農(nóng)作物生長與環(huán)境

農(nóng)作物生長與環(huán)境第一頁，共35頁。了解農(nóng)作物生長、發(fā)育及環(huán)境概念，及其與環(huán)境的關(guān)系。掌握光照、溫度、水分、養(yǎng)分與農(nóng)作物生長的關(guān)系。計劃2課時第二頁，共35頁。

一、

植物的生長、分化、發(fā)育與環(huán)境生長——指由于細胞的分生和增大，引起細胞、組織、器官的體積和干重發(fā)生不可逆增加的量變過程。分化——指細胞、組織、器官在形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能上發(fā)生異質(zhì)化的過程。如：從受精卵細胞分裂轉(zhuǎn)變成胚；從形成層組織轉(zhuǎn)變成輸導(dǎo)組織、機械組織、保護組織等。發(fā)育——指由于生長和分化，使植物的組織、器官以及整個植株在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生的質(zhì)變過程。如：從葉原基的分化到長成一個成熟葉片的過程是葉的發(fā)育；第三頁，共35頁。

大環(huán)境：生物所處的大的地理區(qū)域小環(huán)境：對生物有直接影響的鄰接環(huán)境

生態(tài)學(xué)研究更重視小環(huán)境環(huán)境：是指某一特定生物體或生物群體以外的空間及直接、間接影響該生物群體生存的一切事物的總和，包括生物和非生物。生物與環(huán)境的相互關(guān)系：

環(huán)境為生物生存提供必須的條件，反之，生物的生命活動影響環(huán)境、改變環(huán)境。

影響農(nóng)作物生長發(fā)育的環(huán)境因素歸納起來主要有光照、溫度、土壤、水分、養(yǎng)分、空氣、生物條件等。第四頁，共35頁。二、光照與農(nóng)作物生長光譜光能利用光照強度光照長度第五頁，共35頁。光譜成分不同對農(nóng)作物起著不同的作用。通常分為紫外光區(qū)、可見光區(qū)、紅外光區(qū)。紫外光——波長較長的部分可刺激農(nóng)作物生長，促進果實成熟，提高蛋白質(zhì)、維生素及糖分的含量；波長較短部分能抑制農(nóng)作物體內(nèi)某些激素形成，抑制細胞伸長?？梢姽狻恢参镂兆疃嗟氖羌t橙光和藍紫光。紅光有利于碳水化合物的積累，藍光可促進蛋白質(zhì)和非碳水化合物的積累。紅外光——主要產(chǎn)生熱效應(yīng)，可促進某些農(nóng)作物種子的萌發(fā)和細胞的伸長。第六頁，共35頁。根據(jù)作物開花對光照長度的反應(yīng)，可分為：a.長日性植物。（如小麥、大麥、黑麥、油菜、天仙子等）b.短日性植物。（中晚稻、玉米、大豆、高粱、棉花、煙草等）c.中日性植物。（早稻、蕎麥、豌豆等）

光照長度第七頁，共35頁。光飽和點：

在一定的光照強度范圍內(nèi)，光合作用強度隨著光照強度的增強而增強。當(dāng)光照強度達到一定強度后，光合作用強度不再相應(yīng)地增強，我們把這種現(xiàn)象稱為光飽和現(xiàn)象。這個光的臨界點稱為光飽和點。

光照強度光補償點：在光合作用進行的同時，植物的呼吸過程也在進行。把植物的光合強度和呼吸強度達到相等時的光強值稱為光補償點。第八頁，共35頁。喜陽植物光飽合點較高，所以植物對太陽能的利用率也較高，生產(chǎn)潛力較大。另外強光有利于作物果實和籽粒的生長，產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)、含糖量等都比較高。栽培的農(nóng)作物多屬喜陽植物。第九頁，共35頁。耐蔭植物雖然要求一定強度的陽光，但可忍耐不同程度的蔭蔽。相對較弱的光照條件有利于植物營養(yǎng)器官的生長，一般植物生長較細長、嫩弱，蛋白質(zhì)含量較少，水分含量較高。這對于以植物營養(yǎng)部分為收獲對象的作物很有利。第十頁，共35頁。提高作物光能利用率的途徑(1)充分利用生長季節(jié)，增加農(nóng)作物的生長日數(shù)。(2)建立合理的群體結(jié)構(gòu)，造成群體中多層立體配置，以減少整個作物層的反射、透射和漏射光，增加作物對光能的吸收比例。(3)改善水、熱、氣等環(huán)境條件，增加作物光合能力。(4)培育高光效品種，提高作物的光飽和點。在培育作物品種時，要增加暗反應(yīng)的速度，以充分利用光反應(yīng)所吸收的光能，提高光飽和點和光能利用率。(5)減少呼吸等消耗，增加凈光合生產(chǎn)率。(6)提高經(jīng)濟系數(shù)即谷草比。通過育種和先進的栽培措施，使作物的經(jīng)濟系數(shù)提高。

