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人工气候箱(室)模拟试验

盆栽法培养样本需要掌握好三个环节:根据作物的特点选择适宜的盆土(数量、酸碱度、湿度):选择或培育健壮均一的种子、幼苗或样本苗,播种时常用单环或多环匀播方式;保持一致的水肥管理和及时防治试验设计以外的病虫害。等样本生长到待试发育期时,将样本送入人工气候箱中进行模拟处理。模拟处理 试验设计要根据试验目的来考虑

利用对气象要素调控精度较高的人工气候箱(箱群或人工气候室),进行农业气象试验研究的方法。包括动、植物生存的大气环境和土壤(或水中)环境两个部分的模拟试验。中国目前的农业气象试验,以大气环境模拟试验为多。大气环境模拟试验又多以气温(包括日平均气温、日最高气温、日最低气温、白昼平均气温、气温日较差等)、空气湿度(相对湿度、饱和差等)、日照(日照强度、日照长度、不同光谱等)、降水(降水量降水强度、雾凇、雨凇等)、风(风速、风时等)、空气成分(CO2浓度、有害气体浓度等)等要素为模拟对象。在设备条件较好的单位,也进行大气—作物—土壤的多要素综合模拟试验(见彩图10、114)。

人工气候箱模拟试验

由试验材料的培植,样本环境模拟处理,取样考核及考种三个部分组成。

样本培植

要求培养一定数量的整齐度一致、发育期符合设计要求的健壮样本。一般采用盆栽法培养,也有用一定厚度土层放置箱中培养样本的(多用于人工气候室)。盆栽法培养样本需要掌握好三个环节:根据作物的特点选择适宜的盆土(数量、酸碱度、湿度):选择或培育健壮均一的种子、幼苗或样本苗,播种时常用单环或多环匀播方式;保持一致的水肥管理和及时防治试验设计以外的病虫害。等样本生长到待试发育期时,将样本送入人工气候箱中进行模拟处理。

模拟处理

试验设计要根据试验目的来考虑,但具体安排要视人工气候箱的多少而定。若箱(室)较多,则几个水准的处理组合可一次同时进箱处理;若人工气候箱数目较少时,则不同水准的处理组合要分前后几次处理完毕。这就要求在样本播种及培植中,安排为前后几次逐批进入待试发育期,以使人工气候箱中的处理可分批衔接进行。为避免先后处理样本前期生长环境不同带来的差异,多将不同播期的样本放入可控温、湿、光条件的自然光照温室中,用相同环境条件进行培植,以消除非试验因子的影响和干扰。例如在模拟水稻开花期低温天气型危害特点的试验中,有六种气象条件组合处理。若只有两只人工气候箱,那就需将处理样本安排为前后三批播种培植,使六种不同水准的处理分三批先后进行处理。三批样本开花的花期差,要视每批处理天数的长短来确定。如每批处理7天,则每批样本间的花期差控制在7~8天为宜,使前后处理衔接。

取样考测

当样本在人工气候箱中处理结束后,要及时取样,对处理效果进行观察测定。有时可在处理结束,马上测出其效应。但有些试验往往要经过一段相同的培养时期才能测定出其效应。为避免其他影响因子的作用,处理结束后的样本,应放入相同的适宜环境中培植,以备到达某发育阶段进行综合考种用。在效应测定中有的只要考测某发育阶段进展速度或受害程度;有的则要求综合考测,不仅考测对某阶段的影响和作用,而且要考测其最终的经济性状和产量。

人工气候室模拟试验

原理和方法与人工气候箱基本相同,只是在规模上,附加设备条件上,模拟范围上都比人工气候箱要大,较完备。因此试验样本除盆栽外还可直播在室内小块土壤中,便于进行大气—作物—土壤模式的模拟试验。人工气候室也适宜对高秆作物或果树进行模拟试验。为了更好地发挥其试验效能,应该有相应的配套设备(如:自然光照室、暗室、晾干室、网室及各种分析测定室等),以确保试验达到预期效果。

cloud and fog modifica-tion

使用人工方法使云雾降水形成或消散的试验。例如人工降雨、消雹、消雾等。

人工降雨

通过人工影响云的微物理过程,得到比自然过程更多的降水。

人工影响暖云试验是设法使云内出现大水滴,促进重力碰并,产生降水。方法有:①在云内投入吸湿性物质,使云内出现大水滴。常用吸湿性物质有食盐、氯化钙等。食盐的吸湿性强,催化效果较好。撒播食盐可用飞机、气球携带入云等方法。②用飞机在云内喷洒大水滴,能促使较厚的暖云降水。③在云内引入表面活性物质(如硅胶),使水滴表面张力减小,利于形成大水滴和破碎,加速连锁反应。

人工影响冷云降水试验,是对冷云的过冷却部位进行人工催化,使其出现大量冰晶,产生降水。采用的方法有:①在云内引入致冷剂(如干冰),使局部云体剧烈降温而产生冰晶,效果比较好。常用飞机撒播或由气球携带入云。②在云内引入人工冰核,促使生成大量冰晶。人工冰核分无机冰核与有机冰核两种。无机冰核有碘化银、碘化铅、硫化铜、氯化汞等。其中碘化银的成冰阈温高(-4℃),成冰能力好,用得最广。可用飞机、火箭、炮弹、气球等撒播,也可在地面燃烧碘化银的液氨溶液等,靠上升气流带入云。有机冰核有介乙醛(四聚乙醛)、间苯三酚、乙酰丙酮铜、尿素等。

人工防雹

对雹云施以人工影响不使冰雹长大,以减免雹灾。试验方法主要用催化剂防雹。在雹云的冰雹生长区撒播大量人工冰核(如:碘化银、碘化铅等),形成的大量小冰晶可取用云中过冷却水滴,使冰雹不易长大。大量人工冰核的引入可使过冷却水滴及早冰晶化,限制了冰雹的结凇增长。可在地面发射装有催化剂的火箭、炮弹,或在地面燃烧碘化银的液氨溶液、碘化银—碘化钱的丙酮溶液,或从飞机上投掷碘化银焰弹、发射火箭等方法把催化剂带入云内。也可在雹云的温度高于0℃部分,大量撒播食盐等吸湿性物质,促使人工降雨,减少对云内的水分输送,可限制冰雹增长。

人工消雾

雾使能见度变劣,对交通运输有影响。人工消雾有以下方法:①燃烧燃料,加热空气,使地面气温升达露点或霜点(对冰雾)以上。此法有效,但不经济。②在过冷雾中加干冰、碘化银、丙烷等催化剂,促使过冷却水滴冻结成冰晶而降落。③在暖雾中可撒播氯化钙、食盐、尿素、硝酸铵等吸湿性物质,促使形成大水滴,通过碰并增长而降落。

20世纪40年代以来,许多国家进行了人工影响云雾试验。早期不少国家的试验者曾进行较大规模的催化,企图取得经济效益。试验有一定效果。但由于成雨过程很复杂,多未能从统计学和物理学检验中确证效果,近年多已着重进行严密的云雾物理观测,加深对云物理变化机制的研究。