第5章-作物的群体动态.pdf

第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态作物的群体结构作物的群体结构作物群体发育动力学作物群体发育动力学作物群体与个体的关系作物群体与个体的关系作物生长分析作物生长分析第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态第一节第一节作物的群体结构作物的群体结构一、一、作物群体结构作物群体结构（一）作物群体结构的概念（一）作物群体结构的概念1、作物群体、作物群体作物作物群体群体是指同一块土地上的作物是指同一块土地上的作物个个体体群。群。个体个体是指凡单独占有周围环境的孤单是指凡单独占有周围环境的孤单生活的生物体生活的生物体（112）第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态一种作物组成的个体群是一种作物组成的个体群是单作群体单作群体两种或两种以上的作物组成的群体是两种或两种以上的作物组成的群体是复复合群体合群体复合群体麦玉套作复合群体麦玉套作复合群体麦蚕豆间作复合群体麦蚕豆间作单作群体水稻单作群体水稻单作群体油菜单作群体油菜第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态2、作物群体结构作物群体结构指组成这一群体的各个单株大小指组成这一群体的各个单株大小、分布分布、长相及动长相及动态变化等态变化等。作物作物合理合理的群体结构是指群体的大小的群体结构是指群体的大小、分布分布、叶色叶色、长势长势、长相及其动态发展变化适合于作物的本身特性长相及其动态发展变化适合于作物的本身特性，个体发育健壮个体发育健壮，群体的通风透光良好群体的通风透光良好，光能利用充分光能利用充分最终产量较高最终产量较高。第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态（二二）作物群体结构的内容作物群体结构的内容1、作物群体结构的大小作物群体结构的大小、密度密度以禾谷类作物为例以禾谷类作物为例:基本苗数基本苗数是群体的组成单元是群体的组成单元分蘖分蘖包括有效分蘖和无效分蘖包括有效分蘖和无效分蘖，它们都是群体发展的主要调控因子它们都是群体发展的主要调控因子穗数穗数是群体发展后期的重要表现是群体发展后期的重要表现，也是反映群体大小的重要指标也是反映群体大小的重要指标叶面积叶面积大小对群体特性大小对群体特性、群体内部光照强度和产量等影响很大群体内部光照强度和产量等影响很大根系根系的发达与否与群体大小密切相关的发达与否与群体大小密切相关第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态2、作物群体结构的水平分布作物群体结构的水平分布株距株距是指群体内相邻个体之间的距离是指群体内相邻个体之间的距离行距行距是作物群体成行分布时的行间距离是作物群体成行分布时的行间距离宽带种植的作物宽带种植的作物，其每一种植带的宽度既为其每一种植带的宽度既为带宽带宽，种植带之种植带之间的距离即为间的距离即为带距带距。密度密度是指一定土地面积上的作物的个体数是指一定土地面积上的作物的个体数。株株/m2和株和株/hm2等等行距行距株距株距带宽（距）带宽（距）第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态3、作物群体结构的垂直层次作物群体结构的垂直层次地下层：地下层：埋在土里的埋在土里的部分茎和根部分茎和根组成组成，如块茎和块根作物如块茎和块根作物，其主要其主要功能是吸收水分和矿物养料功能是吸收水分和矿物养料中层：中层：地面上的第一层地面上的第一层，主要是主要是茎和部分叶子茎和部分叶子构成构成，其功能在于支其功能在于支持上层和连通根系持上层和连通根系，输送水分和无机养料供给花输送水分和无机养料供给花、果实和种子；果实和种子；把叶子制造的有机养料输送到地下把叶子制造的有机养料输送到地下上层：上层：由由叶叶、花花、果实及上部茎枝果实及上部茎枝组成组成，进行光合作用进行光合作用，造成有机造成有机物物，产生种子传递后代产生种子传递后代。