大学农学概论课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章 绪 论,第二章 作物的起源、分类与分布,第三章 作物的生长发育与产量、品质,第四章 作物生产与环境条件,第五章 作物种植制度,第六章 作物育种与种子产业,第七章 作物生产技术,讲 授 提 纲,第一章 绪 论,第一节 农学的定义及作物生产的地位,中义的农学：,仅指农业生产科学，这里的农业生产是指种植业、畜牧业、林业和渔业，它所涉及的学科包括作物学、园艺学、农业资源利用学、植物保护学、畜牧学、兽医学、林学、水产学等。,狭义的农学：,即研究农作物生产的一门科学，它所涉及的学科包括作物学、园艺学、土壤学、植物营养学和植物保护学等。研究作物形态、生理、遗传与育种、栽培技术、病虫害防治、生产经济等。,本课程涉及的农学是狭义的农学，重点是作物学，其基本任务是：,（,1,）探讨作物的起源、分布与分类；,（,2,）研究作物的特征特性，阐明其生长发育规律及其与环境条件的关系；,（,3,）了解限制作物生产的诸因素及其与产量、品质形成的相互关系；,（,4,）改良作物品种，实现作物的高产、优质、高效、生态、安全。,二、农学的特点,（一）系统的复杂性,作物生产是一个有序列、有结构的复杂系统，受自然和人为多种因素的影响和制约。它是由各个环节（子系统）所组成，既是一个大的复杂系统，又是一个统一的整体。,作物生产系统：,由“作物,环境,技术”子系统构成的多层次开放性农田生态系统。,（二）技术的实用性,农学是把自然科学及农业科学的基础理论转化为实际生产技术和生产力的科学。它主要研究解决作物生产中的实际生产问题，所研究形成的技术必须具有适用性和可操作性，力争做到简便易行、省时省工、经济安全。,（三）生产的连续性,农业生产是一个长期的周年性社会产业。上一茬作物与下一茬作物，上一年生产与下一年生产，上一个生产周期与下一个生产周期，都是紧密相连和互相制约的。,（四）生长的规律性,不同作物种类具有不同的个体生命周期，如一年生、二年生作物；,作物个体的生命周期是一个有序的生长发育过程，需要特定的环境条件；,作物的生长发育既不能停顿中断，又不能颠倒重来，因而具有不可逆性。,（五）明显的季节性,一年四季的光、热、水等自然资源的状况是不同的，所以作物生产不可避免地受到季节的强烈影响。由于作物的季节性很强，生产上误了农时，轻则减产，重则颗粒无收。因此，必须合理掌握农时季节，使作物的高效生长期与最佳环境条件同步。,（六）严格的地域性,地区不同，其纬度、地形、地貌、气候、土壤、水利等自然条件不同，其社会经济、生产条件、技术水平等也有差异，从而构成了作物生产的地域性。因此，作物生产必须使作物、环境、措施达到最佳配合，才能生产出高产优质的农产品。,四、作物生产的地位与作用,（一）人民生活资料的重要来源,吃，人民生活中所消费的粮食、水果、蔬菜几乎全部由作物生产提供。,穿，我国服装原料的80%来自作物生产，合成纤维仅占20%左右。,（二）工业原料的重要来源,目前，我国约40%工业原料、70%的轻工业原料来源于作物生产。总体而言，以农产品为原料的工业产值在工业产值中的比重会有所下降，但有些轻工业，如制糖、卷烟、造纸、食品等的原料只能来源于农业，且主要来自作物生产业。,（三）出口创汇的重要物资,目前，我国农副产品及其加工产品在国家总出口额中占有较大的比重。从未来的发展趋势看，农副产品及其加工产品的出口比重会有所下降，但仍将是出口物资的重要来源之一。可见，作物生产在农业增效和农民增收方面起到主要作用。,（四）农业的基础产业,由于我国人口压力大、口粮任务重，加上畜牧养殖业的发展在很大程度上依赖于作物生产业提供饲料，因此我国种植业在农业中的比重及其基础地位是不会动摇的。,（五）农业现代化的组成部分,作物生产业是农业的基础，没有现代化的作物生产，就没有现代化的农业和现代化的农村。因此，随着社会的发展和科技的进步，作物生产业也会得到现代科技的武装和改造，从而实现作物生产的现代化、科学化和产业化。,第二节 作物生产概况,一、世界作物生产概况,项目,水稻,小麦,玉米,面积（万公顷）,15830,22562.2,15862.9,单产（千克,/,公顷）,4328.7,3038.7,5161.8,总产（万吨）,68524.0,68561.4,81882.3,表,1.,世界作物生产概况（,FAO,，,2009,）,项目,大豆,油菜,籽棉,面积（万公顷）,9950.1,3112.1,3043.1,单产（千克,/,公顷）,2243.0,1981.8,2000.9,总产（万吨）,22318.5,6167.6,6089.2,续表,1.,世界作物生产概况（,FAO,，,2009,）,世界作物总产的增加主要得益于单产的提高，而单产的提高主要有赖于现代农业科学技术的进步和农业生产条件的改善，特别是下列,6,个方面的因素起了决定性的作用。