霜和霜害
有关霜和防霜的文献是很多的,且全球大部分大陆地区均有“受危害”的钲兆,对人类的许多活动允其対粮食生产有着重要影响。
涉及的现象包括:
空气霜——气温(通常为标准百叶箱温度)降至0℃或低于0℃时出现。
地面霜——地表面温度达到或很接近0℃或低于0℃ (通常把无遮档的酒精最低温度表球部放在短草顶部位置进行测量——英国气象局早期确定的临界温度为-0.88℃。
“冷却力” ——在流动空气和气温(它低于流动空气中的裸露表面温度)共伺作用下,具有有限热贮存物体(或者是能够产生热量的物体,例如一个人)的热量损失率:、包括 干、湿两种表面失去的热量。
霜通常与冰晶体的沉积有关,但严格地说这是不必要的。实际上,低温危害是低温及其持续时间的共同作用造成的。在一个季度或一年的范围内,.我们需要知道无霜期的长 度〔“无霜”季),或者说需要知道有霜期(“霜”季)。
一个与霜和低温有关 的术语综合说明,为了说明这个问题的复杂性,我们引证下列定义:
霜日—— (百叶箱)气温低于0℃的日子(24小时):
冰日——最高温度低于0℃的日子(有些国家则定为低于或等于0℃);
无霜季——春、秋季出现0℃的终日和初日之间的间隔时期; ‘
严霜——温度等于或低于-2℃的日子;或霜致使植物, 受损,通常发生在温度低于冻结温度以下2℃或2℃以上,这要取决于作物种类。或严重到足以终止生长季(或延迟生长季的开始)的霜期。
生长季的平均持续时间——春季最终“严霜“至秋季最早“严霜”之间的平均日数。
生长期(季)——暖季温度5℃ (或6℃)初日至5℃(或6℃)终日间的时期。
由于考虑到低温对植物损害的实际情况而产生了多种判断标准和定义,这应按照植物的发育状况来区别不同植物对低温的敏感性和对低温灵敏度的变化。
目前,人们最能接受的有关霜冻导致植物受伤或死亡的理论,是在植物细胞内外部有冰晶形成的理论。植物在休眠期,可耐-20℃以下的低温而不受伤害;但是,一旦生长开始,温度稍低于冰点就可能会产生致命的危害。细胞浆在正常压力和温度稍低于0℃的冻结情况下是一种溶液。 细胞间隙中的水分可能是纯净的或近乎纯净的水,因此,当 温度稍低于0℃时就会冻结。所以细胞外形成冰的情况是很常见的。随着细胞外冰的形成,它就不断吸取细胞中水分, 因而使细胞质(原浆)脱水并脆化,结果会引起机械损伤, 或者细胞缩小并危害细胞质。霜害的强度与植物对抗这种细胞外冰形成造成损害的能力密切相关。因此,有助于降低细胞浆结冰点的栽培措施,可以提高植物的抗霜能力。
显然不会有一种特殊的临界温度,特别是现在已经认识到即使成林树木的木质部分也可能因持续低温而受害,在气温低的情况下,严冬中午强烈太阳辐射引起的温度变动也可能会造成树皮爆裂。
根据各类果树和其他农作物的生长阶段,划分了临界温度的一览表。
形成低温的气象条件大致可分为两大类:
1、包括大量冷空气侵入一个地区的那些气象条件(平流霜冻〉;
2、主要由于辐射作用使地面失热变冷的那些气象条件(辐射霜冻)。
在第一种情况下,由于天气系统移动的结果,大规模的冷气团侵入某个地区。第二种类型(辐射霜冻)在中纬度地区的春末和秋初更常见,一般与缓慢移动的反气旋有关,在反气旋控制下的地区多碧空,空气干冷,风力微弱。
风与微风或无风之间的差别,-在考虑防霜的手段財是个重要的环节。事实上,只有下面将论述的一些所谓“消极” 的手段对防止平流霜冻才是有效的。
把辐射霜作为一种对农业不可避免的灾害是没有必要的。在许多地区这类霜冻的出现频率和强度都是有限的,可以利用适宜的土壤和植物管理措施来消除或降低其危害,在极度霜冻的情况下,通过人工方法也是可以避免或减轻其危害的。