作物栽培學(xué)總論-第三章-作物的產(chǎn)量與品質(zhì)課件

第三章作物的產(chǎn)量與品質(zhì)第一節(jié)作物的產(chǎn)量形成

第二節(jié)作物產(chǎn)品品質(zhì)及其影響因素第三章作物的產(chǎn)量與品質(zhì)第一節(jié)作物的產(chǎn)量形成1第一節(jié)作物的產(chǎn)量形成

一、作物產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素二、作物產(chǎn)量形成的生理基礎(chǔ)第一節(jié)作物的產(chǎn)量形成一、作物產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素2一、作物產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素1．生物產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量

作物的生物產(chǎn)量也稱生物學(xué)產(chǎn)量，是單位面積上作物生育期間光合產(chǎn)物形成和積累的有機(jī)物的重量，即作物根、莖、葉、枝、花、果實(shí)、種子各部分有機(jī)物質(zhì)重量的總和。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量是指種植該作物所要收獲的主產(chǎn)品的重量，也就是具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的作物軀體某部分的重量。一、作物產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素1．生物產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量3經(jīng)濟(jì)系數(shù)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與生物產(chǎn)量的比率，稱為經(jīng)濟(jì)系數(shù)（收獲指數(shù)），是指作物光合作用生產(chǎn)的有機(jī)物轉(zhuǎn)運(yùn)到具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值收獲器官的能力，它反映了生物產(chǎn)量轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的效率。即：

經(jīng)濟(jì)系數(shù)=經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量∕生物產(chǎn)量×100％經(jīng)濟(jì)系數(shù)4作物經(jīng)濟(jì)系數(shù)（％）水稻、小麥35~45玉米（糧用）30~40大豆20~25油菜25~30棉花（籽棉）30~40甜菜60~70薯類70~80煙草60~70葉菜類接近100表1不同農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)

①不同作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)差異較大，這與作物產(chǎn)品器官種類及其化學(xué)組成有關(guān)。②同一作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)也有一定的變幅，但相對比較穩(wěn)定。作物經(jīng)濟(jì)系數(shù)（％）水稻、小麥35~45玉米（糧用）30~452.產(chǎn)量構(gòu)成因素及其形成特點(diǎn)①產(chǎn)量構(gòu)成因素表2各類農(nóng)作物的產(chǎn)量構(gòu)成因素作物名稱產(chǎn)量構(gòu)成因素棉花每畝株數(shù)、每株有效鈴數(shù)、每鈴籽棉重、衣分麻類每畝株數(shù)、每株麻桿重量、出麻率禾谷類每畝穗數(shù)（基本苗、單株分蘗數(shù)、分蘗成穗率）、

每穗實(shí)粒數(shù)（每穗著粒數(shù)、結(jié)實(shí)率）、粒重（千粒重）豆類每畝株數(shù)、每株莢果數(shù)、每莢果粒數(shù)、粒重油菜每畝株數(shù)、每株角果數(shù)、每角果粒數(shù)、粒重薯類每畝株數(shù)、每株薯塊數(shù)、單薯塊重量甘蔗每畝有效莖數(shù)、單莖重?zé)煵菝慨€株數(shù)、每株葉數(shù)、單葉重飼料與綠肥作物每畝株數(shù)，單株重葉菜類每畝株數(shù)、單株重2.產(chǎn)量構(gòu)成因素及其形成特點(diǎn)①產(chǎn)量構(gòu)成因素作物名稱產(chǎn)6

產(chǎn)量構(gòu)成因素

作物產(chǎn)量是指單位土地面積上的作物群體的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品產(chǎn)量，即由個(gè)體產(chǎn)量或產(chǎn)品器官數(shù)量所構(gòu)成。

作物產(chǎn)量=株數(shù)×單株有效穗（分枝）數(shù)×每穗（分枝）粒（果莢）數(shù)×粒重產(chǎn)量構(gòu)成因素72.產(chǎn)量構(gòu)成因素及其形成特點(diǎn)②產(chǎn)量構(gòu)成因素的形成特點(diǎn)：a.產(chǎn)量構(gòu)成因素的形成具有順序性和重疊性。b.各產(chǎn)量構(gòu)成因素之間在形成過程中具有自動調(diào)節(jié)（自動補(bǔ)償）的功能，即：某一項(xiàng)產(chǎn)量構(gòu)成因素小，則其它的某一項(xiàng)產(chǎn)量構(gòu)成因素就大。2.產(chǎn)量構(gòu)成因素及其形成特點(diǎn)②產(chǎn)量構(gòu)成因素的形成特點(diǎn)：8二、作物產(chǎn)量形成的生理基礎(chǔ)1.光合作用與產(chǎn)量形成早在1928年，Mason等人首先提出了“源庫”學(xué)說。葉——源；果實(shí)（或塊根、塊莖等）——庫連接二者之間的有機(jī)物質(zhì)的運(yùn)輸系統(tǒng)，——運(yùn)轉(zhuǎn)流1972年，A.R.Rees等人從生理學(xué)的角度闡述了“源、庫、流”的概念?！霸础薄魑锶~片通過光合作用產(chǎn)生同化物的能力“庫”——作物新生幼嫩器官（如根、莖、葉、花、果實(shí)、種子等）通過呼吸作用消耗同化物質(zhì)以及最終貯存同化物質(zhì)的能力而“流”——“源”與“庫”之間同化物的運(yùn)輸能力顯然，作物“源足、流暢、庫大”即可獲得高產(chǎn)。二、作物產(chǎn)量形成的生理基礎(chǔ)1.光合作用與產(chǎn)量形成9“源”主要是指光合產(chǎn)物供給源，是制造和提供養(yǎng)料的器官，主要指作物莖、葉為主體的全部營養(yǎng)器官?！皫臁奔劝ㄗ罱K貯存同化物質(zhì)的果實(shí)、種子、塊根、塊莖又包括正在生長的幼嫩器官（如根、莖、葉、花、果實(shí)、種子等）“流”是指源與庫之間同化物的運(yùn)輸器官，即輸導(dǎo)系統(tǒng)。作物“源足、流暢、庫大”即可獲得高產(chǎn)?！霸础敝饕侵腹夂袭a(chǎn)物供給源，是制造和提供養(yǎng)料的器官，主要指10源與作物產(chǎn)量生物產(chǎn)量=光合面積Ⅹ光合（能力）強(qiáng)度Ⅹ光合時(shí)間—消耗（呼吸、脫落等）經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量=生物產(chǎn)量Ⅹ經(jīng)濟(jì)系數(shù)（1）光合面積與產(chǎn)量（2）光合能力與產(chǎn)量（3）光合時(shí)間與產(chǎn)量源與作物產(chǎn)量11庫與作物產(chǎn)量（1）庫的大小與產(chǎn)量產(chǎn)量貯藏庫容=每平方米穗數(shù)×每穗穎花數(shù)×谷殼容積（2）庫對源的反饋?zhàn)饔?/p>

