第三章-作物產(chǎn)量與品質(zhì)形成.ppt

1、第三章 作物產(chǎn)量與品質(zhì)形成,本章內(nèi)容,作物產(chǎn)量形成 作物的源庫(kù)流理論 作物群體及其層次結(jié)構(gòu) 作物品質(zhì)形成,本章要求,掌握作物產(chǎn)量的基本概念，了解作物產(chǎn)量的形成過(guò)程及特點(diǎn)； 了解作物高產(chǎn)群體的特點(diǎn)； 掌握植物源庫(kù)流理論的概念及指導(dǎo)意義； 掌握作物品質(zhì)的基本概念，理解并思考提高作物品質(zhì)的途徑與措施。,第一節(jié) 作物產(chǎn)量形成,作物產(chǎn)量的類(lèi)型 作物產(chǎn)量構(gòu)成因素 作物產(chǎn)量形成機(jī)理,一、作物產(chǎn)量的類(lèi)型,生物產(chǎn)量：作物在整個(gè)生育期間生產(chǎn)和積累的有機(jī)物總量，即整個(gè)作物的總干物質(zhì)量的收獲量。 常指收獲時(shí)整個(gè)植株地上部分總干重。,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量：作物在單位面積上所收獲的有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的主要產(chǎn)品的重量。 生產(chǎn)中一般所指的產(chǎn)量即

2、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。 不同作物所提供的產(chǎn)品器官各不相同。 同一作物用途不同，其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量也不一樣。,收獲種子的禾谷類(lèi)、豆類(lèi)、油料等作物,水稻,小麥,薏苡,玉米,谷子（粟）,高粱,綠豆,大豆,芝麻,花生,向日葵,油菜,蓖麻,收獲塊根塊莖的薯芋類(lèi)等作物,紅薯,馬鈴薯,木薯,蘿卜,魔芋,生姜,收獲全部莖葉的綠肥飼料作物,苜蓿,紫云英,滿江紅,白三葉,紫穗槐,水葫蘆 （水浮蓮）,亞麻,纖維用，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量指麻皮；油用，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量指種子。,玉米,糧食作物，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量指籽粒；飼料作物，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量指莖、葉、穗等全部有機(jī)物。,經(jīng)濟(jì)系數(shù)（收獲指數(shù)）：經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與生物產(chǎn)量的比率。 作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量?jī)H是生物產(chǎn)量的一部分，高的生物產(chǎn)量不等于高

3、的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，這取決于生物產(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)系數(shù)的高低并不表明經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的高低，僅表明生物產(chǎn)量轉(zhuǎn)運(yùn)到經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品器官中的比例。,不同類(lèi)型作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)差異較大。,不同作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)差異很大，這與人們所需要的器官及其化學(xué)成分有關(guān)。 一般說(shuō)，凡以營(yíng)養(yǎng)器官為主產(chǎn)品的作物，形成主產(chǎn)品的過(guò)程比較簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)系數(shù)較高。以生殖器官為主產(chǎn)品的作物，其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的形成要經(jīng)過(guò)生殖器官的分化發(fā)育直到結(jié)實(shí)成熟，同化產(chǎn)物要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的轉(zhuǎn)化過(guò)程，因而經(jīng)濟(jì)系數(shù)較低。 產(chǎn)品以碳水化合物為主的，在形成過(guò)程中需要的能量較少；而含蛋白質(zhì)和脂肪較多的產(chǎn)品，在形成過(guò)程中需要的能量較多。 因此，大豆、花生和油菜籽的經(jīng)濟(jì)系數(shù)都

4、較禾谷類(lèi)作物的低，但它們的單位重量產(chǎn)量所含有的能量卻較多。,二、作物產(chǎn)量構(gòu)成因素,作物的產(chǎn)量（一般指經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量）構(gòu)成因素是指構(gòu)成主產(chǎn)品（經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量）的各個(gè)組成部分，因作物種類(lèi)和研究工作者的需要確定。,一般而言，越早形成的因素變異越大，受環(huán)境因素的影響越大，在栽培上認(rèn)為促控的效果也越大。越晚形成的因素越為穩(wěn)定，較多地受遺傳特性所控制，在栽培上認(rèn)為促控的效果往往較小。,以收獲營(yíng)養(yǎng)器官為目的的作物 收獲莖葉的，以爭(zhēng)取最大生物產(chǎn)量,收獲塊根塊莖的，生育前期需要大的光合系統(tǒng)，中后期爭(zhēng)取貯藏器官膨大。,以收獲種子為目的的作物 禾谷類(lèi)，產(chǎn)量構(gòu)成因素在全生育期依次重疊完成。,雙子葉植物，果實(shí)著生植株下部或全株的，

