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有效積温法則

鎖定
有效積温法則的主要含義是:植物在生長髮育過程中,須從外界攝取一定的熱量才能完成其某一階段的發育,而且,植物各個發育階段所需要的總熱量是一個常數。
中文名
有效積温法則
外文名
Law of effective accumulated temperature
原    因
昆蟲發育階段需要總熱量是常數
公    式
N*(T-C)=K
發育起點温度
生物開始發育的温度

目錄

有效積温法則內容

温度與生物發育的關係比較集中地反映在温度對植物和變温動物(特別是昆蟲)發育速率的影響上,即反映在有效積温法則上。有效積温法則最初是在研究植物發育時總結出來的,其主要含意是植物在生長髮育過程中必須從環境攝取一定的熱量才能完成某一階段的發育,而且植物各個發育階段所需要的總熱量是一個常數,因此可用公式N·T=K【有效積温法則初始公式】表示,其中N為發育歷期即生長髮育所需時間,T為發育期間的平均温度,K是總積温(常數)。
昆蟲和其他變温動物也符合這一公式,但無論是植物還是變温動物,其發育都是從某一温度開始的,而不是從零度開始的,生物開始發育的温度就稱為發育起點温度(或最低有效温度),由於只有在發育起點温度以上的温度對發育才是有效的(T0表示發育起點温度),所以上述公式必須改寫為N(T-T0)=K【T0中0是下角標
也就是,T=T0+K/N=T0+KV,其中,發育速率(V)是時間(N)的倒數。
一般測定K和T0的方法是通過實驗得出不同温度T時的相應發育速度V,然後推算求得K、T0值。目前,常用的方法有人工恆温法、多級人工變温法和自然變温法等3種方法。無論根據哪種方法飼養昆蟲,都可以知道不同的實驗温度T、在不同實驗温度下的發育歷期N和發育速率V。因此,可以根據公式:T=T0+KV,應用"最小二乘法"決定係數T0和K,即:
求T0值和K值的簡便方法是在兩種實驗温度(T1和T2)下,分別觀察和記錄兩個相應的發育時間N1值和N2值。
因為  K1=N1(T1-T0)
K2=N2(T2-T0)
K1=K2
所以  N1(T1-T0)=N2(T2-T0)
N1T1-N1T0=N2T2-N2T0
N2T0-N1T0=N2T2-N1T1
(N2-N1)T0=N2T2-N1T1
求出T0後,將T0代入公式(2)就可求出有效積温K。
∑V2∑T-∑V∑VT n∑VT-∑V∑T
T0=————————— K=——————————
n∑V2-(∑V)2 n∑V2-(∑V)2
式中,n表示飼養害蟲時的實驗温度組數
發生期的預測是基於積温公式K =N(T-T0),因此,可以將公式轉化為發育天數N=K/(T-T0),也就可以通過已知的總積温K,各代卵、幼蟲、蛹或成蟲發育起點温度T0,以及環境的平均温度T計算出發育天數N,從而預測出各個蟲態的發生期。

有效積温法則應用

有效積温(K)和發育起點温度(C)決定後,可以推測一種昆蟲在不同地區可能發生的世代數,估計昆蟲在地理上可能分佈的界限,預測害蟲的發生期等。
(1)推測一種昆蟲的地理分佈界線和在不同地區可能發生的的世代數。確定一種昆蟲完成一個世代的有效積温(K),根據氣象資料,計算出某地對這種昆蟲全年有效積温的總和(K1),兩者相比,便可以推測該地區1年內可能發生的世代數(N)。
N=K1/K
如果N<1,意味着在該地全年有效積温總和不能滿足該蟲完成一個世代的積温,即該蟲1年內不能完成一個世代。如果這種昆蟲是1年發生多個世代的昆蟲(不是多年發生一個世代的昆蟲),也將會成為地理分佈的限制。例如:如果N=2,該蟲在當地1年可能發生2代;如果N=5.5,該蟲在當地1年內可能發生五六代。
(2)預測和控制昆蟲的發育期 如已知一種昆蟲的發育起點温度(C)和有效積温(K),則可在預測氣温(T)的基礎上預測下一發育期的出現。同樣,可以調控昆蟲的飼養温度,以便適時獲得需要的蟲期。

有效積温法則侷限

(1)有效積温的推算,目前還是假定昆蟲在適温區內温度與發育速率成正比關係的前提下按照有效積温的基本公式進行推導的。從關係式T=C+KV看,這是典型的直線方程式。但在大多數昆蟲中,偏低或偏高的温度範圍常常不是隨着温度的提高而成正比地加快,只有在最適温度範圍內這兩者的關係才接近於直線。因此,為了計算積温而選擇的温度處理應在最適温或接近於最適温區範圍之內。同樣,通過計算推導出來的發育起點温度,對於計算有效積温有重要參考價值,但與實際的發育起點常會偏高或偏低。這是值得注意的。
(2)一些昆蟲在温度與發育速度的關係曲線上(在最適温度範圍內)有出現發育恆定温區的可能性。這也是帶來偏差的一個因素。
(3)一些有效積温的材料是在室內恆温飼養條件下取得的,但昆蟲在自然界的發育處於變温之中,在一定的變温下昆蟲的發育往往比相應的恆温快。此外,氣象上的日平均氣温也不能完全反映實際温差情況,且與昆蟲實際生活的小氣候環境不完全相同。
(4)生理上有滯育或高温下有夏蟄的昆蟲,在滯育或夏蟄期間有效積温是不適用的。