庫具有主動影響和控制源的生產(chǎn)效率和流的運(yùn)轉(zhuǎn)方向及速度的功能。庫與作物產(chǎn)量12流與產(chǎn)量內(nèi)容物的運(yùn)輸和分配（1）同化物的運(yùn)輸

同化物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐緩绞琼g皮部，韌皮部薄壁細(xì)胞是運(yùn)輸同化物的主要組織。

同化物的運(yùn)輸受多種因素的制約。（2）同化物的分配

主要取決于各種庫的吸力大小及其與源相對距離的遠(yuǎn)近。流與產(chǎn)量內(nèi)容物的運(yùn)輸和分配13作物產(chǎn)量作物產(chǎn)量包括生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，它們與光合作用的關(guān)系可表示為：生物產(chǎn)量=光合面積×光合強(qiáng)度×光合時(shí)間-消耗（呼吸、脫落等）經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量=生物產(chǎn)量×經(jīng)濟(jì)系數(shù)所以，生產(chǎn)上利用適宜的光合面積、提高光合強(qiáng)度、有效延長光合時(shí)間、并減少一定的消耗、提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)等均可提高作物產(chǎn)量。作物產(chǎn)量作物產(chǎn)量包括生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，它們與光合作用的關(guān)系14①光合面積廣義上，是指作物植株上所有的綠色面積，包括所有具有葉綠體、能進(jìn)行光合作用的各個(gè)部位。狹義上，主要是指葉面積，因其與產(chǎn)量的關(guān)系十分密切，又是最容易控制的一個(gè)因素。葉面積的大小以葉面積指數(shù)（LAI）表示。葉面積指數(shù)是指葉面積總和與所占土地面積的比值。即：葉面積指數(shù)=總?cè)~面積（cm2）∕土地面積（cm2）=平均單株面積×株數(shù)∕土地面積每種作物都有一個(gè)最適宜的葉面積指數(shù)。葉面積指數(shù)在作物生育期內(nèi)是個(gè)動態(tài)變化的過程。