5、營(yíng)養(yǎng)與生殖矛盾大，結(jié)果數(shù)是關(guān)鍵。,果實(shí)著生植株頂部和上部，生殖生長(zhǎng)靠后，結(jié)實(shí)率是關(guān)鍵。,產(chǎn)量因素之間的關(guān)系： 相互制約關(guān)系：在一定范圍內(nèi)，很難同步增長(zhǎng)。 相互補(bǔ)償關(guān)系：在作物生育的中后期，有一定程度的自動(dòng)調(diào)節(jié)和補(bǔ)償作用，特別是分支（分蘗）能力強(qiáng)的作物。,三、作物產(chǎn)量形成機(jī)理,作物產(chǎn)量的物質(zhì)來(lái)源： 光合作用 生物產(chǎn)量=光合面積光合能力光合時(shí)間-消耗 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量=生物產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)系數(shù),光合面積：是指作物上所有的綠色面積，包括所有具有葉綠體、能進(jìn)行光合作用的各個(gè)部位。但主要是葉面積。 群體葉面積用葉面積指數(shù)（leaf area index，LAI）來(lái)表示。 葉面積指數(shù)=綠葉面積/土地面積,在一定范圍內(nèi)，隨

6、著葉面積指數(shù)的增加，植物的光合作用產(chǎn)物和產(chǎn)量也相應(yīng)增加。 超過(guò)最適葉面積指數(shù)之后，下層葉片被遮蔭，群體的光合生產(chǎn)率不能進(jìn)一步增長(zhǎng)而處于停滯狀態(tài)。 所以，各種植物都有其最適的葉面積指數(shù)。 在取得最適最大葉面積指數(shù)的基礎(chǔ)上還要在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中形成較好的葉面積指數(shù)形成動(dòng)態(tài)。,不同產(chǎn)量水平小麥群體光合葉面積指數(shù)變化動(dòng)態(tài),光合能力：一般以光合強(qiáng)度、光合生產(chǎn)率或光合勢(shì)為指標(biāo)。 光合強(qiáng)度：也稱(chēng)光合速率，是指單位時(shí)間內(nèi)單位葉面積吸收、同化二氧化碳的毫克數(shù)。,光合生產(chǎn)率：又稱(chēng)凈同化率（NAR），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。是在群體條件下測(cè)定植物葉片光合生產(chǎn)效率的指標(biāo)。 凈同化率提高，產(chǎn)量

7、也會(huì)提高？,(X),光合勢(shì)（LAD）：在某一生育期間或整個(gè)生育期內(nèi)作物群體綠葉面積的積數(shù)，即每日葉面積的積加。單位m2d 光合勢(shì)=（L2+ L1）/2(T2-T1)，上式中L表示葉面積，T為時(shí)間。,光合時(shí)間：作物的有效光合時(shí)間與作物的生育期長(zhǎng)短、光照時(shí)數(shù)、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度及光合器官有效功能期長(zhǎng)短有密切關(guān)系。 作物光合器官持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短可以用群體葉面積與其持續(xù)時(shí)間相乘的積（m2d）來(lái)表示，叫做光合勢(shì)。,消耗：主要包括呼吸消耗、器官脫落和病蟲(chóng)危害等。 呼吸消耗為主，約消耗光合產(chǎn)物的30%或更多，但同時(shí)又提供維持生命活動(dòng)和生長(zhǎng)所需要的能量及中間產(chǎn)物。 不良環(huán)境條件如高溫、干旱、病菌侵染、蟲(chóng)食等，都會(huì)造成

