网上有关“气候因素与葡萄种植的关系”话题很是火热,小编也是针对气候因素与葡萄种植的关系寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。
1、光照
太阳光是葡萄进行光合作用唯一的能源.是葡萄进行能量和物质循环的动力,葡萄产量和品质的90%—95%来源于光合作用。太阳向宇宙空间发射的总能量为每秒3.7×1033尔格、在地球大气层之外、如果太阳辐射的能量为100,经过大气层反射回太空的能量为37%,余下的63%穿过大气,其中20%为大气增温和大气运动,达到地面的只有43%,如果这43%全部为植物吸收,植物呼吸又消耗掉7%,蒸腾作用消耗掉34%、最后被植物固定的能量只有太阳光总能量的2%。绿色植物进行光合作用时、被叶绿素吸收并参与光化学反应的太阳光的成份中,光合有效辐射(PAR的波长为380一710纳米(1nm1000微米).或400—760纳米。20世纪20年代美国科学家R.埃默森等人研究光合作用时,发现在光合有效辐射380—710纳米范围内,光合作用量子利用效率仅有22.4%,光合作用量子效率之所以这样低,说明植物在吸收光能转变为化学能时,有很大一部分能量变为热能浪费了。因此,实际上目前农作物转化太阳能的效率远远没有达到2%的水平。
自然条件下,由于光饱和现象和其他原因,还要浪费许多太阳能.真正消耗于光合作用的太阳能量在许多情况下,还没有达到太阳总能量的1%。在我国一般葡萄园太阳能的利用率仅为o.5%左右,现代科学一直在追求利用太阳能,提高转化率、挖掘增产潜力以达到高产优质。 葡萄是喜光作物,几千年来人们为它搭架和整形修剪。以便使它获得更充足和合理的光照。近年来、人们仍然通过架式和修剪的改革,为葡萄创造更加适宜的叶幕微气候、以改善每片葡叶片的光合效率来达到优质和高产的目的。
在葡萄生长季节、充足的光照使花芽分化良好,叶片生长色绿。肥厚。新梢粗壮、果实着色良奸,特别是对光照特别敏感的欧洲种葡萄,只有在阳光直射条件下才能着色正常、不象康克、卡它巴、黑虎香等欧美杂交种。在散射光的情况下、也可以形成鲜艳的颜色。正因为葡萄对光照的特别需求,因此,葡萄产区的光照条件都比较好,而在那些“天无三日晴”的我国南方省区,就不能生长出品质优良的葡萄,甚至不能栽培葡萄,因为在长期阴天多雨气候条件下,葡萄叶片薄而黄绿,新梢徒长或细弱、叶柄伸长、花芽分化不良,常产生小果穗和造成落花落果。由于光照不足,光合产物少。葡萄营养不良,葡萄产量下降,品质低劣,新梢不能充分成熟,越冬性差,易发生冻害。葡萄对光照的需求,也并不是光照越强越好。夏季中午高温伴随着强烈的光照,果实在强光的照射下、果面温度可达50℃以上、葡萄的日烧病常会发生。叶片在中午光照条件最好的时候、则又会发生“午睡现象”。什么是“午睡现象”呢?在自然条件下,植物光合作用的日变化曲线大体有两种类型。一种是单峰型,中午光合作用最强,光合速率最高;另一种是双峰型,上午和下午各有一光合作用的高峰.而中午处于光合作用的低谷,就是所谓的 “午睡”,英文称为midday depression。葡萄有明显的“午睡”现象,而“午睡”造成的损失,在某些植物中可占光合产物总量的30—50%,甚至更多。因此、有必要寻找减轻或消除“午睡”的办法,以使中午宝贵的光照条件,不至白白浪费掉。
