作物与环境的关系.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,*,作物与环境的关系,沈阳农业大学科学技术学院,农学专业,作物的自然环境,一,作物的人工环境,二,环境因素的生态学分析,三,一、作物的自然环境,环境因子,（生态因子）是指作物生活空间的外界自然条件的总和，不仅包括对其有影响的种种自然环境条件，还包括生物有机体的影响和作用。,生活因子：,光照、温度、水分、热量、养分和空气这五个因素是作物生命活动中所不能缺少的，缺少其中之一作物就无法生存，这些因子叫做生活因子,作物、环境、措施三者的关系,栽培作物的实践活动，包括作物、环境、措施3个方面，作物产品的形成，正是作物一环境一措施3方面共同作用的结果。从现代系统论的观点看，环境一作物一措施三者互相联系，共同构成了农田作物栽培的生态系统,（一）广义的人工环境,是指所有的为作物正常生长发育所创造的环境；而人为的环境污染、干扰和破坏植物资源的现象，是人工环境的负面,表现,。,（,二）狭义的人工环境,是指在人工控制下的作物环境，例如作物的薄膜覆盖、向阳温室，都是行之有效的人工环境,。,二、作物的人工环境,三、环境因素的生态学分析,（一）、环境因素的分类,光能、温度、空气、水分等,土壤的有机和无机物质的物理、化学性质以及土壤生物和微生物等。,如地势、地貌、海拔高度、坡度、坡向等,动物、植物、微生物的影响,气候因素,土壤因素,地形因素,生物因素,人为因素,主要指栽培措施,（二）、,环境（生态）因子的对作物作用的特点,5,、,环境因素的直接作用和间接作用,1环境因素相互联系的综合作用,2,、,主要因素,3,、,环境因素的不可代替性和可调性,4,、,环境因素作用的阶段性,特点,1环境因素相互联系的综合作用,生态环境是许多环境因素综合作用的结果，进而对作物起着综合的生态作用。各个因素之间不是孤立的，而是互相联系、互相制约的，环境中任何一个因素的变化，都将引起其他因素不同程度的变化,2主要因素,组成环境的因素，都影响作物的生长发育。但在一定条件下，其中必有一二个因素是起主导作用的，它的存在与否和数量的变化，使作物的生长发育情况发生明显的变化，这种起主要作用的因素就是主导因素,。,3环境因素的不可代替性和可调性,作物在生长发育过程中所需要的环境条件，诸如光、温度、水分、空气、无机盐类等因素，是同等重要不可缺少的。缺少任何一种，都能引起作物生长发育受阻，甚至死亡；而且任何一个因素都不能由另一个因素来代替。另一方面，在一定情况下，某一因素量上的不足，可以由其他因素的增加或加强而得到调剂，并仍然有可能获得相似的生态效应。,4环境因素作用的阶段性,每一个环境因素，或彼此有关联的若干因素的结合，对同一作物的各个不同发育阶段所起的生态作用是不同的；作物的一生中，所需要的环境因素也是随着生长发育的推移而变化的。,5环境因素的直接作用和间接作用,在对作物生长发育状况和作物分布进行分析时，应区别环境因子的直接作用和间接作用。譬如干热风、低温等对作物的影响属于直接作用。很多地形因素，如地形起伏、坡向、坡度、海拔、经纬度等，是通过改变光照、温度、雨量、风速、土壤性质等进而对作物发生影响，这是环境因素的间接作用。如前所述，我们所采取的栽培措施中，有一些是直接作用于作物的，而更多的则是起间接作用的,从作物栽培的角度来说，光照强度、日照长度和光谱成分都与作物的生长发育有密切的关系，并对作物的产量和品质产生影响。,一、,光对作物的生态作用,二、,作物对光的吸收转化与产量,一、光对作物的生态作用,（一）光照强度,光照强度,（光照度）指单位面积上所接受的光通量，在一定程度上反映了植物所能选择吸收的可见光强弱。