農田小氣候的改善與利用技術簡析

趙海軍　楊英華　趙龍飛

摘 要 農田近地層中氣溫、輻射、濕度和風等是農田小氣候要素。農作物耕作及農業技術措施等影響和制約農田小氣候，農田小氣候又反過來影響著農作物生長發育進程和產量的形成。因此，要加強農田小氣候量值研究分析，以采取科學、合理措施改善農田小氣候，達到農田小氣候的充分利用，實現農業穩產高產。

關鍵詞 農田小氣候；農作物群體結構；改善；利用

中圖分類號：S162 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）30--02

農田近地層中氣溫、輻射、濕度和風等是農田小氣候要素，這些量值影響著農作物生長發育進程和產量的形成。因此，加強農田小氣候理論及其改善利用研究分析，對于調查、分析和合理開發農業氣候資源，評估農田技術措施效應、預測防治作物病蟲害發生發展、抵御農業氣象災害、監測和改良農田環境等均具有重要意義。

1 農田小氣候特征分析

1.1 氣溫

農田作物層中的氣溫主要取決于作物群體結構內不同莖葉層透入的太陽輻射和湍流交換強弱的對比關系。當作物群體密度較大時，農田作物層內氣溫與裸地氣溫相比，白天氣溫相對較低、夜間氣溫相對偏高；當農田作物群體密度不大時，作物層中夜間氣溫可能較裸地夜間氣溫相對偏高一些[1]。以上對農田氣溫的分析僅限于同種作物某一生育期，對于不同作物及其不同生育期的農田氣溫鉛直分布存在著一定差異，農作物生長發育初期莖株矮小，枝葉覆蓋面積較少且分布稀疏，農田白天和夜間氣溫的鉛直分布為：白天氣溫呈地面向上遞減趨勢的日射型分布，到了夜間氣溫呈現出氣溫隨著高度的增加而逐漸上升的輻射型分布，農田白天、夜間氣溫基本上與裸地白天夜間氣溫的鉛直分布一樣；農作物生長發育盛期植株健壯、枝葉繁茂，這一時期內形成農田小氣候的因子變化頻繁，農田氣溫鉛直分布情況也變得復雜，白天氣溫分布正好與夜間氣溫分布相反；農作物生長發育后期，也就是成熟期，禾谷類糧食作物莖葉逐漸枯黃，莖葉覆蓋面積減小，植株蒸騰作用減弱，太陽光可以透過空隙直射田地，此時農田白天、夜間氣溫鉛直分布幾乎與生育初期一致，但棉花等水平闊葉作物與禾谷類作物存在一些差異，在氣溫的鉛直分布情況上，白天氣溫呈地面向上遞減趨勢的日射型分布，但溫度廓線最高點出現在植株頂部葉面附近而不是地面上，夜間氣溫隨著高度的增加而逐漸上升的輻射型分布，溫度廓線最低點在地面[2]。

1.2 光和輻射

太陽光進入農田作物層中，受到層層莖葉的阻擋，太陽光被吸收、反射等，一部分太陽光透過第1層葉片厚進入第2層葉片后被反射或吸收，一部分太陽光則直接經過莖葉空隙到達地面。太陽光總輻射、直接輻射和漫輻射的鉛直分布均呈由上向下遞減趨勢，開始時遞減相對緩慢，當射到枝葉繁茂的農作物群體上層時出現迅速遞減，到了第2層葉片厚遞減速度又開始減慢。在晴朗的天氣條件下，農田不同高度層上太陽輻射日變化情況基本相同，都呈早晚弱、中午強的特點，但不同高度層上太陽輻射量值變化情況有很大差異，光照強度隨著高度的增大而變強。

1.3 濕度

農田空氣相對濕度的大小是由農田蒸散和大氣濕度這2個因素決定的。農田蒸散指的是土壤蒸發和植物蒸騰之和，受植株之間湍流交換的減弱影響，農田作物層內土壤蒸發和植物蒸騰的水汽不易散逸。因此，農田中空氣相對濕度通常相對偏大于裸地。農田白天和夜間空氣相對濕度的鉛直分布均隨著高度的增加而減小。

