作物與生態(tài)環(huán)境概論

本文格式為Word版，下載可任意編輯——作物與生態(tài)環(huán)境概論第五章作物與生態(tài)環(huán)境作物學(xué)通論第一節(jié)作物的生態(tài)因子與生長調(diào)理一生態(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)的全體環(huán)境因子統(tǒng)稱生態(tài)因子作物學(xué)通論第一節(jié)作物的生態(tài)因子與生長調(diào)理一生態(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布局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人為因子栽培措施作物學(xué)通論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)在確定的環(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)性的抉擇性的作用而其它因子那么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那么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)因子有不同的回響因此生態(tài)因子的作用往往表現(xiàn)出確定的階段性特點作物學(xué)通論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(xué)家李比希提出了植物的生長取決于數(shù)量最缺乏的那一種養(yǎng)分物質(zhì)的觀點即最小因子律限制因子條件第一這確定律只有相對穩(wěn)定的條件下才能運用其次務(wù)必考慮因子間的相互作用報酬遞減律從經(jīng)濟學(xué)移植到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上從確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步裁減作物學(xué)通論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根基上人們察覺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)時那么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)型的分化作物學(xué)通論二作物的生態(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合因子的作用適合的環(huán)境因子能片面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作物學(xué)通論三作物生長的環(huán)境調(diào)理1環(huán)境因子在自然界中并非孤立存在而是彼此影響相互制約的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)境得志作物的要求作物學(xué)通論其次節(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外觀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2504000nm之間作物學(xué)通論其次節(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分外重要的意義1熱效應(yīng)輻射是作物體與外界環(huán)境舉行能量交換的主要形式太陽能被作物截獲后大片面轉(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適合的速率舉行2光合作用作物把吸收的太陽輻射能的一片面用于光合作用它是作物將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能舉行生產(chǎn)的根基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變更遺傳物質(zhì)的布局引起突變作物學(xué)通論其次節(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)形成的作用作物學(xué)通論其次節(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根本上是恒定的大約在13959Wm2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舉行了重新調(diào)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photosyntheticactiveradiationPAR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緊密關(guān)系作物學(xué)通論其次節(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確定范圍內(nèi)低光強區(qū)光合速率隨光強的增加而呈比例增加超過確定光強后光合速率增加變慢當達成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)象開頭達成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作物學(xué)通論C3植物C4植物和CAM植物的某些光合特征和生理特性其次節(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)光照處境鐵豐18號沈陽農(nóng)學(xué)院1981作物學(xué)通論其次節(jié)作物與光照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)而變更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)育的某一階段要求確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作物學(xué)通論其次節(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抉擇因素尤其是短日作物對不同波長光的研究中察覺紅光最為有效而遠紅光的作用相反作物學(xué)通論其次節(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)只要肥水條件好像引種輕易告成從不同緯度的地區(qū)引種時確定要舉行試驗且忌盲目引進2育種花期相遇南繁北育3操縱花期花卉生產(chǎn)菊花短日照杜鵑山茶花長日照4調(diào)理養(yǎng)分生長和生殖生長以養(yǎng)分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成這一目的南麻北種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)提高利用暗期的光休止處理可以抑制甘蔗開花從而提高產(chǎn)量作物學(xué)通論第三節(jié)作物與溫度作物生長發(fā)育需要確定的熱量表示熱量的是溫度各種作物生長發(fā)育都要求確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確定程度偏離環(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作物學(xué)通論第三節(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季節(jié)海陸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展現(xiàn)在7月大陸上和8月海洋上最冷月展現(xiàn)在1月大陸和2月海洋作物學(xué)通論第三節(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緊密相關(guān)赤道到兩極可以劃分為熱帶亞熱帶溫帶和寒帶一般緯度每增加一度年平均溫度降低05兩半球的年平均溫度由赤道向極地降低各緯度之間年平均溫度的變化及其強度并不一致在赤道與20度緯線之間緯度每隔10度溫度下降不到2度而在兩半球2050度之間溫度下降加快有的地方每隔緯度10度下降1013由80度到極地溫度下降的速度略為減退南半球各緯度的年平均溫度比北半球同緯度要低一些全球年平均溫度為143而北半球為152南半球為133全球平均最高氣溫不在赤道而在北緯10度鄰近溫度年較差也是由赤道向極地增大在北半球溫度年較差自20度緯線開頭顯著增大而南半球要從南緯50度起才顯著增加由于北半球自20度緯線向北大陸面積顯著擴大而南半球由赤道到南緯50度大陸面積始終很小這就緩和了這里溫度的年較差作物學(xué)通論第三節(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一致平均為065hm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理由主要是在天晴風(fēng)小的夜晚尤其是冬季地面因長波輻射猛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)致展現(xiàn)低霧霜露等天氣現(xiàn)象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進展熱帶亞熱帶經(jīng)濟作物通常要在南坡谷底以上3050m為宜作物學(xué)通論第三節(jié)作物與溫度一溫度的變化節(jié)律及其對作物的影