,光照度的测量单位是勒克斯（,Lux），1,勒克斯等于1流明/,m,2,，,亦等于1米烛光。在作物研究中，采用照度计测量。大致在380-710纳米波长之间，属于可见光的主要波长段。,光照强度,作物生长,光合作用,作物发育,与,1,、光照强度与作物生长,光照强度对作物生长及形态建成有重要的作用。,因为光是作物进行光合作用的能量来源，光合作用合成的有机物质是作物进行生长的物质基础。细胞的增大和分化，作物体积的增长、重量的增加都与光照强度有密切的关系。,光还能促进组织和器官的分化，制约器官的生长发育速度；,植物体各器官和组织保持发育上的正常比例，也与一定的光照强度有关。例如，作物种植过密，株内行间光照就不足，由于植株顶端的趋光性，茎秆的节间会过分拉长，这样一来，不但影响分蘖或分枝，而且影响群体内绿色器官的光合作用，导致茎秆细弱而倒伏，造成减产。,2,、光和强度与作物发育,光照强度也影响作物的发育。,作物花芽的分化和形成,即受光照强度的制约。通常作物群体过大，有机营养的同化量少，花芽的形成也减少，已经形成的花芽也由于体内养分供应不足而发育不良或早期死亡。在开花期，如果光照减弱也会引起结实不良或果实停止发育，甚至落果。例如，棉花在开花、结铃期如遇长期阴雨天气，光照不足，影响碳水化合物的制造与积累，就会造成较多的落花落铃。,3,、光照强度与光合作用,作物的喜光与耐阴特性,根据不同作物对光照度的基本要求，可大致分喜光作物和耐阴作物两大类。,喜光作物：玉米、甘蔗、甘薯等；,耐阴作物：多数豆类、魔芋等。,水稻既喜光又耐阴，具有双重特性。,生产上耐阴作物往往与喜光作物搭配种植，构成不同的间套作方式，如玉米与大豆间作在生产上分布十分广泛。,作物喜光是绝对的，耐阴是相对的，没有光就不可能有光合作用和物质积累。,光补偿点和光饱和点,作物对光照度的要求通常用,“,光补偿点,”,和,“,光饱和点,”,表示。,光补偿点：弱光下，随着光照度提高，光合作用增强；到一定光照度时，光合与呼吸平衡，表观光合强度为零，此时的光照度即为光补偿点。群体基部光照宜接近光补偿点。,光饱和点：随着光照度继续增强，光合强度继续上升，当达到一定值后，光合强度不再上升而趋于稳定，此时的光照度就是光饱和点。,喜光作物的光补偿点、饱和点较高，耐阴作物的光补偿点、饱和点较低。,光照度的调节,根据不同作物的光照适应性，可以通过种植密度和种植方式的调节，满足不同作物、不同生育时期对光照度的要求。,对于个别不耐强光的作物如魔芋等，必要时可以采取各种遮阴方法。,多数作物结实期间要求充足的光照，生产上应通过合理的播期调节，安排光照充足的时段满足结实过程的需要。,(二)日照长度,的作用,1,、光周期与光周期反应,光周期指白昼与黑夜时间长度的交替。,光周期反应指作物生育过程因光周期变化而引起生育期长短变化的现象。,白天,黑夜,一天的光周期,不同植物的开花对日照长短有不同的要求。对开花起重要诱导作用的不是日照长度，而是黑暗长度。,理解作物对日照长短的反应，有如下几点需要注意：,第一，作物在达到一定的生理年龄时才能接受光周期的变化。（三性：感温性；感光性；,基本营养生长性,）,第二，对长日照作物来说，绝非日照越长越好，对短日照作物亦然。,第三，在光周期现象中，光照是主导因素，但其他外界条件也有一定的作用，并且会影响作物对光照的反应，其中温度的影响作为显著。,根据作物对光周期的反应将作物分为四类：,作物,光周期反应,长日照作物,短日照作物,中日照作物,定日照作物,长日性作物：对日照长度的要求有一最低时限（临界日长），日照短于此时限就不能正常开花，而停留在营养生长阶段。如麦类、油菜、马铃薯、蚕豆、豌豆等。,短日性作物：对日照长度的要求有一最高时限（临界日长），日照长于此时限就不能正常开花，而停留在营养生长阶段。