光能利用第十一頁，共35頁。光照因子異常的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害1、日灼：樹木枝干、果實因受強烈日射而引起的傷害。2、陰害：持續(xù)陰天光照不足導(dǎo)致光合作用下降，養(yǎng)分積累不足，莖稈細弱易倒折，授粉不良等現(xiàn)象。第十二頁，共35頁。農(nóng)作物生育的“三基點溫度”溫周期現(xiàn)象積溫溫度異常引起的氣象災(zāi)害與防治三、溫度與農(nóng)作物生長第十三頁，共35頁。（1）作物的三基點溫度三基點溫度最適溫度最高溫度最低溫度下限溫度最適溫度上限溫度不同作物的三基點溫度不同；不同品種的三基點溫度不同（同一種作物）；不同生育期的三基點溫度也有差異（同一種作物品種）；不同生理過程和不同器官對溫度條件的要求也是不同。第十四頁，共35頁。對大多數(shù)作物而言：維持生命的溫度一般都在-10～50℃之間，適宜生長的溫度在5～40℃之間，保證發(fā)育的溫度在10～35℃之間。第十五頁，共35頁。第十六頁，共35頁。

具有普遍意義的，標(biāo)志某些重要物候現(xiàn)象或農(nóng)事活動的開始、終止或轉(zhuǎn)折的溫度叫農(nóng)業(yè)界限溫度，簡稱界限溫度。

農(nóng)業(yè)上常用的界限溫度（用日平均氣溫表示）有：0℃、5℃、10℃、15℃和20℃。他們的農(nóng)業(yè)意義為：

（2）農(nóng)業(yè)界限溫度0℃——土壤凍結(jié)和解凍；農(nóng)事活動開始或終止。冬小麥秋季停止生長和春季開始生長（有人采用3℃），冷季牧草開始生長。0℃以上持續(xù)日數(shù)為農(nóng)耕期。5℃——早春作物播種；喜涼作物開始或停止生長，多數(shù)樹木開始萌動。冷季牧草積極生長。5℃以上持續(xù)日數(shù)稱生長期或生長季第十七頁，共35頁。

10℃——春季喜溫作物開始播種與生長，喜涼作物開始迅速生長。常稱10℃以上的持續(xù)日數(shù)為喜溫作物的生長期。

15℃——喜溫作物積極生長，春季棉花、花生等進入播種期，可開始采摘茶葉。穩(wěn)定通過15℃的終日為冬小麥適宜播種的日期；水稻此時已停止灌漿；熱帶作物將停止生長。

20℃——水稻安全抽穗、開花的指標(biāo)，熱帶作物正常生長。第十八頁，共35頁。（1）作物的溫周期現(xiàn)象：作物的生長發(fā)育對氣溫的周期性變化的反應(yīng)，稱為作物的溫周期現(xiàn)象。溫周期現(xiàn)象是作物對溫度節(jié)律性變化規(guī)律的適應(yīng)。

溫周期現(xiàn)象第十九頁，共35頁。（2）氣溫日變化對作物生長發(fā)育及產(chǎn)量形成的影響日溫周期有效范圍內(nèi)生長發(fā)育速度灌漿速度溫度的升高日較差的增大否則會造成傷害，嚴重時會導(dǎo)致作物死亡第二十頁，共35頁。（3）氣溫日變化對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響

氣溫日較差大，作物的含糖量和蛋白質(zhì)含量都較高，產(chǎn)量也高。另外，氣溫日變化還常和其它氣象要素日變化（尤其是光周期）相結(jié)合共同對作物產(chǎn)生影響，即白天高氣溫、強光照有利于光合作用，而適當(dāng)?shù)臍鉁厝蛰^差可增加白天的光合積累而減少夜間的呼吸消耗。第二十一頁，共35頁。積溫：某一時段內(nèi)逐日平均氣溫累積之和。它是研究作物生長、發(fā)育對熱量的要求和評價熱量資源的一種指標(biāo)。一般用單位為℃。研究溫度對作物生長、發(fā)育的影響，既要考慮到溫度的強度，又要注意到溫度的作用時間。一般分為：活動積溫與有效積溫

