温度 空气温度--简称气温，气温一般是指距地面1.5m高的空气温度。 (一)气温的非周期性变化 气温除了具有与土壤温度相似的周期性日、年变化规律，还会产生非周期性变化。气温的非周期性变化对植物生产危害较大。如冬末春初出现的“倒春寒”天气、夏末秋初出 现的“秋老虎”天气，便是气温非周期性变化的结果。气温非周期性变化能够加强或减弱 原有的气温日、年变化的周期性规律。 (二)气温的垂直变化 在一定的条件下，气温随高度的增加而增加的现象称为逆温，出现逆温的气层称为 逆温层。 1.逆温的类型 (1)辐射逆温。辐射逆温是指夜间由地面、雪面或冰面、云层顶等辐射冷却形成的逆 温。通常在日落以前开始出现，半夜以后形成，夜间加强，黎明前强度最大。日出后地面及其邻近空气增温后，逆温便自下而上逐渐消失。这种现象在大陆常年都可以出现，中纬度地区秋、冬季节尤为常见，涉及高度可达200～300m。 (2)平流逆温。平流逆温是指当暖空气平流到冷的下垫面时，使下层空气冷却而形成 的逆温。冬季从海洋上来的暖气团流到冷却的大陆上，或秋季空气由低纬度流向高纬度时， 容易产生平流逆温。平流逆温在一天中任何时间都可以出现。白天因为太阳辐射，逆温不明显，但夜间可以由地面有效辐射而使逆温加强。 2.逆温现象在农业生产中的应用 (1)有霜冻的夜晚通常有逆温层的存在，燃烧柴草、烟雾剂可以起到较好的防霜效果。 (2)在清晨逆温较强时，用药剂喷施植物可防治病虫害，因为这时药剂不致向上挥发， 而是均匀地洒落在植株上。 (3)寒冷季节晾晒农副产品时，通常将晾晒的产品置于一定的高度(2米左右),以免 近地面温度过低而引发冻害。 (4)在果树栽培过程中，让嫁接部位处于气温较高的范围内，避开低温层，可以使果 树在冻害严重的年份安全越冬。 四 、植物生长的温度指标 (一)植物生命活动的基本温度 基本温度指标：通常把植物生长的最低温度、最高温度、最适温度及最高与最低受害或致死温度称为 5个基本温度指标。 1.三基点温度 三基点温度含义：植物生命活动都有三个基本温度，即最低温度、最适温度和最高温度，我们称之为三基点温度。 在最适温度范围内，植物生命活动最强，生长发育最快。在最低温度以下或最高温度以上，植物生长发育停止。三基点温度是最基本的温度指标，用途很广。 不同植物的三基点温度是不同的(见表1-6-1)。 2.受害、致死温度 最低受害、致死温度：植物由于温度过低而导致的受害或致死称为冷害和冻害，此时的温度为最低受害、致死温度。最高受害、致死温度：植物因温度过高而造成的危害称为热害，此时的温度为最高受害、致死温度。 (二)农业界限温度 对农业生产有指标或临界意义的温度，称为农业指标温度或界限温度。 1.常见的农业界限温度 (1)0℃。土壤冻结或解冻，农事活动开始或终止，越冬植物停止生长；早春土壤开始 解冻，早春植物开始播种。从早春日平均气温通过0℃到初冬日平均气温通过0℃期间为农耕期，低于0℃的时期为农闲期。 (2)5℃。春季通过5℃的初日，华北的冻土基本化冻，喜凉植物开始生长，多数树木 开始生长。深秋通过5℃时，越冬植物开始进行抗寒锻炼，土壤开始日消夜冻，多数树木 落叶。5℃以上持续期间称为生长期或生长季。 (3)10℃。春季喜温植物开始播种，喜凉植物开始迅速生长。秋季喜温谷物基本停止 灌浆，其他喜温植物也停止生长。大于10℃期间为喜温植物的生长期，与无霜期大体吻合。 (二)农业界限温度 农业界限温度：对农业生产有指标或临界意义的温度，称为农业指标温度或界限温度。 1.常见的农业界限温度 (4)15℃。春季通过15℃的初日，喜温作物积极生长，这个时期为水稻适宜移栽期和 棉花开始生长期。