如水稻、玉米、高粱、大豆、花生、烟草等。,中日性作物：对日照长度要求不严格，只要其他条件适宜，一般四季都能开花。如菜豆、荞麦等。,定日照作物：只能在,12.75,时日照长度才能开花，长于或短于这个日长都不能开花。如甘蔗的某些品种。,长日性和短日性作物中如小麦、油菜、水稻、大豆等也有对日照长度要求不严格的品种类型，它们实际上也可归属于中日性作物。,引种：从远地引进新的作物或品种时，首先要了解被引种作物的光周期反应特性。,短日照作物南种北引，一般表现开花期推迟，生育期延长；北种南引，则生育期缩短，开花期提早。,长日照作物正好相反，南种北引，生育期缩短，开花期提早；北种南引，开花期推迟，生育期延长。,2,、光周期反应在作物生产上的应用,栽培：要根据作物品种的光周期反应特性确定播种期。,如福建双季稻区，早、中、晚稻品种类型都可作晚季稻（双晚）栽培；但典型晚稻品种不能作早季稻（双早）栽培。,育种：作物育种实践中，不同亲本材料的生育期可能不一致，往往需要调节播差期，或者采用人工光周期诱导，促使亲本花期相遇。,如在甘薯杂交育种时，应用短光照处理，能够诱导甘薯大量开花，以便进行有性杂交。,甘薯开花,（三）光谱成分对作物的作用,光质指光谱成分。,作物群体顶部接受的光谱是完全光谱,不同光谱成分中，红、橙光和蓝、紫光是叶绿素的吸收光谱；,绿光对作物意义不大；,紫外光有矮化作用，也有伤害作用；,远红光能引起伸长效应和光周期反应；,红光有利于碳水化合物的合成，,蓝光有利于蛋白质的合成，,紫外线能促进果实成熟和增加果实糖分含量。,二、作物对光的吸收转化与产量,(一)作物对光能的利用,1.,有效辐射：在,390,760nm,范围内的可见光。,2.,光合有效辐射：可见光能被作物吸收，参加光合作用的有效辐射。其中可见光至少有三个方面的损失：,叶片反射：占有效辐射的,8,。,漏射：占总有效辐射的,2%,。,被非叶绿体以外的非绿色部分吸收：占总有效辐射,10,。,32,可见，能被作物吸收参加光合作用的光只占总有效辐射的,80,。但也不能完全将光能转化为化学能。,3.,光能利用率：单位面积上的作物总干重折算的含热量占同等面积上入射太阳有效辐射总收入的百分率。,目前我国一般生产水平光能利用率只有,1,2,，高产田达,3,4,。据测算，亩产籽粒,1000,公斤，光能利用率为,5,。理论生产力与现实生产力有一定差距。,33,4.,提高光能利用率（或产量潜力）的途径,(1),通过遗传育种提高光合效率,1,）在生理水平上，遗传改良重在改变光合色素的组成和数量，提高光饱和点，缓解光抑光合，改变,CO,2,固定酶。,2,）在解剖和形态学水平上，改善叶色、叶形、叶片厚度、叶片伸展角度、株型与穗型等。,34,35,36,(2),提高作物,群体,的光能截获量,光合效率与光能截获量概念不同，作用一样，一个侧重个体，一个侧重群体,作物群体光能截获量主要与叶面积指数（,LAI,）有关：,1,）叶面积指数与光能截获率呈,S,曲线,，且存在临界,LAI,，即光截获达,95,时的,LAI,。,2,）作物群体的光能截获量与太阳辐射的冠层内的吸收、反射和漏射有关，所以叶型非常重要。,37,(3),降低呼吸消耗,C3,作物光呼吸的存在，增加了呼吸消耗，所以喷施光呼吸抑制剂。,(4),改善栽培环境和栽培技术,1,）加强农田基本建设：光合作用除了光外，还需其他外界条件的配合，如水分和土壤肥力等。,2,）合理密植、施肥与灌溉，使叶面积前、中、后期协调生长。,3,）采用间、套作和复种技术，增加复种指数,。,第三节 作物与温度的关系,作物的生长、发育要求一定的热量，而用于表示热量的是温度。温度的规律性或节奏性变化和极端温度的出现，都对作物有极大的影响。