第十三章辐射光照与农业

太阳辐射与农业生产关系（一）辐射波谱与农业生产到达地面的太阳辐射主要分为三种：紫外辐射、红外辐射、可见光辐射。

不同波段的太阳辐射对农业作物有不同的影响。

有的会促进植物根部，叶片，果实的发育，提高营养含量，有的会抑制作物的生长，有的甚至会对植物有一定的伤害。

1.紫外辐射较短波长的紫外辐射能抑制作物生长，杀死病菌孢子。

但是如果小于290nm，就会对植物造成伤害。

有的植物对于紫外线的耐受程度特别好，比如南欧黑松。

根据科学家的研究，如果用相当于火星表面的紫外线强度作为标准，来照射各种植物，番茄、豌豆等只要3－4小时就死去；黑麦、小麦、玉米等照射60－100小时，能杀死叶片；而南欧黑松照射635小时，仍旧活着。

这是对紫外线忍受能力最强的植物。

对于其他抗紫外辐射能力不强的作物，臭氧层能够吸收较短的紫外线，保护了这些地面生物。

而波长较长的紫外辐射能够促进植物种子的萌发。

农民播种前晒种就是应用的这个原理。

适宜丰富的紫外辐射能够能促进果实成熟，提高蛋白质、维生素和糖分含量，因此，向阳的果实比较香甜。

高山，高原的紫外线丰富，因此植物根部发达，茎叶短小，也面窄小。

2．可见光辐射对作物生长有意义的波长主要为400-760nm，最有效的为叶绿素主要吸收的红橙光和蓝紫光。

在波长610-760nm的红橙光谱区，植物的光合作用、肉质直根鳞茎、球茎等的形成过程和开花过程和光周期过程都以最大速度进行。

植物叶绿素中的叶绿素a.b主要吸收红橙光，因此这一波段的可见光辐射能促进光合作用的进行。

在730nm和660nm附近的红光影响长日照植物和短日照植物的开花，茎的伸长和种子萌发。

红橙光也能促进糖类的合成。

波长在400-510nm的蓝紫光也是叶绿素主要吸收的光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收的就是蓝紫光。

因此能促进植物的光合作用，促进植物蛋白质和脂肪的合成。

大多数情况下也会延迟植物的开花。

3．红外辐射红外辐射主要增热地面，产生热效应，为植物生长发育提供热量。

太阳辐射预测技术在农业生产中的应用研究随着人们对环境和气候变化的关注不断升级，越来越多的研究开始探讨如何利用科技手段保护环境、提高农业生产效率。

作为太阳光照量的主要来源，太阳辐射预测技术在农业生产中的应用越来越受到关注。

本文将深入探讨太阳辐射预测技术在农业生产中的应用研究，并提出相应的建议和展望。

一、太阳辐射预测技术概述太阳辐射预测技术是指通过分析大气环境和太阳辐射变化规律，将预测结果与真实的天气变化进行对比，进而对未来一段时间内的太阳辐射量进行精准预测。

现阶段的太阳辐射预测技术主要有气象测量方法、数值气象预报模型和人工势场等三种。

气象测量方法是指通过太阳能度盘、日晷、辐射计等气象仪器进行太阳辐射测量，并通过测量数据来预测太阳辐射量。

数值气象预报模型是指基于数学模型来模拟太阳辐射的变化规律，并通过计算机算法来进行分析与预测。

人工势场是指利用众多的科学家、工程师和技术专家等人工智慧网络来进行人工智慧预测。

二、太阳辐射预测技术在农业生产中的应用太阳辐射是植物生长和发育的关键因素之一，过多或不足的太阳辐射都会对植物的生长发育产生影响。

因此，太阳辐射预测技术对农业生产的重要性不言而喻。

下面将从农业生产的不同环节分别介绍太阳辐射预测技术的应用。

1. 种植选择和采收期谋划太阳辐射预测技术可以帮助农民根据不同的作物需求，预测并选择种植适宜的作物品种，同时也可以根据太阳辐射变化的情况，合理设计采收期、施肥期和灌溉期，以达到最佳的产量和质量。