8、呼吸增強(qiáng)，超過(guò)生理需要而過(guò)多地消耗光合產(chǎn)物。,同化器官所制造的同化產(chǎn)物，必須有適當(dāng)?shù)膫}(cāng)庫(kù)或容器來(lái)容納，才能形成產(chǎn)量。 要獲得高產(chǎn)，必須塑造盡可能大的產(chǎn)量容器，因?yàn)椴荒芷谕@得比容器的容積更大的產(chǎn)量。,第二節(jié) 作物的源庫(kù)流理論,源、庫(kù)、流的概念 源庫(kù)流的關(guān)系 源庫(kù)流理論的應(yīng)用,一、源、庫(kù)、流的概念,源 產(chǎn)生或輸出同化物的器官或組織。 如功能葉、綠色的果皮或種皮、穗軸、萌發(fā)種子的子葉或胚乳、進(jìn)行礦物質(zhì)吸收和氨基酸、激素等物質(zhì)的合成及運(yùn)轉(zhuǎn)的根系、具有一定光合功能并將花前的儲(chǔ)藏物質(zhì)輸出的莖（鞘）等。,庫(kù) 消耗和儲(chǔ)藏同化物的組織、器官或部位。 如根、莖、幼葉、花、果實(shí)、發(fā)育的種子等。 分為代謝庫(kù)和儲(chǔ)藏庫(kù)

9、。,大部分輸入的同化物被用于生長(zhǎng)組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)的構(gòu)建和呼吸消耗，如生長(zhǎng)中的根尖和幼葉等。,大部分輸入的同化物用于儲(chǔ)藏的組織或器官，如種子、果實(shí)、塊根、塊莖等。,源庫(kù)關(guān)系是相對(duì)的、動(dòng)態(tài)的，可因其所起作用或隨著植物的生育期而變動(dòng)。 有些器官同時(shí)具有源與庫(kù)的雙重特點(diǎn)。,流 作物源器官形成的同化產(chǎn)物向庫(kù)器官轉(zhuǎn)移的過(guò)程。 其強(qiáng)度可以用運(yùn)輸能力衡量。取決于植株體內(nèi)輸導(dǎo)系統(tǒng)的發(fā)育狀況及其轉(zhuǎn)運(yùn)速率。 同化物質(zhì)的運(yùn)輸途徑是韌皮部。,植物體內(nèi)有機(jī)物的運(yùn)輸,“樹(shù)怕剝皮”,有機(jī)物運(yùn)輸?shù)姆较?向上 向下 雙向 橫向 同化物的運(yùn)輸方向決定于源和庫(kù)的相對(duì)位置。韌皮部?jī)?nèi)同化物運(yùn)輸?shù)姆较蚴菑脑雌鞴傧驇?kù)器官運(yùn)輸。 一個(gè)庫(kù)器官也可能

10、接納多個(gè)源器官供應(yīng)的同化物，而且這些源庫(kù)常分布于植株的不同位置。因此，同化物既可能向頂也可能向基運(yùn)輸，這種韌皮部同化物的雙向運(yùn)輸已被許多實(shí)驗(yàn)證實(shí)。 然而對(duì)某一個(gè)篩管來(lái)說(shuō)，通常認(rèn)為同化物在其中的運(yùn)輸是單向的，而不是雙向的。同化物運(yùn)輸?shù)乃俣纫话銥?.22mh。,蒸汽環(huán)割,正常狀態(tài)下的物質(zhì)流,蒸汽環(huán)割處理,處理后的物質(zhì)流,有機(jī)物運(yùn)輸?shù)男问?蚜蟲(chóng)吻刺法 主要運(yùn)輸形式: 蔗糖 占90% 蔗糖 優(yōu)點(diǎn)： 溶解度很高(0時(shí)，179g / 100ml水)。 是非還原性糖，很穩(wěn)定。 運(yùn)輸速率很高。 具有較高能量。,運(yùn)輸途徑 有機(jī)物通過(guò)韌皮部向上下運(yùn)輸。 有機(jī)物分配的規(guī)律 1. 按源庫(kù)單位進(jìn)行分配 2. 優(yōu)先供應(yīng)生

