通过直接测量使霜冻损失最小化
通过德克·贝克|更新日期:02/08/2017 |评论:0
你担心霜冻会对你的作物造成损害吗?
有一些高价值作物极易受到霜冻损害。特别是在花蕾、花朵和早期果实上，每英亩霜冻会让种植者花费数千美元。
长期以来，许多种植者通过各种方式监测霜冻的风险，以便尽量减少损害。种植者使用了大型风扇、喷雾器或加热器，以及喷水灭火系统来防止温度达到冰点。因为这些方法可能很昂贵，所以只有在绝对必要的时候，才会有强烈的动机采取这类行动。
不幸的是，为了发出霜冻警报，仅仅监测气温是不够的。物理表面的能量平衡可能与上面的空气的能量平衡不同。这就造成了温度的差异。特别是，在平静、晴朗的夜晚，长波辐射逃到更冷的天空，这可以使物体的温度远远低于空气的温度。然后发生冷凝，如果足够冷，冰(称为辐射霜)可以在表面以及叶片或花朵内部形成。
一般来说，有两种方法可以估计叶、芽或花的温度:预测模型和更直接的测量。预测模型是基于广泛的天气测量(例如，空气温度、相对湿度、风速和净辐射)。许多农业气象网络根据其气象站网络和模型提供霜冻警报。对于这些服务没有覆盖的地区，或者对于想要自己的信息的种植者，有三种类型的测量是有用的:空气温度、太阳辐射和表面温度。
可以使用空气温度测量(被很好地屏蔽在夜空之外)和太阳辐射测量。然而，正如前面提到的，空气温度可能与叶片、芽或花的表面有很大的不同。例如，美国犹他州洛根的测量显示，春天夜间气温和草坪表面温度之间的差异达到了16摄氏度。如图所示，绿线为地表温度，蓝线为空气温度。
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一个更好的选择是直接测量地表温度。这样做的方法包括使用热电偶或热敏电阻直接接触叶片或非接触式传感器，如红外辐射计。由于许多叶片或芽必须安装传感器，以便热电偶或热敏电阻提供具有代表性的数字，这种方法很快变得不切实际。相比之下，红外辐射计(如si - 111免触摸，光学传感器)可包括多个叶片。
第三种方法是使用新型传感器，例如辐射霜探测器(sf - 110，sf - 421)远地点仪器公司。这种传感器在一个探头中模拟叶子和花芽，提供这些温度的直接估计。由于这是一个物理过程，传感器模拟的重要性质是发射率——叶片和芽向大气发射辐射的程度。
下面是用SF-110收集的数据的一个例子，显示在一个春天的夜晚，地表温度在空气温度之前达到冰点。(图经Apogee Instruments, Inc.许可使用)
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在这个例子中，如果种植者只使用空气温度，在晴朗的夜晚，霜冻警告可能会晚几个小时出现——除非选择一个保守的温度阈值来采取行动。然而，选择一个过于保守的阈值，可能会在不必要的时候采取代价高昂的行动。
再加上合适的设备，了解这样一个重要过程的机理，可以帮助种植者做好准备，尽量减少霜冻造成的损失。随着关键的春寒季节即将到来，现在是确保准备工作做好的好时机。
如果你有任何关于监测作物霜冻风险的问题或意见，请在下方发表。
关于作者
Dr. Dirk V. Baker，坎贝尔科学公司环境组应用研究科学家。万博matex网页登录他们感兴趣的领域包括生态学、农业和气象学等。他拥有科罗拉多州立大学野生动物生物学学士学位和杂草科学博士学位。德克的研究生和博士后研究集中在测量和模拟风力驱动的植物扩散。
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