農(nóng)學常識4生態(tài)

作物與環(huán)境

農(nóng)學常識GAP培訓(xùn)課件第一節(jié)作物的生態(tài)因子與生長調(diào)節(jié)一、生態(tài)因子1、生態(tài)因子的概念作物存在的生態(tài)系統(tǒng)稱為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)與其它生態(tài)系統(tǒng)一樣也是由生物因子和非生物因子所組成。農(nóng)作物本身是這個系統(tǒng)生物因子中的一個種群。與作物相關(guān)的所有環(huán)境因子，統(tǒng)稱生態(tài)因子。農(nóng)學常識第一節(jié)作物的生態(tài)因子與生長調(diào)節(jié)一、生態(tài)因子2、生態(tài)因子的分類(1)氣候因子包括光照、溫度、水分、空氣等諸多因子，隨地理位置和海拔高度而變化。(2)土壤因子土壤水分、土壤空氣和土壤結(jié)構(gòu)、土壤溫度、土壤酸堿度、土壤肥力、土壤有機質(zhì)、土壤生物等。(3)地形因子高原、山地、平原、低地以及坡度的大小和坡向等。(4)生物因子動物如哺乳動物、昆蟲等，其中昆蟲對作物影響較大； 植物中除作物本身外還有各種雜草 微生物中包括對作物有益的微生物和有害的病原菌等。(5)人為因子 栽培措施.農(nóng)學常識3、生態(tài)因子的作用機制與限制方式

(1)

生態(tài)因子的作用機制生態(tài)因子作用的主次效應(yīng)

在一定的環(huán)境條件下，眾多的生態(tài)因子中總有一、兩個因子起著主導(dǎo)性的、決定性的作用，而其它因子則處于次要的地位。生態(tài)因子的交互作用效應(yīng)當作物受到多個生態(tài)因子的作用時，各個因子對作物的效應(yīng)會表現(xiàn)出某種交互作用。生態(tài)因子的直接作用和間接作用有些生態(tài)因子，如光、溫、水、氣和土壤養(yǎng)分等(生活因子)，能直接影響或參與作物的新陳代謝；另一些生態(tài)因子，如緯度、海拔、地形等則是通過影響上述因子間接作用于作物。生態(tài)因子作用的階段性在農(nóng)田環(huán)境中，各個生態(tài)因子及其組合會隨著時間的推移而發(fā)生階段性的變化，加上不同生育階段的作物對生態(tài)因子有不同的反應(yīng)。因此，生態(tài)因子的作用往往表現(xiàn)出一定的階段性特點。農(nóng)學常識3、生態(tài)因子的作用機制與限制方式

(2)

生態(tài)因子的限制方式李比希最小因子定律德國化學家李比希提出了“植物的生長取決于數(shù)量最不足的那一種營養(yǎng)物質(zhì)”的觀點，即最小因子律。(限制因子)條件： 第一，這一定律只有相對穩(wěn)定的條件下才能運用。 第二，必須考慮因子間的相互作用。報酬遞減律從經(jīng)濟學移植到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上。從一定的土地上所得到的報酬隨著向該土地投入的勞動和資本量的增大而有所增加，但隨著投入的單位勞動和資本量的增加，報酬增加的幅度卻在逐漸減少。農(nóng)學常識3、生態(tài)因子的作用機制與限制方式

(2)

生態(tài)因子的限制方式謝爾福德耐性定律在最小因子定律的基礎(chǔ)上，人們發(fā)現(xiàn)某些因子的過量也會成為限制因子。謝爾福德把最大量和最小量限制作用的概念合并為耐性定律。A一種生物對各種生態(tài)因子的耐性范圍不同；不同生物對同一生態(tài)因子的耐性范圍也不同。B同一種生物在不同發(fā)育階段對生態(tài)因子的耐性范圍不同C由于生態(tài)因子間的相互作用，在某個生態(tài)因子不是處于最適狀態(tài)時，則生物對其它一些生態(tài)因子的耐性范圍縮小。D對主要生態(tài)因子耐性范圍寬的生物種，其分布范圍廣。E同一生物種內(nèi)的不同品種，長期生活在不同的生態(tài)環(huán)境下，會形成對多種生態(tài)因子的不同耐性范圍，從而形成生態(tài)型的分化。農(nóng)學常識二、作物的生態(tài)適應(yīng)性作物的生態(tài)適應(yīng)性，系指作物對環(huán)境的要求與實際環(huán)境的吻合程度。即作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的節(jié)律與環(huán)境節(jié)律的吻合程度。作物的生態(tài)適應(yīng)性具有地區(qū)性和季節(jié)性，而季節(jié)性又是其核心。作物各生育時期對環(huán)境有一個綜合要求，不利的環(huán)境因子降低了其它適宜因子的作用，適宜的環(huán)境因子能部分彌補不利因子的不良作用。作物的生態(tài)適應(yīng)性就是每種作物具有的遺傳、生理、生態(tài)等屬性和環(huán)境相統(tǒng)一的特性。一般生態(tài)適應(yīng)性可分為：強、中、弱和不適應(yīng)四個等級。同一種生物(包括作物)的不同個體群，長期生活在不同的生態(tài)環(huán)境或人工培育條件下，發(fā)生趨異適應(yīng)，經(jīng)自然和人工選擇分化形成了生態(tài)、形態(tài)和生理特性不同的基因型類群，稱為生態(tài)型。(種以下)不同種的生物(作物)在自然和人工選擇條件下，形成具有類似形態(tài)、生理和生態(tài)特性的生物(作物)類群，稱為生活型。(種以上)農(nóng)學常識三、作物生長的環(huán)境調(diào)節(jié)1、環(huán)境因子在自然界中并非孤立存在，而是互相影響相互制約的2、采取各種“應(yīng)變”措施，處理好作物與環(huán)境的相互關(guān)系，既要讓作物適應(yīng)當時當?shù)氐沫h(huán)境條件，又要使環(huán)境滿足作物的要求農(nóng)學常識環(huán)境措施作物產(chǎn)品第二節(jié)作物與光照一、光照度對作物的影響1、太陽光的性質(zhì)光是太陽輻射能以電磁波的形式投射到地球表面的輻射線。太陽放射出不同頻率和波長的電磁波，組成太陽光譜。到達地球的太陽光譜范圍是250～4000nm之間。農(nóng)學常識第二節(jié)作物與光照一、光照度對作物的影響1、太陽光的性質(zhì)光的波長及其所含的能量對作物有非常重要的意義：1)熱效應(yīng)：輻射是作物體與外界環(huán)境進行能量交換的主要形式。太陽能被作物截獲后大部分轉(zhuǎn)化為熱能，用于蒸騰以及維持作物的體溫，保證各代謝過程以合適的速率進行。2)光合作用：作物把吸收的太陽輻射能的一部分用于光合作用，它是作物將光能轉(zhuǎn)化為化學能進行生產(chǎn)的基礎(chǔ)。3)光形態(tài)建成：太陽輻射的數(shù)量(光強)和光譜成份(光質(zhì))，對作物的生長和發(fā)育的調(diào)整起著重要作用。4)

誘發(fā)性突變：太陽光中紫外線、X-射線等波長很短的高能量輻射對生物有殺傷作用，同時它們也能改變遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)引起突變。

農(nóng)學常識第二節(jié)作物與光照一、光照度對作物的影響1、太陽光的性質(zhì)不同光譜成分對作物生育和產(chǎn)形成的作用農(nóng)學常識第二節(jié)作物與光照一、光照度對作物的影響2、光照強度及其變化太陽光照強度在地球大氣層上方基本上是恒定的，大約在1395.9W/m2，這一數(shù)值稱為太陽常數(shù)太陽光通過大氣層時，由于散射、反射和被氣體、水蒸氣、空氣中的塵埃微粒所吸收，強度減弱，并且進行了重新分配。在穿過作物冠層時，太陽輻射又會大大減弱。

在自然界中光照強度和光合有效輻射(photosyntheticactiveradiation,PAR)是隨時隨地變化的，這些變化與天氣、太陽高度角、緯度、海拔、坡向等有密切關(guān)系。農(nóng)學常識第二節(jié)作物與光照一、光照度對作物的影響3、光照度對作物的影響葉片光合速率與呼吸速率相等，凈光合速率為零，這時的光強稱為光補償點。在一定范圍內(nèi)(低光強區(qū))，光合速率隨光強的增加而呈比例增加；超過一定光強后，光合速率增加變慢；當達到某一光強時，光合速率就不再隨光強而增加，呈現(xiàn)光飽和現(xiàn)象開始達到光合速率最大值時的光強稱為光飽和點。此點以后的階段稱為光飽和階段

