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水分

作者:汇感农业百科  阅读:次  类别:农业气象卷

    水对农业生产具有重要意义,一方面它是作物进行光合作用、合成碳水化合物的原料之一,是作物体内输送养分的载体。另一方面又是作物生长、发育的一个重要的环境因子。农业气象学着重研究农业环境中各种形态的水:雨、雪、霜、露、水汽、土壤水等的利用和对农业生产的影响(见附表2)。

    在农业环境的诸因子中,自然降水的多寡,强烈影响各地自然地理景观,决定农业生产类型。年降水量少于250毫米的地区为荒漠、干旱草原。这一类地区只有在利用外来水源发展灌溉的地方才有局部绿洲。年降水量250~400毫米之间的地区为草原或稀树草原,农业类型以畜牧业为主,水分条件较好的局部地区,存在半农、半牧的过渡形式。年降水量400毫米以上的地区为针叶林、阔叶林、混交林、热带雨林和湿生植物群落等,是世界上主要的农业区,农业类型包括旱作农业或雨养农业。

    土壤水分 土壤水分状况决定于土壤水分平衡。在土壤水分平衡各分量中,降水量是主要的收入项,蒸发量(有作物覆盖条件下为蒸散量)则是主要的支出项。降水量与蒸发量的比例,决定了土壤水分状况及其变化规律。在降水量超过蒸发量的地方,土壤中的盐分被淋洗而呈酸性反应。pH值一般都在6.0以下,这类地区水稻是优势作物;在降水量小于蒸发量地区,土壤蒸发作用可把下层盐分带到地表,土壤呈碱性反应,在海拔低、地下水位高的平原易形成土壤盐渍化,pH值一般都在7.5以上,旱作物为优势作物。降水蒸发比是影响种植制度以及耕作措施的重要因子,如华北地区降水小于蒸发,小麦种在低畦中以利灌溉和接纳雨水。在降水超过蒸发的长江中下游,小麦种在高畦上,以利排水和防止湿害。

    降水量的季节分配 中国东部是季风气候,冬季寒冷干燥,多数作物停止生长或休眠。夏季高温多雨,作物生长旺盛。地中海型气候则以秋冬潮湿多雨,夏季晴朗干旱为特征,因此形成地中海植物区系的多年生草本植物,如虉草、球茎大麦等在秋季发芽、冬季旺盛生长、夏季休眠的习性。降水量的季节分配很大程度上还影响一个地区的作物布局、种植制度和栽培方式。

    水分供应的年际变化 对作物收成丰歉有很大影响。降水量显著偏离平均值会造成旱、涝灾害。中国华北地区7月上旬开始进入雨季,正值春玉米和套种玉米的拔节至抽穗期,对水分最为敏感,如果雨季到来较晚,雨量显著偏少,将造成“卡脖旱”,严重减产。长江中、下游地区常发生的伏旱,严重影响岗地的棉花、豆类生长及晚稻插秧。中国天山北麓、苏联的欧洲部分和北欧,冬季一定量的降雪是小麦安全越冬的必要条件,而降雪少、积雪时间短的年份,小麦易受旱、冻而减产。

    蒸腾 是作物体内水分循环的主要动力,也是进行光合作用的重要生理基础,但是在干旱环境下,强烈的蒸腾也会导致作物体内水分平衡失调,光合强度下降,生理过程受阻而使作物受害。

    水分胁迫(water stress)

    是气候生产潜力的决定因素之一。所谓水分胁迫,指由于水分的不足或过多,作物生长发育受阻而使光热资源不能充分利用,生产潜力不能充分发挥。北京地区中熟种玉米的光能生产潜力可达12.75~15吨/公顷,其最适播种期在4月上中旬。而由于水分胁迫的存在,其气候生产潜力只有5.25~9吨/公顷,只相当于光能生产潜力的40%~67%,且使其最佳播期变为5月中下旬。

    由于水分在农业生产中的重要意义,以及水分条件具有较易调控的特点,农业气象及其相邻的学科广泛开展下列各方面理论和技术的研究:在基本规律方面,研究大气和土壤的水分运动变化规律,作物的需水规律、适宜水分指标、受害指标及省水高产栽培技术;在增加农田水分来源,防止干旱方面,开展渠灌、井灌、喷灌、滴灌等各种农田灌溉措施及其小气候效应等的研究;在防止涝害、湿害以及盐害方面,研究井排、渠排以及生物排水等措施及其效应;在减少土壤或水面蒸发方面,研究各种抑制蒸发的单分子成膜物质,塑料薄膜覆盖,以及耕、耙、沙田等农田耕作措施的保墒效应;在旱涝灾害的监测技术方面,除了原有的农学的和气象学的调查测定方法之外,还应用遥感技术,对旱涝灾害进行宏观监测。由于水有热容量大的物理特性,人们还通过调节水分状况来调节温度,以防御水稻烂秧和早、晚霜冻等农业气象灾害。

【参考书目】:

    牛文元著:《农业自然条件分析》,农业出版社,1981。

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