如水稻的上部功能叶和结实穗组成的上如水稻的上部功能叶和结实穗组成的上层对于产量起着决定性作用层对于产量起着决定性作用第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态4、作物群体结构的动态变化作物群体结构的动态变化群体的大小群体的大小、分布和长相随植株的生长发育而不断变化分布和长相随植株的生长发育而不断变化。包括基本苗数包括基本苗数、总茎数总茎数、穗数穗数、叶面积指数变化叶面积指数变化、群体高度和整群体高度和整齐度的动态变化及干物质积累的动态变化齐度的动态变化及干物质积累的动态变化。5、作物群体结构的长相作物群体结构的长相作物群体结构的长相是指群体结构的外观表现作物群体结构的长相是指群体结构的外观表现。包括叶片包括叶片姿态姿态、叶色叶色、生长整齐度和封行生长整齐度和封行（垄垄）早晚等早晚等。第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态（三）作物群体结构的性状（三）作物群体结构的性状1、群体数量性状、群体数量性状群体高度群体高度是指群体大多数样本从地面至最高器官着生的整体高度是指群体大多数样本从地面至最高器官着生的整体高度群体密度群体密度通常指单位土地面积作物群体的密集程度通常指单位土地面积作物群体的密集程度群体叶面积群体叶面积是指某一土地面积上所有作物个体的叶面积之和是指某一土地面积上所有作物个体的叶面积之和群体的生物量群体的生物量是指群体内所有植株的鲜重或干重是指群体内所有植株的鲜重或干重叶面积密度叶面积密度是指单位空间的叶面积指数是指单位空间的叶面积指数第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态2、群体几何性状、群体几何性状（1）叶倾角叶倾角为叶平面的法线方向与垂直方向的夹角。它等于为叶平面的法线方向与垂直方向的夹角。它等于叶平面伸展方向与水平方向的夹角叶平面伸展方向与水平方向的夹角（2）叶方位角叶方位角是指叶平面法线方向的水平投影与正北方向的是指叶平面法线方向的水平投影与正北方向的夹角，从正北开始顺时针分为夹角，从正北开始顺时针分为8个方位，每个方位个方位，每个方位45叶倾角叶倾角叶方位角叶方位角第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态3、群体空间散布性状群体空间散布性状群体空间散布性状是指群体各器官在空间的分布状态。群体空间散布性状是指群体各器官在空间的分布状态。丛型散布丛型散布作物群体成行成条分布，叶片相互重叠，透射于地表的作物群体成行成条分布，叶片相互重叠，透射于地表的直射光多，光能利用率低直射光多，光能利用率低规则型散布规则型散布 叶片相互插空生长，群体叶面积较小。由于叶片均匀叶片相互插空生长，群体叶面积较小。由于叶片均匀地分布于地表，透射于地表的直射光少，光能利用率高地分布于地表，透射于地表的直射光少，光能利用率高随机型散布随机型散布 