“午睡”现象是植物对强光产生的一种适应性保护反应,它受到生态因素 (光照、土壤、气温、湿度、C02浓度)、生理因素、生化因素的共同作用。目前还不能完全从理论上解释和在生产实践中加以克服。
2、温度
温度(热量)是影响葡萄生长和结果最重要的气象因素。葡萄属暖温带植物。要求相当多的热量。活动积温是指葡萄某生长时期内,日活动温度的总和,它应用较广泛,既能较好地反映葡萄发育速度与温度条件的关系、又能用以表示某一地区的热量资源。葡萄生长期 (从明芽至桨果成熟)需要的月平均气温在10。C以上的活动积温、因品种不同而省所差异(表3—8)。
下表 -- 不同葡萄品种对有效积温的要求
品种类型 活动积温(℃) 生长所需天数 代表品种
极早熟品种 2100——2500 120以下 莎巴珍珠、早红
早熟品种 2500——2900 120——140 乍娜、康拜尔、希姆劳特、早玛瑙
中熟品种 2900——3300 140——155 玫瑰香、巨蜂、贵人香、霞多丽、赛美蓉
晚熟品种 3300——3700 155——180 意大利、赤霞珠、白玉霓、晚红、宝石
极晚熟品种 3700以上 180以上 红鸡心、龙眼
在种植葡萄和进行品种区域化时.应根据各地区的年有效积温来选择葡萄的品种。知道某—地区的有效积温和某一品种对有效积温的要求之后,就可以大致推断出该品种在某地区进行经济栽培的可能性。由于有效积温是多年的平均值,这一平均值的上下可能出现的变动幅度为200℃—300℃,因此,在具体应用时,对以上有关数据应予以考虑。
温度对葡萄生长、结果的进程也产生重要影响、春季当气温达到7℃—10。C时.葡萄根系开始活动。10℃—12℃时开始萌芽。葡萄新梢生长、开花、结果和花芽分化的适宜温度为25℃—30℃。开花期间如出现低温天气(<15℃=.葡萄就不能正常开花和授粉受精、鲜食葡萄和制干葡萄浆果成熟期的适宜温度为28℃—32℃,而酿酒葡萄则为17℃—24℃。
高温能对葡萄造成危害,但程度远远不如低温,低温对葡萄的伤害是世界葡萄栽培中常遇到的问题、低温限制了葡萄的栽培区域。葡萄一般栽培在北半球北纬20—51℃之间。欧洲葡萄品种的栽培北限是德国的莱茵河流域。生长在这里的葡萄、由于生长季节太短。温度太低、积温太少,有些年份葡萄枝蔓和果实成熟不良、因此,这里所有的葡萄园都在莱茵河北岸向阳的南坡地上,以充分利用坡地的小气候和莱茵河水对空气温度的调节作用,保证葡萄的成熟。栽培的南界伸展到了印度。在南半球、葡萄主要栽培于南纬20—40℃之间。欧洲葡萄的种植范围朝赤道方向扩展的限制因素。是高温、病害和缺乏足够的低温诱发葡萄的休眠。在印度某些地区、某些欧洲葡萄和欧美杂种葡萄也能生长,但没有真正的休眠期。欧洲葡萄向两极方向扩展的主要限制因素是生长季节短、不足以保证果实和枝蔓成熟以及抵御冬季低温。
