专题31 植物生产的温度环境（讲义）-山东省（春季高考）现代农艺类《植物生产与环境》考纲讲练测

编写说明：本专辑为山东省（春季高考）现代农艺类《植物生产与环境考纲讲练测》，严格依据山东省普通高校对口考试大纲（专业课）现代农艺类考试范围及要求编写，精准对标考纲，兼顾考点覆盖与实战应用。每套讲练测提供讲义、课件、练习三大配套教学文件，贯穿九大核心环节：考点解读、思维导图、知识梳理、背诵环节、常考题、高考真题、课堂练习、课堂小结及课后测验，形成“讲-练-测-评”闭环式教学与复习逻辑，助力考生夯实基础、突破重难点。 山东省现代农艺类 《植物生产与环境考纲讲练测》 专题31 植物生产的温度环境 讲义 [考点解读] 1.了解土壤温度的日变化及年变化规律。 2.了解空气温度的日变化及年变化规律。 3.理解影响土壤温度变化的因素。 4.理解土壤热容量和导热率的概念。 5.掌握逆温现象在农业生产上的应用。 [思维导图] [知识梳理] 温度是表示物体冷热的物理量。在植物的整个生命周期中发生的一切生理生化反应，都是在一定的温度环境中进行的。其中，土壤温度和空气温度与植物生产关系密切。 一、土壤温度 土壤温度简称土温，它不仅是影响土壤形成和土壤肥力的重要因素之一，也影响着植物的生长和发育。土壤温度的高低，主要与土壤的热性质有关。 (一)土壤热性质 1.土壤热容量 土壤热容量是指单位质量或容积的土壤，温度每升高或降低1℃时所吸收或释放的热量。如以质量计算土壤数量则为质量热容量，单位为J/（g·℃)；如以体积计算土壤数量则为容积热容量，单位是J/（cm3·℃)。 不同土壤组成成分的热容量相差很大。热容量大，土壤温度变化小；热容量小，则土温易随环境温度的变化而变化。农业生产上通常以水调温，“早春晴天排水增温，冬季灌水保温，夏季灌水降温”就是利用了这一原理。 2.土壤导热率 土壤导热率指在单位厚度（1cm），温差为1℃时，每秒通过单位土壤断面（1cm2）的热量，单位是J/（cm2·s·℃)。不同土壤组成成分的导热率相差很大。导热率越高的土壤，土壤温度容易随环境温度变化而变化；反之，土壤温度变化慢。中耕、镇压等耕作措施就是通过改变土壤中的水气比例，使土壤导热率发生变化从而调节土壤温度。 (二)土壤温度的变化 温度日变化、年变化的特征常用“较差”和“极值”的出现时刻来描述。“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。 1.土壤温度的日变化 正常条件下，地表白天接受太阳辐射增温，土壤温度在13时左右达到最高值;夜间放射长波辐射冷却，土壤温度最低值一般出现在日出之前。一日之中，土壤温度的最高值与最低值之差称为日较差。土壤表面温度的日较差较大，随着土壤深度的增加，土壤日较差减小。最高、最低温度出现的时间，也随土壤深度增加而延后，每增深10cm，延后2.5～3.5h。土壤温度受太阳高度角、土壤热性质、土壤颜色、地形、天气等因素影响。 2.土壤温度的年变化 在北半球中高纬度地区，土壤表面最高温度出现在7月或8月，最低温度出现在1月或2月。温度年较差是指一年内最热月平均温度与最冷月平均温度之差。土壤温度的年较差随土壤深度增加而减少，到一定深度后，年较差消失;最高、最低温度的出现时间也随土壤深度增加而延后，大约每增加1m，推迟20～30d。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、天气等因素。凡是有利于表层土壤增温和冷却的因素，如土壤干燥、无植被、无积雪等都能使极值出现的时间有所提早。 3.土壤温度的垂直变化 土壤中各层热量昼夜不断地进行交换，使得一日中土壤温度的垂直分布有一定的特点。一般土壤温度垂直变化分为4种类型:日射型(受热型或昼型)、辐射型(放热型或夜型)、清晨转变型和傍晚转变型。 如右图所示，辐射型以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。日射型以13时为代表，土壤温度随深度增加而降低，热量由上向下输导。清晨转变型以9时为代表，此时5cm深度以上为日射型，5cm以下为辐射型。