不同作物光照—光合曲線不同，光補償點和光飽和點也有差異農(nóng)學常識C3植物、C4植物和CAM植物的某些光合特征和生理特性特征C3植物 C4植物CAM植物葉結(jié)構(gòu)葉綠體葉綠素a/bCO2補償點(ul/L)光合固定CO2的途徑CO2最初受體光合作用最初產(chǎn)物PEP羧化酶活性(μmol/mg.min)強光下的凈光合速率(mgCO2/dm2h)光呼吸同化產(chǎn)物分配蒸騰系數(shù)(gH2O/gdw)

維管束鞘不發(fā)達，周圍葉肉細胞排列疏松只有葉肉細胞有正常葉綠體

約3：130～70只有卡爾文循環(huán)RuBPPGA0.30～0.3515～35多，易測出慢450～950維管束鞘發(fā)達，周圍葉肉細胞排列緊密葉肉細胞有正常葉綠體，維管束鞘細胞有葉綠體但基粒無或不發(fā)達

約4：1<10C4途徑和卡爾文循環(huán)PEPOAA16～1840～80很少，難測出快250～350維管束鞘不發(fā)達，葉肉細胞液泡大只有葉肉細胞有正常葉綠體≤3：1光照下：0～200，黑暗中：<5CAM途徑和卡爾文循環(huán)RuBP(光)PEP(暗)PGA(光)OAA(暗)19.21～4很少，難測出不等光下：150～60暗中：18～100第二節(jié)作物與光照一、光照度對作物的影響3、光照度對作物的影響群體的光合作用大豆：單葉光飽和點：27000lx 光補償點：1700lx(吉林13號，趙述文，1981)右圖：群體內(nèi)光照情況(鐵豐18號，沈陽農(nóng)學院，1981)農(nóng)學常識頂：12.6萬lx2/3：2750lx1/3：910lx底：450lx二、日照長度對作物的影響1、日照長度及其變化除赤道以外，地球上各緯度的白晝長度，都是隨季節(jié)而改變的。自然界中一晝夜間的光暗交替稱為光周期。2、光周期現(xiàn)象和作物光周期類型作物在發(fā)育的某一階段，要求一定長短的晝夜交替，才能開花，這種現(xiàn)象叫作物的光周期現(xiàn)象。1)長日照作物：這一類作物要求在24小時晝夜周期中，日照長度長于某一個臨界日長才能成花。小麥、黑麥、大麥、油菜、甜菜、菠菜、蘿卜等。2)短日照作物：這一類作物要求在24小時晝夜周期中，日照長度短于某一個臨界日長才能成花。水稻、玉米、大豆、高梁、煙草、大麻、黃麻等3)日中性作物：這類作物的成花對日照長度不敏感，在任何長度的日照下均能開花。棉花、黃瓜、茄子、辣椒、番茄等。農(nóng)學常識第二節(jié)作物與光照二、日照長度對作物的影響3、光周期誘導(dǎo)的機理在植物的光周期誘導(dǎo)中，暗期的長度是植物成花的決定因素，尤其是短日作物對不同波長光的研究中發(fā)現(xiàn)，紅光最為有效，而遠紅光的作用相反。農(nóng)學常識PrPfr生理效應(yīng)破壞暗逆轉(zhuǎn)第二節(jié)作物與光照二、日照長度對作物的影響4、光周期理論在生產(chǎn)上的應(yīng)用1)引種

一般在同緯度地區(qū)，只要肥水條件相似，引種容易成功。從不同緯度的地區(qū)引種時，一定要進行試驗，且忌盲目引進。2)育種

花期相遇//南繁北育

3)控制花期

花卉生產(chǎn)菊花(短日照)，杜鵑、山茶花(長日照)4)調(diào)節(jié)營養(yǎng)生長和生殖生長

以營養(yǎng)器官為主要收獲物的作物，適當推遲開花能夠提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)，短日作物從南方引進種子到北方種植能達到這一目的?！澳下楸狈N”就是把我國華南生產(chǎn)的大麻、黃麻及紅麻的種子，運到北方種植，不僅提高了產(chǎn)量，麻纖維的質(zhì)量也相應(yīng)提高。利用暗期的光間斷處理，可以抑制甘蔗開花，從而提高產(chǎn)量。農(nóng)學常識第三節(jié)作物與溫度作物生長發(fā)育需要一定的熱量，表示熱量的是溫度。各種作物生長、發(fā)育都要求一定的溫度條件。同時溫度也會引起其它環(huán)境因子發(fā)生變化，如土壤水分、大氣濕度及土壤肥力等。真正影響作物生理、生化活動的是作物的體溫，而作物是變溫的有機體，它的體溫雖然可以有一定程度偏離環(huán)境溫度，但又總是趨向于環(huán)境溫度。環(huán)境溫度包括大氣溫度和土壤溫度。農(nóng)學常識第三節(jié)作物與溫度一、溫度的變化節(jié)律及其對作物的影響氣溫變化可分為周期性變化(節(jié)律性變溫)與非周期性變化(非節(jié)律性變溫)兩大類。1、氣溫的時間變化溫度在一天內(nèi)有一個最高值和一個最低值，最高值與最低值之差，稱為氣溫的日較差。日較差的大小，因緯度、海陸地理、季節(jié)、天氣狀況的不同而異。一年內(nèi)有一個最高值和一個最低值。一年中最高月平均氣溫(最熱月)與最低月平均氣溫(最冷月)之差，稱為氣溫的年較差。在北半球，最熱月出現(xiàn)在7月(大陸上)和8月(海洋上)，最冷月出現(xiàn)在1月(大陸)和2月(海洋)。農(nóng)學常識第三節(jié)作物與溫度一、溫度的變化節(jié)律及其對作物的影響2、氣溫的空間變化(1)氣溫的水平分布氣溫在水平方向上的變化，稱為水平地理分布。氣溫的水平地理分布與地理緯度、海陸分布等因素密切相關(guān)。一般緯度每增加一度，年平均溫度降低0.5℃。赤道到兩極可以劃分為熱帶、亞熱帶、溫帶和寒帶。全球平均最高氣溫不在赤道，而在北緯10度附近。季節(jié)和天氣的影響存在，但相對較小。農(nóng)學常識2、氣溫的空間變化(2)氣溫的垂直分布氣溫隨海拔高度的變化，稱為氣溫的垂直分布。一般對流層的溫度隨海拔高度的升高而降低。海拔每升高100米溫度降低的數(shù)值，稱為氣溫直減率。在對流層的不同高度，氣溫直減率也不相同，平均為0.65℃/hm。在對流層內(nèi)，有時上層空氣比接近地面的空氣更熱。這種現(xiàn)象稱為“逆溫”。形成逆溫的原因主要是：①在天晴風小的夜晚尤其是冬季，地面因長波輻射強烈大量失去熱量，地面溫度顯著降低，以貼近地面的空氣層溫度也隨之冷卻，這種逆溫叫輻射逆溫，它往往導(dǎo)致出現(xiàn)低霧、霜、露等天氣現(xiàn)象。②山地上部冷空氣順坡下沉到谷底，把谷地原來的暖空氣排擠到上部，這種由地形影響而形成的逆溫，稱為地形逆溫。我國山地面積很廣，研究地形逆溫具有重要意義。發(fā)展熱帶、亞熱帶經(jīng)濟作物，通常要在南坡谷底以上30～50m為宜。農(nóng)學常識3、土壤溫度及其變化1)土壤的熱量特征在影響土壤溫度變化的諸因素中，以土壤的熱容量和導(dǎo)熱率最為重要。土壤的熱容量分為：重量熱容量：每1克土壤增溫1℃所需的熱量(土壤比熱)容積熱容量：每1立方厘米土壤增溫1℃所需的熱量空氣的容積熱容量很小，但水的容積熱容量卻很大。潮濕土壤與干燥土壤的熱效應(yīng)

？2)土壤溫度的變化時間變化：日變化與年變化空間變化：越深，越低，變幅也越小農(nóng)學常識二、溫度對作物的影響及作物生育的溫度范圍1、溫度對作物的影響1)溫度對作物生長的影響一般作物在0～35℃的溫度范圍內(nèi)，隨溫度上升，生長加速，溫度降低，生長減慢。溫度對生長的影響是建立在植物各種代謝過程共同作用的基礎(chǔ)上的，代謝過程受影響時，作物生長也勢必受影響。