,一、温度对作物的生态作用,二、极端温度对作物的危害及作物的抗性,温度对作物的生态作用,温度的节奏性变化与作物生产,一,作物的“播性”与春化处理,二,作物的温度三基点,三,地温与作物根系生长,四,温度与干物质积累,五,六,积温与作物生产,(,一,),温度的节奏性变化与作物生产,温周期：作物生长发育与温度变化的同步现象,(,二,),作物的“播性”与春化处理,春化过程：某些作物在某一生长发育阶段中，需要经低温的刺激，才能从生长转到发育阶段。这种需要低温刺激才能开花的过程，称为春化过程，需要低温的这个发育阶段，称为春化发育阶段,根据小麦品种对春化反应的特点将小麦品种分为冬性、半冬性、春性,3,种类型,类型,温度,时间,冬性,03,3050,天,半冬性,07,1535,天,春性,012,515,天,(,三,),作物的基本温度,三基点温度：作物对温度的基本要求通常称为温度三基点，即最低温度、最适温度和最高温度。,耐寒作物：,生长的最低、最适、最高温度一般为,3,5,、,20,25,、,30,35,；,开花的最低、最适、最高温度一般为,5,10,、,15,20,、,30,32,。,喜温作物：,生长的最低、最适、最高温度一般为,8,15,、,28,32,、,35,44,；,开花的最低、最适、最高温度一般为,13,20,、,25,30,、,35,45,。,度数,最高,最低,最适范围,死亡带,生活力降低,温度下部界限,温度上部界限,作物对温度的适用范围,几种作物开花期的温度三基点,(,四,),地温与作物根系生长,根的生长决定于地温。,在低温下，根呈白色，多汁，粗大，分枝减少，皮层也生存较久；反之，在高温下，呈褐色，汁液少，细小而分枝多，木栓化程度大，皮层破坏较早。,与地上部相比，根系对高温的抵抗能力更弱些。,各种作物根系伸长的适温如下：水稻,3235,，小麦,20,，玉米,24,，大豆,2227,，菜豆,2226,。,作物干物质积累主要是光合作用与呼吸作用两大生理代谢过程的结果。,温度对光合作用与呼吸作用影响的相对程度是不一样的。,对水稻、玉米、大豆等研究结表明，在作物生育的温度范围内（约1437），作物光合作用几乎不受温度的影响。但呼吸作用受温度影响很大。,高温易导致呼吸大幅增强，降低作物的干物质积累效果；适当较低的温度，能够明显减少物质消耗，增加作物的干物质积累，有利于作物的产量形成。,(,五,),温度与干物质积累,1.,概念：通常把作物整个生育期或某一发育阶段内高于一定温度度数以上的昼夜温度总和，称为某作物或作物某发育阶段的积温。,2.,分类：活动积温和有效积温,活动积温：作物在全生育期内或某一阶段，某一界限温度的日平均温度的累加数。,有效积温：作物在全生育期内或某一阶段，日平均温度与某一界限温度差的累加数。,(,六,),积温与作物生产,3.,计算积温的意义：,可以根据积温来制定农业气候区划，合理安排作物。,区划和复种指数取决于当地的热量资源，如黑龙江的积温带。在我国，复种与积温的对应关系大体是：,10,活动积温不足,3000,为一年一熟，,3000,5000,可以一年两熟，,5000,以上可以一年三熟。哈尔滨,3000,，沈阳,3700,，北京,4200,，济南,5000,，武汉,5300,。,积温可以表示作物对热量的需求。,棉花的早熟品种要求,10,活动积温,3000,，中熟,3400,3600,，晚熟,3700,4000,。,二、极端温度对作物的危害及作物的抗性,低温危害：冻害、冷害和霜害,（,1,）冻害：植物体冷却至冰点以下，引起作物组织结冰而造成的伤害或死亡。,（,2,）冷害：作物遇到零上低温，生命活动受到损伤或死亡的现象。,（,3,）霜害：由于霜的出现而使植物受害。