2. 病虫害防治和灾害预警太阳辐射预测技术可以提前预测气象灾害和病虫害的发生时间和区域，从而加强防范和预警，并制定相应的防治措施。

例如，在苗期和成熟期，通过监测太阳辐射量，可以预测出斑点病、锈病等植物病害的发生时间和区域，及时采取相应的防治措施。

3. 精准施肥和灌溉太阳辐射预测技术可以通过监测土壤和气象变化来预测未来的太阳辐射变化，对作物的生长发育进行合理的施肥和灌溉，从而达到节约用水和农药的效果，并提高产量和品质。

农业气象学第一章地球大气1、大气圈：大气是指包围在地球表面的空气层，整个空气圈层称为大气圈。

2、大气组成：干洁大气、水汽、气溶胶粒子。

3、水汽的作用：（1）在天气、气候中扮演了重要角色；（2）保温效应4、气溶胶粒子的作用：（1）保温；（2）削弱太阳辐射；（3）降低大气透明度5、温室效应：是指大气吸收地面长波辐射之后，也同时向宇宙和地面发射辐射，对地面起保暖增温作用。

6、气象要素：表征大气状态（温度、体积和压强等）和大气性质（风、云、雾、降水等）的物理量成为气象要素。

7、大气垂直结构：对流层、平流层、中间层、热成层、散逸层。

（1）对流层特点: ①气温随高度升高而降低。

②空气具有强烈对流运动。

③主要天气现象都发生于此。

（天气层）④气象要素水平分布不均匀。

（2）平流层：温度随高度的增加而升高。

（3）中间层：温度随高度增加而降低。

（4）热成层：温度随高度的增加而升高。

（5）散逸层：温度随高度升高变化缓慢或基本不变。

第二章辐射1、辐射：通过辐射传输的能量称为辐射能，也常简称为辐射。

辐射的波粒二相性：波动性，粒子性。

2、辐射的基本度量单位（1）辐射通量：单位时间内通过任意面积上的辐射能量，单位J/s 或W。

（2）辐射通量密度：单位面积上的辐射通量，单位J/(s•㎡)或W/㎡。

（辐射强度：即单位时间内通过单位面积的辐射能量。

）（3）光通量：单位时间通过任意面积上的光能，单位为流明（lm）。

（4）光通量密度：单位面积上的光通量，单位为（lm/㎡）。

亦称为照度，单位勒克斯（lx）。

3、辐射的基本定律：（1）基尔荷夫定律：在一定温度下，物体对某波长的吸收率等于该物体在同温度下对该波长的发射率。

（2）斯蒂芬—玻尔兹曼定律：黑体的总放射能力与它本身的绝对温度的四次方成正比。

说明物体温度愈高，其放射能力愈强。

（3）维恩位移定律：绝对黑体的放射能力最大值对应的波长与其本身的绝对温度成反比。

表明物体的温度愈高，放射能量最大值的波长愈短。

太阳辐射与作物生长发育(一)光是生物体生命活动的能量源泉太阳辐射是地球上生物有机体的主要能量源泉。

地球上所有生命都靠来自太阳辐射提供生命活动的能量。

而植物的光合作用几乎使所有的有机体与太阳辐射之间发生了最本质联系。

同时，地球表面吸收一部分太阳辐射直接转变为热能，其中一部分用于水分蒸发，其余部分用于增加地表温度，因而太阳辐射也是构成地表热量和水分等分布状况的能量源泉。

到达地球上的太阳辐射主要的作用是产生光合效应、热效应和光的形态效应。

地球生物圈内的光辐射的生物学效应可分为:1、有机物质组成，其中包括光合作用，维生素D的形成;2、物质输送;3、刺激作用，其中包括光周期现象、向光性、趋光性、感光性等。