,1品种改良,近30年来世界主要作物新品种的培育着重于高产、优质和高抗，特别是在矮秆、抗性和品质方面取得了显著进步。许多国家因品种改良在这一期间的累计增产效益在30%以上。,2增施肥料与施肥技术,据,FAO,估计，在提高作物产量的诸多因素中，肥料的贡献率要占到30%60%。目前，大多数国家农田施肥均以化肥为主，这期间世界化肥生产量与作物产量基本呈现同步增长趋势。氮、磷、钾肥所占的比例分别为60%、24%和16%。,3扩大灌溉与节水技术,灌溉面积占世界总耕地的比例为17.5%，生产的作物产量占世界总产量的一半左右。节约用水以扩大现有灌溉面积、改善灌溉设施以增加灌溉效益和防止盐渍化等为发展重点。地面灌溉的用水效率发达国家为50%以上，而发展中国家仅为25%左右。喷灌、滴灌等高效率的灌水方法，由于成本高、技术难、耗能大，目前仍主要在一些发达国家和一些园艺作物上使用。,4设施栽培,20世纪70年代以来，地膜覆盖栽培发展非常迅速。在纬度或海拔较高的地区、旱地和盐碱地上，覆盖地膜增产效果显著。在一般地区，地膜覆盖使一些喜温作物的分布区域的纬度向北推移了24,，使作物早熟或相当于延长了无霜期1015,d，,旱地水分利用率提高了30%50%。目前，地膜蔬菜、地膜棉花、地膜玉米、地膜小麦、地膜水稻等在水、热资源受到限制的地区都得到了不同程度的应用。,5作物病虫草害的防治,在作物收获前，由病、虫、草害造成的作物产量损失平均为15%20%，水果、蔬菜和油料作物则往往达25%。农产品贮藏中的病虫损失，在亚洲和非洲的一些国家也常达到收获量的1/51/4。综合防治已成为世界大多数国家植保工作的指导方针，但其中化学防治仍是最主要的防治手段。选用抗病虫品种被普遍认为是经济有效的途径。另外，生物防治也日益受到重视。,6高新技术的推广应用,有普遍推广意义的除基因工程技术外，主要有遥感技术、计算机信息技术和化学调控技术等。遥感技术从20世纪80年代进入了商业应用，主要包括作物长势监测和估产、植被识别分类、土地资源调查与制图、自然灾害预测与灾情评估、农业生态系统监测等。,二、我国作物生产概况,项目,水稻,小麦,玉米,面积（万公顷）,2962.7,2429.1,3118.3,单产（千克,/,公顷）,6585.3,4739.0,5258.4,总产（万吨）,19510.3,11511.5,16397.4,表,2.,我国作物生产概况（中国统计年鉴，,2010,）,项目,豆类,花生,棉花,面积（万公顷）,1194.9,437.7,495.2,单产（千克,/,公顷）,1615.4,3361,1288,总产（万吨）,1930.3,1470.8,637.7,续表,2.,我国作物生产概况（中国统计年鉴，,2010,）,1949年以来我国作物生产的迅速发展，也主要归功于农业科学技术的进步和作物生产条件的改善，但与世界作物生产的发展相比，又具有一些不同的特点。,1作物品种的改良,1949年以来，我国40多种作物育成新品种共计4000个以上，其中通过审定的就有2000个左右。粮食作物已经进行过45次良种大更换，每次更换一般可增产10%左右，高的可达20%以上。目前，我国优良品种的覆盖率一般都在90%以上，而且品种更新换代的周期已缩短到35年。迄今仍以常规育种为主，其中杂交育种和杂种优势利用占2/3左右。,优良品种的选育途径，包括国外引种、系统育种、杂交育种、杂种优势利用、诱变育种、远缘杂交和生物技术等，在不同时期为作物品种改良做出了显著贡献。近10多年来，生物技术开始向一些作物的育种工作中渗透，但迄今仍以常规育种为主，其中杂交育种和杂种优势利用占2/3左右。,2间、套作多熟制种植技术,1949年我国的作物复种指数为128%，虽然耕地面积减少，但由于复种指数的提高，作物总播种面积反而增加,。,在20世纪50年代和60年代，北方的黄淮海地区，主要是改一年一熟为二年三熟，南方则改单季稻为双季稻或稻、麦两熟。到70年代，华北的一熟有余、两熟不足地区进一步发展了间、套复种，南方的间、套复种面积也进一步扩大。