①光合面積廣義上，是指作物植株上所有的綠色面積，包括所有具有15②光合強(qiáng)度也稱光合速率或光合能力。是指單位葉面積在單位時(shí)間內(nèi)吸收、同化CO2的毫克數(shù)，即“CO2毫克∕分米2∕小時(shí)“（mg∕dm2∕hr）。因作物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)也進(jìn)行呼吸作用，所以在測定光合強(qiáng)度時(shí)有兩種表示方法：a.總光合強(qiáng)度（TAR：totalassimilationrate），亦稱總同化率，即光合同化率與呼吸消耗率之和。b.凈光合強(qiáng)度（NAR：netassimilationrate），亦稱凈同化率，即光合同化率與呼吸消耗率之差。是指單位葉面積在單位時(shí)間內(nèi)所積累的干物質(zhì)的數(shù)量，即“g∕m2∕d”。②光合強(qiáng)度也稱光合速率或光合能力。是指單位葉面積在單位時(shí)間內(nèi)16②光合強(qiáng)度影響光合強(qiáng)度的因素有：A、作物或品種B、光照強(qiáng)度隨著光照強(qiáng)度的增加，作物的光合強(qiáng)度增強(qiáng)，開始產(chǎn)生光合產(chǎn)物；當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定數(shù)量時(shí)，作物制造的有機(jī)物質(zhì)和消耗的有機(jī)物質(zhì)達(dá)到平衡，表現(xiàn)出光合強(qiáng)度等于零，此時(shí)的光照強(qiáng)度稱為“光補(bǔ)償點(diǎn)”。隨著光照強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)，光合強(qiáng)度也隨之增加。光照強(qiáng)度在“光補(bǔ)償點(diǎn)”以上時(shí)，光合產(chǎn)物的累積超過呼吸消耗，就可積累有機(jī)物質(zhì)，但當(dāng)達(dá)到一定的光照強(qiáng)度時(shí)，作物不再進(jìn)一步增加光合強(qiáng)度和累積有機(jī)物質(zhì)，即光合強(qiáng)度達(dá)到最大值，此時(shí)的光照強(qiáng)度稱為“光飽和點(diǎn)”。C、溫度D、水分E、CO2②光合強(qiáng)度影響光合強(qiáng)度的因素有：17③光合時(shí)間光合時(shí)間是指作物能夠進(jìn)行光合作用、形成光合產(chǎn)物的時(shí)間。作物的有效光合時(shí)間與作物的生育期長短光照時(shí)數(shù)太陽輻射強(qiáng)度及葉片有效功能期長短有密切關(guān)系。③光合時(shí)間光合時(shí)間是指作物能夠進(jìn)行光合作用、形成光合產(chǎn)物的18④光合產(chǎn)物的消耗作物在制造光合產(chǎn)物的同時(shí)，也進(jìn)行光合產(chǎn)物的消耗，主要包括呼吸消耗、器官脫落和病蟲危害等，對光合產(chǎn)物的累積極為不利，因此，在生產(chǎn)上應(yīng)盡量減少消耗。呼吸作用是作物正常的生理活動，由其產(chǎn)生的消耗是不可避免的。據(jù)測定，一晝夜呼吸作用所消耗的有機(jī)物占全天光合產(chǎn)物的15~25％，而在不良條件下則高達(dá)30~50％。因此，要最大限度地減少呼吸作用所造成的消耗，需要從改善不良條件著手。至于某些器官不必要的脫落及病蟲危害等，對產(chǎn)量的損失則更是不言而喻的。④光合產(chǎn)物的消耗作物在制造光合產(chǎn)物的同時(shí)，也進(jìn)行光合產(chǎn)物的19⑤經(jīng)濟(jì)系數(shù)在生產(chǎn)上主要通過栽培管理,諸如合理密植、水肥管理、化學(xué)調(diào)控等措施，協(xié)調(diào)營養(yǎng)生長和生殖生長的關(guān)系，在爭取高額生物產(chǎn)量的基礎(chǔ)上提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)，獲得高額的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。⑤經(jīng)濟(jì)系數(shù)在生產(chǎn)上主要通過栽培管理,諸如合理密植、水肥管理、20①作物群體的基本概念1.作物群體的概念

是指同一地塊上的作物個(gè)體群。2.作物群體的特點(diǎn)（1）作物產(chǎn)量是單位面積上作物群體的產(chǎn)量。（2）作物個(gè)體與群體環(huán)境存在“反饋”現(xiàn)象。（3）在群體的動態(tài)發(fā)展中普遍存在“自動調(diào)節(jié)”現(xiàn)象。2、作物群體和群體光能利用率①作物群體的基本概念2、作物群體和群體光能利用率212.作物群體結(jié)構(gòu)與指標(biāo)體系作物群體組成有單作群體和復(fù)合群體群體大小是隨生育進(jìn)程而動態(tài)消長作物群體的分布是指組成這一群體的各個(gè)單株以及總?cè)~面積、總莖數(shù)、總根重在空間的分布和排列的動態(tài)情況。2.作物群體結(jié)構(gòu)與指標(biāo)體系22作物群體的分布群體的垂直分布：包括光合層、支持層和吸收層三個(gè)層次。群體的水平分布：是指作物個(gè)體在土地上的均勻分布、株行距的合理配置等。群體的時(shí)間分布：群體隨生育進(jìn)程而動態(tài)的消長作物群體的分布群體的垂直分布：包括光合層、支持層和吸收層三個(gè)23作物高產(chǎn)群體的特點(diǎn)(1)產(chǎn)量構(gòu)成因素協(xié)調(diào)發(fā)展(2)主莖和分枝(蘗)協(xié)調(diào)發(fā)展(3)群體與個(gè)體、個(gè)體與個(gè)體、個(gè)體內(nèi)部器官之間協(xié)調(diào)發(fā)展(4)生育進(jìn)程與生長中心轉(zhuǎn)移、生產(chǎn)中心更替、葉面積指數(shù)、莖蘗消長動態(tài)等進(jìn)程合理一致(5)葉層受光態(tài)勢好，光合效能大，物質(zhì)積累多,轉(zhuǎn)運(yùn)效率高。作物高產(chǎn)群體的特點(diǎn)242、作物群體和群體光能利用率②群體光能利用率群體光能利用率是指作物通過光合作用，將投射到一定土地面積上的太陽總輻射或有效輻射能量轉(zhuǎn)化成為化學(xué)能貯存在光合產(chǎn)物的百分率。（注：太陽有效輻射僅指400~800nm的可見光部分）光能利用率（％）=單位土地面積上作物干物質(zhì)重量（克）×所含能量（千卡）∕單位土地面積上接受太陽輻射總量（千卡）×100％（最大≈5.2％）或：光能利用率（％）=單位土地面積上作物干物質(zhì)重量（克）×所含能量（千卡）∕單位土地面積上接受太陽有效輻射能量（千卡）×100％（最大≈12％）2、作物群體和群體光能利用率②群體光能利用率25我國主要地區(qū)單季稻的產(chǎn)量潛力及光能利用率地名潛在生產(chǎn)力現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力理論產(chǎn)量（kg/畝）光能利用率（％）實(shí)際產(chǎn)量（kg/畝）光能利用率（％）成都1067.12.97864.351.59南昌1401.02.93748.151.57武漢1224.82.62654.051.40南京1209.72.77654.051.40昆明1397.63.84746.352.05遵義1039.62.73581.91.46西安1437.43.14739.21.62北京1710.93.30877.651.69沈陽1470.03.67785.151.98哈爾濱1359.33.73726.051.99蘭州1583.73.46846.01.85我國主要地區(qū)單季稻的產(chǎn)量潛力及光能利用率地名潛在生產(chǎn)力現(xiàn)實(shí)生26提高作物的光能利用率的主要途徑第一，培育和選用高光效的作物品種高光效品種應(yīng)具有的特征是：葉片分布合理、葉片較短而直立、耐蔭性較強(qiáng)及矮稈抗倒。第二，合理密植合理密植的主要原則是處理好群體和個(gè)體之間的關(guān)系。第三，間、套、復(fù)種充分利用生長季節(jié)的日光能；可以充分發(fā)揮邊際效應(yīng)；可以充分利用地力；可以防止病蟲害（生物多樣性控制稻瘟?。?。第四，加強(qiáng)田間管理，改善環(huán)境條件提高作物的光能利用率的主要途徑第一，培育和選用高光效的作物271.提高光合能力選育葉片挺厚，株型緊湊，光合效率高的品種;合理調(diào)控光、溫、水、肥、氣等。2.增加光合面積合理密植、改變株型。