低温的伤害主要是冬季的严寒。欧亚种葡萄的抗寒力、不同品种之间差异很大、不同组织和器官之间也有相当差别。通常情况下、美洲葡萄的抗寒力大于欧亚种。葡萄的根系是抗寒性最弱的,大部分葡萄的根系在一5。C左右即受冻致死,根据沈阳农业大学1983—1984年测定,一些鲜食种砧木品种根系受冻致死的临界温度大致如下:玫瑰香—5.2℃、巨峰—6.7℃、康拜尔早生—7.0℃.Harmony—8.0℃,Freedom—9.0℃,公酿 —号—9.1℃.北醇—9.3℃.圣乔治(St.Gearge)—9.4℃、河岸葡萄—11.4℃.贝达—12.6℃.山葡萄×河岸葡萄杂交种—14.8℃、山葡萄—15.5℃。为了减轻根系冻害、采用山葡萄和贝达(Beta)作抗寒砧木、使葡萄通过埋土防寒能在较寒冷地区栽培,有重要的经济价值。但我国北方大部分地区不采用抗寒砧木,在某些寒冷的年份、即使在埋土条件下,根系冻害问题也相当严重、因此、必须要做好冬季防寒工作。一般认为。多年平均最低温度在—15℃一—14℃的地方、葡萄可不埋土越冬,而在低于—15℃的地方必须进行程度不等的覆土、葡萄才能安全越冬、即使如此,地表下50厘米的土层温度也经常达到—5℃。葡萄的冬芽抗寒能力比较弱.其次是成熟的一年生枝条,多年生枝条、主干最抗寒。欧亚种葡萄的芽眼,在冬季能耐—20℃一—18℃的低温、但如果枝条成熟度较差、进入休眠期的时间短、那么在—15。C一—10℃时,芽就会受冻,在—18℃时、如低温持续3—5天,那么不仅芽眼受冻,枝条也会受冻。
春季的低温是晚霜的危害,嫩梢和幼叶在—1℃时即开始受冻,O℃时花序受冻。秋季、在我国北方有些年份早霜过早发生、叶片和葡萄浆果也会受冻、导致叶片变色、浆果变软。这时气温一般下降到—5℃一—3℃(表3—9)。
3、降水
在农业环境的诸因素中,自然降水的多寡和降水量的季节分配,强烈地影响着葡萄的生长和发育,影响着葡萄的产量和品质。在某些地区,对某些栽培品种、降水量季节性的变化是葡萄品种区域化的最重要的气候因素之一。降水量季节性的变化,因世界不同的气候类型.而表现出显著的差异。地中海气候的降水量季节分配的特点是:夏秋干旱.冬春多雨(图3—3)。而我国主要葡萄栽培区的气候为季风气候(除新疆外),这种气候降水量季节分配的特点是:秋冬春三季干旱、夏季雨水多,占全年的45%一65%,这与世界著名葡萄产区的降水特点形成鲜明对照。
我国葡萄产区都在夏季高温多雨的气候控制之下,南方春季阴雨天气更加重了葡萄栽培的难度。我国因降水季节分配的特点.适合农作物的生长、但是对葡萄不利(除新疆外),所以“水分胁迫”现象对葡萄表现十分显著。所谓“水分胁迫”、就是指由于水分不足或过多。或不适时都会使作物生长发育受阻,使光、热等气候资源不能充分发挥作用、生产潜力不能充分表现、产量下降,品质低劣。例如,葡萄生长在雨水较多的土壤中,根系吸收水分过多,新梢生长迅速、细胞膨大、细胞壁变簿.组织脆嫩抗性差。开花期间碰上梅雨天气影响授粉、受精过程,并引起严重落花落果、病害蔓延。在相当多的年份,葡萄成熟期遇到较多的降雨、浆果糖分积累困难,新梢旺长、叶幕郁闭、病害发生严重。冬春三季,雨雪稀少,对葡萄越冬和第二年生长又会产生干旱的不利影响。虽然干旱造成的“水分胁迫”不像多雨造成成的“水分胁迫”那样对葡萄产生不良影响,然而在生产上也应予以充分重视、并通过灌溉予以解决。
气候变化对全球农业的影响
农业生态系统是一种受人类强烈干预的人控系统,也是自我调节机制较为薄弱的生物系统,是全球气候变化的主要承受者和受害者.已有不少研究表明,全球气候变暖对农业的影响即有不利方面,也有有利方面,它给农业带来的机会与挑战兼而有之.