进入80年代后，多熟制种植方式日趋多样化，种植方式从作物的间、套作发展到粮、经、饲、菜等多元多熟的复合种植模式。,3作物栽培技术,作物栽培科学的发展大致经历了4个阶段。,第一阶段,是20世纪5060年代初，侧重总结农民劳模的栽培经验，如江苏陈永康单季晚稻“三黄三黑”的看苗诊断，河南刘应祥小麦“马耳朵、驴耳朵、猪耳朵”的叶片诊断等。,第二阶段,是20世纪60年代中期至70年代中期，主要围绕单项高产栽培技术开展研究，如育苗移栽技术、合理密植技术、土壤耕作技术、覆盖栽培技术、氮肥深施技术等。,第三阶段,是20世纪70年代后期至80年代，主要围绕作物规范化、指标化进行综合栽培技术研究，如水稻叶龄指标栽培法、小麦叶龄指标促控法、大豆三垄栽培技术、小麦玉米平播吨粮技术等。,第四阶段,从20世纪80年代末期开始，主要研究作物持续增产和优质高效的综合栽培技术以及作物生产管理的计算机决策系统，如小麦节水高产栽培技术、多元高效立体种植模式、作物栽培专家系统等。,4病虫草鼠害防治技术,20世纪50年代以农艺防治为主，60,70,年代中期以化学药物防治为主，70年代以后生物防治技术迅速发展，80年代以后进入了单项防治与综合防治并重时期。病虫测报对象从几种增加到目前的50种以上，地区性测报对象达到100种以上，对重大迁飞性害虫还建立了异地测报网，80年代又增加了鼠情预报。目前，一些重大病虫害如蝗虫、锈病、螟虫等已完全得到控制。近10多年来，由于除草剂的大面积推广，杂草为害程度显著减轻。,5作物生产条件的改善,农业机械总动力年平均递增1042万,kW，,20世纪90年代以来，平均每年递增达2029万,kW；,农田有效灌溉面积年平均递增2.15%，全国节水灌溉面积占有效灌溉面积的28.66%；化肥用量年均递增14.3%。在堤防、水库和配套机井的修建以及洼涝、盐碱、渍害低产田及水土流失的治理方面都取得了杰出的成就。已建立了500多个国家级商品粮基地、100多个优质棉基地，极大地改善了基地的生产条件。,【,复习思考题,】,1什么是农学？农学的性质和特点是什么？,2试述作物生产的地位和作用。,3了解世界和我国作物生产的概况。,第二章 作物的起源、分类与分布,第一节 作物的起源,至今发现，地球上大致有50万种以上的植物，其中被人类利用的约在5000种以上，被人类栽培种植的约1500种，属大面积种植的约200种。中国种植的作物约有600种，其中粮食作物30多种，经济作物70种，蔬菜110多种，牧草约50种，花卉130余种，药用作物50余种。,1中国日本起源中心,中国基因中心是主要的、初生的，由它发展了次生的日本基因中心。中国的中部和西部山区及其毗邻低地是世界第一个最大农业发源地和栽培植物的起源中心。中国起源地的特点是栽培植物的数量极大，包括了热带、亚热带和温带作物的代表。,1中国日本起源中心,在栽培植物种和属的数量上，中国超过其他起源地，如黍、稷、粟、大麦、荞麦、大豆、裸燕麦等作物，中国是初生基因中心；普通小麦和高粱等是次生中心。该学说确认中国是栽培稻的起源中心之一，纠正了瓦维洛夫认为水稻仅仅起源于印度的说法。,2印度支那印度尼西亚起源中心,是爪哇稻和芋的初生基因中心。这里还具有丰富的热带野生植物区系。,3澳大利亚中心,除美洲外，这里也是烟草的初生基因中心之一。并有稻属的野生种。,4印度斯坦中心,起源的农作物有稻、甘蔗、绿豆、豇豆等，还有许多热带果树。,5中亚细亚中心,该中心农作物有小麦、豌豆等。,6近东起源中心,起源的农作物有栽培小麦、黑麦等。,7地中海中心,从许多作物品种和种群组成来看，这里是次生起源地，很多作物在此区被驯化，如燕麦、甜菜、亚麻、三叶草、羽扇豆等属的种。,8非洲中心,农作物有高粱、棉、稻等属的种。此中心对世界作物影响很大，许多作物起源于非洲。,9欧洲西伯利亚中心,农作物有二年生的糖用块根和饲用甜菜、苜蓿、三叶草等。,10南美洲中心,农作物有马铃薯、花生、木薯、烟草、棉、苋菜等。,11中美洲墨西哥中心,农作物有甘薯、玉米、陆地棉等。,12北美洲中心,该中心驯化的主要作物有向日葵、羽扇豆等。,第二节 作物的分类,一、植物学分类,即按植物科、属、种分类，一般用双名法对植物进行命名，称为学名。例如小麦属禾本科，第一个字为属名，第二个字为种名，第三个字为命名者的姓氏缩写。这种分类对了解和认识作物的植物学特征的异同以及研究其器官发育有重要意义。,二、根据作物的生物学特性分类,（一）按作物感温特性分类,可分为,喜温作物,和,耐寒作物,。