秋季通过15℃为冬小麦适宜播种期的下限。大于15℃期间为喜温植物的 活跃生长期。 (5)20℃。春季通过20℃的初日，是水稻安全抽穗、开花的指标，也是热带作物橡胶 正常生长、产胶的界限温度。秋季低于20℃对水稻抽穗开花不利，容易形成冷害导致空壳。 20℃初终日之间为热带植物的生长期。 2.农业界限温度的用途 (1)分析与对比年代间与地区间稳定通过某界限温度日期的早晚，以便比较其回暖、 变冷对作物的影响。 (2)分析与对比年代间与地区间稳定通过相邻界限温度日期的间隔日数，用来比较升 温与降温的快慢对作物的危害。 (3)分析与对比年代间与地区间春季到秋季稳定通过某界限温度日期之间的持续日数， 可作为判断生长季长短的指标之一。 (三)积温 积温：一定时期的积累温度，即温度总和，称为积温。 1.积温的类型 常见的积温类型有：活动积温、有效积温、负积温、地积温、净效积温和危害积温， 应用较多的是活动积温和有效积温。 (1)活动积温。高于生物学下限温度的日平均温度称为活动温度， 一段时间内活动温 度的总和称为活动积温。 (2)有效积温。活动温度与生物学下限温度之差称为有效温度， 一段时间内有效温度 的总和称为有效积温。 2.积温的应用 (1)可以用来分析农业气候热量资源。 (2)可以作为植物引种的科学依据。 (3)可以为农业气象预报服务。积温既可以作为物候期、收获期、病虫害发生期等预报的重要依据，利用积温来推算适宜的播种期。 (4)可以作为农业气候专题分析与区划的重要依据之一。积温可以为确定某作物在某 地种植能否正常成熟提供依据，也可以为确定各地种植制度提供依据。 任务2 .植物生产的温度调控 一 、温度与植物生长发育 （一）植物的周期性变温 1. 植物的感温性 植物的感温性：是指植物长期适应环境温度的规律性变化，其生长发育对温度形成感应的特性。 不同植物在不同发育阶段，对温度的要求不同，大多数植物在生长发育过程中需要一定的较高温度。 在一定的温度范围内，随温度升高，植物的生长发育速度加快。春化作用是植物感温性的另一表现。 2. 植物的温周期现象 植物的温周期现象：是指在自然条件下气温呈周期性变化，许多植物适应温度的这种节律性变化，并通过遗传成为其生物学特性的现象。植物温周期现象主要是指日温周期现象。 (二)土壤温度与植物生长发育 1.对植物水分吸收的影响 在一定的温度范围内，土壤温度升高可以促使根系吸水量增加。 2.对植物养分吸收的影响 土壤低温减少了植物对多数养分的吸收。 3.对植物块茎和块根形成的影响 土温低，则块茎个数多而小。 4.对植物生长发育的影响 土温对植物整个生育期都有影响，且前期影响的大于气温。 5.对昆虫的发生、发展的影响 土温对昆虫，特别是地下害虫的发生发展有很大影响。 (三)空气温度变化与植物生长发育 1.气温日变化与植物生长发育 1）在最适温度范围内随温度的升高而加快，超过有效温度范围会对植物产生危害。 2）昼夜变温对植物生长有明显的促进作用。在植物生长发育期间，气温通常处于下限温度与最适温度之间，这时日较差大是有利的，白天适当高温有利于增强光合作用，夜间适当低温有利于减弱呼吸消耗。 3）温度的日变化影响还与高低温的配合有关。高纬度温差大的地区，在较低温度下，日较差大有利于种子发芽；在较高温度下，日较差小有利于种子发芽。 2.气温年变化与植物生长发育 气温的年变化对植物生长也有很大影响，高温对喜凉植物生长不利，而喜温植物却需 要一段相对高温期。 3.气温的非周期性变化对植物生长发育 容易产生低温灾害和高温热害。 二 、植物温度环境的调控技术 （一）一般条件下温度的调控技术 一般条件下主要是调控土壤温度和空气温度。 