2)溫度對作物發(fā)育的影響①低溫對成花的誘導(dǎo)效應(yīng)(冷季作物)經(jīng)過低溫誘導(dǎo)促使植物開花的作用稱為春化作用。

②作物的感溫性(暖季作物)較高的溫度能促進其發(fā)育，提早抽穗開花，縮短營養(yǎng)生長期；相反較低的溫度會推遲發(fā)育，延遲抽穗開花，加長營養(yǎng)生長期。這種現(xiàn)象稱為作物的感溫性。第三節(jié)作物與溫度二、溫度對作物的影響及作物生育的溫度范圍2、作物生育的溫度范圍(1)三基點溫度(溫度的三基點)在作物的生長、發(fā)育過程中，每一生理過程都有其相應(yīng)的最適、最低和最高溫度，這被稱為三基點溫度。農(nóng)學常識作物的三基點溫度有如下特征：①不同作物的三基點溫度不同。喜溫作物生長適宜較高的溫度，生長的起點溫度＞10℃，主要有水稻、玉米、菊花、栝樓等春播作物；耐寒作物(喜涼作物)生長的適溫較低，起點溫度一般在3～5℃，主要有小麥、大麥、油菜、蠶豆、甜菜等秋播作物。②同一作物不同生育時期所要求的三基點溫度不同，總的來說作物種子萌發(fā)的溫度常低于營養(yǎng)器官生長的溫度，而后者又低于生殖器官發(fā)育的溫度。③同一作物的不同器官也不同。一般地上部分高，地下部分低。④一般最適溫度比較接近于最高溫度，而離最低溫度較遠。最高溫度一般不很高，多在30～40℃之間，但在生產(chǎn)中也不多見，也就是說高溫危害比較少。相反，低溫造成的危害卻比較多。農(nóng)學常識一些重要作物生理活動的基本溫度范圍(℃)

作物名 最低溫度最適溫度最高溫度油菜小麥黑麥大麥燕麥豌豆蠶豆甜菜玉米水稻棉花煙草3～53～4.51～23～4.54～51～24～54～58～1010～1212～1413～1420252520252035283230302828～3030～323028～3030303028～3040～4438～4240～45352、作物生育的溫度范圍(2)溫度臨界期作物性細胞進行減數(shù)分裂和開花時，對外界溫度最敏感，如遇低溫或高溫都會導(dǎo)致嚴重減產(chǎn)。這種對外界溫度最敏感的時期稱為溫度臨界期。農(nóng)學常識作物名 最低溫度最適溫度最高溫度油菜小麥大豆水稻玉米花生棉花5101320181618～2014～182025～2825～3025～2825～2825～3030322940～45383835幾種作物開花期的溫度三基點(℃)3、積溫與無霜期（1）積溫作物生長發(fā)育除了要求適宜的溫度范圍外，對熱量之總量上也有一定的要求。作物完成某一發(fā)育期或整個生命過程，要求一定的熱量積累，通常用大于或等于0℃及大于或等于10℃期間的溫度總數(shù)即“積溫”值來表示。積溫是指某一生育時期或某一時段內(nèi)，逐日平均氣溫累積之和?；顒臃e溫，是將大于或等于生物學零度的日平均溫度逐日累加起來。生物學零度一般指作物三基點溫度的最低溫度，喜溫作物多用10℃，耐寒作物常用0℃。有效積溫

(GDD)，是將日平均溫度與生物學零度的差值累加起來。 其準確性提高了。超過生命活動的溫度如何扣除？？農(nóng)學常識積溫在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用1)可以估計作物的生育速度和各生育期到來的時間，并可確定作物安全播種期。2)可以對一個地區(qū)某年產(chǎn)量進行預(yù)測，確定是屬于豐收年還是歉收年。（在長江流域，一般年份，平均溫度高則作物產(chǎn)量高）3)一個地區(qū)的積溫代表了此地區(qū)的熱量資源，為正確制定農(nóng)業(yè)區(qū)劃，安排作物布局，確定種植制度提供了依據(jù)。如≥10℃的積溫，在3600℃以下的地區(qū)只適于一年一熟，3600～5000℃的地區(qū)可以一年兩熟，5000℃以上的地區(qū)可以一年三熟。

農(nóng)學常識二、溫度對作物的影響及作物生育的溫度范圍3、積溫與無霜期(2)無霜期無霜期是指某地春季最后一次霜凍到秋季最早一次霜凍出現(xiàn)這一段時間。無霜期的長短是衡量一個地區(qū)熱量資源的又一個指標，也是作物布局和確定種植制度的依據(jù)。無霜期又是滿足作物生長安全溫度的一個指標，在無霜期內(nèi)，各種作物能夠正常生長，而在無霜期以外的有霜期，由于溫度較低，并經(jīng)常出現(xiàn)霜凍，喜溫作物會受到凍害.農(nóng)學常識4、溫度逆境對作物的危害及防御措施對作物不利的溫度(低溫或高溫)叫做溫度逆境。(1)低溫對作物的危害冷害——溫度不低于零度，但會引起喜溫植物傷害。水分平衡失調(diào)蛋白質(zhì)合成受阻碳水化合物減少代謝紊亂凍害——溫度下降到冰點以下，作物組織內(nèi)部發(fā)生冰凍而引起的傷害。原生質(zhì)失水危害冰融速度蛋白質(zhì)沉淀原生質(zhì)的機械損傷農(nóng)學常識4、溫度逆境對作物的危害及防御措施作物對低溫的適應(yīng)首先是原生質(zhì)特性的改變，特別是原生質(zhì)保水力的大小。保水力愈大，抵抗結(jié)冰和干燥的性能愈強。細胞中水分減少，細胞質(zhì)濃度增加，以及淀粉的水解，使細胞液內(nèi)逐漸積累糖類。這些都有利于細胞的滲透壓的增加。細胞內(nèi)糖類、脂肪和色素物質(zhì)增加，能降低植物的冰點，防止原生質(zhì)萎縮和蛋白質(zhì)的凝固。

農(nóng)學常識農(nóng)學常識作物不同時期的耐寒能力4、溫度逆境對作物的危害及防御措施(2)高溫對作物的危害高溫對作物的傷害，可以分為間接傷害和直接傷害。間接傷害

蛋白質(zhì)的合成受阻有毒物質(zhì)的生成饑餓高溫引起的旱害作物對高溫的適應(yīng)降低含水量，細胞內(nèi)原生質(zhì)濃度的增加，增強了抗凝結(jié)能力。植物代謝減慢，同樣增強了抗高溫能力。促進作物進入休眠狀態(tài)，干燥的種子更能抵抗高溫。加強蒸騰作用，使體溫降低，避免高溫對植物的傷害，當氣溫升到40℃以上，則葉片氣孔被迫關(guān)閉，作物失去蒸騰能力而受害。農(nóng)學常識直接傷害

蛋白質(zhì)變性脂溶高溫對水稻開花的影響高溫對水稻結(jié)實率的影響溫度與呼吸作用的關(guān)系高溫對水稻千粒重的影響4、溫度逆境對作物的危害及防御措施防御措施：1)培育和選用抗寒或耐熱的品種2)低溫鍛煉將作物在一定的低溫條件下，經(jīng)過一定時間的適應(yīng)，提高其抗寒能力。