喜温作物在全生育期中需要的积温都较高，生长发育的最低温度为10左右，最适温度为2025，最高温度为3035，如稻谷、玉米、高粱、甘薯、棉花、烟草、甘蔗、花生、粟等。,耐寒作物全生育期需要的积温比较低，生长发育最低温度在13左右，最适1218，最高2630，如小麦、大麦、马铃薯、黑麦、油菜、蚕豆等。,（二）按作物对光周期反应特性分类,可分为,长日照作物、短日照作物、中日照作物和定日照作物。,凡适宜在日长变长时开花的作物称长日照作物，如麦类作物、油菜等。凡适宜在日长变短时开花的作物称短日照作物，如水稻、玉米、大豆、甘薯、棉花、烟草等。,开花与日长没有关系的作物称中日照作物，如荞麦、豌豆等。定日照作物要求有一定时间的日长才能完成其生育周期，如甘蔗的某些品种只有在1245,min,的日长条件下才能开花，长于或短于这个日长都不开花。,（三）按作物对,CO,2,同化途径分类,可分为,C,3,作物、,C,4,作物和,CAM（,景天酸代谢）作物。,三、根据作物用途和植物学系统相结合分类,（一）粮食作物,（,1,）禾谷类作物。绝大部分属禾本科。荞麦属蓼科。麦类、稻、玉米、谷子等属此类。,（,2,）豆类作物。属豆科。主要提供植物性蛋白。如大豆、绿豆、小豆、蚕豆等。,（,3,）薯芋类作物。属于不同的科属，主要生产淀粉类食物。常见的有甘薯、马铃薯。,（二）经济作物或称工业原料作物,（,1,）纤维作物。其中有种子纤维：如棉花；韧皮纤维：如红、黄麻；叶纤维：如龙舌兰麻。,（,2,）油料作物。常见的有花生、油菜等。,（,3,）糖料作物。南方有甘蔗、北方有甜菜。,（,4,）其它作物（有些为嗜好作物）。烟草、茶叶、咖啡等。,（三）饲料及绿肥作物,苜蓿,苕子,紫云英,三叶草,草木樨,黑麦草,苏丹草,红萍,水葫芦,水浮莲,（四）药用作物,三 七,天 麻,人 参,黄连,枸 杞,何首乌,灵 芝,上述分类中，有些作物有多种用途。根据需要，同一作物，有时被划在这一类，有些被划在另一类。,此外，还有按作物播种季节分为春播（夏播）作物和秋播（冬播）作物。按收获季节分为夏熟作物和秋熟作物。按播种密度和田间管理可分为密植作物和中耕作物等。,第三节 我国种植业分区,1东北大豆、春麦、玉米、甜菜区,包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古的大兴安岭地区和哲里木盟中部的西辽河灌区，总耕地占全国的16.5%。大部地区一年一熟，南部地区可二年三熟或一年两熟。主要作物有大豆、玉米、高梁、谷子、春小麦、马铃薯、水稻、甜菜、亚麻及早熟棉花等。其中大豆、春小麦、高梁的产量和质量均居全国之冠，玉米面积居首位。是我国甜菜和亚麻基地。该区北部是马铃薯集中产区，也是全国种薯基地。,2北部高原小杂粮、甜菜区,包括内蒙古包头以东地区，辽宁西部朝阳、铁岭地区和阜新等11个县。冀、晋、陕西北部，甘肃中、东部，青海东部和宁夏南部，总耕地占全国的14.4%。大部分地区一年一熟，粮食作物以旱粮为主，经济作物有甜菜、油菜、胡麻和向日葵等，是我国旱地农业较为集中的地区之一，也是农牧交替区。本区甜菜播种面积和产量居全国第三位。,3黄淮海棉、麦、油、烟、果区,包括京、津、山东全省，河北、河南大部，苏、皖两省淮河以北，山西南部和关中平原，总耕地占全国的25.6%。作物二年三熟或一年二熟。本区作物种类繁多，粮食作物中冬小麦、棉花、花生、芝麻面积和产量均占全国的二分之一左右，烤烟产量占60%，是我国重要的粮、棉、油、烟、果等集中产区。,4长江中下游稻、棉、油、桑、茶区,地跨上海市、安徽、江苏、湖北省大部，浙江、江西、湖南省三省北部的太湖、鄱阳湖、洞庭湖平原。耕地以水田为主，是我国粮、棉、油、麻、丝、茶等重要产地，稻谷、棉花、油菜播种面积和总产量分别都占全国的三分之一左右，麻类作物面积占全国麻类种植面积的18%，总产量的30%左右。,5南方丘陵双季稻、茶、柑桔区,包括湘、浙、赣、闽四省大部，皖南、鄂东南、粤北、桂东北区，耕地以水田为主。双季稻栽培面积占水田面积的73%，是我国双季稻比重最高的一个区。,6华南双季稻、甘蔗、热带作物区,包括福建南部，广东中部和南部，广西、云南南部及台湾省。作物种类繁多，粮食作物中双季稻占90%以上，甘蔗面积和产量占全国的三分之二，龙舌兰麻、香茅、咖啡等热带作物都分布在这一地区。,7川陕盆地稻、玉米、薯类、桑、柑桔区,包括陕西秦岭以南地区，鄂西山区，四川盆地，甘肃东南部，豫西的西峡、淅川两县。