11、長(zhǎng)中心 3. 就近供應(yīng)，同側(cè)運(yùn)輸 4. 功能葉之間無(wú)同化物供應(yīng)關(guān)系 5. 同化物和營(yíng)養(yǎng)元素的再分配與再利用,二、源庫(kù)流的關(guān)系,作物的源庫(kù)類(lèi)型 源限制型：即源小庫(kù)大，光合作用不能充分滿足庫(kù)容的需要。 增產(chǎn)途徑應(yīng)重點(diǎn)放在增加葉面積和提高葉面積指數(shù)上。 但當(dāng)葉面積增加到一定水平，繼續(xù)增加會(huì)使葉面積超出適宜范圍，此時(shí)增源的重點(diǎn)應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)向提高光合速率或適當(dāng)延長(zhǎng)光合時(shí)間兩方面。,庫(kù)限制型：即庫(kù)小源大，結(jié)實(shí)率高且飽滿，但粒數(shù)少，產(chǎn)量不高。 源庫(kù)互作型：產(chǎn)量由源庫(kù)協(xié)同調(diào)節(jié)，自身調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，定源增庫(kù)或定庫(kù)增源均可高產(chǎn)。,源、庫(kù)、流的相互關(guān)系 源是貯藏器官（庫(kù)）和疏導(dǎo)組織（流）形成及功能發(fā)揮的物質(zhì)基礎(chǔ)。 庫(kù)對(duì)源和

12、流具有反饋?zhàn)饔?。?kù)需要的增加，使同化物從源到庫(kù)的轉(zhuǎn)運(yùn)速度提高。 流影響庫(kù)的充實(shí)；物質(zhì)運(yùn)輸（流）受阻，不但使庫(kù)器官充實(shí)不良，也使葉片（源）光合能力降低。 源庫(kù)之間存在著競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。 源庫(kù)流器官是相對(duì)的。,三、源庫(kù)流理論的應(yīng)用,在育種方面，應(yīng)培育具有理想株型的品種，形成高光效的群體。即具有“源強(qiáng)、庫(kù)大、流暢”的光合性能。 在栽培方面，應(yīng)盡量以形成合理冠層，提高群體冠層的光合效率為目的。減少基苗，增加分蘗成穗，增加LAI，加強(qiáng)田間管理以及注意中后期的病蟲(chóng)防治。,源流庫(kù)對(duì)產(chǎn)量的限制分析 在產(chǎn)量水平較低時(shí)，源不足是限制產(chǎn)量的主導(dǎo)因素。同時(shí)，單位面積穗數(shù)少，庫(kù)容小，也是造成低產(chǎn)的原因。增產(chǎn)的途徑是增源與擴(kuò)庫(kù)

13、同步進(jìn)行，重點(diǎn)放在增加葉面積和增加單位面積的穗數(shù)上。 當(dāng)葉面積達(dá)到一定水平，繼續(xù)增葉會(huì)使葉面積超出適宜范圍，此時(shí)，增源的重點(diǎn)應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)向提高光合速率或適當(dāng)延長(zhǎng)光合時(shí)間兩方面，擴(kuò)庫(kù)的重點(diǎn)則應(yīng)由增穗轉(zhuǎn)向增加穗粒數(shù)和粒重。,第三節(jié) 作物群體及其層次結(jié)構(gòu),作物群體的概念 某種作物的許多個(gè)體的有機(jī)集合體。 作物栽培的對(duì)象是作物群體,作物群體的特點(diǎn) 群體的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能：如分蘗的消長(zhǎng) 個(gè)體與群體：在一定范圍內(nèi)相互影響。 群體的結(jié)構(gòu)和特性是由個(gè)體數(shù)及個(gè)體生育狀況決定的，而個(gè)體的生育狀況又受群體的影響。這是因?yàn)槿后w內(nèi)部諸如溫度、光照、CO2、濕度、風(fēng)速等環(huán)境因素，是隨著個(gè)體數(shù)目而變化。群體內(nèi)部的環(huán)境因素又反過(guò)來(lái)影