育苗移栽時低溫煉苗。3)化學誘導(dǎo)利用化學藥物可以誘導(dǎo)作物抗寒性的提高，如對玉米、棉花種子播前用福美雙處理可提高幼苗的抗寒性。植物生長物質(zhì)如CTK、ABA等也能提高作物的抗寒力。4)合理的肥料配比適當增施磷肥和鉀肥，少施速效氮肥，有明顯提高作物抗寒力的作用。5)改善田間小氣候防風林帶，覆蓋，水分管理6)調(diào)節(jié)播種期避開逆境農(nóng)學常識第四節(jié)作物與水分“有收無收在于水”“水利是農(nóng)業(yè)的命脈”一、作物對水分的需求特點１、水對作物的生理、生態(tài)作用生理需水：作物直接用于植株正常生理活動和保持體內(nèi)水分平衡所需的水分。水是原生質(zhì)的主要成分，原生質(zhì)的含水量一般在70%～90%；水是作物光合作用的基本原料；水是許多代謝過程的反應(yīng)物質(zhì)；水是作物生化反應(yīng)和物質(zhì)吸收、運輸?shù)娜軇?；水能維持細胞的膨脹狀態(tài)，使作物保持固有姿態(tài)農(nóng)學常識一、作物對水分的需求特點１、水對作物的生理、生態(tài)作用生態(tài)需水：利用水作為生態(tài)因子，造成一個適于作物生長發(fā)育的良好環(huán)境所需要的水分。(水稻)增加大氣濕度，改善土壤及土壤表面大氣的溫度，提高肥料效率等農(nóng)學常識農(nóng)學常識“土壤－植物－大氣”系統(tǒng)中的水分循環(huán)一、作物對水分的需求特點2、作物的需水量和需水臨界期(1)作物的需水量作物的需水量通常用蒸騰系數(shù)表示。蒸騰系數(shù)是指作物每形成1克干物質(zhì)所消耗的水分的克數(shù)。作物一生中對水分的需要量大體上是生育前期和后期需水較少，中期因生長旺盛，需水較多。影響作物需水量的外部因素：氣象條件：大氣干燥、氣溫高、風速大，蒸騰作用強，作物需水量多，反之則需水量少。土壤條件：土壤肥沃或經(jīng)施肥后，作物生長良好，干物質(zhì)積累多，而水分蒸騰并不相應(yīng)增加，因此需水量增加，尤以缺磷和缺氮時需水量最多，缺鉀、硫、鎂次之，鈣最少。農(nóng)學常識蒸騰系數(shù) 作物200～400 粟、黍、高梁300～600 玉米、大麥、棉花400～600 小麥、馬鈴薯、甜菜400～800 黑麥、蠶豆、豌豆500～600 蕎麥、向日葵、豇豆500～800 燕麥、水稻600～900 大豆、苜蓿、苕子700～900 油菜、亞麻農(nóng)學常識幾種作物的蒸騰系數(shù)2、作物的需水量和需水臨界期（2）作物的需水臨界期作物一生中對水分最敏感的時期，稱需水臨界期。幾種作物的需水臨界期作物 需水臨界期小麥、大麥、燕麥、黑麥 孕穗—抽穗水稻 抽穗—揚花玉米 開花—乳熟高梁、糜子 抽穗—灌漿豆類、蕎麥、花生、油菜 開花期棉花 花鈴期瓜類 開花—成熟馬鈴薯 開花—塊莖形成向日葵 葵盤的形成—灌漿農(nóng)學常識二、水分逆境對作物的影響1、干旱對作物的影響和作物的抗旱性干旱是一種嚴重缺水現(xiàn)象，干旱可分為土壤干旱和大氣干旱兩種。大氣干旱特征是溫度高而空氣的相對濕度低(10%～20%)，它使作物的蒸騰大于水分的吸收，從而破壞了作物的水分平衡。土壤干旱是指土壤中缺乏作物能吸收的水分，此時作物生長困難甚至停止，受害程度比大氣干旱嚴重。大氣干旱如果長期存在，便會引起土壤干旱。農(nóng)學常識二、水分逆境對作物的影響1、干旱對作物的影響和作物的抗旱性1)旱害對作物的影響降低作物的各種生理過程引起作物體內(nèi)各部分水分的重新分配水分不足影響作物產(chǎn)品的品質(zhì)2)作物的抗旱性干旱常伴隨高溫發(fā)生，所以植物的抗旱與抗熱常有密切關(guān)系。作物的抗旱性應(yīng)包括抗脫水的能力和抗高溫傷害的能力?？购靛憻掁r(nóng)學常識2、水澇對作物的影響水分過多對作物的不利影響稱為濕害。漬害：土壤含水量超過田間最大持水量，土壤水分處于飽和狀態(tài)，對作物千萬的不利影響稱為漬害。澇害：田間地面積水，作物局部或全部被淹沒，稱為澇害。(明澇暗漬)1)水澇對作物的危害主要是缺氧。缺氧對作物形態(tài)與生長造成損害：植株生長矮小，抑制種子萌發(fā)，葉片黃化，根尖變黑。水稻根細胞缺氧時線粒體發(fā)育不良。缺氧對代謝造成損害：抑制光合，限制有氧呼吸。水澇造成營養(yǎng)失調(diào)：降低根對離子吸收活性。產(chǎn)生大量還原性物質(zhì)，H2S、Fe2＋、Mn2+以及有機酸(如丁酸)水澇影響品質(zhì)：煙葉中尼古丁和檸檬酸含量下降。農(nóng)學常識二、水分逆境對作物的影響2、水澇對作物的影響(2)作物的抗?jié)承灾鸩窖退鹜寥乐械难趼陆?，則植物根系也相應(yīng)木質(zhì)化。限制了還原物質(zhì)的侵入。不同作物的耐澇能力也有所差別，地上部分向根系供氧能力的大小，是決定抗?jié)承缘闹饕蛩?。而莖葉向根供應(yīng)氧的能力與植物體內(nèi)通氣組織，特別是根的結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。有些旱地作物的耐澇性也較強，如高梁?？?jié)冲憻掁r(nóng)學常識農(nóng)學常識三、水污染對作物的影響水體污染源有：工礦廢水、農(nóng)藥、生活污水。臨界濃度：1mg/L和0.1mg/L分別是小麥生長和種子萌發(fā)的臨界濃度。影響作物的產(chǎn)量與品質(zhì)污水灌溉六價鉻對水稻生長的影響農(nóng)學常識第五節(jié)作物與空氣的關(guān)系一空氣成分N2：78%O2：21%CO2：0.032%其他：0.94%與生產(chǎn)關(guān)系最大的：CO2，O2，N2農(nóng)學常識1、田間CO2濃度的變化和作物的CO2平衡(1)CO2濃度的時間變化午夜與凌晨，高中午，低第五節(jié)作物與空氣的關(guān)系二、作物與CO2農(nóng)學常識1、田間CO2濃度的變化和作物的CO2平衡(2)CO2濃度的空間變化作物群體內(nèi)部:近地面，CO2濃度高中上部，CO2濃度較小通風透光的重要性。第五節(jié)作物與空氣的關(guān)系農(nóng)學常識二、作物與CO22、CO2濃度與產(chǎn)量CO2補償點CO2飽和點CO2肥有機肥農(nóng)學常識三、作物與O2O2供應(yīng)狀況直接影響作物呼吸速率與呼吸性質(zhì)。O2不足不僅呼吸速率下降，還會使無O2呼吸升高。作物受澇死亡，就是由于缺O(jiān)2而無O2呼吸過久。O2也并非愈多愈好，過高的O2濃度對作物反而有毒。多數(shù)情況下O2濃度在8%~10％就已足夠了。農(nóng)學常識四、作物與風空氣流動形成風風的大小與大氣的水分輸送、葉面和冠層的物質(zhì)和熱量交換、作物的體溫和生理功能、作物花粉的傳播和田間雜草種子的傳播都有直接關(guān)系。當風大到一定程度時，就會影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對作物產(chǎn)生機械損傷(倒伏、脫落)以及對土壤產(chǎn)生風蝕。干熱風對小麥生長后期危害很大，常出現(xiàn)高溫逼熟現(xiàn)象或?qū)е禄ǚ鬯劳觥＾r(nóng)田小氣候中的風隨高度而發(fā)生顯著變化。在作物群體的冠層、中間層和底部，空氣的組成是不一致的。農(nóng)學常識五、作物與空氣中其他氣體的關(guān)系1、氮氣豆類作物通過與它們共生的根瘤菌可以利用空氣中的氮，但在根瘤菌生長前期需吸收作物的氮素，一般占豆類作物所需氮總量的1/4～1/3。在作物的幼苗期和籽實充實階段，還是需要適量施用氮肥。根瘤菌所固定氮只占豆類作物需氮的1/4~1/2。根瘤菌消耗的能量大致相當于大豆光合產(chǎn)物的12%~14%。

農(nóng)學常識五、作物與空氣中其他氣體的關(guān)系2、有毒氣體大氣污染產(chǎn)生大量有毒氣體，主要有SO2、HF和O3。

SO2改變細胞液pH值，使葉綠素失去鎂而喪失功能；與細胞中的羥酸形成羥基磺酸，破壞細胞結(jié)構(gòu)和功能，抑制代謝過程 酸雨HF植物慢性氟中毒的癥狀，首先出現(xiàn)在葉尖和葉緣，后發(fā)展至內(nèi)。如果空氣中HF濃度大于3X10-3ppm，葉肉組織將發(fā)生酸型傷害葉脈間隙組織首先發(fā)生水漬斑點，以后逐漸干枯，變?yōu)樽攸S色或淡黃棕色，且在健康組織和壞死組織間有一條明顯的過渡帶。O3與細胞膜接觸后，能將質(zhì)膜上的氨基酸、蛋白質(zhì)的活性基因和不飽和脂肪酸的雙鍵氧化，使細胞膜喪失選擇半透性功能，內(nèi)含物質(zhì)大量外滲。