本区丘陵、山地约占全区土地总面积的90%左右，耕地中旱地占58%，水田占42%。粮食作物中，水旱粮并重，水稻占主要地位，其次是玉米、甘薯、小麦等。经济作物以油菜、桑、柑桔为主，其次是甘蔗、烤烟、药材等。,8云贵高原稻、玉米、烟草区,本区包括黔、云中北部，湘西及桂西北、川西南。山地高原占总面积的95%左右，海拔10002000,m,之间，丘陵起伏，地形复杂，气候差异大，有高寒山地，也有温暖盆地，立体农业明显，种植制度复杂多样，烤烟品质较佳。,9西北绿洲麦、棉、甜菜、葡萄区,本区包括新疆全省，甘肃河西走廊，青海柴达木盆地，宁夏西北部及内蒙古西部。土地大，耕地少。必须灌溉才能种植，全区90%左右的耕地是灌溉区，有灌溉水源的地被垦为农田，种植作物，成为绿洲。粮食作物以小麦为主，南疆有长绒棉，北疆有甜菜基地，葡萄总产约占全国的一半。,10青藏高原青稞、小麦、油菜区,本区包括西藏自治区，青海南部和东北部，川西、甘南、云南西北德钦、中甸两县。土地总面积大，可耕地少。主要为牧区，农作物一年一熟，作物多为喜凉耐寒作物，其中青稞、小麦、豌豆、油菜四种作物的面积最大，占播种面积的90%左右。,【复习思考题】,1世界作物起源于哪些地理中心？,2稻、小麦、玉米、甘薯、马铃薯、大豆、油菜、棉花等主要农作物的起源地分别在什么地方？,3,按用途和植物学系统相结合，怎样对作物进行分类？,4,简述我国种植业各大区的种植业特点。,第三章 作物的生长发育,与产量、品质,第一节 作物的生长发育,作物的生长是指植物细胞的增大与增多，是植物体或某一器官体积和重量增加的量变过程。发育是指作物从营养器官阶段转到生殖生长的质变过程。生长和发育常常是交织在一起的。,一、作物的一生,1.作物的生育期,作物完成从播种到收获的整个生长发育所需的时间称为作物的生育期，以天数表示。对于以收种子为主的作物是指从种子出苗到作物成熟的天数。经常采用育苗移栽的作物，如水稻、甘薯、烟草等，通常还将其生育期分为苗床（秧田）生育期和大田生育期。对于以营养体为收获对象的作物，生育期是指出苗到产品适宜收获期的总天数。,2作物的生育时期,在作物的一生中，其形态特征和生理特征总是呈现若干次显著的变化，根据这些变化，可以划分为若干个生育时期。目前，各种作物的生育时期划分方法尚未完全统一。,几种主要作物的生育时期,小麦,出苗、分蘖、起身、拨节、孕穗、抽穗、开花、灌浆、成熟期。,豆类,出苗、开花、结荚、鼓粒、成熟等期,棉花,出苗、现蕾、开花，吐絮等期,甘薯,出苗、采苗、栽插、分枝、封垄、落黄、收获等期。,二、作物的生长发育特性,（一）温光反应特性,所谓作物的温光反应特性（又称感温性、感光性）是指作物必须经历一定的温度和光周期诱导后，才能从营养生长转为生殖生长，进行花芽分化或幼穗分化，进而才能开花结实的特性。作物的这种感温和感光能力是在经过一定时期的营养生长后才具有的，这一营养生长时期称为基本营养生长期，作物的这一特性称为基本营养生长性。,一些二年生作物，如冬小麦、冬黑麦、冬油菜等，在其营养生长期必须经过一段较低温度诱导，才能转为生殖生长。这段低温诱导也称为春化。,依据不同作物和不同品种通过春化对低温的范围和时间的要求不同，一般可将其分为冬性类型、半冬性类型和春性类型,3,类。,1.,作物的感温性,作物花器分化和形成除需要一定温度诱导外，还必需一定的光周期诱导，不同作物品种需要一定光周期诱导的特性称为感光性。,一般分为以下,3,种类型：,2.,作物的感光性,（,1,）短日照作物,日照长度短于一定的临界日长时，才能开花。如果适当延长黑暗，缩短光照可提早开花。相反，如果延长日照，则延迟开花或不能进行花芽分化。属于这类作物的有大豆、晚稻、黄麻、大麻、烟草等。,（,2,）长日照作物,日照长度长于一定的临界日长时，才能开花。如果延长光照缩短黑暗可提早开花。而延长黑暗则延迟开花或花芽不能分化。属于这类作物的有小麦、燕麦、油菜等。,（,3,）日中性作物,开花之前并不要求一定的昼夜长短，只需达到一定基本营养生长期，在自然条件下四季均可开花，如荞麦等。,在作物进入生殖生长前，不受温度和光周期诱导影响而缩短的营养生长期，称为基本营养生长期。如不同水稻品种基本营养生长期的变化幅度为,1560,天。不同春播甘蓝型油菜品种基本营养生长期的变化幅度为,2427,天。不同作物品种的基本营养生长期的长短各异，这种基本营养生长期长短的差异特性称为作物品种的基本营养生长性。