積溫活動積溫多用于農(nóng)業(yè)氣候分析有效積溫多用于研究作物的發(fā)育與熱量條件的定量關(guān)系、建立作物發(fā)育速度的農(nóng)業(yè)氣象模式和編制農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報等。第二十二頁，共35頁。冷害：作物在生長季節(jié)內(nèi)，因溫度降到生育所能忍受的下限以下而受害。冷害發(fā)生時的日平均溫度都在0℃以上。凍害：即作物在0℃以下的低溫使作物體內(nèi)結(jié)冰，對作物造成的傷害。寒害：主要指熱帶、亞熱帶作物在冬季生育期間溫度不低于0℃時，因氣溫降低引起作物生理機能障礙，導(dǎo)致減產(chǎn)甚至死亡的一種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。霜凍：是指空氣溫度突然下降，地表溫度驟降到0℃以下，使農(nóng)作物受到損害，甚至死亡。與霜不同。高溫?zé)岷Γ汉喎Q高溫害，是高溫對植物（生物）生長發(fā)育和產(chǎn)量形成所造成的損害，一般是由于高溫超過植物（生物）生長發(fā)育上限溫度造成的。溫度異常引起的氣象災(zāi)害與防治第二十三頁，共35頁。調(diào)節(jié)溫度的農(nóng)業(yè)措施灌溉：在溫暖季節(jié)與時期的灌溉可起降溫的作用，寒冷季節(jié)可以起保溫作用。松土與鎮(zhèn)壓：（1）鋤地（松土）有增溫、保墑、通氣及一系列生理生態(tài)效應(yīng)。（2）鎮(zhèn)壓的作用與鋤地相反，它能增加土壤容重，減少土壤孔隙，增加表層土壤水分，從而使土壤熱容量、熱導(dǎo)率都有增加。壟作：壟作可以提高表層溫度，有利于種子發(fā)芽與幼苗生長，一般可使壟背土壤（5cm）日平均溫度提高1—2℃，并可加大土溫日較差。第二十四頁，共35頁。作物需水量主要包括三個部分：作物需水量光合作用和植物含水蒸騰耗水（占絕大部分）棵間蒸發(fā)和田間滲漏生理需水生態(tài)需水四、水分與農(nóng)作物生長第二十五頁，共35頁。作物各生育期的需水量:播種到生育盛期前生長盛期開花以后少30少10-20多50-60營養(yǎng)生長植株體積不再增大營養(yǎng)生長生殖生長﹪﹪﹪苗期少，中期多，后期少第二十六頁，共35頁。作物的水分臨界期和關(guān)鍵期水分臨界期：農(nóng)作物在不同生育期對水分最敏感的時期，即由于水分缺乏對產(chǎn)量影響最大的時期，稱之為某作物的水分臨界期。水分臨界期一般在作物的穗花期不一定就是作物需水量最多第二十七頁，共35頁。28第二十八頁，共35頁。水分臨界期和關(guān)鍵期是不同的概念：水分臨界期水分關(guān)鍵期從作物本身考慮綜合考慮作物的特性和當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件生理問題農(nóng)業(yè)氣象問題水分關(guān)鍵期：在水分臨界期或?qū)λ忠蚕喈?dāng)敏感的另一個時期，正好遇上當(dāng)?shù)亟邓畻l件經(jīng)常不足，這一時期即當(dāng)?shù)厮謼l件影響產(chǎn)量的關(guān)鍵時期，稱為作物的水分關(guān)鍵期。第二十九頁，共35頁。提高水分利用率的途徑水分調(diào)控合理開發(fā)和利用水資源節(jié)水技術(shù)措施節(jié)水農(nóng)藝措施節(jié)水農(nóng)業(yè)布局①降水有效利用。②地下水和地表水的聯(lián)合利用。③劣質(zhì)水開發(fā)。①輸水工程。②節(jié)水灌溉技術(shù)。①農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。②種植制度。③作物布局。①抗旱育種。②節(jié)水灌溉。③覆蓋技術(shù)。④保墑耕作。⑤培肥地力。⑥理化抗旱措施。第三十頁，共35頁。31災(zāi)害名稱干旱洪澇漬害涵義地表層水不能滿足作物生長的需要/特點:影響作物生長強降水形成洪水徑流沖毀設(shè)施、淹沒農(nóng)田，或強降水后農(nóng)田產(chǎn)生積水，無法及時排出，造成作物受淹，當(dāng)持續(xù)時間超過作物的耐淹能力后所形成的危害。由于降水集中，農(nóng)田地下水位過高，作物根層土壤持續(xù)處在過濕狀態(tài)，使作物根系長期被水浸泡缺氧，影響正常生長發(fā)育而形成的危害。主要發(fā)生區(qū)域各區(qū)域均可能發(fā)生沿海、江、湖、庫的地區(qū)排水不好，降雨集中的地區(qū)主要影響作物各個作物生長季節(jié)降雨集中的季節(jié)連陰雨持續(xù)的季節(jié)水分異常的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害第三十一頁，共35頁。農(nóng)作物生長必需的營養(yǎng)元素16種：

C、H、O、N、P、K、S、Mg、Ca、Fe、Zn、Cu、B、Cl、Mo等，其中N、P、K被稱為“三要素”，F(xiàn)e、Zn、Cu、B、Cl、Mo為微量元素。五、養(yǎng)分與農(nóng)作物生長農(nóng)作物需肥規(guī)律：前期（苗期）少，中期（器官形成期）多，后期（器官成熟期）少。整個生育期對營養(yǎng)元素的需求表現(xiàn)為“少-多-少”的規(guī)律，呈“S”形曲線。第三十二頁，共35頁。第三十三頁，共35頁。施肥的基本原理養(yǎng)分歸還說植物從土壤中吸收的礦質(zhì)養(yǎng)分要以肥料的形式歸還土壤，使土壤中養(yǎng)分保持平衡。最少養(yǎng)分率也稱木桶理論。植物的生長發(fā)育，需要吸收各種養(yǎng)分，但是決定植物產(chǎn)量的卻是土壤中那個相對含量最少的有效養(yǎng)分。