當空氣中臭氧與SO2和NO2同時存在時，不良影響更大。農(nóng)學常識五、作物與空氣中其他氣體的關(guān)系3、溫室效應(yīng)

溫室效應(yīng)主要由大氣中的CO2、CH4、N2O等氣體含量增加引起。CH4來源于稻田、自然濕地、天然氣的開采、煤礦等。土壤中的硝化和反硝化過程，導(dǎo)致N2O的生成與釋放。影響：1)地區(qū)間氣候差異變大。氣溫上升，高緯度地區(qū)比赤道地區(qū)增溫明顯。兩極冰帽消融引起海平面上升。降雨分布發(fā)生變化。赤道及50度以上地區(qū)降雨增加，10~50度地區(qū)減少，土壤含水量減少。2)大氣中CO2濃度增加。產(chǎn)量增加，但栽培植物與野生植物競爭加劇。3)影響病蟲害發(fā)生。導(dǎo)致氣溫與降雨變化，進而影響病蟲害的發(fā)生。農(nóng)學常識第六節(jié)作物與肥料(礦質(zhì)營養(yǎng))一、大量元素和微量元素大量元素：一般占干物重含量的0.1%以上。有碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、硫(S)(中量元素)微量元素：一般占干物重含量的0.1%以下。有鐵(Fe)、錳(Mn)、硼(B)、鋅(Zn)、銅(Cu)、氯(Cl)、鉬(Mo)，鎳(Ni)C主要來自空氣(CO2)，O和H來自水(H2O)，其它元素都來自土壤礦物質(zhì)或有機質(zhì)的礦化分解，稱為礦質(zhì)營養(yǎng)元素。農(nóng)學常識一、大量元素和微量元素除了必需元素外，某些作物對特定的非必要元素需要量很大，如水稻對Si的需求很大，茶樹產(chǎn)量和品質(zhì)與鋁(Al)有很大關(guān)系，鈷(Co)是豆科作物根瘤菌固氮時必需的元素，稱農(nóng)業(yè)上的必需元素(增益元素).鈉(Na)、碘(I)、硒(Se)、鍶(Sr)、釩(V)等也是有益元素。超微量元素是指那些在植物體中含量很少的(在十萬分之一以下)非必需元素，其中有些是有益元素，如硒、鎘、汞等元素。農(nóng)學常識二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理1、氮氮是作物需要較多的營養(yǎng)元素，一般作物含氮量占干重的0.3~5%，是含量較高的元素之一，常限制作物的的產(chǎn)量、品質(zhì)(如蛋白質(zhì))的提高生命元素：組成蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素、酶和多種維生素的重要成分。在作物缺氮時，蛋白質(zhì)和酶含量減少，葉綠素合成少，葉片黃化，導(dǎo)致生長延緩，植株瘦弱，葉薄、黃、小，出現(xiàn)早衰，產(chǎn)量、品質(zhì)降低。缺氮時明顯特征是下部葉片先開始退綠黃化，逐漸向上部葉片蔓延。氮肥用量過多，易遭受病蟲害等各種逆境影響;易于倒伏，徒長，貪青遲熟;還會降低甜菜、西瓜的含糖量。

農(nóng)學常識1、氮根系從土壤溶液中吸收NO3態(tài)氮后，輸送到葉片(也可由葉片直接吸收噴施在葉片上的氮肥)，在NR（硝酸還原酶）的作用下，進入體內(nèi)氮素代謝過程。根系吸收NH4態(tài)氮后，先合酰胺，再運輸?shù)降厣喜俊Ｐ←?、玉米、棉花及以生產(chǎn)莖葉為主的作物如甘蔗、煙草，對氮素要求較多，水稻、高梁、粟、甘薯、馬鈴薯等相對耗氮較少，而大豆、花生等豆科作物因生物固氮作用，對氮的需求更少。氮在土壤中的含量一般很少，而且多為有機態(tài)存在，難被作物直接利用。在我國廣大農(nóng)田中，除黑土、暗粟鈣土含量稍多以外，其它類型的土壤大多數(shù)缺乏氮素，需要施用氮肥。農(nóng)學常識二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理2、磷有機態(tài)磷，約占全磷量85%，以核酸、磷脂等形態(tài)存在。無機態(tài)磷，僅占全磷量15%，主要以鈣、鎂、鉀的磷酸鹽形態(tài)存在。

生命元素：組成核酸、核蛋白、磷脂、高能化合物如ATP和許多酶等重要化合物的成分。磷參與作物體內(nèi)的各種代謝過程。磷具有提高作物抗逆性和對外界環(huán)境條件適應(yīng)性的作用。作物缺磷，表現(xiàn)為生長遲緩，植株矮小，結(jié)實差。嚴重缺磷，植株會停止生長。農(nóng)學常識第六節(jié)作物與肥料(礦質(zhì)營養(yǎng))二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理2、磷作物根系吸收土壤溶液中的無機磷(H2PO4-)，直接進入磷素代謝過程。某些作物對磷素營養(yǎng)反應(yīng)非常敏感，通常稱為喜磷作物，如油菜、大豆、花生、蠶豆、蕎麥等。一般來說這些作物施用磷肥都有不同程度的增產(chǎn)效果。缺磷土壤和氮肥過多的田塊施磷的肥效也很顯著。

土壤中含磷一般也不多，許多土壤缺乏磷素，特別是南方的紅壤、黃壤。農(nóng)學常識二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理3、鉀作物體內(nèi)含鉀量(K2O)一般占干物重的0.3%～0.5%。鉀在作物體內(nèi)以離子狀態(tài)存在，在作物體內(nèi)容易流動，再分配和再利用的能力很強，大部分集中在幼嫩、生命活動旺盛的部位和莖、根的尖端。

鉀是許多酶的輔基，與作物生命活動極其重要。鉀對作物體內(nèi)的糖類的形成，轉(zhuǎn)化和貯藏有很大的關(guān)系，可促進作物體內(nèi)糖類物質(zhì)的形成，增加作物體內(nèi)的淀粉和纖維素含量，使作物生長健壯。鉀還可以促進對氮素的吸收利用，促進作物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，提高作物產(chǎn)品品質(zhì)。鉀在維持細胞膨壓、調(diào)節(jié)氣孔開閉、促進葉綠素合成和光合作用。鉀促進光合產(chǎn)物向貯藏器官的運輸，從而提高作物的結(jié)實率、粒重和品質(zhì)。鉀可以促進根系發(fā)達，莖桿堅韌，增強抗倒伏及抗病蟲害的能力，增強作物的抗逆性。

農(nóng)學常識二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理3、鉀作物缺鉀時，根系不發(fā)達，植株矮小，莖桿纖細瘦弱，分枝(蘗)少，葉片下披，葉色發(fā)暗綠色，形成蛋白質(zhì)少，可溶性氮積累；嚴重確鉀時，根莖生長點枯死，葉片皺縮、枯焦。鉀與蛋白質(zhì)合成密切相關(guān)，所以某些籽粒富有蛋白質(zhì)的作物，籽粒含鉀量高，如豆科作物大豆、花生的籽粒含鉀量較禾谷類作物高。一些糖類化合物比較豐富的作物，如糖、淀粉、纖維類作物對鉀肥的反應(yīng)敏感，稱為喜鉀作物，如甘薯、甜菜、甘蔗、大豆、花生等都屬于這一類。禾谷類中的水稻對鉀肥的增產(chǎn)效果也較顯著。隨著作物產(chǎn)量的不斷提高，作物對鉀的需求也不斷增加，加之近年來許多地區(qū)的農(nóng)田出現(xiàn)只施化肥不用有機肥的情況，出現(xiàn)了缺鉀現(xiàn)象，局部地區(qū)相當嚴重。另外，紅黃壤是缺鉀嚴重的土壤。一般情況下，氮肥、磷肥、鉀肥同時施用，效果是最好的。農(nóng)學常識二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理4、硫在植株各部位廣泛分布。硫是氨基酸(半胱氨酸、甲硫氨酸)的組成元素，這些氨基酸是幾乎所有蛋白質(zhì)的構(gòu)成分子。硫也是輔酶A(CoA)