葉面積系數(shù)(leafareaindex，LAI)，即作物葉面積與土地面積的比值。水稻的LAI(max):~7；小麥~6;玉米6～7較為適宜。1.提高光合能力選育葉片挺厚，株型緊湊，光合效率高的品種283.延長光合時(shí)間提高復(fù)種指數(shù)、延長生育期（如防止功能葉的早衰）及補(bǔ)充人工光照等。4.減少有機(jī)物質(zhì)消耗

（1）利用光呼吸抑制劑降低光呼吸；如乙醇酸氧化酶的抑制劑α-羥基磺酸鹽類化合物，可抑制乙醇酸氧化為乙醛酸。用100mg·L-1NaHSO3噴灑大豆，可抑制光呼吸32.2%，平均提高光合速率15.6％。

（2）增加CO2濃度；以抑制光呼吸。

（3）防除病蟲草害。

3.延長光合時(shí)間提高復(fù)種指數(shù)、延長生育期29第二節(jié)作物產(chǎn)品品質(zhì)及其影響因素一、產(chǎn)品品質(zhì)作物產(chǎn)品的品質(zhì)是指產(chǎn)品的質(zhì)量，即達(dá)到人們某種要求的適合度，直接關(guān)系到產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。品質(zhì)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，即所要求的品質(zhì)內(nèi)容因產(chǎn)品用途而異。第二節(jié)作物產(chǎn)品品質(zhì)及其影響因素一、產(chǎn)品品質(zhì)30作物的產(chǎn)品品質(zhì)包括兩層含義：第一層含義是指產(chǎn)品內(nèi)部組成物質(zhì)的種類及含量。如，糧食作物的品質(zhì)主要指蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉、氨基酸、面筋等的含量；油料作物的品質(zhì)主要指總脂肪的含量和必需脂肪酸的組成；糖料作物的品質(zhì)主要是指含糖量及糖純度。第二層含義是指產(chǎn)品外觀、風(fēng)味、營養(yǎng)、貯藏加工的性能等。如，纖維作物的纖維長度、強(qiáng)度、細(xì)度、木質(zhì)化程度等；飼料作物的營養(yǎng)成分和適口性；水稻的米飯香味等。作物的產(chǎn)品品質(zhì)包括兩層含義：31作物產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)評價(jià)作物產(chǎn)品品質(zhì)，一般采用兩類指標(biāo)，一是生化指標(biāo)二是物理指標(biāo)每種作物都有一定的品質(zhì)指標(biāo)體系。作物產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)32糧食作物的品質(zhì)可概括為營養(yǎng)品質(zhì)、食用品質(zhì)、加工品質(zhì)及商品品質(zhì)等。營養(yǎng)品質(zhì)是指產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值，是產(chǎn)品品質(zhì)的重要方面，它主要決定于產(chǎn)品的化學(xué)成分及其含量。不同產(chǎn)品，其營養(yǎng)品質(zhì)的要求標(biāo)準(zhǔn)不同。食用品質(zhì)是蒸煮食味品質(zhì)、口感和食味、外觀品質(zhì)等特性。加工品質(zhì)和商品品質(zhì)的評價(jià)指標(biāo)隨作物產(chǎn)品不同而不同。糧食作物的品質(zhì)可概括為營養(yǎng)品質(zhì)、食用品質(zhì)、加工品質(zhì)及商品33經(jīng)濟(jì)作物的品質(zhì)