傍晚转变型以19时为代表，即上层为放热型，下层为受热型。 一年中土壤温度的垂直变化可分为放热型(冬季，相当于辐射型)，受热型(夏季，相当于日射型)和过渡型(春季和秋季，相当于上午转变型和傍晚转变型)。 (三)影响土壤温度变化的因素 太阳辐射是影响土壤温度变化的主要因素，除此之外，以下因素也影响着土壤温度变化。 1.土壤湿度 土壤湿度一方面改变土壤的热容量和导热率，另一方面影响地面辐射收支和热量收支。因此，潮湿土壤和干燥土壤相比，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 土壤颜色可改变地面辐射差额，故深色土壤白天温度高，日较差大;浅色土壤白天温度较低，日较差小。 3.土壤质地 土壤温度的变化幅度以沙土最大，壤土次之，黏土最小。 4.覆盖 植被、积雪或其他地面覆盖物，可截留一部分太阳辐射能，使土壤温度不易升高;还可以防止土壤热量散失，起保温作用。 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，或者影响地面热量收支，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、海拔的升高而逐渐降低。 (四)土壤温度与植物生产 土壤温度直接影响植物的生长发育，大多数植物根区温度在20～30℃时生长最快。土壤温度对植物的影响主要表现在以下几个方面。 1.影响植物对水分的吸收 在植物生长发育过程中，随着土壤温度的增加，根系吸水量也逐渐增加。 2.影响植物对养分的吸收 低温减少了植物对多数养分的吸收，以30℃和10℃下48h短期处理进行比较，低温对水稻吸收矿物质的影响从大到小排序是P>N>S>K>Mg>Ca;如果长期冷水灌溉降低土壤温度3～5℃，则从大到小的影响顺序为 Mg>Mn>Ca>N>P。 3.影响植物块茎或块根的形成 土壤温度的高低直接影响植物地下贮藏器官的形成。 4.影响植物的生长发育 土壤温度对植物整个生育期都有一定影响，而且前期影响大于气温。如种子发芽对土壤温度有一定要求，小麦、油菜种子发芽所需最低土壤温度为3～5℃,玉米、大豆为8～10℃，水稻则为10～12℃。 5.影响昆虫的发生、发展当10cm土壤温度达到6℃左右时，金针虫开始活动;当达到17℃左右时，金针虫活动旺盛，并危害种子和幼苗。 6.其他影响 土壤温度还会间接影响植物病害的发生、土壤有机质的转化、土壤养分的供应、土壤水分的存在形态及土壤气体交换等，并最终影响植物生产。 二、空气温度 植物的生长发育不仅需要适宜的土壤温度，也需要适宜的空气温度给予保证。空气温度简称气温，一般是指距地面1.5m的空气温度。 (一)空气温度的日变化 空气温度的日变化与土壤温度的日变化一样，只是最高、最低温度出现的时间推迟。通常，最高温度出现在14～15时，最低温度出现在日出前后的5～6时。空气温度的日较差小于土壤温度的日较差，并且随着距地面高度的增加而逐渐减小。影响气温日较差的因素有以下几个。 1.纬度 空气温度日较差随纬度的升高而减小。这是因为一天中太阳高度角的变化是随纬度的增高而减小的。热带气温日较差平均为10～20℃，温带为8～9℃，而极地只有3～4℃。 2.季节 一般来说，夏季日较差大于冬季，而一年中气温日较差在春季最大。原因是:虽然夏季太阳高度角大，日照时间长，白天温度较高，但由于中高纬度地区昼长夜短，冷却时间不长，使夜间温度也较高，故夏季气温日较差小于春季。 3.地形 凸起地形气温日较差比平地小;低凹地形气温日较差较平地大。 4.下垫面性质 下垫面（与大气下层直接接触的地球表面）的热性质和对太阳辐射吸收能力的不同，使得气温日较差也不同。沙土、深色土和干松土壤上的气温日较差，分别比黏土、浅色土和潮湿土壤大。在有植物覆盖的地方，气温日较差小于裸地。 5.距海远近 陆地上气温日较差大于海洋，而且距海越远，日较差越大。 6.天气 晴天的气温日较差大于阴雨天、大风天的日较差。这是由于晴天的白天，太阳辐射强、气温高，夜间冷却快、气温低。 (二)空气温度的年变化 气温的年变化与土壤温度的年变化十分相似。