光和热是动、植物生长发育和产量形成的根本条件。

光对叶绿素起着化学作用，没有光，不能产生叶绿素，也不能进行二氧化碳的合成。

光是植物进行光合作用的能量源泉。

光对植物的热效应，由于植物的蒸腾，不致使植物"体温"过高而"灼"死。

光还影响植物营养体形态的建成和生长发育以及叶的方位等。

太阳各种辐射光谱区对植物生命活动具有不同的重要性:光对生物有机体的影响是由光照强度、光照长度、光谱成分的对比关系构成的。

植物光合作用利用太阳能的程度很低，绿色植物只能吸收落到叶子上太阳能的50%左右，其中又只有1-5%参与植物的光合过程。

而植物通过光合合成的物质却占到植物总干重的90-95%。

当前，我们还不能改变太阳能的大小及其在地球上的分布，但能提高到达地面上太阳能的利用率，特别是提高植物接受光能的面积和它们的利用率。

(二)植物单叶的光学特性投射于叶面上的太阳辐射，可分为反射、吸收和透射三部分。

反射由内反射和外反射构成。

外反射是叶片表皮层与空气界面所发生的反射现象。

内反射是投射到叶子内部，又从投射一侧返回空气中的辐射。

进入叶子内部，部分被吸收、反射后，一部分光通过叶片到达另一侧，这部分光称为透射光。

紫外线辐射对作物生长及产量的影响研究第一章绪论随着全球气候的变化，紫外线辐射逐渐成为了一个备受关注的问题。

紫外线辐射既能对人体健康造成影响，也能对农业产生一定的影响。

本文将从作物生长及产量的角度研究紫外线辐射对农业的影响。

第二章紫外线辐射的种类及其特点紫外线可分为紫外A、紫外B和紫外C三种，其中紫外A波长为320-400 nm，紫外B波长为280-320 nm，紫外C波长为200-280 nm。

紫外线B对地球上生物的影响最大，而紫外线C由于基本被臭氧层吸收，对生物影响较小。

第三章紫外线辐射对作物生长的影响紫外线辐射可以直接或间接地影响作物的生长。

直接影响包括氧化作用、DNA和蛋白质的损伤等。

间接影响则是通过影响植物内部的生理代谢来影响作物的生长。

紫外线会激发植物产生过氧化物酶、抗氧化酶等物质，影响植物光合作用和呼吸作用等代谢过程，从而影响作物的生长和发育。

第四章紫外线辐射对作物产量的影响紫外线辐射对作物产量的影响可以通过降低作物的生产效能来体现。

紫外线照射作物叶片会增加植物蒸腾作用的强度，导致土壤中水分流失加剧，造成作物产生脱水反应，从而降低作物的产量。

此外，紫外线辐射还会影响作物的光合作用速率，抑制植物的生长与发育，最终导致作物的产量减少。

第五章紫外线辐射防治措施目前防治紫外线辐射主要包括加强庇荫、推广无土栽培、发展耐紫外线辐射的新品种等。

庇荫可以减少作物的紫外线照射，防止植物蒸腾作用强化引起的水分流失，从而降低紫外线对作物的负面影响。

无土栽培则可以减少土壤中的水分流失，从而缓解作物的脱水反应。

研发新品种则可提高作物的光合作用速率，增加植物光合产物的积累量，从而提高作物产量。

第六章结论紫外线辐射对作物的生长及产量具有明显的影响，应引起广泛关注。

加强防治紫外线辐射、大力推广适应性强的耐紫外线辐射品种是缓解紫外线对农业产生的负面影响的有效途径。

农业气象学习题绪论名词解释题：1农业气象学农业气象学：研究农业生产与气象条件相互作用及其规律的一门科学。

气象学2气象学：研究大气中各种现象成因和演变规律及如何利用这些规律为人类服务的科学。

3 气象要素气象要素：构成和反映大气状态的物理量和物理现象，称气象要素。

主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等。

填空题：1农业气象学是研究______________与______________相互作用及其规律的一门科学。

农业生产、气象条件2农业气象学是研究农业生产与气象条件的______________及其规律的科学。

相互作用（相互关系）3农业气象学是______________科学与______________科学交叉、渗透形成的学科。

农业、气象单项选择题：1气象学是研究大气中所发生的物理过程和物理现象的科学，更概括地说研究大气的科学应称为（）。

A、大气物理学B、地球物理学C、物理气象学D、大气科学2 农业气象学研究所遵循的平行观测原则是（）。

A、同时同地进行的农业观测B、同时同地进行的农业观测和气象观测C、同时同地进行的气象观测D、同时同地进行的农业气象要素和气象灾害观测多项选择题：1 下列要素是农业气象要素的有（）。