群体中的叶片充分均匀随机，并服从泊松分布群体中的叶片充分均匀随机，并服从泊松分布第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态二、二、作物群体功能作物群体功能（一）（一）对环境的影响对环境的影响影响光照，影响光照，特别是群体下部的光照特别是群体下部的光照影响温度和湿度影响温度和湿度可以降低风速和风害，保持土壤可以降低风速和风害，保持土壤叶枝交错可减少土壤水分的蒸发叶枝交错可减少土壤水分的蒸发庞大根系、根瘤和菌根也都会提高土壤肥力庞大根系、根瘤和菌根也都会提高土壤肥力调控有益和有害生物等作用调控有益和有害生物等作用第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态二、二、作物群体功能作物群体功能（二）（二）对群体自身的影响对群体自身的影响影响单株数目和生长发育影响单株数目和生长发育群体中每个个体共享自身周围的环境群体中每个个体共享自身周围的环境群体中的个体对环境条件群体中的个体对环境条件(光光、温温、水水、肥肥、空间等空间等)的相互争的相互争夺夺，造成个体间获得量的差异造成个体间获得量的差异，导致个体之间生长发育的不平衡导致个体之间生长发育的不平衡第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态第二节第二节作物的发育动力学作物的发育动力学作物的一生作物的一生幼胚（种子）幼胚（种子）embryo休眠休眠dormancy萌芽萌芽germination幼苗和营养体的幼苗和营养体的分化分化differentiation、生长生长性器官成熟或营养组性器官成熟或营养组织等收获器官的成熟织等收获器官的成熟无性繁殖无性繁殖有性繁殖有性繁殖植株死亡植株死亡第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态一一、作物的生长与发育作物的生长与发育生长：生长：作物在数量上的不可逆增长叫生长作物在数量上的不可逆增长叫生长(growth)体积增加：作物个体体积增加：作物个体、器官器官、组织组织、细胞细胞重量和数量增加：重量和数量增加：（鲜重鲜重、干物重干物重）量变过程量变过程：通过细胞分裂和伸长来完成的：通过细胞分裂和伸长来完成的，包含营养体和生包含营养体和生殖体的生长殖体的生长。如种子吸水如种子吸水，叶片伸长叶片伸长第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态发育：发育：在生长的基础上在生长的基础上，作物体内发生的一系列质的变化作物体内发生的一系列质的变化(development)。植株内部生理状态的转变植株内部生理状态的转变器官分化发育器官分化发育结构结构、机能的质变过程机能的质变过程：表现为细胞：表现为细胞、组织和器官分化组织和器官分化，最最终导致植株根终导致植株根、茎茎、叶和花叶和花、果实果实、种子的形成种子的形成如叶长如叶长、宽厚的增加是生长宽厚的增加是生长，叶脉叶脉、气孔的分化形成是气孔的分化形成是发育发育第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态生长与发育的关系生长与发育的关系统一关系：统一关系：1）生长是发育的基础：停止生长的细胞就不能完成发育生长是发育的基础：停止生长的细胞就不能完成发育2）发育又促进了新器官的生长：发育又促进了新器官的生长：3）生长受抑，发育变慢：如水稻干旱后，发育延迟。生长受抑，发育变慢：如水稻干旱后，发育延迟。矛盾关系：矛盾关系：1）生长快而发育慢：有时营养生长过旺的作物往往影响开花结实生长快而发育慢：有时营养生长过旺的作物往往影响开花结实，如“贪青”。，如“贪青”。2）生长受到抑制时，发育却加速进行。如在营养条件不良条件下生长受到抑制时，发育却加速进行。如在营养条件不良条件下，作物提早开花结实，作物提早开花结实二二、作物的生育期和生育时期作物的生育期和生育时期1 1.生育期生育期(growth period)：把作物出苗到成熟期间的总天数：把作物出苗到成熟期间的总天数，即作即作物的一生物的一生，称为全生育期称为全生育期（播种播种收获收获？）以籽实为播种材料又以新的籽实为收获对象的作物以籽实为播种材料又以新的籽实为收获对象的作物，指籽实出苗指籽实出苗到新籽实成熟所持续的总天数到新籽实成熟所持续的总天数。