1.4 風

農田風速與農作物群體結構植株密度關系密切，植株阻擋及摩擦作用等都會削弱農田中的風速。風速水平分布上由農田周邊向農田中間位置風速不斷減弱，開始減弱較快，減速逐漸變慢，風達到一定距離后風速維持不變；從風速的鉛直分布上看，風速到達作物層中莖葉繁密部位時減弱較大，當頂部和下部莖葉稀少時的風速較大，且距離農田邊行較遠地方的農作物層下部風速偏小。

2 農田小氣候的改善與利用

農田小氣候的特點主要決定于其表面狀況，因此可利用一些農業技術措施通過改變農田表面狀況來改善農田小氣候特點，為農作物生長發育創造適宜的環境條件，以達到充分利用農田小氣候合理發展農業生產的目的。浚縣地處太行山與華北平原過渡地帶，屬暖溫帶半濕潤性季風氣候，境內地形以平原為主，兼有丘陵山地，其中平原面積約占總面積的82%，土地肥沃，適宜多種作物生長，盛產小麥、玉米、大豆、花生和蔬菜等，自古就有“黎陽收，顧九州”之稱，小麥、玉米年總產量達到103萬t，被評為全國產量大縣。但小麥灌漿中后期常出現干熱風危害，春季大風帶來揚塵、沙塵天氣對蔬菜生產造成不利影響，且春、夏季干旱也給小麥、玉米等糧食作物和經濟作物生長影響較大。為此，可采取措施來阻斷土壤與大氣或作物與大氣之間的水、熱直接交換以改善農田下墊面性質，從而調節地氣層、作物冠層和土壤層溫、濕度，達到作物適宜生長的環境條件。

2.1 地膜覆蓋和秸稈覆蓋

地膜覆蓋可阻斷土壤與空氣之間的直接水熱交換。采用地膜覆蓋技術，在作物生長前期可提高土壤溫度、保持土壤濕度，促進幼苗生長，作物旺長期和生育后期能降低土壤溫度，抑制作物徒長，有利于作物成熟期營養物質積累。麥田地膜覆蓋技術改善了農田小氣候，具有增溫、保濕和節水成效。秸稈覆蓋作物后，植株間湍流交換熱通量增大，而潛熱交換熱通量和土壤熱通量減小，并具有低溫效應和蓄水保墑能力，可緩解旱地作物遭受干旱災害的影響。

2.2 改良灌溉方式

傳統農業灌溉采用大水漫灌，不僅費水，還不能有效改善農田小氣候，甚至導致小氣候惡化現象。采用噴灌技術，地表溫度日變化幅度較小，農作物冠層上方逆溫層存留時間較長，減緩了作物冠層與大氣之間大幅度的水熱交換，且噴灌水分利用率較漫灌高52%。在小麥灌漿期間實施噴灌，能明顯降低干熱風危害。當前蔬菜生產還推廣應用了滴灌、膜下溝灌等技術，在獲得穩產高產的同時還節約了水資源。

2.3 改良施肥方式

合理施肥能有效控制植株以調節作物與大氣、土壤之間的水熱交換。當前，推廣應用的科學施肥方式有配方施肥、微肥和菌肥混用等，既改善了土壤活性，也增加了土壤微生物和土壤活力。

2.4 實施間作技術

實施不同科、屬間作可改善作物群體結構，進而改善農田小氣候，提升地力、減少作物病蟲害。如高稈和矮稈作物間作，矮稈作物冠層上部至高稈作物頂部形成一個“通風走廊”，如林菜間作，農田白天溫度偏高于單作系統，氣溫日較差低于裸地，而且氣溫變化穩定，大氣濕度偏高，土壤蒸發量減少，土壤保水性較好。

2.5 興建農田防護林帶

林木可改善局地小氣候，抵御風沙，減少水土流失等。據研究分析，在農林復合系統內，局地氣溫可降低0.3～1.0 ℃，風速減小38%～72%，空氣相對濕度提高6%～13%，使區域內農田環境中空氣相對濕度增加，土壤含水量增加。

參考文獻

[1]馮增林，毛利惠.農田小氣候改善途徑[J].現代農村科技，2012（11）.

[2]王金鳳，王秀琴.農田小氣候的改善與利用[J].新疆農業科技，2011（6）.

（責任編輯：劉昀）