1.土壤温度的调控技术 (1)合理耕作。通过耕翻松土、镇压、垄作等措施，可以改变土壤水、热状况，适当提高或降低地温， 满足植物生长需要。 (2)地面覆盖。其目的在于保温、增温，抑制杂草，减少蒸发，保墒等。 (3)灌溉排水。 一般中纬度地区在小雪前后水面“日化夜冻”时，对越冬植物进行灌溉， 这是防止冻害发生的有效措施。 水分灌溉除了补充植物需水外，还可以改善农田小气候环境。水分过多地区，采用排水，可以提高地温。 (4)设施增温。 设施增温是指在不适宜植物生长的寒冷季节，利用增温或防寒设施， 人为地创造适于植物生长发 育的气候条件进行生产的一种方式。 (5)增温剂和降温剂的使用。在寒冷季节使用增温剂可以提高地温，在高温季节使用 降温剂可以降低地温。 2.气温的调控技术 生产上在高温季节常常需要降温，降温的调控技术有以下几方面。 (1)采用先进的灌溉技术。 在植物茎叶生长高温期间，可以通过喷灌、滴灌、雾灌等灌溉技术，进行叶面喷洒降温，期间要注意灌水量和时间，并注意喷洒均匀。 或在棚顶安装自动旋转自来水喷头或喷雾管，在每天上午10时至下午4时进行喷水降温。 (2)遮阳处理。 遮阳处理主要用于花卉、食用菌等的生产。对于需要遮阳的植物，可以采取搭建遮阳网，在荫棚四周搭架种植藤蔓作物等措施，提高遮阳效果。 (二)设施条件下温度的调控技术 1.地温调控2.设施保温3.设施降温4.设施增温 三、真题练讲 【例题1.判断题】在正常条件下，一日内土壤表面最高温度出现在（）时左右。( ) （2020年四川） A .05-06 B .08-09 C .13 D .14-15 【答案】C 【例题2·选择题】气温一般是指距地表（ ）m高的空气温度。[2014年河南] A.0 B.1 C.1.5 D.2 【答案】C 【例题3.选择题】生长季或生长期是指( )以上持续的日数。(2018年河南) A.0℃ B.5℃ C.10℃ D.15℃ 【答案】B 【解析】5℃以上持续期间称为生长期或生长季。 【例题4 ·单选题】当植物正常发育所需的有效积温不能及时满足时，其生育期会 ( )（2021年四川） A． 延长 B．缩短 C．死亡 D．不受影响 【答案】A 【例题5·选择题】具有增大受光面积、提高土温、排除渍水、松土通气效果的耕作措施是（ ）。（2015四川） A ．耕翻 B ．镇压 C ．覆膜 D ．垄作 【答案】D 四、限时练习 【例题1·选择题】 单位质量或容积的土壤在温度每升高1℃或降低1℃时所吸收或释放的热量。叫作( )。 A.热容量 B.导热率 C.导温率 D.界限温度 【答案】A 【例题2·选择题】正常条件下， 一日内土壤表面温度的最高值和最低值分别出现在 ( )。 A.13 时左右、1时左右 B.14 时左右、1时左右 C.12 时左右、日出前 D.13 时左右、日出前 【答案】D 【例题3·选择题】活动温度与生物学下限温度之差称为( )。 A. 活动温度 B. 有效温度 C. 农业界限温度 D. 有效积温 【答案】B 【解析】活动温度与生物学下限温度之差称为有效温度。 【例题4·选择题】植物生命活动都有三个基本温度即三基点温度，不属于三基点温度的是( )。 A. 最低温度 B. 有效积温 C. 最高温度 D. 最适温度 【答案】B 【解析】三基点温度的是最低温度 、最高温度 和最适温度 【例题5·选择题】下列土壤类型中 , 受热后土温上升快的是（） A. 砂土 B. 壤土 C. 黏土 D. 重黏土 【答案】A 【解析】土壤温度的变化幅度以沙土最大，壤土次之，黏土最小。 五、内容小结 学科网（北京）股份有限公司 $$