14、響單株數(shù)目和生長(zhǎng)發(fā)育。,個(gè)體與個(gè)體：環(huán)境資源共享、競(jìng)爭(zhēng) 一般講，群體中每個(gè)個(gè)體不可能單獨(dú)占有自身周?chē)沫h(huán)境，必須相互共享。這樣，必然會(huì)發(fā)生群體中的個(gè)體對(duì)環(huán)境條件(光、溫、水、肥、空間等)的相互爭(zhēng)奪，爭(zhēng)奪的結(jié)果必然會(huì)造成個(gè)體間獲得量的差異，從而導(dǎo)致個(gè)體之間生長(zhǎng)發(fā)育的不平衡，部分較弱個(gè)體生育受到抑制，甚至成為無(wú)效個(gè)體。,作物群體結(jié)構(gòu) 主要指群體的組成、大小、分布、長(zhǎng)相、動(dòng)態(tài)變化以及整齊度等，與產(chǎn)量和品質(zhì)有密切關(guān)系，既反映群體的特征，又是影響個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育狀況的主要因素。,群體大小 衡量指標(biāo)有密度、干物質(zhì)積累量、莖蘗（枝）數(shù)、葉面積指數(shù)、穗（鈴、角、莢）數(shù)、根系發(fā)達(dá)程度等。 除密度外，群體大小是隨生育

15、進(jìn)程而動(dòng)態(tài)消長(zhǎng)的。,指標(biāo),密度：是決定群體大小的最基本要素，是作物群體發(fā)展的起點(diǎn)，對(duì)生育進(jìn)程中群體大小的動(dòng)態(tài)變化有著深刻的影響。因此，在作物栽培中，確定合理的群體起點(diǎn)（密度）是一個(gè)重要的內(nèi)容。,干物質(zhì)積累量：不僅可以反映出個(gè)體生育狀況，而且也是反映群體物質(zhì)生產(chǎn)和運(yùn)輸分配的常用指標(biāo)。例如在群體較大的情況下，群體干物質(zhì)可能也大，而個(gè)體干物質(zhì)積累量可能較小。也可能出現(xiàn)群體和個(gè)體都較小的情況，此時(shí)說(shuō)明群體結(jié)構(gòu)很不合理。,葉面積指數(shù)（LAI）：?jiǎn)挝煌恋孛娣e上所有綠色葉面積的總和，是反映群體光合面積大小的指標(biāo)。 一般LAI是隨生育進(jìn)程而動(dòng)態(tài)變化的，LAI不是越大越好，高產(chǎn)群體要求有一個(gè)適宜的LAI和動(dòng)態(tài)消

16、長(zhǎng)進(jìn)程。,莖蘗（枝）動(dòng)態(tài)：指群體內(nèi)所有莖蘗（枝）隨生育進(jìn)程的消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)狀況，反映群體大小、個(gè)體健壯程度、有效分蘗（枝）比例、對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)等。,穗（鈴、角、莢）數(shù)：是作物群體及產(chǎn)量構(gòu)成因素之一，是群體中與產(chǎn)量 關(guān)系非常密切的指標(biāo)。 根系發(fā)達(dá)程度：包括單位體積土壤中根系擴(kuò)展度、根系數(shù)目及根系長(zhǎng)短粗細(xì)、根系活力、根系干物質(zhì)積累量等。,群體分布 群體內(nèi)個(gè)體以及個(gè)體各個(gè)器官在群體中的時(shí)空分布和配置。,群體時(shí)間分布 是指隨著生育進(jìn)程，群體的發(fā)展?fàn)顩r，實(shí)際上就是群體的動(dòng)態(tài)變化。 例如棉花的“四桃”即伏前桃、伏桃、早秋桃、晚秋桃就是按時(shí)間分布來(lái)劃分的。這一指標(biāo)一方面反應(yīng)群體結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)發(fā)展，另一方面從這種動(dòng)態(tài)發(fā)展

17、與生育進(jìn)程的同步性與否上，可反映群體與個(gè)體間的關(guān)系。復(fù)合群體的時(shí)間分布與配置還指作物間共生期的長(zhǎng)短等。,垂直分布 可分為光合層、支持層和吸收層三個(gè)層次。 光合層 包括所有葉片、嫩莖等部位。它是制造養(yǎng)分的場(chǎng)所，是群體生產(chǎn)的主體，應(yīng)該得到相應(yīng)的擴(kuò)展，才能積累大量有機(jī)物質(zhì)，形成生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。光合層主要涉及到葉面積系數(shù)、葉片的空間配置、葉片光合作用的特性及功能。 支持層 主體是莖稈，其功能是支持光合層，使葉片能有序地排列在空間，擴(kuò)大中層空間，使空間內(nèi)部有良好的光照和通風(fēng)條件。它涉及到作物高矮、節(jié)間長(zhǎng)短和稀密、葉序的排列等。支持層的適宜程度直接影響葉層的發(fā)展和功能，進(jìn)而影響到產(chǎn)量的形成和產(chǎn)量的高低