主要包括工藝品質(zhì)和加工品質(zhì)。纖維品質(zhì)由纖維長度、細(xì)度和強(qiáng)度決定；油料作物種子的脂肪含量及組分決定其營養(yǎng)品質(zhì)、貯藏品質(zhì)和加工品質(zhì)；煙葉品質(zhì)由外觀品質(zhì)、化學(xué)成分、香味和實(shí)用性決定。飼料作物的品質(zhì)飼用品質(zhì)主要決定于莖葉中蛋白質(zhì)含量、氨基酸組分、粗纖維含量等。經(jīng)濟(jì)作物的品質(zhì)34第二節(jié)作物產(chǎn)品品質(zhì)及其影響因素二、影響產(chǎn)品品質(zhì)的因素1.不同作物或品種(遺傳因素)不同類別作物的有機(jī)物含量（％）作物類別蛋白質(zhì)脂肪碳水化合物備注(代表作物)禾谷類10.63.770.9小麥、玉米、大麥、高梁、燕麥等豆類26.44.245.6菜豆、綠豆、豌豆、大豆、蠶豆等油料25.747.116.6花生、芝麻、向日葵、亞麻、油菜等第二節(jié)作物產(chǎn)品品質(zhì)及其影響因素二、影響產(chǎn)品品質(zhì)的因素作物352.環(huán)境條件(生態(tài)因素)①地理位置緯度高有利于蛋白質(zhì)的形成，如：南方小麥籽粒大，皮厚，蛋白質(zhì)含量較低，而北方小麥籽粒小，皮薄，蛋白質(zhì)含量較高；海拔高有利于油脂的形成，不利于蛋白質(zhì)的形成，如：青藏高原海拔較高（氣溫低），其小麥的蛋白質(zhì)含量較低，僅為9.67%，是全國最低的，而油菜的油脂含量卻是全國最高的，可達(dá)45~55%。②氣候條件作物產(chǎn)品品質(zhì)受溫、光、水等生態(tài)因子的影響具有綜合性和復(fù)雜性。2.環(huán)境條件(生態(tài)因素)363.栽培措施①施肥對形成作物產(chǎn)品成分有影響按照作物產(chǎn)品成分的形成規(guī)律，采用相應(yīng)的栽培技術(shù)措施。②精細(xì)的田間管理對產(chǎn)品外觀有影響根據(jù)作物產(chǎn)品的外觀形成特點(diǎn)，采取相應(yīng)的栽培技術(shù)措施。③調(diào)節(jié)生育期對產(chǎn)品品質(zhì)有影響針對作物產(chǎn)品器官的生育特點(diǎn)，采取相應(yīng)的栽培技術(shù)措施。3.栽培措施37三.提高作物產(chǎn)品品質(zhì)的途徑1.培育和選用優(yōu)質(zhì)作物品種2.改善栽培技術(shù)措施(1)合理輪作(2)合理的種植密度(3)肥料(4)灌溉排水三.提高作物產(chǎn)品品質(zhì)的途徑38第三章作物的產(chǎn)量與品質(zhì)第一節(jié)作物的產(chǎn)量形成

第二節(jié)作物產(chǎn)品品質(zhì)及其影響因素第三章作物的產(chǎn)量與品質(zhì)第一節(jié)作物的產(chǎn)量形成39第一節(jié)作物的產(chǎn)量形成

一、作物產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素二、作物產(chǎn)量形成的生理基礎(chǔ)第一節(jié)作物的產(chǎn)量形成一、作物產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素40一、作物產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素1．生物產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量

作物的生物產(chǎn)量也稱生物學(xué)產(chǎn)量，是單位面積上作物生育期間光合產(chǎn)物形成和積累的有機(jī)物的重量，即作物根、莖、葉、枝、花、果實(shí)、種子各部分有機(jī)物質(zhì)重量的總和。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量是指種植該作物所要收獲的主產(chǎn)品的重量，也就是具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的作物軀體某部分的重量。一、作物產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素1．生物產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量41經(jīng)濟(jì)系數(shù)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與生物產(chǎn)量的比率，稱為經(jīng)濟(jì)系數(shù)（收獲指數(shù)），是指作物光合作用生產(chǎn)的有機(jī)物轉(zhuǎn)運(yùn)到具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值收獲器官的能力，它反映了生物產(chǎn)量轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的效率。即：

經(jīng)濟(jì)系數(shù)=經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量∕生物產(chǎn)量×100％經(jīng)濟(jì)系數(shù)42作物經(jīng)濟(jì)系數(shù)（％）水稻、小麥35~45玉米（糧用）30~40大豆20~25油菜25~30棉花（籽棉）30~40甜菜60~70薯類70~80煙草60~70葉菜類接近100表1不同農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)

①不同作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)差異較大，這與作物產(chǎn)品器官種類及其化學(xué)組成有關(guān)。②同一作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)也有一定的變幅，但相對比較穩(wěn)定。作物經(jīng)濟(jì)系數(shù)（％）水稻、小麥35~45玉米（糧用）30~4432.產(chǎn)量構(gòu)成因素及其形成特點(diǎn)①產(chǎn)量構(gòu)成因素表2各類農(nóng)作物的產(chǎn)量構(gòu)成因素作物名稱產(chǎn)量構(gòu)成因素棉花每畝株數(shù)、每株有效鈴數(shù)、每鈴籽棉重、衣分麻類每畝株數(shù)、每株麻桿重量、出麻率禾谷類每畝穗數(shù)（基本苗、單株分蘗數(shù)、分蘗成穗率）、