,3.,作物的基本营养生长性,水稻对温光的反应特性表现为感光性（短日照缩短生育期）、感温性（高温缩短生育期）和基本营养生长性（高温短日照都不能改变营养生长日数的特性）。根据水稻对光照反应的不同，可分为早稻、中稻和晚稻三种类型，早、中稻对光照反应不敏感，在全年各个季节种植都能正常成熟，晚稻对短日照很敏感，严格要求在短日照条件下才能通过光照阶段，抽穗结实。,作物的生长中心是指作物不同生育阶段生长势较强、生长绝对量和相对量都较大的器官。处于生长中心的器官，对光合产物需求迫切，竞争能力强，因而同时也是全株有机养分输入中心和养分分配中心。不同生育阶段的生长中心器官类型不同，其代谢特点亦不同。,（二）作物的生长中心,（二）作物的生长中心,生育前期是作物的苗期，生长中心为叶、根、分枝（分蘖）等器官，蛋白质合成居优势，因而是氮素代谢占优势的阶段。这一阶段植株碳,/,氮比小，碳水化合物中可溶性糖的比率高。旺盛的氮素代谢能促使作物幼苗茁壮早发，根、叶、分蘖（分枝）等营养器官生长良好，氮素代谢不活跃会导致发根、长叶缓慢，甚至组织老化形成老苗、僵苗。,生育中期是以籽实为产品器官作物的花器（幼穗）分化至开花前的生育阶段，块根、块茎作物的藤、薯两旺期和茎用作物的产品器官成熟期，代谢特点为碳、氮代谢并重（旺）。碳、氮代谢并重，既支持营养器官的旺盛生长，又促进生殖器官或其它产品器官的形成。,（二）作物的生长中心,本阶段植株碳,/,氮比逐渐加大，体内代谢由氮素代谢占优势逐渐向碳素代谢占优势过渡，若氮素代谢过旺，而碳素代谢较弱将会导致叶片徒长，茎秆软弱，产品器官的形成与成熟进程受到阻碍。,（二）作物的生长中心,生育后期是以籽实为产品器官作物的籽实发育期或块根、块茎作物的茎叶渐衰至薯块迅速膨大期。这一阶段的代谢特点已从氮素代谢占优势转为碳素代谢占优势，且在碳水化合物中，贮藏态的淀粉、纤维素、半纤维素和木质素等大量积累，全株碳,/,氮比达最大值。,（二）作物的生长中心,导致茎叶生长衰枯，而籽实或地下贮藏器官积累大量有机物达到充分成熟。这一阶段如氮素代谢过旺，便会发生贪青迟熟，使谷类作物的空秕粒增多，也使块根、块茎作物茎叶继续旺盛生长而消耗大量养分，阻碍薯块的正常膨大。,（二）作物的生长中心,生长中心理论说明作物的生育进程存在阶段性，因此栽培目标也应有阶段性。生育前期应立足促进壮苗早发，建立足够营养体，搭好丰产架子；生育中期重点是协调好地上部与地下部、营养器官与生殖器官、群体与个体的生长关系，形成足够数量储存产品的器官，积累大量有机物，实现壮茎足花（大穗）；,（二）作物的生长中心,生育后期以养根保叶，保证足够有机物向产品器官运转，增粒增重为调控目标。具体栽培技术的运用，应依据各生育阶段碳氮代谢特点及养分分配规律，调节各阶段作物体内碳氮代谢和协调器官生长，从而达到高产、优质的生产目的。,（二）作物的生长中心,（三）作物器官生长的相关性,作物各器官在生长过程中相互影响的关系，称为相关性。,（,1,）地上部与地下部物质的相互交换：,根供给地上部水分、无机盐，同时根还合成某些有机物质和激素(细胞分裂素)供地上部分需要。而地上部分又为根系提供光合产物和维生素、生长素等生理活性物质。“根深叶茂”就充分反映这种协调的关系。,1地下部分与地上部分,（,2,）地上部与地下部重量须保持一定比例,：,通常将根系重与冠部重之比叫做根冠比（根,/,冠），在作物生产上可作为控制和协调根系与冠部生长的一种参数。根冠比对于以根为收获对象的作物，如甘薯、甜菜等尤为重要。这类作物生长前期，应有繁茂的冠层，根冠比要小，后来根冠比应越来越大。以甘薯为例，其根冠比前期为,0.5,，中期为,0.67,，到了收获期则为,22.5,。,（,3,）环境条件和栽培技术措施对地下部和地上部生长的影响不一致：,“干长根，水长苗”。当氮充足时，茎叶生长旺盛，光合产物多用于自身建成，根系所得比例较少，生长受到抑制，根冠比小；磷素对根系生长是有利的，磷素丰富，根系发达，根冠比增大。钾素对块根、块茎作物的地下器官生长起促进作用。根系生长所要求的地温条件比地上部分低。,栽培中可以采取某些技术措施，调节地下部分和地上部的生长。例如，在苗期进行蹲苗，即在一定时期内控制水分的供应，促进根系发生。在甘薯生长前期，提高土温，使土壤中有充足的水分和氮素营养，对其茎叶的生长有利；生长后期凉爽的天气及供应充足的磷钾肥，有利于块根中淀粉的合成与积累。,作物的顶芽生长占优势的现象叫顶端优势。作物的主根和侧根也有类似的关系。不同作物的顶端优势有差异。向日葵的顶端优势明显。