18、。 吸收層 指作物的根系。,水平分布 主要指?jìng)€(gè)體分布的均勻度、整齊度、株行距、套作的預(yù)留行寬度等。栽培管理上應(yīng)該保證個(gè)體在土地上分布均勻，保證水平分布的合理與得當(dāng)，可減少作物個(gè)體間對(duì)光能、水分、養(yǎng)分的競(jìng)爭(zhēng)，并能改善通風(fēng)透光條件，從而提高群體光能利用率和產(chǎn)量水平。,作物群體組成 是指構(gòu)成群體的作物種類(lèi)以及主莖與分枝（蘗）的比例和分布情況。 同一作物組成的群體叫單一群體，不同種或品種（尤指生育期不同的品種或株高差異大的品種）組成的群體，叫做復(fù)合群體，如間作、套作、混作的群體。,玉米大豆間作,玉米油菜間作,瓜棉間作,棗糧間作,榆葉梅與小葉扶芳藤間作,林草間作,林藥間作,小麥玉米套作,玉米蔬菜（辣椒/

19、秋豌豆）套作,作物種植方式示意圖,作物高產(chǎn)群體的特點(diǎn) 產(chǎn)量構(gòu)成因素協(xié)調(diào)發(fā)展，有利于保穗(果)增粒增重。 主莖和分枝（蘗）間協(xié)調(diào)進(jìn)展，有利于塑造良好的株型，減少無(wú)效枝（蘗）的消耗。 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。 生育進(jìn)程與生長(zhǎng)中心轉(zhuǎn)移、生產(chǎn)中心（光合器官）更替、葉面積指數(shù)（LAI）、莖蘗枝消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)等諸進(jìn)程合理一致。 葉層受光態(tài)勢(shì)好，功能期穩(wěn)定，光合效能大，物質(zhì)積累多，轉(zhuǎn)運(yùn)效率高。,群體光能利用率 光能利用率是指一定土地面積上光合產(chǎn)物中貯存的能量占照射到該土地上太陽(yáng)輻射能的百分率。 它以當(dāng)?shù)貑挝煌恋孛娣e在單位時(shí)間內(nèi)所接受的平均太陽(yáng)輻射或有效輻射能與同時(shí)間內(nèi)同面積上作物增加的干

20、物質(zhì)折合成熱量的比值，乘以100%來(lái)表示。,作物群體光能利用率受內(nèi)外多種因素的影響，光能利用率不高的原因主要有四個(gè)方面。 一是漏光損失， 二是反射和透射損失 三是光飽和現(xiàn)象， 四是環(huán)境條件不適宜。,第四節(jié) 作物品質(zhì)及其形成,一、作物的品質(zhì)及其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) （一）作物品質(zhì)的概念 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。,（二）品質(zhì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 評(píng)價(jià)作物產(chǎn)品品質(zhì)，一般采用兩類(lèi)指標(biāo)，一是形態(tài)指標(biāo)；二是理化指標(biāo)。每種作物都有一定的品質(zhì)指標(biāo)體系。,1、形態(tài)指標(biāo) 根據(jù)作物產(chǎn)品的外觀形態(tài)來(lái)評(píng)價(jià)品質(zhì)優(yōu)劣的指標(biāo)。 包括形狀、大小、長(zhǎng)短、粗細(xì)、厚薄、色澤、整齊度等等。,2、理

21、化指標(biāo) 根據(jù)作物產(chǎn)品的生理生化分析結(jié)果評(píng)價(jià)品質(zhì)優(yōu)劣的指標(biāo)。 例如：各種營(yíng)養(yǎng)成分、各種有害物質(zhì)（如殘留農(nóng)藥）、有毒重金屬含量等。,（三）作物品質(zhì)的主要類(lèi)型 糧食作物的品質(zhì) 可概括為營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、食用品質(zhì)、加工品質(zhì)及商品品質(zhì)等。 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)是指產(chǎn)品的營(yíng)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(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的要求標(biāo)準(zhǔn)亦不同。 食用品質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)、加工品質(zhì)及外觀品質(zhì)等有關(guān)。,加工品質(zhì)和商品品質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)隨作物產(chǎn)品不同而不同。 商業(yè)品質(zhì)是指農(nóng)產(chǎn)品的形態(tài),色澤,整齊度,容重及裝飾等,也包括化學(xué)物質(zhì)的污染.,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(zhǎng)