每穗實(shí)粒數(shù)（每穗著粒數(shù)、結(jié)實(shí)率）、粒重（千粒重）豆類每畝株數(shù)、每株莢果數(shù)、每莢果粒數(shù)、粒重油菜每畝株數(shù)、每株角果數(shù)、每角果粒數(shù)、粒重薯類每畝株數(shù)、每株薯塊數(shù)、單薯塊重量甘蔗每畝有效莖數(shù)、單莖重?zé)煵菝慨€株數(shù)、每株葉數(shù)、單葉重飼料與綠肥作物每畝株數(shù)，單株重葉菜類每畝株數(shù)、單株重2.產(chǎn)量構(gòu)成因素及其形成特點(diǎn)①產(chǎn)量構(gòu)成因素作物名稱產(chǎn)44

產(chǎn)量構(gòu)成因素

作物產(chǎn)量是指單位土地面積上的作物群體的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品產(chǎn)量，即由個(gè)體產(chǎn)量或產(chǎn)品器官數(shù)量所構(gòu)成。

作物產(chǎn)量=株數(shù)×單株有效穗（分枝）數(shù)×每穗（分枝）粒（果莢）數(shù)×粒重產(chǎn)量構(gòu)成因素452.產(chǎn)量構(gòu)成因素及其形成特點(diǎn)②產(chǎn)量構(gòu)成因素的形成特點(diǎn)：a.產(chǎn)量構(gòu)成因素的形成具有順序性和重疊性。b.各產(chǎn)量構(gòu)成因素之間在形成過程中具有自動調(diào)節(jié)（自動補(bǔ)償）的功能，即：某一項(xiàng)產(chǎn)量構(gòu)成因素小，則其它的某一項(xiàng)產(chǎn)量構(gòu)成因素就大。2.產(chǎn)量構(gòu)成因素及其形成特點(diǎn)②產(chǎn)量構(gòu)成因素的形成特點(diǎn)：46二、作物產(chǎn)量形成的生理基礎(chǔ)1.光合作用與產(chǎn)量形成早在1928年，Mason等人首先提出了“源庫”學(xué)說。葉——源；果實(shí)（或塊根、塊莖等）——庫連接二者之間的有機(jī)物質(zhì)的運(yùn)輸系統(tǒng)，——運(yùn)轉(zhuǎn)流1972年，A.R.Rees等人從生理學(xué)的角度闡述了“源、庫、流”的概念?！霸础薄魑锶~片通過光合作用產(chǎn)生同化物的能力“庫”——作物新生幼嫩器官（如根、莖、葉、花、果實(shí)、種子等）通過呼吸作用消耗同化物質(zhì)以及最終貯存同化物質(zhì)的能力而“流”——“源”與“庫”之間同化物的運(yùn)輸能力顯然，作物“源足、流暢、庫大”即可獲得高產(chǎn)。二、作物產(chǎn)量形成的生理基礎(chǔ)1.光合作用與產(chǎn)量形成47“源”主要是指光合產(chǎn)物供給源，是制造和提供養(yǎng)料的器官，主要指作物莖、葉為主體的全部營養(yǎng)器官?！皫臁奔劝ㄗ罱K貯存同化物質(zhì)的果實(shí)、種子、塊根、塊莖又包括正在生長的幼嫩器官（如根、莖、葉、花、果實(shí)、種子等）“流”是指源與庫之間同化物的運(yùn)輸器官，即輸導(dǎo)系統(tǒng)。作物“源足、流暢、庫大”即可獲得高產(chǎn)?！霸础敝饕侵腹夂袭a(chǎn)物供給源，是制造和提供養(yǎng)料的器官，主要指48源與作物產(chǎn)量生物產(chǎn)量=光合面積Ⅹ光合（能力）強(qiáng)度Ⅹ光合時(shí)間—消耗（呼吸、脫落等）經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量=生物產(chǎn)量Ⅹ經(jīng)濟(jì)系數(shù)（1）光合面積與產(chǎn)量（2）光合能力與產(chǎn)量（3）光合時(shí)間與產(chǎn)量源與作物產(chǎn)量49庫與作物產(chǎn)量（1）庫的大小與產(chǎn)量產(chǎn)量貯藏庫容=每平方米穗數(shù)×每穗穎花數(shù)×谷殼容積（2）庫對源的反饋?zhàn)饔?/p>

庫具有主動影響和控制源的生產(chǎn)效率和流的運(yùn)轉(zhuǎn)方向及速度的功能。庫與作物產(chǎn)量50流與產(chǎn)量內(nèi)容物的運(yùn)輸和分配（1）同化物的運(yùn)輸

同化物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐緩绞琼g皮部，韌皮部薄壁細(xì)胞是運(yùn)輸同化物的主要組織。