以营养体为收获对象的作物如麻类以营养体为收获对象的作物如麻类、薯类薯类、甘蔗甘蔗、甜菜等甜菜等，则是则是指播种材料出苗到主产品收获适期的总天数指播种材料出苗到主产品收获适期的总天数工艺成熟期工艺成熟期。需育苗需育苗（秧秧）移栽的作物如水稻移栽的作物如水稻、甘薯甘薯、烟草等烟草等，还将生育期分还将生育期分为秧田为秧田（苗床苗床）生育期和大田生育期生育期和大田生育期。棉花：出苗至吐絮棉花：出苗至吐絮1 1）作物生育期长短作物生育期长短作物全生育期的长短主要由作物的作物全生育期的长短主要由作物的遗传性遗传性和所处的和所处的环境条件环境条件所决定所决定同一作物的生育期长短因同一作物的生育期长短因品种品种而异而异，有早有早、中中、晚熟之分晚熟之分。在在相似的环境条件相似的环境条件下下，？在在不同的环境条件不同的环境条件下下，？栽培措施栽培措施影响影响，作物生长在肥沃的土地上或施氮较多作物生长在肥沃的土地上或施氮较多，？2 2）作物生育期与产量作物生育期与产量？2 2.生育时期生育时期(growth stage)作物的某生育时期或阶段是指作物一生中其外部形态上呈现显著作物的某生育时期或阶段是指作物一生中其外部形态上呈现显著变化的若干时期变化的若干时期。稻稻、麦：出苗期麦：出苗期、分蘖期分蘖期、拔节期拔节期、孕穗期孕穗期、抽穗期抽穗期、开花期开花期、成熟期成熟期玉玉米：出苗期米：出苗期、拔节期拔节期、大喇叭口大喇叭口、抽雄期抽雄期、吐丝吐丝（开花开花）期期、成熟期成熟期3 3.生育时期与物候期的区别生育时期与物候期的区别生育时期生育时期是指某一形态出现变化后持续的一段时期是指某一形态出现变化后持续的一段时期，并以该时期始期至下一并以该时期始期至下一生育时期始期的天数计；生育时期始期的天数计；物候期物候期是指作物全田出现显著形态变化的植株达规定百分率的起始时期是指作物全田出现显著形态变化的植株达规定百分率的起始时期如：分蘖期如：分蘖期，按物候期是指全区按物候期是指全区50以上植株开始分蘖的那一天以上植株开始分蘖的那一天，某月某月某日；而按生育时期解释则是指从分蘖始期起至拔节始期之间的天数某日；而按生育时期解释则是指从分蘖始期起至拔节始期之间的天数。在实际进行记载时在实际进行记载时，常常采用物候期常常采用物候期。一般均以一般均以10为始期为始期，以以50以以上为盛期上为盛期。生长的相关性生长的相关性：作物器官作物器官、组织组织、细胞之间在生长发育上的相细胞之间在生长发育上的相互影响互影响原因：原因：同化物供应和分配同化物供应和分配水分和矿质营养供应水分和矿质营养供应激素或类似激素物质激素或类似激素物质最大的可能最大的可能三、作物器官生长的相关性三、作物器官生长的相关性1 1、地下部和地上部的相互关系地下部和地上部的相互关系（略略）1 1）根系与地上部器官之间的生长关系根系与地上部器官之间的生长关系大量物质交换大量物质交换微量物质交换微量物质交换地上部器官和根系之间的关系主要是通过茎节相互联系地上部器官和根系之间的关系主要是通过茎节相互联系，其通其通道是维管束道是维管束，而中心则是节而中心则是节。2 2）根系重量与地上部重量的相互关系根系重量与地上部重量的相互关系根冠比根冠比：根系重与茎叶：根系重与茎叶（冠部冠部）重之比例重之比例。3 3）环境条件和栽培技术的影响环境条件和栽培技术的影响对根部和冠部的影响不一致性对根部和冠部的影响不一致性N、P、K水：干长根水：干长根，水长苗水长苗温度温度1 1）营养器官和生殖器官形态发生的相互关系营养器官和生殖器官形态发生的相互关系营养生长阶段营养生长阶段、营养生长和生殖生长并进阶段营养生长和生殖生长并进阶段、生殖生长阶段生殖生长阶段序列性：营养器官的生长是生殖器官发生的基础序列性：营养器官的生长是生殖器官发生的基础。先发生营养器官先发生营养器官，然后才然后才发生生殖器官发生生殖器官。