4.1 CO2浓度对农业的影响 4.1.1 CO2浓度对光合作用的影响
CO2是作物光合作用的原料,对作物生长至关重要.在一定的范围内,CO2浓度升高,植物生长加快,所以有人认为大气中CO2浓度升高,将会大幅度提高植物的生产力.但也有实验表明,许多植物在高CO2浓度下有一段加速生长,之后生长缓慢,甚至停止生长[21].这可能是与植物的不同光合代谢途径有关.C3植物(如小麦、水稻、大豆等)对CO2浓度升高呈较高的正反应,但C4植物(如玉米、高梁等)对CO2浓度增加的反应较弱.在其它条件不变的情况下,CO2浓度升高,对农作物是有利的.但气候变化会导致一系列生态因子的变化.实验研究表明,大气中CO2浓度加倍,主要分布于温带、亚热带和湿润热带地区的C3植物会受益增产,而主要分布于半干旱热带(非洲)的C4植物产量则会受到影响,并且前者的受益并不一定能补偿后者的损失.在全世界粮食产量中,C4作物仅占到20%,但在国际市场上交易的粮食中,C4作物占到75%以上.如玉米在国际市场上交易量最大,其是全球饥困地区的主要食物.因此,气候变化对C4作物产量的影响,将会使某些地区饥荒加剧。 4.1.2 CO2浓度对作物品质的影响
CO2浓度的升高可能会导致农作物品质的下降,因为CO2浓度高的情况下,作物吸收C将增加,而吸收的N减少,体内C/N比升高,蛋白质含量将降低,作物品质降低.这一点已有实验证实:大豆和小麦在CO2浓度倍增条件下实验,结果大豆氨基酸和粗蛋白含量分别下降2.3%和0.83%;冬小麦籽粒粗蛋白和赖氨酸分别下降12.8和4%。这样人类人均需求的粮食量可能要增加,才能满足自身的营养.同样,农业害虫可能也要摄取更多的植物才能满足其营养需求,虫害可能由此加重.这方面尚无实际研究数据. 4.1.3 CO2浓度对水分有效性的影响
由于CO2浓度升高,植物较容易获得CO2,因此气孔开放程度将变小,开放时间也可能缩短,这样植物蒸藤作用将减弱,植物体耗水降低,土壤水分利用率将提高,这对于旱半干旱地区的农作物可能是有益的。但由于温室效应,CO2浓度升高,气温也升高,水分蒸发速度会加快.这种蒸发加快和蒸藤减少是否能达以平衡,目前尚难以预料。有人认为总体耗水可能增加,起码在某些区域可能是这样。 4.2
气候变化对作物布局和面积的影响
温室较应会使大气温度升高,这样对热量有限的地区来说,可以延长生长季节,这一趋势有着极地化和高山化的发展倾向,在北半球高纬度地区这种变化可能是明显的。就象前面讲的植被地带会因气候变化而北移一样,农业区也会大幅度北移,因热量不足而分布区受限的作物的分布北界也会大幅北移,山地分布上界会向上移动,这样中纬度和高纬度地区的作物布局和面积将会发生较大的变化.这方面已进行不少的模拟研究。一些研究表明,在北半球中纬度地区,若平均气温升高1℃,作物的北界一般可以向北移动150~200km,而海拔向上移动150~200m。对冬小麦和玉米的分布区变化问题已有多人做过研究.在欧洲现在的气候条件下,玉米作物(指要收获成熟种子的玉米,不包括只收青穗的玉米)需要气温≥10℃的天数850d,其分布北界位于英格兰的南部.当大气中CO2浓度加倍后,研究认为,其北界移至莫斯科的南部,有的模型预测北移幅度更大。尽管不同模型预测结果有异,但其趋势是一致的,也就是说在CO2浓度升高,气温增加的情况下,一些作物分布北界要向北扩展,面积可能增加.按常理,这些作物的总产量应增加,但这必然是要将一些其它用途的土地转为农田,比如原因热量不足不宜作为农田的草地、林地等要开垦,这样在作物产量增加的情况下,林产品和畜产品可能会减少,为人类提供的总产品是否增加,尚是问题.由于农业带北移而增加的农作物面积在不同的区域或国家的相差悬殊,而且受政策影响甚大,所以,作物格局在未来几十年中究竟如何变化,难以确切预测。 4.3 气候变化与农业气候灾害对农业影响