同化物的運(yùn)輸受多種因素的制約。（2）同化物的分配

主要取決于各種庫的吸力大小及其與源相對距離的遠(yuǎn)近。流與產(chǎn)量內(nèi)容物的運(yùn)輸和分配51作物產(chǎn)量作物產(chǎn)量包括生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，它們與光合作用的關(guān)系可表示為：生物產(chǎn)量=光合面積×光合強(qiáng)度×光合時(shí)間-消耗（呼吸、脫落等）經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量=生物產(chǎn)量×經(jīng)濟(jì)系數(shù)所以，生產(chǎn)上利用適宜的光合面積、提高光合強(qiáng)度、有效延長光合時(shí)間、并減少一定的消耗、提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)等均可提高作物產(chǎn)量。作物產(chǎn)量作物產(chǎn)量包括生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，它們與光合作用的關(guān)系52①光合面積廣義上，是指作物植株上所有的綠色面積，包括所有具有葉綠體、能進(jìn)行光合作用的各個(gè)部位。狹義上，主要是指葉面積，因其與產(chǎn)量的關(guān)系十分密切，又是最容易控制的一個(gè)因素。葉面積的大小以葉面積指數(shù)（LAI）表示。葉面積指數(shù)是指葉面積總和與所占土地面積的比值。即：葉面積指數(shù)=總?cè)~面積（cm2）∕土地面積（cm2）=平均單株面積×株數(shù)∕土地面積每種作物都有一個(gè)最適宜的葉面積指數(shù)。葉面積指數(shù)在作物生育期內(nèi)是個(gè)動態(tài)變化的過程。

①光合面積廣義上，是指作物植株上所有的綠色面積，包括所有具有53②光合強(qiáng)度也稱光合速率或光合能力。是指單位葉面積在單位時(shí)間內(nèi)吸收、同化CO2的毫克數(shù)，即“CO2毫克∕分米2∕小時(shí)“（mg∕dm2∕hr）。因作物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)也進(jìn)行呼吸作用，所以在測定光合強(qiáng)度時(shí)有兩種表示方法：a.總光合強(qiáng)度（TAR：totalassimilationrate），亦稱總同化率，即光合同化率與呼吸消耗率之和。b.凈光合強(qiáng)度（NAR：netassimilationrate），亦稱凈同化率，即光合同化率與呼吸消耗率之差。是指單位葉面積在單位時(shí)間內(nèi)所積累的干物質(zhì)的數(shù)量，即“g∕m2∕d”。②光合強(qiáng)度也稱光合速率或光合能力。是指單位葉面積在單位時(shí)間內(nèi)54②光合強(qiáng)度影響光合強(qiáng)度的因素有：A、作物或品種B、光照強(qiáng)度隨著光照強(qiáng)度的增加，作物的光合強(qiáng)度增強(qiáng)，開始產(chǎn)生光合產(chǎn)物；當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定數(shù)量時(shí)，作物制造的有機(jī)物質(zhì)和消耗的有機(jī)物質(zhì)達(dá)到平衡，表現(xiàn)出光合強(qiáng)度等于零，此時(shí)的光照強(qiáng)度稱為“光補(bǔ)償點(diǎn)”。隨著光照強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)，光合強(qiáng)度也隨之增加。光照強(qiáng)度在“光補(bǔ)償點(diǎn)”以上時(shí)，光合產(chǎn)物的累積超過呼吸消耗，就可積累有機(jī)物質(zhì)，但當(dāng)達(dá)到一定的光照強(qiáng)度時(shí)，作物不再進(jìn)一步增加光合強(qiáng)度和累積有機(jī)物質(zhì)，即光合強(qiáng)度達(dá)到最大值，此時(shí)的光照強(qiáng)度稱為“光飽和點(diǎn)”。C、溫度D、水分E、CO2②光合強(qiáng)度影響光合強(qiáng)度的因素有：55③光合時(shí)間光合時(shí)間是指作物能夠進(jìn)行光合作用、形成光合產(chǎn)物的時(shí)間。作物的有效光合時(shí)間與作物的生育期長短光照時(shí)數(shù)太陽輻射強(qiáng)度及葉片有效功能期長短有密切關(guān)系。③光合時(shí)間光合時(shí)間是指作物能夠進(jìn)行光合作用、形成光合產(chǎn)物的56④光合產(chǎn)物的消耗作物在制造光合產(chǎn)物的同時(shí)，也進(jìn)行光合產(chǎn)物的消耗，主要包括呼吸消耗、器官脫落和病蟲危害等，對光合產(chǎn)物的累積極為不利，因此，在生產(chǎn)上應(yīng)盡量減少消耗。呼吸作用是作物正常的生理活動，由其產(chǎn)生的消耗是不可避免的。據(jù)測定，一晝夜呼吸作用所消耗的有機(jī)物占全天光合產(chǎn)物的15~25％，而在不良條件下則高達(dá)30~50％。因此，要最大限度地減少呼吸作用所造成的消耗，需要從改善不良條件著手。至于某些器官不必要的脫落及病蟲危害等，對產(chǎn)量的損失則更是不言而喻的。④光合產(chǎn)物的消耗作物在制造光合產(chǎn)物的同時(shí)，也進(jìn)行光合產(chǎn)物的57⑤經(jīng)濟(jì)系數(shù)在生產(chǎn)上主要通過栽培管理,諸如合理密植、水肥管理、化學(xué)調(diào)控等措施，協(xié)調(diào)營養(yǎng)生長和生殖生長的關(guān)系，在爭取高額生物產(chǎn)量的基礎(chǔ)上提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)，獲得高額的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。⑤經(jīng)濟(jì)系數(shù)在生產(chǎn)上主要通過栽培管理,諸如合理密植、水肥管理、58①作物群體的基本概念1.作物群體的概念

