农田小气候nongtian xiaoqihoumicroclimate in the fields

农田贴地气层与土层同作物群体之间生物学和物理学过程相互作用所形成的一种局部气候。它包括土壤温度和水分，贴地层和作物层中光与辐射，空气温度与湿度，风与CO₂浓度等状况，以及有关农业土壤物理和大气物理特征等。农田小气候，除因不同作物地小气候特征有差异外，还常因农田技术措施不同，其小气候特征也发生相应变化。
形成 农田小气候，不仅受农田土层和气层之间物质(如水汽和CO₂等)和能量(如辐射、显热、潜热和土壤热量等)交换作用的影响，而且还受作物群体变化和其生物学过程的影响。因此，农田小气候形成的基础， 有物理学和生物学的两个方面。在不同的地方、季节、昼夜和天气状况下，辐射条件和大气状态不同，农田小气候形成的物理基础就不一样，其特征也相应改变。同时随作物种类、品种、生育期和生长状况变化，农田小气候形成的生物学基础也随之而异，其特征也会发生相应的变化。农田小气候不仅是土壤和大气之间物理过程和现象的反映， 而且是农田土壤(soil)—植物 (plant)—大气(atmosphere)所构成的系统(SPA)中各组成部分之间的物质和能量交换的最终体现。
在农田S P A系统中， 土壤—大气之间的物质和能量交换， 主要用活动层（或活动面）能量平衡方程表示； 作物—大气之间的物质和能量的交换， 可用作物群体的能量平衡方程描述； 土壤—作物之间的物质和能量交换， 主要通过作物的输导组织进行水分和热量输送， 一方面为作物光合作用和蒸腾过程提供物质基础， 另一方面为生理过程提供能源。
特征 作物群体同农田小气候之间，既相互联系，又相互制约。谷类作物在生育初期， 茎叶幼小、稀疏，植株覆盖面积小， 气温随高度的分布昼间为日射型，夜间为辐射型， 几乎和休闲地或裸地一样。在生育盛期， 特别在作物封行以后， 群体结构得到充分发展，农田小气候特征有显著变化，由于蒸腾消耗大量热能，农田气温随高度分布的廓线亦随之改变， 植株茎叶密集的高度处气温较低， 其上、下层的气温较高； 在生育末期， 作物茎叶枯黄、部分脱落， 农田蒸散锐减，阳光容易透入地面， 气温随高度的分布型， 同生育初期又颇相似， 温度廓线上的最高点和最低点， 又出现在地面附近了。在农田小气候适合作物生育要求时，作物枝繁叶茂， 株间郁闭度逐步增大， 当超出一定限度后，便会导致田间通风透光和温湿度条件急剧恶化，抑制植株生长， 引起病虫害的发生和流行， 以致造成作物群体的衰退、死亡。这种现象， 在自然条件中，完全依赖于S P A系统内部的适应性来调节。但在农田中， 人们可以通过农田技术措施， 对农田S P A系统进行调节。
研究方法 主要采用农业气象的平行观测法， 直接在大田条件下或控制环境中， 研究气象因子同作物产量形成、病虫害发生、流行以对某些环节施加影响，改善作物的生育环境， 达到高产、优质和低耗的目的。因此， 农田技术措施对农田S P A系统是一个很大的影响因素， 也是一个独立于系统之外的人为因素。人们通过土壤改良措施， 改变土壤热特性和水文特性，调节土壤水热状况， 改善对作物水热供应条件； 通过农田种植措施， 调节株间辐射和乱流交换状况， 改变作物群体和农田小气候环境之间的物质交换和能量转化的特征。因此， 在农田小气候研究中， 为了探求农田技术措施对S P A系统的调节作用及其生产潜力和实效， 必须加强对农田技术措施小气候效应的研究。
研究概况 在小气候研究的发展道路上，德国R.盖格1927年著的 《近地面层气候》和英国O.G.萨顿1953年著的《微气象学》收集了大量资料， 作出了重要贡献。后来， 苏联А.Ф.丘德诺夫斯基、Н. П.鲁辛、М.И.布德科等人， 用热量平衡法研究植被的发育条件和作物霜冻预报以及阐明农田小气候形成的变化规律， 进一步推动农田小气候研究工作的发展。50年代以后，各种辐射表、红外气体分析仪和气孔阻抗计等仪器的相继问世， 为研究农田小气候提供了新的手段。尤其是电子计算机的应用， 为模拟农田小气候和作物反应之间的研究， 为开展农田S P A系统中能量和物质交换的研究， 提供了可能性。中国从50年代中期开始， 有不少研究者， 结合农业生产问题， 在华南植胶区防护林小气候效应、灌溉地小气候效应、不同密度水稻田的热量平衡、农作物栽植密度与小气候， 间作套种与小气候关系以及在土壤改良和保护地栽培措施的小气候效应等方面， 进行了一定的研究工作。对于植物群体和小气候环境关系的研究， 是门司正三和佐伯敏郎首先进行的， 1953年他们对植物群体中光照度分布及其对植物生产的作用进行了研究， 后有英国J. L.蒙蒂思、J.威尔逊、美国M.安德森、苏联T.尼利松和Ю.К.罗斯等人对植物群体结构和光透入的关系进行了研究。特别是罗斯著的 《辐射状况和植被结构》和蒙蒂思主编的《植被和大气》， 除了用植物叶面积密度函数， 叶面积方向排列函数和叶面积空间分布参数， 来定量地描述植物群体结构和透入其中的太阳总辐射、直接太阳辐射、漫射太阳辐射、反射辐射和净辐射的关系外， 对植物群体中的物质、动量和热量的输送等作了一些实验性的探索， 对农田小气候的研究， 具有重要的意义。
在微气象学中， 乱流对各种物理属性的输送， 是一个较为复杂的问题。过去只在流体力学中研究了乱流边界层的问题， 1960年美国E. R.莱蒙第一次提出了农田边界层的概念， 并应用到玉米地边界层的生成上。由于乱流对各种物理属性的输送， 主要局限于乱流边界层内， 因而某一种农田小气候特点， 也主要反映在该农田的边界层内。同时， 农田中许多无机和有机微粒的运动， 往往也受到农田边界层内乱流输送作用的制约。后来英国A. S.汤姆等人提出， 了解作物层和大气相互作用，必须考虑热量、动量和物质的“源”与“库”在植被中的分布问题，并采用简单的估算方法，可以得到很好的定性结论。1969年D.麦金托什和汤姆利用植物生理学家早年提出的阻抗概念建立了空气动力学阻抗的概念。除了在大气乱流的研究中， 提供了一个新的物理参数外， 更为重要的是在研究农田S P A系统的物质和能量交换中， 找到了共同的物理属性输送参数。例如， 植物生理学家， 在研究S P A系统中的水分移动时， 采用了阻抗法。70年代以来，甚至在研究动物活动过程中， 也广泛测定和计算有关各种流体动性和阻抗，进行了不少有意义的科学探索。
展望 农田小气候作为一门独立学科， 还有待进一步发展。但在农业生产中， 它的理论和方法， 已越来越为人们所接受。在农业气象学领域中， 农田小气候已为作物的农业气象鉴定，农业气候资源的开发和利用，农田技术措施的评定和应用，病虫害发生、发展的估计和防治，农业气象灾害的出现和防御，以及农田环境的监测等等做出了贡献。