如南京地区春性小麦如南京地区春性小麦，一般在第三叶片展开一般在第三叶片展开，第四叶第四叶露尖时开始幼穗分化；水稻在拔节前后开始幼穗分化露尖时开始幼穗分化；水稻在拔节前后开始幼穗分化。同步性：幼穗同步性：幼穗（花芽花芽）分化与营养器官的同伸关系分化与营养器官的同伸关系。叶龄法：直接用主茎已出生的叶片数表示叶龄法：直接用主茎已出生的叶片数表示。如麦类作物如麦类作物、棉花棉花。叶龄余数法：以主茎总叶片数减去已出生叶片数表示叶龄余数法：以主茎总叶片数减去已出生叶片数表示。如水稻如水稻倒倒3 3、2 2、1 1叶出生分别为枝梗分化叶出生分别为枝梗分化、颍花分化和减数分裂期颍花分化和减数分裂期叶龄指数法：已出生叶龄指数法：已出生（展开展开）叶片与总叶片是比值叶片与总叶片是比值。如玉米如玉米2 2、营养生长与生殖生长的关系营养生长与生殖生长的关系2 2）营养生长和生殖生长养分运转的关系营养生长和生殖生长养分运转的关系“搭丰产架子搭丰产架子”，产量阈值产量阈值营养生长的优劣直接影响生殖生长的优劣营养生长的优劣直接影响生殖生长的优劣（养料的竞争养料的竞争）前期肥水过多前期肥水过多，茎叶徒长茎叶徒长，同化产物留在茎叶中的比例大同化产物留在茎叶中的比例大，幼穗幼穗得不到充足的碳水化合物得不到充足的碳水化合物，小穗和小花大量退化；后期肥水过多小穗和小花大量退化；后期肥水过多，造造成贪青晚熟成贪青晚熟，空瘪粒增加空瘪粒增加，千粒重降低千粒重降低。生殖器官生长同样也会对营养器官生长产生影响生殖器官生长同样也会对营养器官生长产生影响。如小麦如小麦、水稻水稻、玉米等禾谷类作物属一次结实作物玉米等禾谷类作物属一次结实作物，抽穗开花抽穗开花、籽粒成熟后营养器官死亡籽粒成熟后营养器官死亡。3 3）栽培上的应用栽培上的应用前促：前促：开花前重点培养壮苗开花前重点培养壮苗，使营养器官健全生长使营养器官健全生长，搭好丰产架子搭好丰产架子，为花为花果的生长准备雄厚的物质基础果的生长准备雄厚的物质基础，同时要防止旺长同时要防止旺长，以免进入生殖生长以免进入生殖生长期时不能建立起花果生长的优势期时不能建立起花果生长的优势。中控：中控：禾谷类作物在临近抽穗开花之前禾谷类作物在临近抽穗开花之前，要适当控制肥水要适当控制肥水，使叶色适当落使叶色适当落黄黄（褪淡褪淡），以及时转入生殖生长占优势的阶段以及时转入生殖生长占优势的阶段，避免茎叶徒长避免茎叶徒长。多多次结实作物次结实作物，由于在相当长的时间内营养生长与生殖生长并进由于在相当长的时间内营养生长与生殖生长并进，更需更需要很好地协调两者的关系要很好地协调两者的关系。一般在大量结实前一般在大量结实前，肥水应用上要稳肥水应用上要稳，在在培养壮苗的同时避免徒长；并应注意勿使营养生长过分削弱培养壮苗的同时避免徒长；并应注意勿使营养生长过分削弱，避免后避免后期早衰期早衰。后补：后补：养根养根、保叶保叶、防早衰防早衰棉花生产中提出的棉花生产中提出的“轻施苗肥轻施苗肥、稳施蕾肥稳施蕾肥、重施花铃肥重施花铃肥、补施盖顶肥补施盖顶肥”的方法的方法，正是对营养生长与生殖生长关系规律的具体应用正是对营养生长与生殖生长关系规律的具体应用。但对不同的作物有不同的调控措施但对不同的作物有不同的调控措施3、营养器官间的相互关系、营养器官间的相互关系1）叶与芽之间的生长相关性叶与芽之间的生长相关性每一个叶腋中都有芽每一个叶腋中都有芽。叶的形成与芽叶的形成与芽（分蘖分蘖、分枝分枝）的出生和生长都有密的出生和生长都有密切的关系切的关系。禾谷类作物禾谷类作物稻稻、麦麦，一般在幼苗生长第一般在幼苗生长第4片叶时分蘖也开始发生片叶时分蘖也开始发生，即当主茎即当主茎n叶出生时叶出生时，在在n-3叶的叶腋内出现分蘖叶的叶腋内出现分蘖，并且所有的分蘖与主茎上叶的出并且所有的分蘖与主茎上叶的出生都同步生都同步。棉株在不同生育期棉株在不同生育期，新展叶片与新生果枝之间也存在一定的同伸关系新展叶片与新生果枝之间也存在一定的同伸关系。