大陆性气候区和季风性气候区，一年中最热月和最冷月分别出现在7月和1月，海洋性气候区落后1个月左右，分别在8月和2月。 1.纬度 气温年较差随纬度的升高而增大。赤道地区年较差仅为1℃左右，中纬度地区为20℃左右，高纬度地区可达约30℃。 2.距海远近 水的热特性决定了海洋升温与降温都要比陆地缓和，故距海近的地方受海洋的影响大，年较差小，越向大陆中心，年较差越大。一般情况下，温带海洋上年较差为11℃，大陆上年较差可达20～60℃。 3.地形 地形对气温年较差的影响与日较差的影响相似。凹地的气温年较差大于凸地的气温年较差，且随海拔的升高而减小。 4.天气 一年中晴天较多的地区，气温年较差较大，一年中阴(雨)天较多的地区气温年较差较小。 (三)气温的非周期性变化 气温除了具有周期性日变化、年变化规律外，还会产生非周期性变化。如我国江南地区3月出现的“倒春寒”天气和秋季出现的“秋老虎”天气等，对植物生产危害较大。 (四)逆温现象 逆温是指在一定条件下，气温随高度的增加而增加，气温直减率为负值的现象。 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。辐射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。 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。平流逆温在一天中任何时间都可出现。 3.逆温现象在农业生产上的应用 (1)有霜冻的夜晚往往有逆温存在，此时燃烧柴草、施烟雾剂可起到较好的防霜效果; (2)在清晨逆温较强时用药剂喷施防治病虫害，可使药剂不向上挥发，而是均匀地洒落在植株上，从而有效防治病虫害; (3)寒冷季节晾晒一些农副产品时，常将晾晒的产品置于一定高度(2m左右)，以免近地面温度过低而产生冻害; (4)在果树栽培中，可使嫁接部位恰好处于气温较高的范围内，避开低温层，使果树在冻害严重的年份能安全越冬。 (五)空气温度与植物生产 1.气温日变化与植物生产 气温日变化对植物的生长发育、有机质积累、产量和品质的形成有重要意义。植物的生长发育在最适温度范围内随温度升高而加快，超过有效温度范围会对植物产生危害。如我国西北地区的瓜果含糖量高、品质好就与气温日较差大有密切关系。 2.气温年变化与植物生产 气温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。 除周期性变化外，气温非周期性变化与植物生产也有密切关系。气温的非周期性变化易使植物产生低温寒害和高温热害。 [背诵环节] 1.简述影响气温日较差的因素。 【答案】纬度、季节、地形、下垫面性质、距海远近、天气。 2.简述土壤热容量的概念和类型。 【答案】土壤热容量是指单位质量或容积的土壤，温度每升高或降低1℃时所吸收或释放的热量；分为质量热容量和容积热容量。 3.简述影响土壤温度变化的因素。 【答案】太阳辐射、土壤湿度、土壤颜色、土壤质地、覆盖、地形和天气条件、纬度和海拔高度。 4.简述逆温的概念和类型。 【答案】逆温是指在一定条件下，气温随高度的增加而增加，气温直减率为负值的现象；辐射逆温、平流逆温。 [常考题] 1.一般情况下，测定气温时温度计的感应部分距离地面的高度为（ ） A.0.5m B.1.0m C.1.5m D.2.0m 【答案】C 2.中耕后，土壤热容量和导热率的变化分别是（ ） A.变大，变大 B.变大，变小 C.变小，变大 D.变小，变小 【答案】D 3.一年中最为寒冷、农事上进行果树涂白防止冻害的节气是( ) A.大寒 B.寒露 C.霜降 D.大雪 【答案】A 4.下列土壤成分中，土壤容积热容量最大的是（ ） A.有机质 B.矿物质 C.水 D.空气 【答案】C 5.一日内土壤表面的最高温度出现在（ ）左右。 A.12：00 B.12：30 C.13：00 D.14：00～15：00 【答案】C 6.一年中土壤温度的垂直变化在冬季表现为（ ） A.放热型 B.受热型 C.日射型 D.