农田小气候field microclimate

农田贴地气层与土层同作物群体之间的生物学与物理学过程相互作用所形成的一种局部气候。包括土壤温度和水分、贴地气层和作物层中光与辐射、空气温度与湿度、风和二氧化碳浓度等的状况，以及有关农业土壤物理和大气物理特征等。农田小气候，除因不同作物地小气候有差异外，还因农田措施而使其小气候特征有明显变化。

农田小气候

农田近地气层、土壤层与农作物群体之间所形成的小范围气候。20世纪初已有人开始测定农田小气候，1927年R·盖格尔著《近地气候》。影响农田小气候的因素主要是作物种类、生长密度、长势、高度以及所采取的农业技术措施。

农田小气候

一种属于人工栽培植物地的小气候。主要取决于具体农田的农作物状况，耕作层土壤状况以及某些栽培措施。局部差异较显著。研究田间气候的形成和变化规律及其与农作物、农业措施的相互作用，人们就可以充分利用环境条件，采取合理的栽培和管理措施，控制和改善农田小气候，达到增产目的。

农田小气候

在同一地区气候范围内，由于农田所处地表状况不同，即近地表面的光辐射、温度、湿度、气流等因素构成不同而形成某农田地表的气候状况。它受地形、地势、水域分布的影响，以及作物种类、耕作制度、人工设施等情况不同而相异。如水田小气候、旱地小气候、垄作地小气候、间作地小气候等，它对农作物的生长发育、病虫害的发生发展程度和产品的数量质量都有影响。通过合理栽培措施，可在物理、化学、生物学方面来调节或改善农田小气候的光能、水分的利用率，提高农作物栽培效益。