始蕾期始蕾期，新生果枝节比主茎展平叶新生果枝节比主茎展平叶(n)低低2个节位个节位，即即(n-2)；盛蕾期盛蕾期，新生果枝节位比主茎展平叶低一个节位新生果枝节位比主茎展平叶低一个节位，即即(n-1)；始花期始花期，新生果枝节位比主茎展平叶高新生果枝节位比主茎展平叶高1个叶位个叶位，即即(n+1)；吐絮期吐絮期，最上果枝节位最上果枝节位（未打顶未打顶）比主茎展平叶高比主茎展平叶高2个叶位个叶位，即即(n+2)。水稻叶蘖同伸关系模式图水稻叶蘖同伸关系模式图注：同一水平高度的叶为同时伸出的叶注：同一水平高度的叶为同时伸出的叶。图中的数字图中的数字，分母表示蘖次分母表示蘖次。“0”表示主茎表示主茎。各第各第1次分蘖按其出蘖的节位分别以次分蘖按其出蘖的节位分别以1、2、3-等表示等表示，分别称为第分别称为第1、2、3-号分蘖号分蘖。第第2次分蘖于第次分蘖于第1次分蘖号之后再加一阿拉伯字表示次分蘖号之后再加一阿拉伯字表示。分蘖鞘分蘖以母蘖号分蘖鞘分蘖以母蘖号之后加之后加“0”表示表示，其他各蘖分别加其他各蘖分别加1、2、3-等表示等表示。第第3、4次分蘖的表次分蘖的表示法亦如此示法亦如此。分子表示叶位分子表示叶位，分别以分别以1、2、3-表示表示。2）主茎与分枝主茎与分枝（蘖蘖）间的生长相关性间的生长相关性顶芽抑制侧芽发育的现象顶芽抑制侧芽发育的现象，便叫做便叫做顶端优顶端优势势。玉米和高粱玉米和高粱，顶端优势强顶端优势强，一般不发生分一般不发生分蘖；水稻和小麦顶端优势弱蘖；水稻和小麦顶端优势弱，表现为除主茎表现为除主茎外外，还有许多分蘖还有许多分蘖。棉花生产中的棉花生产中的打顶打顶则是消除顶端优势则是消除顶端优势，控控制株高的办法制株高的办法。分蘖分蘖（枝枝）的发生不会削弱主茎的生长的发生不会削弱主茎的生长，而是壮株的表现而是壮株的表现。水稻水稻玉米玉米第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态第三节第三节作物群体与个体的关系作物群体与个体的关系作物个体通过一定的空间分布组成群体后作物个体通过一定的空间分布组成群体后，其生育状其生育状况与一个单独个体有很大差异况与一个单独个体有很大差异，群体的产量虽然取决于每群体的产量虽然取决于每个个体的产量个个体的产量，但绝不是每个个体产量充分增产的总和但绝不是每个个体产量充分增产的总和，不同的空间组成将直接影响群体环境及群体的生产力不同的空间组成将直接影响群体环境及群体的生产力，通通过合理密植过合理密植，施肥等措施可以调节个体与群体的关系施肥等措施可以调节个体与群体的关系，促促进其向有利于产量形成的方向发展进其向有利于产量形成的方向发展。一一、作物个体的田间分布作物个体的田间分布1 1、行距行距2 2、株距株距3 3、带宽和带距带宽和带距4 4、密度密度5 5、边行优势或边际效应边行优势或边际效应是指作物群体边缘部分的个体与中间部分个体由于受到群体的外生境是指作物群体边缘部分的个体与中间部分个体由于受到群体的外生境和内生境的影响而使其在个体的器官数量和内生境的影响而使其在个体的器官数量、产量产量、品质等方面表现出的差品质等方面表现出的差异异。正效应正效应VS负效应负效应二二、作物个体与群体的协调机制作物个体与群体的协调机制1 1、竞争与密度效应竞争与密度效应生态位相近的植株之间相互争夺光照生态位相近的植株之间相互争夺光照、养分养分、水分及空间水分及空间，幼弱的植株会被幼弱的植株会被淘汰淘汰，而竞争能力较强的植株则单个个体长势较好而竞争能力较强的植株则单个个体长势较好，逐渐的顺应自然而保留下来逐渐的顺应自然而保留下来。随着个体不断的长大随着个体不断的长大，群体密度增大群体密度增大，个体之间相互影响个体之间相互影响，则产生则产生密度效应密度效应。