黑霜重于白霜。实际上均属冻害范畴,（一）低温对作物的危害,2.,抗寒的农业措施,（,1,）选用适宜品种：在高产的前提下选用早熟品种；不同地区根据气候变化选用合适类型品种，如小麦的冬性、半冬性和春性品种。,（,2,）栽培管理措施：早播种、早插秧；施用有机肥、,P,、,K,肥；熏烟及深灌水等。,（,3,）改善田间气候：保护地育苗等。,52,52,熏烟,水稻小拱棚育苗,在农业生产中，点燃麦秸、麦糠、稻壳、树叶等杂物熏烟可起到预防霜冻的作用；用特制的熏烟剂进行熏烟，有防止植株患病、杀灭病害菌的作用。,（二）高温对作物的危害,当温度超过最适温度范围后，再继续上升，也会对作物产生伤害作用，使作物生长发育受阻，特别是在作物开花结实期最易遭受高温的伤害。高温还通过影响籽粒灌浆速率而影响千粒重。,高温危害主要是：,（1）破坏了作物的光合作用和呼吸作用的平衡，使呼吸作用超过了光合作用，结果作物因长期饥饿而死亡。,（2）高温还能促进蒸腾作用，破坏水分平衡，使植物萎蔫干枯。同时，高温能促使叶片过早衰老，造成高温逼熟。,55,（三）界限温度（,Boundary temperature),：即作物生长发育的指标温度。通常指日平均温度,0,、,5,、,10,、,15,和,20,。其开始日、终止日和持续时间与农业生产关系密切。,0:,土壤冻结、解冻；农事活动开始或终止。,0,以上持续的日数为农耕期。,5:,早春作物播种；喜凉作物开始或停止生长；多数树木开始萌动。,10:,喜温作物开始播种与生长，喜凉作物开始迅速生长。,10,以上的持续日期为喜温作物的生长期。,15:,喜温作物积极生长，棉花、花生进入播种期,;,水稻停止灌浆。,20,：水稻安全抽穗、开花的指标。,（一）水分的生理生态作用,水是作物体内的重要组成部分。,70,90,光合作用原料,反应介质。,溶解和运输养分。,保持作物体姿态。靠张力。,保持作物稳定的体温。,一、水对作物的生态作用及作物的生态适应性,7.,影响作物品质。充足水分有利于淀粉、脂肪和蛋白质形成。,8.,通过水的吸收、输导和蒸腾，构成土壤作物大气的连续系统。,9.,土壤中的水分含量对土壤结构、理化性状和土壤耕性有重要影响。,10.,通过灌溉，做到以水调温，以水调肥，以水调气。,11.,灌水可以改善作物群体生长的环境条件，如盐碱地稻田的排盐压碱。,（二）作物的水分平衡,作物,的需水量，用蒸腾系数表示。,作物的需水临界期：指作物一生中对缺水最敏感，此期缺水对产量影响最大，其他不能时期弥补。这段时期称为作物需水临界期。,作物,在需水临界期缺水对产量影响最重的原因：,此期作物生长处于旺盛时期，叶面积大，蒸腾量大，耗水多。,水分不足，引起水分在作物体内的重新分配，老器官向幼嫩器官夺水。幼嫩生殖器官如幼穗、花芽生长发育受阻。,59,3.,作物的水分平衡：作物吸水、用水、失水三者的动态关系。当吸水失水时，作物才能进行旺盛的生命活动。水分饱和（吐水）和亏缺（萎蔫）对作物生长不利。,二、,旱,、,涝对作物的危害及作物的抗性,。,（一）旱害,旱害：环境中水分低到不足以满足作物正常生命活动的需要时，即出现干旱。,种类：大气干旱、土壤干旱及生理干旱,干旱减产的原因：,（,1,）代谢紊乱，呼吸增强，光合降低，酶促反应失调；,（,2,）细胞脱水变形，原生质受损死亡；,（,3,）降温不及时，细胞结构破坏。,4.,抗旱,的作物(品种)应,具备,的,特点,：,(,1)原生质 原生质黏性和弹性要大,。,(,2)形态结构,根系,较深的作物，耐旱能力,较强,；,叶片,上细胞小，气孔多，输导组织发达，茸毛多，角质化程度高或蜡质层厚，均比较抗旱,。