最大的可能是极端气候条件,比如干旱、风暴、热浪、霜冻等,全球气候变化,对这些气候灾害发生的频率和强度有什么影响,目前知道的甚少。某些研究认为,气候变暖会使热带风暴增强,从而对低纬度地区,尤其是海岸线上的农业有重大影响.有人认为,气温升高,大气热浪将会频繁发生,从而影响农业生产,在热带亚热带地区更为突出.象冬小麦主产区的干热风可能会使小麦大幅减产。由于气温升高,大气层中气流交换增强,大风天气会增加,风暴频率和强度都会有所增强,某些区域(如我国黄土高原地区)风蚀作用导致水土流失会加剧,而影响农业生产.再则温度升高,会使某些要求低温春化阶段的作物受到一定的影响。还有人认为,大气温度升高后会导致土壤耗水量加大,尤其是植被覆度低的干旱和半干旱地区耗水量会更大,旱灾会更严重地发生而危胁农业的发展。这些方面的影响程度尚难确切估计。
4.4 气候变化与农业病虫害
就象植被地带和农作物带北移一样,全球气候变暖会使农业病虫的分布区发生变化.低温往往限制某些病虫害的分布范围,气温升高后,这些病虫的分布区可能扩大,从而影响农作物生长。同时温室效应还使一些病虫害的生长季节加长,使多世代害虫繁殖代数增加,一年中危害时间延长,作物受害可能加重。分析表明,在美国对豆类等作物严重危害的害虫———马铃薯叶蝗,当气候变暖时,越冬虫口密度加大,假定作物种植时间不变,其危害时间提旱,这可能导致作物大面积受害.玉米螟对豆类的危害也会因提前取食而加重。另外,在温带地区某些病虫害目前危害程度不大,但若温度升高,危害会加玉米面积的变化重,比如马铃薯枯萎病由于目前夏季气温较低而对马铃薯危害不大,但当平均气温升高4℃时,马铃薯会因此病而损失产量15%。全球平均雨量增加和平均湿度的变化会对病虫害及它们的天敌发生什么影响,目前尚不知.温度和水分变化很可能导致害虫种间及它们的天敌间种群相互作用关系发生变化。 4.5 海平面升高对农业的影响
CO2浓度的升高可能会导致农作物品质的下降,因为CO2浓度高的情况下,作物吸收C将增加,而吸收的N减少,体内C/N比升高,蛋白质含量将降低,作物品质降低.这一点已有实验证实:大豆和小麦在CO2浓度倍增条件下实验,结果大豆氨基酸和粗蛋白含量分别下降2.3%和0.83%;冬小麦籽粒粗蛋白和赖氨酸分别下降12.8和4%。这样人类人均需求的粮食量可能要增加,才能满足自身的营养.同样,农业害虫可能也要摄取更多的植物才能满足其营养需求,虫害可能由此加重.这方面尚无实际研究数据. 4.1.3 CO2浓度对水分有效性的影响
由于CO2浓度升高,植物较容易获得CO2,因此气孔开放程度将变小,开放时间也可能缩短,这样植物蒸藤作用将减弱,植物体耗水降低,土壤水分利用率将提高,这对于旱半干旱地区的农作物可能是有益的。但由于温室效应,CO2浓度升高,气温也升高,水分蒸发速度会加快.这种蒸发加快和蒸藤减少是否能达以平衡,目前尚难以预料。有人认为总体耗水可能增加,起码在某些区域可能是这样。 4.2
气候变化对作物布局和面积的影响
温室较应会使大气温度升高,这样对热量有限的地区来说,可以延长生长季节,这一趋势有着极地化和高山化的发展倾向,在北半球高纬度地区这种变化可能是明显的。就象前面讲的植被地带会因气候变化而北移一样,农业区也会大幅度北移,因热量不足而分布区受限的作物的分布北界也会大幅北移,山地分布上界会向上移动,这样中纬度和高纬度地区的作物布局和面积将会发生较大的变化.这方面已进行不少的模拟研究。一些研究表明,在北半球中纬度地区,若平均气温升高1℃,作物的北界一般可以向北移动150~200km,而海拔向上移动150~200m。对冬小麦和玉米的分布区变化问题已有多人做过研究.在欧洲现在的气候条件下,玉米作物(指要收获成熟种子的玉米,不包括只收青穗的玉米)需要气温≥10℃的天数850d,其分布北界位于英格兰的南部.当大气中CO2浓度加倍后,研究认为,其北界移至莫斯科的南部,有的模型预测北移幅度更大。尽管不同模型预测结果有异,但其趋势是一致的,也就是说在CO2浓度升高,气温增加的情况下,一些作物分布北界要向北扩展,面积可能增加.按常理,这些作物的总产量应增加,但这必然是要将一些其它用途的土地转为农田,比如原因热量不足不宜作为农田的草地、林地等要开垦,这样在作物产量增加的情况下,林产品和畜产品可
能会减少,为人类提供的总产品是否增加,尚是问题.由于农业带北移而增加的农作物面积在不同的区域或国家的相差悬殊,而且受政策影响甚大,所以,作物格局在未来几十年中究竟如何变化,难以确切预测。
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