（a）不同密度的作物群体从出苗开始生物量积累的时间过程）不同密度的作物群体从出苗开始生物量积累的时间过程(b)出苗后不同时期作为植物密度出苗后不同时期作为植物密度()函数的生物量积累函数的生物量积累二二、作物个体与群体的协调机制作物个体与群体的协调机制2 2、自疏自疏作物特别拥挤时，得到资源最少的最小植株，处境变得更加不利作物特别拥挤时，得到资源最少的最小植株，处境变得更加不利而死亡，它留下的空间可供相邻植株的扩张生长而死亡，它留下的空间可供相邻植株的扩张生长。3、可塑性、可塑性作物最佳密度是由其生长的自然环境和生产季节长短共同决定的作物最佳密度是由其生长的自然环境和生产季节长短共同决定的植物潜在的体型大小和成功的占据不定空间的形态可塑性。禾本科植物潜在的体型大小和成功的占据不定空间的形态可塑性。禾本科作物的分蘖现象是可塑性的基本特性。作物的分蘖现象是可塑性的基本特性。三三、群体生产力形成群体生产力形成1、群体产量群体产量作物作物群体的产量群体的产量（PY）是作物群体在一定的生育期内和一定的是作物群体在一定的生育期内和一定的土地面积上所积累的生物量土地面积上所积累的生物量，是群体内个体产量的总和是群体内个体产量的总和（IY）。分为：生物产量分为：生物产量（MY）和和经济产量经济产量（EY）。生物产量生物产量由个体通过光合作用和呼吸作用由个体通过光合作用和呼吸作用，利用日光能利用日光能、水水、CO2和矿物质养料而组合成个体的全部体重或体积的总和：和矿物质养料而组合成个体的全部体重或体积的总和：PY=IY经济产量经济产量是群体的主要栽培收获物的产量是群体的主要栽培收获物的产量，即群体主产品的产即群体主产品的产量量，由生物产量减去非主要栽培收获物的产量而得由生物产量减去非主要栽培收获物的产量而得。1、群体产量、群体产量评判经济产量的高低可用经济系数（评判经济产量的高低可用经济系数（ER）或收获指数（）或收获指数（HI），即），即群体的经济产量与生物产量的比值：群体的经济产量与生物产量的比值：ER=EY/MY正常的情况下，薯类作物的经济系数为正常的情况下，薯类作物的经济系数为0.70.8，水稻为，水稻为0.5，玉米，玉米为为0.250.4，棉花为，棉花为0.30.45。经济产量构成因素经济产量构成因素:谷类作物，由单位面积结实穗数（谷类作物，由单位面积结实穗数（EN）、穗粒数（）、穗粒数（KN）、粒重（）、粒重（KW）三个因素构成，即：）三个因素构成，即：PY=KW KN EN蔬菜作物为个体的器官（果、叶、块茎或块根）数（蔬菜作物为个体的器官（果、叶、块茎或块根）数（ION）、器官）、器官重（重（OW）和密度，即：）和密度，即：PY=ION OW PD。2、最后产量衡定法则、最后产量衡定法则在一定范围内，当条件相同时，不管群体的密度如何，在一定范围内，当条件相同时，不管群体的密度如何，其最后产量差不多总是一样：其最后产量差不多总是一样：Y=W d=C式中：式中：Y为总产量，为总产量，W 为平均每株重，为平均每株重，d 为密度，为密度，C 为常数为常数最后产量平衡现象的生物学意义最后产量平衡现象的生物学意义：在稀疏群体中的个体，易获得资源和空间，生长状况好，构在稀疏群体中的个体，易获得资源和空间，生长状况好，构件多，生物量大；件多，生物量大；在密度高的群体中的个体，叶重叠，根交错，对光、水和营在密度高的群体中的个体，叶重叠，根交错，对光、水和营养等竞争激烈，个体生长率降低。养等竞争激烈，个体生长率降低。3、作物群体生产力的影响因素、作物群体生产力的影响因素群体生产力的提高，首先要有一定的生物产量，在增加群体生产力的提高，首先要有一定的生物产量，在增加生物量的基础上，提高该作物群体的经济系数，从而达到增生物量的基础上，提高该作物群体的经济系数，从而达到增加群体主产品的产量之目的。加群体主产品的产量之目的。