A、光照条件B、热量条件C、水分条件D、土壤肥力A、B、C2 下列气象要素中，属于农业气象要素的有（）。

A、温度B、空气湿度C、能见度D、降水量A、B、D问答题：1 农业气象学的研究对象有哪些？答：农业气象学的研究对象包括：（1）农业生物和生产过程对农业气象条件的要求与反应；（2分）（2）农业生产对象和农业技术措施对农业气象条件的反馈作用。

（3分）2 农业气象学的主要研究内容有哪些？答：（1）农业气象探测、农业气候资源的开发、利用与保护；（1分）（2）农业小气候利用与调节；（1分）（3）农业气象减灾与生态环境建设；（1分）（4）农业气象信息服务；（1分）（5）农业气象基础理论研究，应对气候变化的农业对策。

太阳辐射与农业生产——辐射波谱与农业生产地球上的各种生物赖以生存的能量来源绝大部分来自于太阳辐射。

对于农业生产，太阳辐射自然起到了至关重要的作用。

保证植物的光合作用，维持农作物生长的温度，保证农作物的持续生长从而提高作物产量，这所有的一切均与太阳辐射有关。

其中，辐射波谱有着巨大的作用。

到达地面的太阳辐射光谱大致可分为紫外辐射、红外辐射和可见光辐射三个波谱段，各波谱段对农业生物有不同的生物学意义。

一、紫外辐射紫外线区（波长100—400nm）的能量占太阳辐射总能量的7%，比例虽小，但有较强的生物学意义。

波长较短部分能抑制作物生长，杀死病菌孢子，其中波长小于290nm的短紫外线对生物有伤害作用，波长愈短伤害性愈大；波长较长部分对作物有刺激作用，可促进种子萌发，所以农民在播种前需要晒种。