,(3)生理机能,耐旱性强的作物，受到缺水影响时，物质分解和合成的比例改变较小，物质合成仍然占优势；,光合和呼吸的比率不改变或很少改变；,体内蛋白质氮和非蛋白质氮保持在一定比例，不致出现蛋白质含量减少，非蛋白质氮增加；,淀粉贮存正常，而不过分分解为可溶性糖。,此外，缺水时气孔不会完全关闭，仍能继续进行光合作用等等。,4.,抗旱措施,（,1,）选用抗旱品种，其特点为原生质粘性和弹性大，束缚水含量高；根系入土深；光合和呼吸作用受干旱影响变化较小（或比较迟钝）。,（,2,）抗旱锻炼：蹲苗；种子处理,（,3,）增施有机肥、,P,、,K,肥，增强蛋白质和脂肪的合成。,（,4,）采用防旱保墒的土壤耕作和栽培措施，如耕后耙压，地膜覆盖等。,（二）涝害,1.,概念：由于土壤（田间）水分过多，引起作物的湿害和涝害。,2.,涝害的危害,(1)水涝缺氧对作物形态与生长的损害。涝害缺氧，植株生长矮小，叶黄化，根尖变黑，叶柄偏上生长,(2)水涝缺氧对代谢的损害。淹水情况下，缺氧对光合作用可能产生抑制作用，这可能是由于水影响了C02扩散，也可能是因为出现了间接的限制，,(3)水涝引起营养失调。,主要原因在于：,一是由于缺氧降低了根对离子吸收活性；,二是由于缺氧和嫌气性微生物活动会产生大量C02和还原性有毒物质，,3,作物的抗涝性 作物对水分过多的适应能力叫抗涝性。,（1）不同作物抗涝性不同。陆生喜湿作物中芋头比甘薯抗涝。旱生作物中，油菜比马铃薯、番茄抗涝；荞麦比胡萝卜、紫云英抗涝,（2）同一作物不同类型抗涝性不同。水稻中，籼稻比糯稻抗涝，糯稻又比粳稻抗涝。,（3）同一作物不同生育时期抗涝程度也不同。如小麦在幼苗期较耐涝，但拔节后就怕涝；玉米苗期及抽穗前怕涝，抽穗后较耐涝。在水稻一生中以幼穗形成期到孕穗中期受害最严重，其次是开花期，其他生育时期受害较轻。,1,土壤质地和结构,（,1,）,土壤质地,：分,砂土类,、,壤土类,、,黏土类,砂,质土粒间孔隙较大，大都为非毛管孔隙，土壤结持性差，松散性和透水性好，但不保水保肥，是一种抗旱和抗风能力弱的土壤,。在,这种土壤上生长的作物，常常呈前期猛长似疯，后期脱肥早衰现象,。,（发小苗不发老苗）,在,砂性土上施肥，宜勤施少施，这样可以防止作物,早衰,一、土壤物理性质,壤质土砂粒、黏粒含量比例适中，毛管孔隙与非毛管孔隙比例适当，保水供水性能和保肥供肥性能均很好。耐旱耐涝，适耕期长，耕性良好，既发小苗也发老苗，适于种植各种作物，是耕地中的“当家地”和高产田。,黏质土黏粒含量比较高，毛管孔隙比例大，通透性差。吸附作用强，保肥性好，作物前期不易“拿苗”，但后期无脱肥现象，如施肥太迟，往往因供肥缓慢造成后期生长过旺而推迟成熟，影响作物产量和品质。黏质土不耐旱也不耐涝，适耕期短，湿犁成片，耙时成线，耕作困难，整地质量差。黏质土出苗率低，宜提高播种质量。,（,2,）,土壤结构是指土壤固相颗粒的排列形式、孔隙度以及团聚体的大小、多少及其稳定度。,土壤结构通常分为,：,微团粒结构、块状结构、核状结构、柱状结构、片状结构等。,具有团粒结构的土壤结构和理化性质良好,，,团粒结构的土壤，其水、肥、气、热的状况是处于最好的相互协调状态，为作物的生长发育提供了良好的生活条件，有利于根系活动和吸取水分养分。,2土壤水分 土壤水分主要来自降雨、降雪和灌水；如地下水位较高，地下水也可上升补充土壤水分。土壤水分在作物生长中的重要意义自不待言。,3土壤空气 土壤空气的组成80是氮，20是氧和二氧化碳等。,4土壤温度 土温影响作物的发芽，同一作物在不同的生育时期对土温的要求也不同，土温影响根系的生长、呼吸和吸收能力,。,71,（一）作物与土壤养分,喜氮作物：水稻、小麦、玉米、高粱等禾谷类作物。,喜磷作物：油菜、大豆、花生等富含脂肪类作物。,喜钾作物：甘薯、甜菜、棉花、麻类等营养器官为主的作物。