玉米、高梁的顶端优势较强，一般不产生分枝。顶端优势与农业生产有密切的关系。如棉花的打顶，去群尖就是解除顶端优势，抑制营养生长，促进生殖生长并能减少蕾铃脱落的措施。,2顶端优势,作物营养器官根、茎、叶的生长称为营养生长；生殖器官花、果实、种子的生长称为生殖生长。两者之间既相互依赖，又相互制约。,1,营养生长期是生殖生长期的基础,2,营养生长和生殖生长并进阶段两者矛盾大，要促使其协调发展,3,在生殖生长期，作物营养生长还在进行，要掌握得当。,3营养生长与生殖生长,因此，应搞好作物早期管理，促进植株生长健壮，并防止营养器官的早衰，为开花结果打下良好基础。但营养生长过旺，则茎叶徒长，消耗大量的养分，因得不到足够的养分，致使禾谷类作物空瘪粒增多并容易发生倒伏和贪青晚熟。棉花等作物会发生大量落花、落果、贪青晚熟。因此增施磷、钾肥，合理施用氮肥和控制水分的供应，有利于生殖器官的生长。当生殖器官生长过旺时，容易引起植株早衰。,以营养器官为主要收获物的作物，如麻类、烟草和叶菜类蔬菜等，需要促进营养器官的生长，抑制生殖器官的形成和生长。生产上常常通过供给充足的水分和增施氮肥，加大种植密度、摘除花芽等措施来促进营养器官的生长。,第二节 作物产量及其形成,一、作物产量,作物在整个生育期间生产和积累有机物的总量，即整个植株(一般不包括根系)的干物质全量称为生物产量。组成作物体的全部干物质中，有机物质占总干物质的90%95%，其余为矿物质。因此，光合物质生产是作物产量形成的基础。,（一）生物产量,经济产量是指单位面积上所获得的有经济价值的主产品数量。,由于栽培目的所需要的主产品不同，不同作物所提供的产品器官也各不相同。同一作物因利用目的的不同，产量概念也随之变化。如玉米作为粮食作物时，其产量是指籽粒；作为饲料作物时，其产量包括叶、茎、果穗等全部有机物质。,（二）经济产量,（三）经济系数,生物产量转化为经济产量的效率称为,经济系数,或收获指数，,即经济产量与生物产量的比率,。在正常情况下，经济产量的高低与生物产量成正比，尤其是收获茎叶为目的的作物。收获指数是综合反应作物品种特性和栽培技术水平的一个通用指标。,二、产量构成因素及其形成,作物产量,=,单位面积株数,单株产品器官数,产品器官重量,谷 类 作 物 产量,=,穗数,谷,单穗粒数,粒重,类,作物产量,=,穗数,每穗结实粒数,粒重,豆 类 作 物 产量,=,株数,每株有效荚数,每荚实粒数,粒重,薯 类 作 物 产量,=,株数,每株薯块数,单薯重,棉花,(,皮棉,),产量,=,株数,每株有效铃数,每铃籽棉重,衣分,（一）产量构成因素,油 菜 产 量,=,株数,每株有效角果数,每角果粒数,粒重,甘 蔗 产 量,=,有效茎数,单茎数,烟 草 产 量,=,株数,每株叶数,单叶重,绿 肥 作 物 产量,=,株数,单株重,（二）产量形成的特点,作物的产量构成因素是在作物整个生长发育期内随着生育进程依次而重叠形成的。不同作物由于收获的产品器官不同，因此可把作物产量的形成归纳为两个类型,。,1以收获营养器官为目的的作物,麻类作物、烟草和饲料作物，收获产品是茎、叶，主要在营养生长期收获。栽培管理技术相对比较简单，不需协调营养生长与生殖生长的矛盾。特别是绿肥饲料作物，以争取最大生物产量为主要目标。烟草、麻类作物在生育前中期，采用合理密度、水肥管理等各项栽培措施以使营养器官迅速而均匀的生长为主，同时必须考虑品质的形成。,薯类作物以地下部肥大的薯块（块根或块茎）作为栽培的主要收获物。薯块形成的迟早、数量多少、形成后膨大持续期长短与速度等，直接决定着薯块产量的形成过程及最终产量。薯类作物在产量形成过程中需要经过比较明显的光合器官的形成、贮藏器官的分化和膨大等时期，而且要求前期有较大的光合同化系统，才能有适宜的贮藏器官分化及有利贮藏器官膨大的基础，最终获得理想的产量。,2以收获种子为目的的作物,（1）禾谷类作物,产量构成因素的形成经历完整的生育前期、中期和后期三个阶段，按穗数、穗粒数和粒重顺序完成，而穗数和粒数形成又是重叠进行的。总的来说，穗数的形成从播种开始，分蘖期是决定阶段，拔节、孕穗期是巩固阶段。每穗粒数的形成开始于分蘖期，决定于幼穗分化期至抽穗期以及扬花、受精结实过程。粒重主要决定时期是受精结实、果实发育成熟时期。,（2）双子叶作物,一般而言，单位面积的果实数取决于密度和单株成果数。因此，自播种出苗（或育苗移栽）就已开始形成，中后期开花受精过程是决定阶段，果实发育期是巩固阶段。