紫外辐射还能促进果实成熟，提高蛋白质和维生素产量。

在果实成熟时，紫外线丰富可增加果实含糖量，果实着色好，所以向阳的果实比较甜。

高山、高原紫外线含量较多，植物根部发达，茎节短小，叶面窄小。

紫外线减少对茶叶、纤维植物、生姜、芹菜、韭黄等作物品质提高有好处。

此外，紫外线对生物向光性、感光性和趋光性有重要作用。

过量紫外线对农作物生长产生抑制作用，形态上表现为植株矮化，株型缩小，其矮化程度随作物种类、品种、作物所处生长阶段及辐射强度的不同而不同。

紫外线辐射可抑制作物的叶面积，其中对大豆叶面积的抑制较对小麦叶面积的抑制大。

同时，紫外线辐射能明显地推迟作物生长发育的进程，且紫外线强度越大，滞后效应越明显。

不同发育期，滞后效应不同，大豆以三叶期一旁枝形成期对紫外线辐射最为敏感。

二、可见光辐射可见光区（波长400—760nm）的能量占太阳辐射总能量的50%，具有光效应。

可见光辐射对植物生活机能起决定性作用，可见光谱区队有机物质合成和植物产量形成有十分重要的意义。

对作物生长有意义的波长主要为400-760nm，最有效的为叶绿素主要吸收的红橙光和蓝紫光。

电磁辐射和光谱分析在农业领域的应用随着科技的不断进步，电磁辐射和光谱分析正逐渐在农业领域发挥着重要的作用。

本文将探讨电磁辐射和光谱分析在农业领域的应用，并分析其优势和挑战。

一、电磁辐射在农业领域的应用电磁辐射是指由带有电荷的粒子产生的电场和磁场的传播。

在农业领域，电磁辐射的应用主要包括以下几个方面。

1. 无线电通信：无线电通信在现代农业中起着至关重要的作用。

它可以通过远程监测和控制系统，追踪土壤湿度、气温、光照强度等参数，并及时传输数据。

这对于实现精准农业和提高农作物的产量和质量非常关键。

2. 无人机技术：无人机技术结合了飞行器、无线电通信和传感器技术。

通过无人机的高空观察和图像采集，可以快速、准确地获取农田的信息。

这些信息可以帮助农民及时发现病虫害、水分不足等问题，从而采取相应的措施，保证作物的健康生长。

3. 微波热处理：微波辐射可以产生高频电磁场，这种高频电磁场可以使植物内部的水分分子振动，产生摩擦热。

通过微波热处理技术可以杀死农田中的病虫害，提高土壤的肥力，并减少农药的使用。

二、光谱分析在农业领域的应用光谱分析是一种通过测量和分析物质在不同波长的光线中吸收或发射的特性来研究物质结构和组成的方法。

在农业领域，光谱分析的应用主要包括以下几个方面。

1. 土壤分析：通过测量土壤的反射光谱，可以获得土壤质地、含水量等信息。

这些信息对于合理施肥、农田管理以及推荐适宜的农作物种植具有重要意义。

2. 植被监测：通过监测植物的反射光谱，可以获知植物的生长状态、光合作用效率、叶绿素含量等。

这对于评估植物的健康情况、调整灌溉和施肥方案等具有重要意义。

3. 农作物品种鉴定：不同的农作物在光谱上会有不同的特征峰。

通过测量和比对农作物的光谱特征，可以识别不同品种的农作物，实现种植品种的快速鉴定。

三、优势和挑战电磁辐射和光谱分析在农业领域的应用具有许多优势，但也面临一些挑战。

优势方面，电磁辐射和光谱分析可以实现非接触性的、快速的、无损伤的检测和监测。

核辐射在农业方面的应用核辐射在农业方面的应用可谓是一个神奇的领域，听起来有点科幻，但其实离我们并不远。

想象一下，农民在田间忙碌，突然一束光照射过来，哇，这可不是普通的光，这是核辐射的“魔法”。

大家都知道，农业可是一门细致活，种子、土壤、气候，哪一样都不能马虎。

然而，核辐射就像是个“神助攻”，帮助农民们解决不少问题。

咱们说说种子的事情。

大家都知道，优质的种子是丰收的基础。

核辐射可以用来创造新品种的种子，听起来是不是有点儿酷？通过辐射处理，种子的遗传物质发生变化，哇，新的品种诞生了！这可不是说说而已，农民们可以种出更耐旱、抗病虫害的作物，真是让人拍手叫好。

想想看，以前种的玉米，可能要被虫子折腾得不成样子，而现在，经过核辐射“加持”的玉米，竟然能勇敢面对这些小家伙，简直像个超级英雄。

再说了，咱们的土地也有点“疲惫”了，经过多年的耕作，土壤营养成分可能流失不少。

这时候，核辐射又能登场了！通过辐射处理，某些有机肥料的效果会变得更加显著，能让土壤变得更加肥沃。

试想一下，施上这样的肥料，第二天就能看到小苗儿欢快地冒出来，真是让人心里乐开了花。

这些处理过的肥料还不容易引起土壤污染，简直是对土地的尊重啊。

大家知道，水也是农作物的命根子。

用水不当，往往会导致作物的生长受到影响。

核辐射可以帮助咱们净化水源，去除一些有害物质，让水质变得更加干净。

这就好比给田地喝上了“矿泉水”，作物们自然长得更加健康。

谁不想让自己的庄稼喝上干净水呢？核辐射的应用也不是没有争议的。

有些人听到“核”字就紧张，觉得这东西有点儿“危险”。

但只要掌握好技术，科学合理地使用，完全可以规避这些风险。

就像开车一样，注意交通规则，安全第一。

咱们的科学家们也在不断研究，确保在使用核辐射时，能做到安全又高效，让人吃下去也放心。

在这个瞬息万变的时代，农业也得与时俱进。

核辐射的运用，不仅仅是为了提高产量，更是为了应对气候变化和全球粮食安全的问题。

想想看，随着全球人口不断增加，粮食需求也在不断攀升，咱们的农业可不能落后啊。