,（二）、作物与土壤酸碱度,耐酸作物：水稻、麦类、花生、薯类,耐碱作物：棉花、高粱、向日葵等,71,二、土壤的化学性质与作物的关系,（一）营养（,Nutrition,）：作物从环境中吸收各种营养物质加以同化，成为组成植物体的原料或供应生命活动所需能量，以改善作物的生长状况。作物的这种机能叫营养。物质叫养料或营养物质（,Nutrient,）。,（二）营养物质的种类,无机营养物质：如矿质元素、二氧化碳和水,有机营养物质：如氨基酸、碳水化合物、脂肪、蛋白质等。,三、作物与营养,73,目前公认的植物生长必需的元素总共有,18,种,其中,3,种,碳、氢、氧，主要来自空气和水中。,其他,15,种元素中，氮、磷、钾被称为大量元素。,钙、镁、硫三种元素植物的需求量次于大量元素而高于微量元素，被称为中量元素。,铁、锰、硼、锌、铜、钼、氯、镍、钴则被认为是微量元素,（低于,1.0ppm,）,，其中前,6,种微量元素因为植物常易缺乏而需要进行补充施用。,73,74,四、必需营养元素的生理功能,是细胞结构物质的组成成分；,是植物生命活动的调节者，参与酶的活动；,起电化学作用，即离子浓度的平衡、胶体的稳定和电荷中和等。,75,氮,1.,氮的生理作用,结构物质组成元素,（蛋白质、核酸、膜、叶绿素等）,调节代谢与生长发育,（氮是酶、辅酶、维生素、激素等生物活性物质的组成成分）,2.,植物缺氮症状,老叶失绿、植株矮小、叶小而落、落花落果等,。,苗期分蘖（枝）少，茎秆细长，后期穗短小、粒少粒小，早衰。,76,缺,N,老叶发黄枯死，新叶色淡,生长矮小，根系细长，分枝（蘖）减少。,缺,N,CK,萝卜缺,N,的植株,老叶发黄,缺,N,77,耐低氮组合,ZB-68,78,磷,1.,生理作用,结构物质的组成元素,（磷脂、核酸、核蛋白）,调节作用：,辅酶,I,、辅酶,II,的成分,调节代谢；,ATP,等核苷酸成分,参与能量代谢；提供能量参与物质代谢、糖运输等。,2.,缺磷症状,可移动，缺磷症状首先表现在,基部老叶,。,老叶,暗绿紫红，植株生长缓慢，纤细矮小，簇生状，根系不发达，老果脱落,。,79,钾,1.,生理作用,是,60,多种酶的激活剂,调节呼吸作用、糖合成与运输、蛋白质合成；,渗透调节物质,调节根系对水分吸收与运输、气孔开放、抗旱等；,调节膜电位,。,2.,缺钾症状,老叶首先表现症状，叶尖叶缘枯，缺绿斑点，叶色黄、,茎秆柔弱易倒伏等,。,80,微量元素的生理作用及其缺乏症状,元素,主要生理作用,缺乏症状,Fe,1.,多种氧化还原酶类、辅酶的组成部分；,2.,参与叶绿素的生物合成,幼叶黄白色或蓝绿色，叶片薄、叶脉绿色,B,1.,与糖结合成复合物，增加膜透性，促进糖运输,2.,参与花器发育和开花受精,花而不实,或花与幼果脱落、叶卷曲、茎顶死亡,Mn,参与水的光解、,C4,途径中,NAD-,苹果酸脱氢酶的激活剂,叶脉木栓化、叶焦枯（网状症状）,Zn,1.,生长素（,IAA,）合成的必要条件,2.,碳酸酐酶的组成成分,3.,促进植物对磷的吸收,幼叶生长缓慢、停滞，顶部幼叶呈丛生状，称,“,小叶病,”,，,幼叶脉间失绿。,Cu,氧化还原酶类（如多酚氧化酶）、质兰素的组成成分，在光合、呼吸中参与电子传递,叶片斑点状缺绿，幼叶萎蔫不能自立，,花褪色,Mo,固氮酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶的成分，参与生固氮及氮的同化,与缺氮症状相似,Cl,参与水的光解,81,小麦缺,Cu,苹果缺,Fe,，新叶脉间失绿,棉花缺,Mg,，网脉,柑橘缺,Zn,，小叶病，伴脉间失绿,82,非必需营养元素中，对某些种类植物的生长发育有益，或为植物在特定环境下所必需的营养元素，称为,有益元素,。