每果种子数开始于花芽分化，决定于果实发育。粒重决定于果实种子发育时期。这类作物常常是分化的花芽数多，结果少，或分化的胚珠数多，结籽少，或籽粒充实度不够，饱粒少，千粒重低。,2以收获种子为目的的作物,其中大豆、棉花、蓖麻、花生可分为一种类型，它们的花果在植株上下各部都有（花生主要在下部），都是边开花结果，边进行营养器官生长，营养生长与生殖生长的矛盾比较突出，容易发生蕾花果的脱落（花生则是果针能否入土和发育饱满的问题），结果数是影响产量的主要因素。,另一类作物如向日葵、红花、油菜，芝麻、亚麻等，它们的果实着生在植株顶部或上部（芝麻），在营养生长基本结束或结束之后（芝麻还有小部分营养生长）才开花结实，先开的花较易结实，后开的花常因环境已不适或植株衰老而不能结实。先结的果实中结籽率高低常成为影响产量的主要因素。,三、提高作物产量的途径,（一）作物产量现状和潜力,作物光合性能,作物产量,=,（光合面积,X,光合强度,X,光合时间）,呼吸消耗,X,光合产物分配利用,这五个方面称为光合系统的生产性能或光合性能。,提高作物产量的根本途径在于改善光,合性能，关键是提高群体光能利用率,改善光合性能的根本途径在于建立,合理的群体结构,单位土地面积上作物光合作用积累的有机物所含的化学能，占同一期间同面积上入射太阳辐射能的百分率称为光能利用率。,叶片吸收转化太阳能的能力,（,Taiz and Zeiger 1998,）,目前我国的光能利用率在0.5%左右。据中国农业大学报道，在北京地区小麦、玉米两熟每公顷产量,12.5,吨时，光能利用率为1.02%。高亮之按水稻生育期光合辐射，计算出我国各主要地区单季水稻的光能利用率为1.5%2%，若能提高到2.7%3.8%，理论产量均在每公顷,15,吨以上。,（,1,）漏光损失。作物生长初期，植株小，叶面积系数小，日光大部分漏射到地面上而损失。生产水平较低的大田，一生不封行，直到后期漏光也很多。,目前光能利用率低的原因,（,2,）光饱和浪费。已知稻麦光饱和点约为全日照的,1/3,1/2,，更强的光不能提高光合速率，而形成浪费。事实上，光强在光饱和点以前，光合速率已不随光强成比例地增加，说明那时光能已不能被充分利用而被浪费。即使群体的光饱和点较高，甚至在全日照下仍未饱和，但上部叶层仍因光饱和而有浪费，下部则因光照不足而达不到应有的光合速率。,（,3,）条件限制。有时由于环境条件不合适，如温度过高过低，水分过多过少，某些矿质元素缺乏，,CO2,供应不足，以及病虫害等等，一方面会使光合能力不能充分发挥，限制了光能利用；另一方面会使呼吸消耗相对增多，最终使产量降低。,（一）提高光能利用率的途径,从提高光合效率的角度培育超高产品种，选择目标很复杂。因为具有高光合效率的作物群体，不仅整株的碳素同化能力强，更重要的是群体水平上的碳素同化能力强。这些光合性状的表现，涉及到形态、解剖结构、生理生化代谢以及酶系统等各个层次。,1选育高光合效率的品种,创造具有理想株型的新品种，对于提高作物产量潜力当有显著效果。例如，水稻半矮秆直立叶型、直立穗型品种，玉米紧凑型杂交种等，群体叶片反射损失明显减少，单位叶面积接受的太阳辐射量有所降低，量子效率提高，同时适宜密植，增加光合面积。目前，已选育出玉米紧凑株型品种单产达到15000,kghm,2,以上，单季稻直立叶型品种单产达到13200,kghm,2,左右。,1选育高光合效率的品种,提高作物群体的光能截获量主要是提高群体叶面积指数(,LAI),和叶面积持续时间(,LAD)。,作物群体叶面积一生中需保持最适宜的叶面积系数，低于最适宜值，即光能未充分利用；高于最适宜值，群体过大，植株徒长，郁闭加重。一般要求前期叶面积增长速度要快而稳，最大叶面积系数要适宜，高峰期限持续的时间较长，叶面积衰退缓慢。,2提高作物群体的光能截获量,通过抑制光呼吸来提高净光合生产率，如在3%氧气含量的低氧条件下种植水稻，光呼吸受到抑制，干物重增加了54%。硫代硫酸钠、羟基甲烷磺酸、,-,羟基-2-吡啶甲磺酸等化学药剂均有抑制光呼吸的作用，但是，采用这些药剂喷株，在大面积生产中尚未发现明显增产效果。总之，通过环境调控，防止逆境引起的呼吸过旺，减少光合产物损耗，是提高光合生产力的途径之一。,3降低呼吸消耗,作物的环境有两种，一是自然环境，包括气候、地形、土壤、生物、水文等因子，难以在大规模范围内加以控制；另一种是栽培环境，指不同程度人工控制和调节而发生改变的环境，即作物生长的小环境。作物产量潜力是由自身的遗传特性、生物学