22、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(yíng)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、香吃味和實(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。,二、作物品質(zhì)的形成過(guò)程,（一）糖類(lèi)的形成與積累 作物產(chǎn)量器官中貯藏的糖類(lèi)主要是蔗糖和淀粉。蔗糖以液體的形態(tài)、淀粉以固體（淀粉粒）的形態(tài)積累于薄壁細(xì)胞內(nèi)。 甘蔗和甜菜貯藏的主要形式是蔗糖，其含量分別是12%和20%；禾谷類(lèi)作物種子和薯芋類(lèi)作物塊根塊莖貯藏的是淀粉，分別是70%和20%左右。,蔗糖又是作物固定的碳和能量的主要運(yùn)輸形式。 在作物體內(nèi)存在著廣泛的蔗糖與淀粉的互換轉(zhuǎn)化代謝形式

23、。 例如在發(fā)育中的種子內(nèi)，轉(zhuǎn)化方向是蔗糖到淀粉，即蔗糖由光合組織輸出，在種子內(nèi)轉(zhuǎn)化成淀粉，以顆粒狀貯存起來(lái)。當(dāng)種子萌發(fā)時(shí)，這一過(guò)程逆轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的蔗糖運(yùn)到幼苗迅速生長(zhǎng)的分生組織內(nèi)，供代謝需要。,（二）蛋白質(zhì)的形成與積累 蛋白質(zhì)是由氨基酸合成得來(lái)。在籽粒形成過(guò)程中，氨基酸等可溶性含氮化合物從植株的各個(gè)部位轉(zhuǎn)移到籽粒中，然后在籽粒中轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì)，以蛋白質(zhì)粒的形態(tài)貯藏于細(xì)胞內(nèi)。 在豆類(lèi)籽粒成熟過(guò)程中，莢殼常常能起暫時(shí)貯藏的作用。,蛋白質(zhì)的合成和積累，通常在整個(gè)種子形成過(guò)程中都可以進(jìn)行，但后期蛋白質(zhì)的增長(zhǎng)量可占成熟種子蛋白質(zhì)含量的一半以上。 谷類(lèi)作物種子中的貯藏性蛋白質(zhì)，在開(kāi)花后不久便開(kāi)始積累。在成熟過(guò)程

24、中，每粒種子所含的蛋白質(zhì)總量持續(xù)增加，但蛋白質(zhì)的相對(duì)含量則由于籽粒不斷積累淀粉而逐漸下降。,（三）脂類(lèi)的形成與積累 作物種子中貯藏的脂類(lèi)主要為甘油三脂，包括脂肪和油，它們以小油滴的狀態(tài)存在于細(xì)胞內(nèi)。 在種子發(fā)育初期，光合產(chǎn)物和植株體內(nèi)貯藏的同化物是以蔗糖的形態(tài)被輸送至種子后，以糖類(lèi)的形態(tài)積累起來(lái)，以后隨著種子的成熟，糖類(lèi)轉(zhuǎn)化為脂肪，脂肪含量逐漸增加。,油料作物種子在形成脂肪的過(guò)程中，先形成的是飽和脂肪酸，然后轉(zhuǎn)變成不飽和脂肪酸，所以脂肪的“碘價(jià)”（每100g植物油可吸收的碘的克數(shù)）隨種子成熟而增大。 同時(shí)，在種子成熟時(shí)，先形成脂肪酸，以后才逐漸形成甘油脂，因而“酸值”（中和1g植物油中的游離脂