,元素名称 主要生理功能 主要受益植物,硅,(Si),增强植物的硬度,禾本科植物,(,如水稻、小麦、大麦,),钴,(Co),参与豆科植物根瘤固氮，,豆科植物,(必需),调节酶或激素活性,钠,(Na),参与,C,4,或,CAM,光合途径,，,C,4,或,CAM,类植物,代替钾,参与,细胞渗透压,(如甜菜等),调节,和,部分酶激活,镍,(Ni),刺激种子发芽和幼苗生长，,一般植物,催化尿素降解,铝,(Al),刺激生长、影响颜色,喜酸性植物,(如茶树),83,Mengel K.,和,Kirkby E.A.,把植物必需营养元素分为四组：,第一组：植物有机体的主要组分，包括,C,、,H,、,O,、,N,和,S,；,第二组：,P,、,B(Si),都以无机阴离子或酸分子的形态被植物吸收，并可与植物体中的羟基化合物进行酯化作用；,第三组：,K,、,(Na),、,Ca,、,Mg,、,Mn,、,Cl,，这些离子有的能构成细胞渗透压，有的活化酶，或成为酶和底物之间的桥接元素；,第四组：,Fe,、,Cu,、,Zn,、,Mo,，这些元素的大多数可通过原子价的变化传递电子。,总结：必需营养元素的一般营养功能,84,十六种（或十七种）营养元素,同等重要,，具有不可替代性；,N,、,P,、,K,素有“,植物营养三要素,”或,“,肥料三要素,”之称；,有益元素对某些植物种类所必需，对某些植物的生长发育有益。,需要注意的问题,85,五、作物营养关键时期,1.,作物营养的阶段性,连续性 阶段性 吸收养分规律：“少,多,少”,2.,作物营养的临界期,作物在生长发育的某一时期，对养分的要求虽然在绝对数量上并不一定多，但要求很迫切。如果这时缺乏某种养分，就会明显抑制作物的生长发育，产量受到严重影响（很敏感）。,P,：幼苗期,N,：营养生长转向生殖生长时期，冬小麦是在分蘖和幼穗分化期,86,3.,作物营养最大效率期,在作物生长发育的过程中的某一时期，作物对养分的要求，不论是在,绝对数量,上，还是,吸收速率,上都是最高的。此时施肥效果最好。,甘薯在生长初期，氮素营养效果较好。而在块根膨大时，则磷、钾营养的效果最好。,N:,一般在作物生长旺盛时期，,玉米,大喇叭口到抽穗初期，小麦,拔节到抽穗期，棉花,开花结铃期。,(,一,),O,2,与呼吸作用,（有氧呼吸、无氧呼吸，萌发）,(,二,),CO,2,与光合作用,群体,CO,2,浓度差异，,CO,2,施肥（,1kg,干物质需消耗,1.5kg CO,2,，施用有机肥、秸秆 还田）,(,三,),N,2,与生物固氮,豆科：养地作物,(,四,),大气环境,温室效应、酸雨、二氧化硫、氟化物、氮氧化物、臭氧,本小结总结,光,对作物的影响,生态作用,吸收转化,光照强度,光照时长,生长与发育,光合作用,光补,偿点,光饱,和点,光周期反应,光周期应用,光谱成分,纬度,调节,播期,调节,光周期与品质,光,对作物的影响,生态作用,吸收转化,光能的利用,改善光合性能途径,光能利用率,利用率低的原因,光合面积,光合能力,光合时间,光合产物,温度,对作物的影响,生态作用,极端温度,温度节奏性变化,春化作用,基本温度,地温与根系生长,干物质积累,积温,温度,对作物的影响,生态作用,极端温度,作物抗寒能力,高温的危害,极端低温,极端高温,低温灾害类型,适应性,应对措施,水,对作物的影响,生态作用,旱涝灾害,作物对水分反应,作物水分平衡,土壤水分含量,湿性生和中性生作物,蒸腾湿水,吸水,水,对作物的影响,生态作用,旱涝灾害,旱害,涝害,干旱灾害,作物抗旱性,特点,涝 灾,吸水,抗旱锻炼,土壤,对作物的影响,生态作用,土壤污染,物理性质,化学性质,土壤质地结构,土壤水分,土壤酸碱度,土壤养分,土壤空气,土壤温度,土壤有机质,