的成分之一，其為作物體內(nèi)生物合成、轉(zhuǎn)化的非?；钴S的又非常重要的能量化合物，如脂肪、淀粉、生長素等的生物合成離不開輔酶A。半胱氨酸—胱氨酸系統(tǒng)是細胞進行氧化還原、電子傳遞的一種形式；谷胱甘肽(含硫)是作物細胞的第二信使，也是清除體內(nèi)超氧化物等有毒物質(zhì)的重要的保護性非酶類物質(zhì)之一(其他非酶類物質(zhì)主要是VC等)，因此硫與氧化還原過程和細胞保護系統(tǒng)活動性有關(guān)。硫也是許多維生素的組成元素之一。作物從土壤溶液中吸收SO42-，直接進入體內(nèi)硫代謝。農(nóng)學常識二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理5、鈣鈣主要存在于成熟器官組織中，一般不易移動。鈣是作物細胞壁的組分之一，是重要的結(jié)構(gòu)元素。鈣又是作物體內(nèi)重要的第二信使，在體內(nèi)以鈣調(diào)蛋白的形式，完成信使功能。如當植株受到逆境脅迫時，鈣調(diào)蛋白和ABA共同完成一系列復(fù)雜的生理過程，調(diào)控基因表達，調(diào)動體內(nèi)物質(zhì)，進行適應(yīng)性變化。鈣和鉀一樣，也是體內(nèi)重要的離子平衡元素。鈣也是體內(nèi)清除毒害的重要元素，如有機酸(主要是草酸)過多而產(chǎn)生傷害時，鈣即可與其形成鈣鹽，免除傷害；鈣也與植株抗病性有關(guān)。作物直接從土壤溶液中吸收鈣離子。一般土壤不缺乏鈣，但施用鈣鎂磷肥對許多作物增產(chǎn)顯著。農(nóng)學常識二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理6、鎂鎂和鉀、磷一樣，主要分布于幼嫩器官和組織中，成熟時集中于種子中。鎂是葉綠素組分之一，是作物的葉綠體的重要組成元素。DNA和RNA的合成以及蛋白質(zhì)合成過程中的氨基酸活化，以及核蛋白體(組裝合成蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu))的功能，需鎂的參與。鎂也是許多酶(如己糖激酶)的輔基，可促進呼吸作用等。鎂可促進作物對磷的吸收，故需磷多的作物需鎂也多。一般土壤雖不缺乏，但施用鈣鎂磷肥對許多作物增產(chǎn)顯著。作物直接從土壤溶液中吸收鎂離子。農(nóng)學常識7、微量元素(1)鐵體內(nèi)Fe有兩個重要功能：酶的輔基和合成葉綠素必須元素。Fe是許多氧化酶，如鐵氧還原蛋白、血紅蛋白(細胞色素和細胞色素氧化酶)等的活化劑和輔基，參與電子傳遞過程。Fe又是生物固氮酶的鐵蛋白、鉬鐵蛋白的金屬成分。Fe對葉綠素合成，特別是葉綠體構(gòu)造作用明顯。作物從土壤溶液中主要吸收氧化態(tài)鐵。進入體內(nèi)后，鐵不易移動。(2)錳

錳是糖酵解中的許多酶(如己糖磷酸激酶、烯醇化酶、羧化酶等)的活化劑，也是三羧酸循環(huán)中的某些酶(如異檸檬酸脫氫酶、α-酮戊二酸脫氫酶和檸檬酸合成酶等)的活化劑，所以能提高呼吸作用。錳是硝酸還原酶的活化劑，參與氮素代謝。錳是光合作用的光水解過程活化劑，是葉綠體的結(jié)構(gòu)成分，缺錳或鐵時，葉綠素生物合成受阻，葉綠體結(jié)構(gòu)會破壞解體。作物從土壤溶液中主要吸收氧化態(tài)錳。進入體內(nèi)后，錳不易移動。(3)硼B(yǎng)與游離態(tài)的糖結(jié)合，使糖能夠通過質(zhì)膜，促進糖運輸。對花器形成，生殖過程尤其重要。油菜是對B敏感的作物，甘藍型油菜“花而不實”就是缺B的緣故。(4)鋅Zn是吲哚乙酸(生長素)合成必須的。Zn是碳酸酐酶(促進碳酸分解為水和二氧化碳)的活化劑，也是許多脫氫酶(如谷氨酸脫氫酶、乙醇脫氫酶、脂肪氧化酶)的活化劑。(5)銅Cu是許多氧化酶(如抗壞血酸氧化酶、多酚氧化酶)的成分，也是參與光合作用中電子傳遞體系的一種重要元素。(6)鉬Mo是硝酸還原酶的金屬成分，又是生物固氮參與元素，Mo是氮素代謝的一種重要功能元素。Mo對花生、大豆等豆科作物的增產(chǎn)作用明顯。(7)氯Cl是活化光合作用的水光解過程中的重要元素，促進氧的釋放和NADP還原。農(nóng)學常識第六節(jié)作物與肥料(礦質(zhì)營養(yǎng))二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理必需礦質(zhì)元素在作物體內(nèi)的主要功能有：(1)細胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成成分；(2)作物生命活動的調(diào)節(jié)者，參與酶的活動；(3)電化學作用，即離子平衡、膠體穩(wěn)定、電荷中和等；(4)能量代謝。大多數(shù)大量元素具有以上所有生理作用，而微量元素一般只有酶促功能。每一種必需元素在作物生命活動和產(chǎn)量品質(zhì)形成中各有特殊作用，不能被其他元素替代，如鈣和鎂理化性質(zhì)很相似，卻不能互相替代；但是，錳可部分地替代鐵；有些非必需元素還能部分替代必須元素，如鈉能部分替代鉀等。農(nóng)學常識第六節(jié)作物與肥料(礦質(zhì)營養(yǎng))二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理微量元素參與作物體內(nèi)的許多代謝過程，是作物體內(nèi)酶的組分之一。微量元素還能提高作物對不良環(huán)境條件的抵抗能力：如硼、錳、鋅能提高作物的抗旱、抗熱性。當土壤微量元素含量過高時，也會引起作物的傷害，如鹽土地上的氯離子毒害，而錳、鋅、銅毒害也經(jīng)常發(fā)生在酸性土壤上。一般情況下，土壤微量元素的含量均能滿足作物需要，但不同的土壤有一定的差異，特別是微量元素的有效性，如堿性土壤容易缺硼、鋅、銅；在酸性土壤中，有效銅較少；在水分多的條件下，有效鉬較少；當然有的作物還有對某些微量元素的特殊要求。農(nóng)學常識第六節(jié)作物與肥料(礦質(zhì)營養(yǎng))三、作物的需肥規(guī)律(一)作物的需肥量和需肥特性1、不同作物對營養(yǎng)元素的需要量不同一般地，產(chǎn)品器官和生物器官含蛋白質(zhì)、脂肪高的作物，對氮、磷、鉀的需求量大于含淀粉類物質(zhì)的作物。2、同一作物的不同品種，對養(yǎng)分的要求也不相同

水稻的矮桿秈稻耐肥，粳稻次之，高桿秈稻耐肥性最差。甘藍型油菜品種比白菜型品種耐肥。小麥矮桿品種與葡匐性品種，比高桿或直立性品種易受缺鉀的影響；馬鈴薯早熟品種應(yīng)用相對地多施氮而少施些磷，否則易因早衰而減產(chǎn)，晚熟品種則反之，磷能使其營養(yǎng)生長及時停止有利于薯的形成和膨大。

