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果树作物对太阳辐射的利用 |
发布时间:2019-10-10 |
各种果树(包括各品种〉对太阳辐射和光照的定量要求暂时还没有被鉴定出来。所有果树作物都是喜光的,其相对耐阴性有所不同而已。种植在我国的果树作物,按其 对光要求的减少情况可以排列如下:阿月浑子、无花果、树莓、石榴、杏、扁桃、桃、欧洲甜樱桃、胡桃、梨、苹果、葡萄、浆果作物。 哈萨克斯坦园艺经济区各果树种植地区所获得的太阳辐射是不相同的。它随纬度和海拔高度、坡向、天气类型以及其他许多因子而变化。在哈萨克斯坦东南部的平原地区,晴空水平面上的直接太阳辐射年总量为6285—6494兆焦耳/m², 山区为6938兆焦耳/m²。在有云的情况下,平原地区的总辐射量可下降至5656-5866兆焦耳/m²,山前地区和山区(由于云量的关系)可降至5238-5656兆焦耳/m²。在年变化过程中,最大的月总辐射和直接辐射出现在6月(670.4-879.9和419.0-670.4兆焦耳/m²),最小值在12月(125。7-188.5兆焦耳/m²)。 到了山里,由于大气质量的减少(太阳光是经由大气射入地面的),以及大气中水汽、气溶胶和各种气体的减少,太阳辐射的强度增加了。与平原和山前地区相比,山里有较强的太阳辐射,这种情况已在许多著作中提到了。在外伊犁阿拉套山区,根据我们的计算,2500米高度以下, 每升高100米,直接辐射量平均增加9.77瓦特/m² (它是能量的主要部分)。因此,山区果园可获得比平原更多的太阳能。 然而,这种规律只有在夏天晴空和寒冷时期才出现;在每年的温暖时期里,山区的晴天日数要减少,因而,太阳能的收入也就要减少。这样一来,在海拔1711米,7月份垂直面上的直接辐射量要比海拔847米上少20%。 在总辐射的垂直分布上,也有与直接辐射相同的规律性, 但表现得更为明显。冬季和春秋时期,与山前和平原地区相比,高山地区可相应地多得到25%和9一14%的总辐射,而夏季却相反,要少6-7%。 各种生长地的栽培果树,在整个生长期(4至9月)可 得到的总辐射量如下:平原-草原区为4131.34兆焦耳/m², 山前区为3712.34兆焦耳/m²,山区为3699.96兆焦耳/m²和高山区《海拔1711米)为3674.63兆焦耳/m²。 分布在同一高度的不同坡向和坡度上的果园,所得到的太阳辐射是不相同的。随着海拔高度的增加,太阳辐 射中的红外线通量就增加,也就是说,光谱成分发生了变化。根据波波夫的研究,在海拔2000米高度上,太阳辐射中红外线通量与其总通量之比可增加到20-25%,也就是说,转变成热的太阳辐射通量增加了。 根据斯坦科等人的资料,在外伊犁阿拉套山区,海拔2980米上,中午太阳光中的紫外线和红外线通量比海拔780米上分别增加55%和24%。 这些作者的研究表明,同一种植物对太阳能的吸收是随着生长地高度的增加而增加的。这种现象发生在光谱的整个可见光部分,它包括黄绿光;而反射和透射却随高度而减少。在不太高的高度上,太阳辐射中的红光和蓝紫光能量基本上可满足植物生命过程的需要,而黄绿光却或多或少地透射或反射掉了。 植物对红外辐射(1-1.5微米)的吸收决定了它本身的热状况、各生理过程的速度和方向,进而增如干物质含量,并降低植株的高度。周围环境温度越低,这种效应越高。这样, 在较低的空气和土壤温度(20°C以下)条件下,植物所利用的红外线(能量)几乎占太阳热量的一半。这样一来,与平原 (区)相比,高山地区植物利用的太阳能更多,从而补偿了温度较低的影响。 辐射的光谱成分与强度随高度的变化导致植物生物学界限温度的变化。这些界限温度决定了生物体的生长和发育。 在科纽霍夫和切克列斯的研究中,炎热天气的界限值随高度而下降。太阳辐射增加20%可引起与气温提高7°C相同的效应。总辐射强度变化48.9瓦特/m²(减少或增加)可以补偿风速不大于1米/秒下气温变化1°C的效应。 在山区(根据沙捷尔尼克、斯麦尔多娃的测定)果树作物所吸收的太阳辐射同样要多一些。晴天,山区的植物比山前和平原地区要加热得多一些(1.5-2.0°C)。例如,在气温为20°C的情况下,海拔1580与1720米高度上苹果叶面的温差达2-3°C,而树干表面约差5°C。随着气温的提高,不同高度上苹果树的温差就减少。如果在气温为16°C的情况下,叶面温差为5°C的话,那么在22°C的时候,温差不超过2-3°C。树干温度也有类似的情况。 辐射增温导致通过各物候阶段和完成果树作物整个生长期所 需的积温下降。契尔柯夫、沙巴列夫斯卡娅、达维塔亚、 麦利尼克研究了栽培在不同海拔高度上各种作物对热量的要求后,都得出了类似的结论。 光合作用产物随太阳辐射量而变。根据海尼克和奇勒杰尔斯的资料,在进入树冠的辐射量为太阳辐射总量的1/3—1/4时,苹果才有最适宜光合作用条件。尼奇波罗维奇、罗马什科、季赫文斯卡娅、舒利金、赫罗缅科认为,这样条件为进入树冠的辐射量等于419-489瓦特/m²。伊万诺夫指出,太阳辐射强度小于140瓦特/m²为光照条件不足的地区。格里年科和弗缅科将辐射量人工地从754瓦特/m²降至35瓦特/m²,从中确定苹果幼树光合作用激发点的辐射量为461瓦特/m²。在209-328瓦特/m²时同样可以观测到高水平的同化作用。根据库德里亚维茨的资料,当进入树冠的辐射量为开阔地辐射量70%的时候,才能保证苹果叶 子进行积极的活动,50%的时候,能满足活动的需要,而少于30%就要受到抑制。根据我们的资料,在最适宜的水热条件下,当总辐射为356-538瓦特/m²的时候,苹果树才出现最大的光合作用。 我们所研究的地区在辐射的数量、分布和质量上都是不相同的,因而,植物利用的效率也是不相同的。各种辐射强度和光谱成分及其被植物吸收的状况,首先就导致了不同程度的增温,进而决定了作物对热量和温度的不同要求。 |