天气状况及管制
温度
不管光照和水分条件有多有利,植物都会生长停止当空气和树叶温度下降到某个最小值以下或超过某个最大值时。在这两个极限之间,存在一个生长速度最快的最佳温度。这三个温度点是给定植物的基本温度;大多数植物的基本温度是已知的,至少是近似的。冷季作物(燕麦、黑麦、小麦和大麦)的基本温度较低:最低32°至41°F(0°至5°C),最佳77°至88°F(25°το 31°C),最高88°το 99°F(31°至37°C)。对于热季作物,如瓜类和高粱,基本温度的跨度要大得多。基本温度随发展阶段而变化。例如,冷治疗播种前发芽种子在32°F(0°C)附近可将冬黑麦转化为春黑麦;这种治疗,称为春化处理,在寒冷气候植物中有实际应用。
的范围白天的温度变化也很重要;最佳净光合作用与较大的日温度范围有关,即白天温度高,夜间温度低。了解叶片温度和空气温度之间的差异有助于农民采取保护措施。在中高纬度地区,霜冻往往发生在气温降至冰点之前;在夏季,植物受到的热伤害可能比单纯的气温所暗示的要严重得多。由于这个因素,台湾的农民为菠萝果实遮荫以防止热损害。
土壤温度对植物生命的生态意义有时比空气温度更大。种子萌发、根系功能、植物生长速度以及植物病害的发生和严重程度都受到土壤温度的影响。由于期间土壤温度不利生长季节会减慢或毁掉一个作物在美国,已经开发出了改变温度的技术。两种最重要的方法是:(1)调节能量交换和(2)改变地面的热性质。传入的能量可以通过地面上或地面附近的绝缘层来调节,比如纸,稻草、塑料或树木;发出的辐射可以通过绝缘材料或在空气中产生烟雾来减少。地面的热特性可以通过培养或灌溉增加土壤吸收辐射的能力,或者通过改变蒸发的速度。覆盖是控制土壤温度的常用技术。炭黑或白色物质可以改变土壤吸收辐射的能力。在苏联例如,据报道,每英亩100磅煤尘(每公顷112公斤)导致棉花成熟期提前一个月。
霜
温度控制的另一个方面是防冻。冰冻温度造成损害的可能性取决于植物的种类、季节、温度变化的方式、植物的生理状态和其他因素。果园的选址可以尽量减少霜冻损害的可能性。
霜冻有两种类型:(1)辐射霜这种现象通常发生在晴朗的夜晚当风向外辐射过大时,空气的温度不一定在冰点(2)风,或平流,霜,在任何时候发生,白天和黑夜,不管云层覆盖,当风从寒冷地区移动空气。这两种类型可能同时发生。大多数防霜技术只能将温度提高几度,而有些仅对辐射霜有效。
加热可能是最著名和最有效的防冻措施。这是最有效的晚上有强烈的逆温层在这种情况下,空气温度从地面上升到高达40或50英尺(12或15米)。因此,被加热的空气的深度是相当浅的,在一定的温度上升范围内,可以产生的面积随温度的强度线性增加反演.由于没有逆温层,加热器通过向植物和地面辐射热量来起到保护作用,并通过排放一层潮湿的烟雾来减少从地面排出的净损失。
一般来说,大量的小加热器是最有效的;大型加热器形成对流,打破温暖的天花板,吸入冷空气。对于辐射霜防护,加热器被放置在植物或树木的“视野”中,但对于平流霜,高浓度的加热器被放置在逆风边缘。加热器常用的燃料包括油、煤、煤球和木材。油是最有效的,因为它可以迅速点燃,很容易熄灭。加热是一项昂贵的技术;一些在英国尝试过的种植者很快就放弃了这种做法,甚至在加州等地,供暖也变得不那么普遍,主要局限于柑橘类等少数高价值作物。
的风力机在防冻方面很受欢迎;虽然它提供的结果不太可靠,但其运行成本远低于加热器。这些机器,就像风扇或螺旋桨,分解夜间活动的通过机械地混合空气,将白天上升的热量返回到地面,从而形成逆温。逆温越强,风越有效机然而,对于白天的冰冻或寒冷的土壤,这种方法是无效的。即使在最好的情况下,地表温度也不会上升多少;因此,一些运营商同时安装加热器和风力机,后者用于强逆温夜,前者用于防风霜。
洪水和洒与水防止过度地面冷却,增加热传导性和热容土壤和释放潜热也就是水结冰时释放的热量。只要从水到冰的状态发生变化,植物的温度就不会降到冰点以下。洪水有减缓白天土壤升温的缺点;因此,它只能有效地使用一两个晚上。喷洒会在空气中产生水粒子,从而减少辐射,但一旦停止喷洒,植物温度就会立即下降冰的形成可能对作物造成损害。一般来说,通过水淹和洒水进行成功的保护需要操作人员具备很高的技能和判断力。
刷霜是一种防霜技术,用纸或铝箔做屏障,以减少对天空的辐射损失;它已被用于番茄,并取得了一定的成功文化在加州。
马萨诸塞州的蔓越莓种植者再加一层薄薄的沙子定期给土壤施肥。沙质表面容易因辐射而升温,缓慢冷却;它还减少了其低含水量的蒸发。砂化可以提高壤土、粘土和有机土壤的温度,从而减少霜冻危害。防风林还可以通过减少冷空气的流入和屏蔽整个夜空中的植物来起到防霜的作用。
向受霜冻威胁的植物喷洒无害的泡沫或凝胶是一项正在研究的技术。被困在泡沫中的空气起到绝缘保护作用,而泡沫可以被设计成溶解在任何所需的时间间隔后。这项技术已被探索用于草莓和其他低生长作物。