3、同一種作物在不同的生育期對養(yǎng)分的需要也不相同

作物生長初期吸收養(yǎng)分很少，將近開花結(jié)果時吸收營養(yǎng)物質(zhì)最多，其后又衰退，到了種子成熟時，養(yǎng)分停止進入，衰老時甚至有部分營養(yǎng)物質(zhì)從根部“倒流”。農(nóng)學常識第六節(jié)作物與肥料(礦質(zhì)營養(yǎng))三、作物的需肥規(guī)律(二)營養(yǎng)臨界期作物在生長發(fā)育過程中，常常有一個時期對某種元素的要求絕對量雖不多，但需求很迫切，如缺乏該營養(yǎng)元素，生長發(fā)育就會受到很大的影響，以后很難糾正或彌補損失。這個時期叫做營養(yǎng)臨界期。如大多數(shù)作物對磷臨界期為幼苗期，棉花、油菜在出苗后10~20天內(nèi)，對缺磷特別敏感，此時缺磷對后期生長影響很大，為磷的臨界期。玉米則在出苗后一周進入磷的臨界期，其他作物也有類似情況。一般作物苗肥早施，增產(chǎn)效果常比同樣肥料遲施好。也說明前期需肥的迫切性。氮的臨界期，一般要晚于磷，往往是在營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向生殖生長的時候，如水稻、小麥在分蘗期和幼穗分化期，玉米在穗分化期，棉花在現(xiàn)蕾期。農(nóng)學常識(三)營養(yǎng)最大效率期在作物一生中，還有一個養(yǎng)分需求量和吸收速度都很大的時期。這時的施肥作用最明顯，增產(chǎn)效果也往往最好。這一時期稱為作物營養(yǎng)的最大效率期。作物營養(yǎng)最大效率期往往都在作物生長最旺盛的中期，此時作物吸收養(yǎng)分能力最強，表現(xiàn)出的生長速度也最快。例如，小麥在拔節(jié)至抽穗，玉米在大喇叭口至抽雄，棉花在盛花至結(jié)鈴等。但有些作物的營養(yǎng)最大效率期也因養(yǎng)分不同而異，如甘薯生長初期，氮營養(yǎng)的效果較好，而塊根膨大時，磷、鉀營養(yǎng)的效果較好等。農(nóng)學常識(四)營養(yǎng)的特殊性某些作物對某些特定的營養(yǎng)元素需求特別敏感，或吸收特別多，如：水稻對硅元素需求量大，硅有利于水稻形成壯稈大穗；甘藍型油菜對硼素有特殊要求，從苗期至花角期都對土壤有效硼含量要求較高；花生對鈣需求量大，鈣有利于花生果殼生長發(fā)育，形成飽果，花生的果針入土后，可直接吸收土中的Ca元素，用于莢果果殼形成和子粒發(fā)育所需。所以花生施鈣肥于結(jié)莢層中，增產(chǎn)顯著。作物的肥料運籌應(yīng)與作物的需肥規(guī)律相符合，發(fā)揮最大肥效，減少肥料流失。

農(nóng)學常識第七節(jié)作物與土壤一、土壤的基本概念及其作用

土壤是地殼表面風化形成的風化殼的表層。我國土壤主要類型有南方的紅、黃壤，東北平原的黑土類型，溫帶草原的鈣質(zhì)土和荒漠土壤，黃淮平原的棕壤類型以及水成土壤、鹽堿土壤、高山山地土壤等。衡量土壤好壞的指標是地力。地力又叫土壤肥力，是指土壤不斷提供滿足作物對水、肥、氣、熱的需求的能力。農(nóng)學常識一、土壤的基本概念及其作用土壤是種植業(yè)生產(chǎn)力形成和發(fā)展速度的限制性因素：1)光能供應(yīng)在某地區(qū)是一定的，大氣中環(huán)境因子的自由度大于土壤中，土壤中諸因素的改變、交換、分配均勻度都很小。2)對作物的生育條件的改善，基本上都要在土壤中進行，例如對旱、澇、鹽堿、酸性土壤的改良利用，農(nóng)田灌溉、排水、耕翻、鎮(zhèn)壓、施肥等。3)作物的生長發(fā)育需要土壤經(jīng)常不斷地供給一定的水分、養(yǎng)粉、空氣和熱量。作物根系生長的好壞，是作物整個生育過程的基礎(chǔ)，而土壤是根系生長發(fā)育的基地。4)在作物生長的初期，生長好壞取決于土壤的理化條件。這時整個作物能否發(fā)育并不在于地上部分的光、熱和CO2，而只取決于父代所累積光合產(chǎn)物的能量向子代的轉(zhuǎn)化是否順利，即依靠播于土層內(nèi)種子的發(fā)育程度。農(nóng)學常識二、土壤性質(zhì)及其對作物的影響土壤性質(zhì)包括土壤的物質(zhì)組成、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)及空氣、水分、熱量等物理性狀，礦物質(zhì)營養(yǎng)、有機質(zhì)、酸堿度等化學性質(zhì)，以及土壤微生物等。影響作物生長的土壤條件還包括土層厚度(耕作層熟土的厚度)、土壤物理機械性質(zhì)等。(一)土壤物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)1、土壤組成組成土壤的基本成分是礦物質(zhì)、有機質(zhì)、水分和空氣：

土壤礦物質(zhì)固體部分土壤有機質(zhì)(動植物殘體及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物和土壤微生物土壤組成液體—土壤水分(溶有離子、水分、膠體態(tài)有機、無機物)孔隙部分氣體—土壤空氣農(nóng)學常識二、土壤性質(zhì)及其對作物的影響2、土壤結(jié)構(gòu)指土壤中固體部分和孔隙部分所占的比例以及空間上的分布。(1)團粒結(jié)構(gòu)

在有機質(zhì)含量豐富，質(zhì)地疏松的土壤中，土壤顆粒在腐殖作用下形成的近似球形、多孔、較疏松、直徑0.25~10mm的小土團。團粒結(jié)構(gòu)熟練的多少和分布，在一定程度上標志著土壤肥力水平。

(2)塊狀結(jié)構(gòu)

在有機質(zhì)含量少、質(zhì)地粘重的土壤中，土壤顆粒粘連成為較堅實的土塊，直徑在10mm以上。這種結(jié)構(gòu)，土塊間的孔隙大，既漏風跑墑，又蒸發(fā)失墑，而土塊內(nèi)部孔隙太小，既不保水，也不透氣，微生物活動弱，養(yǎng)分不易釋放。此外，土塊會抑制根系生長和影響種子萌發(fā)出苗。(3)片層結(jié)構(gòu)

在水稻田和旱地的犁底層，土壤顆粒粘結(jié)成為堅實緊密的薄土片，成層排列，片狀分布，稱為片層結(jié)構(gòu)。水稻田的片層結(jié)構(gòu)可防止水肥滲漏，旱地的犁底層的片層結(jié)構(gòu)則影響作物根系生長和水、氣、熱的交換。農(nóng)學常識2、土壤結(jié)構(gòu)建立合理的土壤結(jié)構(gòu)，團粒結(jié)構(gòu)多，固、液、氣三相比例、垂直分布合理，孔隙度、土壤容重適中，有利于土壤其他理化性狀的改善，提高通氣性和保肥保水能力，促進微生物活動，加快物質(zhì)轉(zhuǎn)化，減少有害物質(zhì)積累，就可以為作物根系生長提供良好的環(huán)境條件，而作物根系生命活動又改善了土壤結(jié)構(gòu)。農(nóng)學常識(二)土壤質(zhì)地土壤中各級土粒相互組合的百分數(shù)，稱為土壤質(zhì)地。土壤質(zhì)地的輕重，是影響土壤肥力和耕性好壞的決定性因素。根據(jù)土粒直徑的大小，可將土粒分為：粗砂(土粒直徑2.0—0.2mm)細砂(土粒直徑0.2—0.02mm)粉砂(土粒直徑0.02—0.002mm)粘粒(0.002mm以下)農(nóng)學常識(二)土壤質(zhì)地按照土壤質(zhì)地的不同，一般可以把土壤區(qū)分為三類：我國土壤質(zhì)地的分類標準(暫行)質(zhì)地組 質(zhì)地號 質(zhì)地名稱各粒級百分含量/%

砂粒/mm粗粉粒/mm膠粒/mm 1～0.050.05～0.001<0.001砂土組 1粗砂土70 2 細砂土60～70-- <30 3面砂土50～60兩合土組 4 砂性兩合土 >20 >40 <30 5 小粉土 <20 >40 <30 6 兩合土 >20 >40 7 膠性兩合土 <20 >40 膠泥土組 8 泥土 30～35 9 膠泥土-- 35～40 10 膠土 >40農(nóng)學常識(二)土壤質(zhì)地1、砂土類

質(zhì)地砂性。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性狀表現(xiàn)為通透性好，排水通暢，不易受澇，作物易發(fā)根和深扎，但根系固著不牢，保水保肥性差，施化肥易流失。潛在養(yǎng)分含量低，但礦質(zhì)養(yǎng)分和有機養(yǎng)分易分解轉(zhuǎn)化。耕作省力、耕作質(zhì)量好、宜耕期長。作物生育前期發(fā)苗快，中后期容易脫水脫肥，易早衰。2、粘土類