提高生产力有以下途径：提高生产力有以下途径：选用光合生产率高的作物品种选用光合生产率高的作物品种 正确确定群体密度正确确定群体密度 改善作物环境条件改善作物环境条件 加强管理加强管理第五章第五章作物的群体动态作物的群体动态第四节第四节作物生长分析作物生长分析作物的干物质生产和积累是由作物的生长过程来实现作物的干物质生产和积累是由作物的生长过程来实现的的，通过对作物生长过程中通过对作物生长过程中，植株个体和群体生物产植株个体和群体生物产量的增长与正长速度量的增长与正长速度、光合器官生产干物质的能力分光合器官生产干物质的能力分析析，可以可以描述作物生长的数量变化及变化规律描述作物生长的数量变化及变化规律。一、一、作物生长分析的概念作物生长分析的概念CGR（Crop growth rate，作物生长率作物生长率）是指作物群体在单）是指作物群体在单位时间内生物量的积累数。它可以用来表示作物群体生长位时间内生物量的积累数。它可以用来表示作物群体生长快慢的指标。快慢的指标。LAI(Leaf area index，叶面积指数叶面积指数)是指单位土地面积上作是指单位土地面积上作物所有叶面积之和（叶面积只计算一面）。物所有叶面积之和（叶面积只计算一面）。叶面积仪扫描叶面积仪扫描通过叶长（通过叶长（l）乘以叶宽）乘以叶宽(W)，在乘以其校正系数求得。，在乘以其校正系数求得。小样法小样法复印法复印法一、一、作物生长分析的概念作物生长分析的概念LAD(Leaf area Day，叶日积叶日积)是指某一作物群体的叶面积指数与是指某一作物群体的叶面积指数与其持续时间的乘积：其持续时间的乘积：LAD=LAI D其中：其中：LAI 为叶面积指数，为叶面积指数，D 为持续的时间。为持续的时间。在实际应用中，叶日积可以通过下式计算：在实际应用中，叶日积可以通过下式计算：LAD=（L1+L2）（T2-T1）/2其中，其中，L1、L2为前后两次测定的群体叶面积指数，为前后两次测定的群体叶面积指数，T 为测定日期。为测定日期。一、一、作物生长分析的概念作物生长分析的概念NAR(Net assimilation rate，净同化率净同化率)是指单位叶面积的作物生是指单位叶面积的作物生长率。它可以用来表示单位面积的作物生长量的大小。长率。它可以用来表示单位面积的作物生长量的大小。SLA(Specific leaf area，比叶面积比叶面积)是指每克干叶的叶面积。它可是指每克干叶的叶面积。它可以用来表示单位干重的叶片所占叶面积的大小。以用来表示单位干重的叶片所占叶面积的大小。SLM(Specific leaf mass，比叶重比叶重)是指单位叶面积所具有的干物质是指单位叶面积所具有的干物质重量。它可以用来描述叶片厚薄程度。重量。它可以用来描述叶片厚薄程度。二、叶面积和光截获二、叶面积和光截获1、叶面积、叶面积一般作物的最大一般作物的最大LAI（即生（即生长期中总叶面积最大时的数值长期中总叶面积最大时的数值）在）在2.5以下时，它与产量成明以下时，它与产量成明显的正比，即产量随总叶面积显的正比，即产量随总叶面积成比例地增加成比例地增加下层叶片的光环境的变坏下层叶片的光环境的变坏下层叶片为了维持其基本下层叶片为了维持其基本的生长过程需要的消耗的生长过程需要的消耗二二、叶面积和光截获叶面积和光截获2、光截获光截获任何水平面上的光通量任何水平面上的光通量（I），都与其上面的叶面积及射入群体都与其上面的叶面积及射入群体顶部的光通量顶部的光通量（I0）有关有关。Bouguer-Lambert定律表示：定律表示：I=I0exp(-kl L)Ln(I/I0)=-kl L式中式中kl 为为消光系数消光系数（Extinction coefficient），它与它与LAI（L）所所截获的光量有关截获的光量有关。三三、作物群体生物量积累作物群体生物量积累作物群体生物量的积作物群体生物量的积累随着时间推移而不断变累随着时间推移而不断变化化。积累过程一般循积累过程一般循S形曲形曲线线进行进行，可划分为生产早可划分为生产早期的期的“指数阶段指数阶段”（E），中期的中期的“快速生长阶段快速生长阶段”（G）和最后的和最后的“衰老阶段衰老阶段”（S）。