作物农业气象学/农业气象学常模
- 本章的目标
- 了解一些作物的农业气象学常模
气候正常是指温度、降雨量、湿度等的程度，这些程度将最佳条件与异常条件区分开来，无论是由于过量还是不足。
温度和太阳辐射通过直接影响谷物生产中涉及的生理过程，以及通过病虫害的发生来间接影响水稻产量。
温度 - 产量差异主要是由于生长季期间的温度和太阳辐射导致。水稻需要在生长期间有高温、充足的水供应和高大气湿度。水稻可以耐受高达 40°C 的温度，只要水不限制。整个生长期间需要 22°C 的平均温度。如果生长阶段的高温降至 15°C 以下，水稻产量会因形成不孕小花而大幅下降。低温最关键的时期是在抽穗前约 10-14 天。太阳辐射 - 生育阶段日照时间短对谷物生产略有负面影响，而生殖阶段相同情况会减少小花数量和发育，从而降低产量。为了获得 5 吨/公顷的谷物产量，需要 300 卡路里/厘米2/天的太阳辐射。生殖阶段低日平均温度和高太阳辐射相结合有利于提高产量。降雨 - 水稻需要高湿度，因此被归类为水生植物。水稻从发芽到乳熟期需要浸水条件。需水量为 125 厘米。种植低地水稻需要平均每月 200 毫米降雨量，种植旱地水稻需要 100 毫米降雨量。
温度 - 播种的最佳温度为 15-20°C。成熟时，需要 25°C。收获时，小麦需要 30-35°C 的高温和 9-10 小时的明亮阳光。水分 - 一公顷小麦消耗约 2500-3000 吨水。抽穗期缺水会导致籽粒干瘪，产量下降。
这种作物最适合地球上的中间气候，大部分种植面积都集中在这些气候地区。温度 - 玉米需要 24°C 的平均温度和 15°C 以上的夜间温度。在夏季平均温度低于 19°C 或夏季平均夜间温度低于 21°C 的地区，无法种植玉米。然而，夜间高温也会导致产量下降。水分 - 玉米适应潮湿气候，需水量大。生长期间需要 75 厘米的降雨量。玉米平均需水量估计在 41 到 64 厘米之间。从发芽到抽穗期，玉米对水的需求较少。然而，在开花时，它需要更多的水，并且随着成熟，需水量会减少。
棉花需要在整个生育期内有 4-5 个月的均匀高温（28-45oC）。营养生长期间需要 21-29oC 的平均气温。生殖阶段的最佳气温为 27-32oC；平均日照时间为 8-9 小时/天；平均相对湿度为 70%。但在吐絮期和开铃期（9 月至 11 月），相对湿度低于 70%，日照时间为 8 小时，是优质棉花生产的理想条件。棉花作物的生长速度在 25-30oC 时会加快。低于 15oC 的温度会抑制生长，减少蕾 (芽) 的形成。水分 - 棉花需要的最低降雨量为 500-650 毫米。早期的大量降雨是不利的。秋季干燥的月份有利于生产优质产品。后期降雨过多会导致叶片、蕾和铃脱落。它也会促进徒长，延迟成熟，改变棉绒的颜色。高湿度有利于许多病虫害的发生。
最佳发芽的平均温度为 30oC。最佳生长的平均温度为 35oC。在低于 20oC 的温度下，生长会减缓。理想的气候是 4-5 个月的炎热时期，温度为 30-35oC，随后是 6-8 周的凉爽时期，以利于更好地成熟。水分。甘蔗需要约 60-70 厘米的降雨量。
马铃薯会产生纤维根系。因此，马铃薯通常无法利用土壤剖面深处养分和土壤水分。虽然根系生长在土壤温度为 50 到 95˚F (10 到 35˚C) 时发生，但最佳、最活跃的根系发育是在土壤温度为 59 到 68˚F (15 到 20˚C) 时。叶片 (茎叶) 生长在温度为 44.6 到 86˚F (7 到 30˚C) 时发生，但最佳生长是在 68 到 77˚F (20 到 25˚C) 左右。块茎生长的最佳温度类似。马铃薯块茎是匍匐茎的膨大部分。块茎的启动是由短日照时间 (光周期) 触发的，并涉及生长激素。土壤温度越低，块茎启动越快，形成的块茎数量越多。块茎启动的最佳土壤温度为 59 到 68˚F (15 到 20˚C)。在这种情况下，马铃薯植株的匍匐茎和枝条会比较短。较长的日照时间会延迟块茎启动，有利于匍匐茎和枝条的生长。高温也会减少块茎形成。晚熟品种似乎对长日照或高温条件更敏感。植株中低氮和高蔗糖含量有利于形成更多块茎。一旦形成，块茎会快速生长，在温带气候下，每天的最高生长速度可达 1,249 磅/英亩。
大豆是一种热带作物，但其种植现已扩展到亚热带和温带地区或气候。大豆的气候要求与玉米几乎相同。种子发芽的最低和最高温度分别为 5 和 40°C。生长最低温度为 10°C，从播种到开花期间，最快的生长速度出现在 30°C。夜间高温会增加营养生长和分枝数量。低温会延迟开花。低于 20°C 时开花不良，开花量会随着温度升高到 32°C 而增加，超过 32°C 时，开花脱落和结荚会增加。超过 33°C 时，产量会减半。约 30°C 的土壤温度会使种子产量提高 50% 以上，而 10°C 则会使种子产量降低类似的幅度。大豆基本上是一种短日照植物。日照时间会影响生长速度。在短日照品种中，日照时间延长会导致开花延迟，植株更高，节间更多。大豆通常作为雨养作物在雨季种植，作为冬季作物在雨季作物后，利用退水土壤水分种植。在降雨量从 600 毫米到 1000 毫米不等的地区都可以种植大豆。开花和结荚期土壤水分胁迫会导致种子产量降低约 50%。过量的土壤水分会抑制固氮作用。低大气湿度会显着降低种子产量。