質(zhì)地粘重，又稱膠泥土。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性狀表現(xiàn)為通透性差，排水不暢，易澇，作物易扎根差。保水保肥性好，有利于有機質(zhì)積累，潛在養(yǎng)分含量高。粘性強、塑性大、耕作費力、耕作質(zhì)量差、宜耕期短。作物生育前期發(fā)苗慢，中后期易旺長，不早衰。3、壤土類

質(zhì)地疏松，也稱兩合土，含粗細土粒比例適度，砂粘適度。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性狀介于砂土和粘土之間，兼有二者優(yōu)點，通透性、保蓄性、耕作性均好土壤溫度溫定、水分和空氣比例協(xié)調(diào)，有利于作物發(fā)小苗和后期生長。農(nóng)學常識(三)土壤水分1、土壤水分性質(zhì)土壤水分主要來源于降水和灌溉水，當?shù)叵滤惠^高時，地下水也可上升補充土壤水分。水進入土壤后，到大孔隙內(nèi)的水稱為重力水，這部分水很容易流失。進入毛管孔隙稱為毛管水。進入孔徑<0.001mm的微孔隙，形成束縛水，束縛水由于土粒的吸力很大，作物也無法利用。毛管水是土壤中最重要、最有效的水分，既不會滲漏丟失，又能被作物充分吸收。毛管水可分為兩種：毛管懸著水降雨或灌溉后，保存在毛管孔內(nèi)，它與地下水不連接。某種土壤能保持最大數(shù)量毛管懸著水的含水量，稱為該土壤的田間持水量。毛管上升水這是指地下水位較高，當表土水分由于蒸發(fā)和蒸騰消耗，地下水可沿毛管上升而補給表土的水分作物和土壤質(zhì)地凋萎系數(shù)的關(guān)系(重量%)

粗砂土細砂土砂壤土壤土粘壤土玉米小麥水稻高梁豌豆番茄1.070.880.960.941.021.113.13.32.73.63.33.36.56.35.65.96.96.99.910.310.110.012.411.715.514.513.014.416.615.3農(nóng)學常識(四)土壤空氣1、土壤空氣供給作物種子發(fā)芽、生根和根系呼吸以及微生物活動所需要的O2。作物根系和微生物的生命活動要消耗大量的O2，放出CO2。2、土壤純化學過程引起O2的消耗與CO2的積累。這樣使土壤空氣和大氣中的O2和CO2的含量有很大的差別。土壤空氣中的CO2一部分不斷地以氣體擴散和交換的方式進入近地面空氣層，供葉子吸收，另一部分CO2也可以直接為根部吸收。農(nóng)學常識(四)土壤空氣當土壤中O2缺乏、CO2積累過多時，例如在大量使用有機肥料或者翻壓綠肥的土壤里，土壤空氣中的CO2含量可以超過2%或更多，則會阻礙種子發(fā)芽，使出苗不齊，并且影響根系的呼吸與生長，使根系不能擴散，吸水吸肥能力減弱，甚至因呼吸窒息而死亡。土壤中O2缺乏引起產(chǎn)生各種有機酸或硫化氫、甲烷等有毒物質(zhì)傷害作物根系。一般土壤空氣中O2的濃度低于8%，根系發(fā)育就要受到影響，到5%以下，絕大部分作物的根系停止發(fā)育。但是如果土壤空氣過分流通，有機物質(zhì)分解迅速，養(yǎng)分釋放太快并造成養(yǎng)分的損失，形成的腐殖質(zhì)也少。農(nóng)學常識(五)土壤溫度土壤溫度的變化受到太陽輻射(維度、天氣、季節(jié))、地面輻射(覆蓋度、平整度)、土壤濕度(水分)、土壤類型、冷暖季節(jié)等多種因素的影響。不同類型土壤，其土溫有一定的差異，淺色土壤對太陽輻射能的反射強，吸收少，深色土壤則相反，吸收多，所以在同樣強度的太陽輻射下，淺色土的溫度比深色土低。有機質(zhì)含量影響土溫是多方面的，而且其作用方向也不一樣：有機質(zhì)在分解過程中可以放出熱量，同時有機質(zhì)可使土色變深，這些有利于土溫提高，另一方面有機質(zhì)可增加土壤蓄水量，因而又不利于土溫上升。

在生產(chǎn)上我們往往可以采取適當?shù)拇胧﹣碚{(diào)節(jié)土壤的溫度農(nóng)學常識(六)土壤酸堿度(土壤反應(yīng))土壤酸堿度是指土壤溶液的酸堿度，常用pH值表示。1)土壤酸堿度影響到土壤的結(jié)構(gòu)，風化和腐殖化過程，特別是影響到養(yǎng)分的活化和離子交換。一般土壤pH6~7的微酸性條件下，養(yǎng)分有效性最高，對植物生長最有利：在過酸的土壤中則往往容易引起磷、鉀、鈣、鎂的缺乏，多雨地區(qū)還會缺乏硼、鋅、鉬等元素。2)酸堿度除了對養(yǎng)分的供應(yīng)有影響外，還直接影響到作物的生活力：在pH低于3和高于9時，作物根細胞的原生質(zhì)將受到嚴重損害；3)酸堿度也影響土壤中的微生物活動，從而影響?zhàn)B分的有效性和作物的生長。農(nóng)學常識(六)土壤酸堿度(土壤反應(yīng))各種作物對土壤pH的適應(yīng)范圍有差異，大多數(shù)在5.5~7.5之間。

多數(shù)作物適于在中性土壤上生長，典型的“嗜酸性”或“嗜堿性”作物是沒有的。不過，有些作物及品種比較耐酸，如越桔、蕎麥等。能夠忍耐輕度的鹽堿的作物有甜菜、大麥、向日葵、紫花苜蓿等。紫花苜蓿被稱作鹽堿土的“先鋒作物”。農(nóng)學常識各種作物適宜的土壤pH值范圍

作物適宜pH值范圍作物適宜pH值范圍煙草5.0～6.0水稻6.0～7.5甘薯5.0～6.0小麥6.0～7.5花生5.0～6.0大麥6.0～7.5馬鈴薯5.0～6.0高梁6.0～8.0蕎麥5.0～6.0蠶豆6.0～8.0紫云英5.5～6.0豌豆6.0～8.0玉米6.0～7.0紫花苜蓿6.0～8.0苕子6.0～7.0棉花6.0～8.0油菜6.0～7.0向日葵6.0～8.0黃麻6.0～7.0甜菜6.0～8.0大豆6.0～7.0甘蔗6.0～8.0

農(nóng)學常識(七)土壤有機質(zhì)土壤有機質(zhì)是土壤固相中的一個組成成分，一般含量較低。華北耕地土壤有機質(zhì)含量一般0.5%~1.5%，西北土壤大多低于1%，南方水田含量多在1.5%~3.5%，東北黑土可高達8%~10%。雖然土壤有機質(zhì)含量不多，但對土壤的性狀起著決定性的作用，是土壤肥力高低的重要標志。

有機質(zhì)的主要成分是纖維素、木質(zhì)素、淀粉、糖、油脂、蛋白質(zhì)等，其中也含有一定量的氮、磷、鉀、鎂、鈣、硫、鐵等礦質(zhì)營養(yǎng)元素。土壤微生物的數(shù)量也相當巨大，約占土壤有機質(zhì)1%～2%，對土壤有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化起著特殊作用。土壤有機質(zhì)還能改善土壤的理化性質(zhì)，對于土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成和土壤保水、供水、通氣、穩(wěn)溫有重要作用。農(nóng)田土壤有機質(zhì)來自作物的殘留物、根茬、各種有機肥料及還田的秸稈和綠肥。農(nóng)學常識(七)土壤有機質(zhì)腐殖質(zhì)土壤有機物質(zhì)經(jīng)過腐爛分解，轉(zhuǎn)化成為黑褐色較難分解的凝膠物質(zhì)，叫做腐殖質(zhì)。腐殖質(zhì)保肥保水能力超過粘粒，是水穩(wěn)性團粒結(jié)構(gòu)形成的重要條件。腐殖質(zhì)含有較多的養(yǎng)分，在一定條件下能緩慢分解，所以它是作物營養(yǎng)物質(zhì)的貯存庫，如土壤態(tài)機態(tài)氮、磷在一定的耕作栽培條件下，