转变型 【答案】A [高考真题] 1.影响土壤温度变化的主要因素是（ ） A.土壤质地 B.土壤湿度 C.土壤颜色 D.太阳辐射 【答案】D 2.单位质量土壤的温度每升高或降低1℃所吸收或放出的热量称为（ ） A.容积热容量 B.质量热容量  C.土壤导热率 D.土壤导温率 【答案】B 3.“秋老虎”天气现象反映的气温变化情况属于（ ） A.日变化规律 B.年变化规律 C.非周期性变化 D.秋季转变型 【答案】C 4.关于气温日较差的大小，下列说法正确的是（ ） A.阴天大于晴天 B.内陆大于沿海 C.平地大于低洼地 D.大风天大于无风天 【答案】B 5.太阳辐射的日变化中，晴日太阳辐射强度最大时出现的时间为（ ） A.早晨 B.上午 C.中午 D.下午 【答案】C 6.一年中，土壤表面月平均温度最高值出现在（ ） A.1-2月 B.5-6月 C.7-8月 D.11-12月 【答案】C 7.逆温现象在农业生产上应用广泛。秋季空气由低纬度流向高纬度时产生的逆温属于（ ） A.辐射逆温 B.平流逆温 C.湍流逆温 D.下沉逆温 【答案】B 8.气温日较差的大小受地形、地表状况等因素影响，下列说法正确的是（ ） A.低凹地大于平地 B.黏质土地大于沙质土地 C.有植被地大于裸地 D.潮湿土地大于干松土地 【答案】A 9.一年中气温日较差最大的季节是（ ） A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季 【答案】A 10.田间管理中冬灌有增温效应，夏潘有降温效应，主要是因为灌水后土壤的（ ） A.热容量变大，导热率变大 B.热容量变小，导热率变小 C.热容量不变，导热率变小 D.热容量不变，导热率不变 【答案】A [课堂练习] 1.下列土壤成分中，土壤导热率最小的是（ ） A.有机质 B.矿物质 C.水 D.空气 【答案】D 2.土壤温度随土层深度增加而降低的类型属（ ） A.日射型 B.辐射型 C.上午转变型 D.傍晚转变型 【答案】A 3.土壤深度每增加1m，土温年极值出现时间推迟（ ） A.1～5d B.20～30d C.2～3h D.100d 【答案】B 4.表示物体冷热程度的物理量是（ ） A.湿度 B.气压 C.温度 D.光照 【答案】C 5.一日中土壤最高温度与最低温度之差称为（ ） A.年较差 B.日较差 C.极差 D.垂直温差 【答案】B 6.导热率越高的土壤，土温随环境温度变化（ ） A.越容易 B.越慢 C.无变化 D.完全不变 【答案】A 7.多数植物根区生长最快的温度范围是（ ） A.0～10℃ B.20～30℃ C.35～45℃ D.50℃以上 【答案】B 8.一定条件下，气温随高度的增加而增加，气温直减率为负值的现象为（ ） A.绝热增温 B.辐射降温 C.日射增温 D.逆温 【答案】D 9.简述土壤温度对植物生产的影响。 【答案】(1)影响植物对水分的吸收； (2)影响植物对养分的吸收； (3)影响植物块茎或块根的形成； (4)影响植物的生长发育； (5)影响昆虫的发生发展； (6)间接影响 病害、有机质转化、养分供应、水分形态、气体交换等。 10.简述逆温现象在农业生产上的应用。 【答案】(1)有霜冻的夜晚往往有逆温存在，此时燃烧柴草、施烟雾剂可起到较好的防霜效果; (2)在清晨逆温较强时用药剂喷施防治病虫害，可使药剂不向上挥发，而是均匀地洒落在植株上，从而有效防治病虫害; (3)寒冷季节晾晒一些农副产品时，常将晾晒的产品置于一定高度(2m左右)，以免近地面温度过低而产生冻害; (4)在果树栽培中，可使嫁接部位恰好处于气温较高的范围内，避开低温层，使果树在冻害严重的年份能安全越冬。 [课堂小结] 一、土壤温度 (一)土壤热性质 (二)土壤温度的变化 (三)影响土壤温度变化的因素 (四)土壤温度与植物生产 二、空气温度 (一)空气温度的日变化 (二)空气温度的年变化 (三)气温的非周期性变化 (四)逆温现象 (五)空气温度与植物生产 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $