作物種植中的“個體空間”問題研究,農藝學論文

作物種植中的“個體空間〞問題研究,農藝學論文伴隨著人類文明和科技進步，加上人類長期的生產實踐，對各種作物有了更多更深的了解，逐步構成了各種作物各自不同的較科學的栽培技術和栽培形式。比方近代中國就有農業(yè)八字憲法:土、肥、水、種、密、保、管、工。華而不實的密指的就是作物個體空間,固然各時代的農業(yè)科技工作者都注意到了這個問題并用種植密度這個尺寸來加以考量其個體空間,但還沒有把它列為一個主題元從來應對?；诋斀袷澜绲淖匀画h(huán)境現在狀況，作物生長發(fā)育遭到越來越多的逆境因子更強的脅迫，同時，人們又對各種作物的產量和品質提出了更高層次的要求，比方我們當前農業(yè)生產倡導的3H+2S的要求:高產〔highyielding〕、優(yōu)質〔highquality〕、高效〔highefficiency〕、安全〔safe〕、可持續(xù)發(fā)展〔sustainable〕。綠色農業(yè)、有機農業(yè)、無公害農業(yè)的呼聲日益高漲。為知足或到達這樣的要求，人們在作物的生產栽培中必須拿出新的舉措來應對。通過對當前作物的生產現在狀況分析比擬，發(fā)現了一個簡單而重要但又容易被忽略的事實，那就是作物栽培中的個體空間,十分是在稻、麥等糧食作物的生產中具體表現出得最明顯。生產實踐充分表示清楚:它的變數對作物的性狀〔數量性狀和質量性狀〕表示出的影響是系統(tǒng)的、顯著的。所以，在將來的農業(yè)生產中應重新審視作物的個體空間.1作物個體空間的概念與內涵但凡存在的生物必定有其存在的空間，沒有空間就不存在生物。所以，作物的個體空間可以稱之為生存空間，不同種類的作物有其不同的個體空間需求，而且其需求的范圍有下限而沒有上限，意指作物如要自然而充分地表示出其存在形態(tài)，它的個體空間必需要到達某個值。生物界的各成員以獨占或分享一定的空間等方式組成了一個紛繁復雜的生物世界。作物個體正常生存空間的大小由其遺傳特質和生活習性來決定。作物的個體空間是地點固定的空間,而動物個體空間則是地點變動的空間.國外學者Grinnell在1917年就注意到生物個體空間的概念，他首先應用了生態(tài)位〔niche〕一詞來表示對棲息地再劃分的空間單位，他當時強調的是生態(tài)位的空間概念.而后，Hutchinson稱某特定生物生存和生殖的全部最適條件為該種生物的基礎生態(tài)位，它是一個假設的理想生態(tài)位。但是，生物生存實際碰到的全部條件總不會像基礎生態(tài)位那么理想，所以被稱為現實生態(tài)位，它包括了所有限制生物的各種作用力，如競爭、捕食和不利氣候等.農作物基本上生長在土壤中，其個體空間可分為地上和地下空間。地上空間的主體是作物的莖、枝、葉、籽〔或果〕；而地下空間則多為根，少部分還有果或塊根。對作物個體空間的理解習慣上容易產生誤解的是:作物的個體空間僅僅為空空如也的空間，或者為虛無的體積空間。其實個體空間是儲備有豐富物和能的空間，且稱之為物質能量庫，空間越大，其物質能量庫儲存越多。該庫間儲存為何物呢？如今大家都知道，地上空間里有陽光、雨水〔水氣〕、空氣〔二氧化碳、氧氣等氣體〕，地下空間里有水、空氣、礦質成分以及綜合的墑值.我們在長期的作物生產實踐中，對作物個體的地外表積的大小有了深入的認識，基本上也具體表現出了對作物個體空間的關注，但還沒有從根本上認識到個體空間對作物個體系統(tǒng)的、顯著的影響，更重要的是因個體空間的缺乏而衍生的群體小環(huán)境溫濕狀況的變化對作物造成的不利影響。有的研究者這樣以為:一個種的分布和一個生態(tài)系統(tǒng)的生產力都取決于個體的成功或失敗.能夠斷言，如把作物〔十分是在稻、麥等糧食作物〕個體空間在生產栽培中處理得好，就能夠完善解決很多糧食生產中迫在眉睫的質和量的問題;反之，農業(yè)生產的可持續(xù)發(fā)展遭到很大的挑戰(zhàn)和威脅，人們將為此付出更大的代價。2個體空間對作物的影響2.1對作物生長、發(fā)育、品質的影響前文已述及生物個體空間的存在內涵，而作物生長、發(fā)育的機制就是根據作物本身的遺傳構造特質，不斷地吸附其個體空間里組成本身的物質元素,再通過各種生化作用轉化作物體的不同的生物質，使得作物經歷一系列的形態(tài)及生物質組成的變化。簡而言之，物源決定庫存的狀態(tài)。所以，作物個體空間就是一個營養(yǎng)組分的源頭，作物個體空間的大小、好壞，直接關系到作物生長發(fā)育狀況;如個體空間好，空間里除了有作物生長發(fā)育對口的組成元素外，而且數量也很充裕;同時空間里應不含有或少含有對作物生長發(fā)育有毀壞性的成分，那么作物營養(yǎng)體生長健康壯大，其籽粒則飽滿美觀可口。反之，植株弱小，籽粒不飽滿，瘦癟粒多，口感不佳。個體空間對作物某些性狀的影響范圍能夠到達從零到某個值限，如水稻的分蘗力，個體空間太小時，母本就沒有一個分蘗;而個體空間較大時，母本則有多達幾十個甚至上百個分蘗。因而，個體空間不但對作物產量有決定性的影響，而且對其食味品質同樣有很大的影響。中國水稻生產中一些地方推行的寬窄行栽培、強化栽培正是基于強化個體空間這一元素而采用的形式。2.2對作物遺傳變異的影響長期的生產實踐經歷體驗表示清楚，作物的高密度種植，使作物個體生長缺乏足夠的生命表示出空間，其性狀表示出受抑制，再加上一些其它逆境因素，外界環(huán)境的脅迫，作物的遺傳組成更容易發(fā)生突變，遺傳穩(wěn)定期壽命變短，變異系數加大。達爾文這樣表示出過對生物變異的看法:生物在若干世代中遭到任何變化時，不管是處于什么樣生活條件下，都有變異的傾向;在大多數場合中，變異的種類取決于生物的性質或體質遠比取決于變化了的生活條件的性質在程度上要大得多.而人類采用的作物個體或群體空間同時牽涉到生物的性質或體質和變化了的生活條件，這種情況下，生物遭到的各種生境因素的脅迫，其變異系數自然要加大。對于這種現象，我們在身邊的生活中能夠看得到，拿人類家養(yǎng)的動物和種植的作物與自然界野生的動植物相比，肯定會發(fā)現前者的物種變異更頻繁，品種更多;而后者則相對而言保守一些，物種穩(wěn)定時間更長，變異系數低一些。主要原因是雙方遭到的各種環(huán)境因素脅迫程度不一樣，前者個體空間小，受的脅迫大，且其個體體質差，而后者活動空間大，遭到的脅迫小，且其體質更好。2.3作物抗逆性的表現前文中已述及到作物個體空間的優(yōu)劣直接關系到作物生存狀態(tài)的好壞。能夠肯定，在正常條件下，個體空間的大小與作物的生物產量成正比。所以，充分優(yōu)質的個體空間能提高作物的抗病、蟲害能力。當個體空間充分時，生物機體強旺，生物產量大，莖稈粗壯，葉片茂盛。如水稻在遭遇稻縱卷葉螟、稻飛虱等為害時，作物完全有資本經受輕量級的蟲害損失，而且，作物的蟲害引起的生物補償效應也更有保證，由于蟲害后的作物所保存有的生物產量還有實力，補償生產力強，恢復健康的時間更快。在遭受不嚴重的病害時，作物的抗擊能力也一樣較強。反之，作物個體空間較差或很緊張時，那么，生物體生物產量很弱勢，遭受病、蟲害時，容易導致生物死亡或絕收。假如高密度地種植作物，作物個體空間太小，通風透光條件差，作物的生長環(huán)境濕度大，自然就會為病原微生物提供了一個生長、發(fā)育環(huán)境；反之，生物個體空間優(yōu)良，通風透光，病菌就缺乏滋生繁衍的生境。因而，優(yōu)良的生物生存空間，通風透光，能夠遏制病菌滋生繁衍，避免或減輕病害如水稻的紋枯病、稻瘟病、細條斑病等的發(fā)生。2.4對可持續(xù)發(fā)展性的影響作物的生產栽培能否具備可持續(xù)發(fā)展前景，決定于兩個重要因素:適應環(huán)境和人為取舍。一方面，作物的可持續(xù)生存和發(fā)展態(tài)勢很大程度上取決于它的遺傳組成構造，達爾文著名的生物生存理論簡明地講出了其法則:物競天擇，適者生存。自然界中任何生物或作物都有其特定的遺傳特質，根椐生物學的組成法則:DNA-RNA-蛋白質，每一作物自然有其相應的性狀表現，若它的表現能適應自然環(huán)境且生長狀況好，那么該作物就是可持續(xù)生存和發(fā)展的。另一方面，一種作物的可持續(xù)生存和發(fā)展，還取決于人為的取舍，即人類社會構成的市場對它的取舍。這種取舍分兩種：第一，針對該作物遺傳品質；第二，針對該作物商品品質。對于前者，人類的選擇比擬明確，淘汰一種作物顯得容易；而對于后者，取舍可不是那么明確，商品品質是一個可人為改變的數量性狀。生產實踐經歷體驗已表示清楚:充裕的作物個體生產栽培空間是作物收獲商品優(yōu)質重要前提，不但其外觀好看，其內在品質也優(yōu)質，如水稻、小麥的籽粒熟色好，飽滿，千粒重大，其口味更純正，在水果或蔬菜上具體表現出得更充分、顯著。瞻望將來的作物生產，若單獨注重品種的選育而沒有匹配相應的栽培技術和形式，難以獲得理想的效果。所以，作物生產要得到長期健康的發(fā)展，使它同時獲得生態(tài)和市場的支持，必須善待作物個體的個體空間。中國當前水稻生產實踐中一直使用的寬窄行栽培形式、拋秧栽培形式，最近幾年來還推介使用國外馬達加斯加采用的強化栽培形式，這三種形式目的就是大作物的生長個體空間，進而到達高效優(yōu)質生產。寬窄行栽培形式一要擴般采用這樣的規(guī)格為:寬行距為:33~35cm,窄行距為本16.5~22cm,株距為16.5cm;拋秧栽培的實際規(guī)格為:〔23~26〕cm〔23~26〕cm;強化栽培形式的規(guī)格有幾種:30cm30cm、40cm40cm、50cm50cm,而中國稻區(qū)傳統(tǒng)上用的規(guī)格為19.8cm16.5cm、19.8cm13.2cm,通過比擬,當代的三種形式單株作物的個體空間要比傳統(tǒng)的擴大20%~50%,到達極顯著水平，從根本上認識到個體空間對作物生產栽培的重要性。3將來糧食作物栽培形式瞻望和討論能夠肯定，中國將來的糧食生產的形勢面臨很多挑戰(zhàn)和考驗，產品的品質和安全就是重要的兩個問題。為此，生產者必須在作物栽培上有所改進和創(chuàng)新。筆者在這里對作物新品種的栽培推廣中提出這樣栽培形式:針對作物品種遺傳多樣性，各品種長勢、長相、株葉型不一樣，對個體空間的要求不一樣，而且相差懸殊。所以，在把1個品種推廣之前，圍繞個體空間對品種的栽培形式和栽植密度確定一種最優(yōu)化栽培方式。選取標準是這樣:在當前作物生產中可接受的栽植密度范圍內選取3~4種規(guī)格大田單株種植〔包括寬窄行栽培〕，同時，還要對其采用100%個體空間式〔單株生長的根系和莖、葉基本不受其它同類單株的影響〕的單株群體栽培。而后，非100%個體空間栽培的進行單株和群體一樣面積的測產，采用100%個體空間栽培的也進行單株測產和群體一樣面積的測產。然后選取群體測產結果較好且單株測產又較接近100%個體空間栽培的為推廣品種的栽培形式，不妨稱之為數量和質量的雙贏栽培形式.對這種形式選擇的理念我們能夠形象地喻之為民強國富,民指作物個體，國則為作物群體，必須有民強的前提，才有國富的局面。以下