是指同一地塊上的作物個(gè)體群。2.作物群體的特點(diǎn)（1）作物產(chǎn)量是單位面積上作物群體的產(chǎn)量。（2）作物個(gè)體與群體環(huán)境存在“反饋”現(xiàn)象。（3）在群體的動態(tài)發(fā)展中普遍存在“自動調(diào)節(jié)”現(xiàn)象。2、作物群體和群體光能利用率①作物群體的基本概念2、作物群體和群體光能利用率592.作物群體結(jié)構(gòu)與指標(biāo)體系作物群體組成有單作群體和復(fù)合群體群體大小是隨生育進(jìn)程而動態(tài)消長作物群體的分布是指組成這一群體的各個(gè)單株以及總?cè)~面積、總莖數(shù)、總根重在空間的分布和排列的動態(tài)情況。2.作物群體結(jié)構(gòu)與指標(biāo)體系60作物群體的分布群體的垂直分布：包括光合層、支持層和吸收層三個(gè)層次。群體的水平分布：是指作物個(gè)體在土地上的均勻分布、株行距的合理配置等。群體的時(shí)間分布：群體隨生育進(jìn)程而動態(tài)的消長作物群體的分布群體的垂直分布：包括光合層、支持層和吸收層三個(gè)61作物高產(chǎn)群體的特點(diǎn)(1)產(chǎn)量構(gòu)成因素協(xié)調(diào)發(fā)展(2)主莖和分枝(蘗)協(xié)調(diào)發(fā)展(3)群體與個(gè)體、個(gè)體與個(gè)體、個(gè)體內(nèi)部器官之間協(xié)調(diào)發(fā)展(4)生育進(jìn)程與生長中心轉(zhuǎn)移、生產(chǎn)中心更替、葉面積指數(shù)、莖蘗消長動態(tài)等進(jìn)程合理一致(5)葉層受光態(tài)勢好，光合效能大，物質(zhì)積累多,轉(zhuǎn)運(yùn)效率高。作物高產(chǎn)群體的特點(diǎn)622、作物群體和群體光能利用率②群體光能利用率群體光能利用率是指作物通過光合作用，將投射到一定土地面積上的太陽總輻射或有效輻射能量轉(zhuǎn)化成為化學(xué)能貯存在光合產(chǎn)物的百分率。（注：太陽有效輻射僅指400~800nm的可見光部分）光能利用率（％）=單位土地面積上作物干物質(zhì)重量（克）×所含能量（千卡）∕單位土地面積上接受太陽輻射總量（千卡）×100％（最大≈5.2％）或：光能利用率（％）=單位土地面積上作物干物質(zhì)重量（克）×所含能量（千卡）∕單位土地面積上接受太陽有效輻射能量（千卡）×100％（最大≈12％）2、作物群體和群體光能利用率②群體光能利用率63我國主要地區(qū)單季稻的產(chǎn)量潛力及光能利用率地名潛在生產(chǎn)力現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力理論產(chǎn)量（kg/畝）光能利用率（％）實(shí)際產(chǎn)量（kg/畝）光能利用率（％）成都1067.12.97864.351.59南昌1401.02.93748.151.57武漢1224.82.62654.051.40南京1209.72.77654.051.40昆明1397.63.84746.352.05遵義1039.62.73581.91.46西安1437.43.14739.21.62北京1710.93.30877.651.69沈陽1470.03.67785.151.98哈爾濱1359.33.73726.051.99蘭州1583.73.46846.01.85我國主要地區(qū)單季稻的產(chǎn)量潛力及光能利用率地名潛在生產(chǎn)力現(xiàn)實(shí)生64提高作物的光能利用率的主要途徑第一，培育和選用高光效的作物品種高光效品種應(yīng)具有的特征是：葉片分布合理、葉片較短而直立、耐蔭性較強(qiáng)及矮稈抗倒。第二，合理密植合理密植的主要原則是處理好群體和個(gè)體之間的關(guān)系。第三，間、套、復(fù)種充分利用生長季節(jié)的日光能；可以充分發(fā)揮邊際效應(yīng)；可以充分利用地力；可以防止病蟲害（生物多樣性控制稻瘟病）。第四，加強(qiáng)田間管理，改善環(huán)境條件提高作物的光能利用率的主要途徑第一，培育和選用高光效的作物651.提高光合能力選育葉片挺厚，株型緊湊，光合效率高的品種;合理調(diào)控光、溫、水、肥、氣等。2.增加光合面積合理密植、改變株型。

葉面積系數(shù)(leafareaindex，LAI)，即作物葉面積與土地面積的比值。水稻的LAI(max):~7；小麥~6;玉米6～7較為適宜。1.提高光合能力選育葉片挺厚，株型緊湊，光合效率高的品種663.延長光合時(shí)間提高復(fù)種指數(shù)、延長生育期（如防止功能葉的早衰）及補(bǔ)充人工光照等。4.減少有機(jī)物質(zhì)消耗

（1）利用光呼吸抑制劑降低光呼吸；如乙醇酸氧化酶的抑制劑α-羥基磺酸鹽類化合物，可抑制乙醇酸氧化為乙醛酸。用100mg·L-1NaHSO3噴灑大豆，可抑制光呼吸32.2%，平均提高光合速率15.6％。

（2）增加CO2濃度；以抑制光呼吸。

（3）防除病蟲草害。

3.延長光合時(shí)間提高復(fù)種指數(shù)、延長生育期67第二節(jié)作物產(chǎn)品品質(zhì)及其影響因素一、產(chǎn)品品質(zhì)作物產(chǎn)品的品質(zhì)是指產(chǎn)品的質(zhì)量，即達(dá)到人