25、肪酸所需的KOH的毫克數(shù)）隨種子的成熟而下降。,所以，種子只有達(dá)到充分成熟時(shí)，才能完成這些轉(zhuǎn)化過(guò)程。如果油料作物的種子未完全成熟時(shí)收獲，會(huì)因?yàn)橹镜暮铣?、轉(zhuǎn)化過(guò)程尚未完成，造成種子的含油量低且油質(zhì)較差。,（四）纖維素的形成與積累 纖維素是植物體內(nèi)廣泛分布的一種多糖，但一般作為植株的結(jié)構(gòu)成分存在。纖維素的合成積累過(guò)程與淀粉的積累過(guò)程基本相似。但纖維素不屬于貯藏物質(zhì)，一般也不能為人類(lèi)作為食物利用，而是重要的輕工業(yè)原料。,棉纖維的發(fā)育要經(jīng)過(guò)纖維細(xì)胞伸長(zhǎng)、胞壁淀積加厚和纖維脫水形成轉(zhuǎn)曲三個(gè)階段。 由于麻類(lèi)作物主要利用莖韌皮部纖維，因此從出苗到現(xiàn)蕾開(kāi)花期，即植株快速伸長(zhǎng)期是纖維形成的重要時(shí)期，爾后則對(duì)纖

26、維的厚度等工藝品質(zhì)有一定的影響。 除留種用植株外，麻類(lèi)作物在果實(shí)發(fā)育盛期開(kāi)始前就應(yīng)收獲，這樣可以避免積累于莖稈內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向果實(shí)轉(zhuǎn)移，影響纖維的品質(zhì)。生產(chǎn)上常采用一些抑制生殖生長(zhǎng)的措施來(lái)保證麻類(lèi)纖維的品質(zhì)。,（五）一些特殊物質(zhì)的形成與積累 1煙堿 煙堿是衡量煙草質(zhì)量的重要指標(biāo)。 煙草中植物堿含量較多，目前煙株中已鑒定出的植物堿有45種，其中主要的有煙堿（又稱(chēng)尼古?。?、去甲基煙堿、新煙堿等。 在烤煙中，煙堿占總植物堿的90%以上。煙堿在烤煙中的含量約為1.53.5%，雪茄煙中約為36%。,煙草種子中不含煙堿，隨著種子萌發(fā)，幼苗中煙堿越來(lái)越多。 隨著煙株生長(zhǎng)，煙堿含量不斷增加，打頂之后，煙葉成熟期

27、葉片中煙堿含量達(dá)到高峰。 在一個(gè)煙株中，葉片含煙堿最多，根次之，莖最少；在各葉位中，上部葉含煙堿量高于中、下部葉；煙堿在同一張葉片上分布也不均衡，自基部向葉尖漸次增加，自中脈向邊緣漸次增加；在整個(gè)葉片中，煙肉積累煙堿最多，細(xì)脈次之，中脈最少。,2硫甙 菜籽餅粕中的硫甙對(duì)菜籽餅粕的利用影響較大。 不同類(lèi)型油菜種子的脫脂餅粕中，硫甙含量差異較大，白菜型油菜硫甙含量最高，甘藍(lán)型最低，芥菜型居中。 油菜角果開(kāi)始形成時(shí)，果殼中已含有較多的硫甙，以后逐漸增加。油菜種子中的硫甙含量，初期增長(zhǎng)緩慢，至果齡2030d時(shí)迅速增長(zhǎng)，以后又趨緩慢。,果殼和種子中硫甙含量的消長(zhǎng)，在高硫甙和低硫甙品種之間存在極顯著差異。

28、5d果齡時(shí)高硫甙品種種子與果殼中硫甙含量之比為0.14：1，低硫甙品種為0.13：1，成熟時(shí)高硫甙品種為1.12：1，低硫甙品種則為0.61：1。,4維生素 禾谷類(lèi)作物的維生素是在營(yíng)養(yǎng)器官，特別是在葉片中合成，當(dāng)這些器官衰老時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)至籽粒。 許多維生素的含量，特別是B1和B2的含量在籽粒完熟期比籽粒形成的早期階段通常高1.252倍，而類(lèi)胡蘿卜素（維生素A）的含量卻急劇降低。 維生素B1在籽粒中分布極不均衡，大多數(shù)分布在胚的盾片和靠近盾片的胚乳細(xì)胞。維生素B1的含量可因一系列因素而變化。例如水稻籽粒中磷含量與維生素B1的含量有直接關(guān)系，水稻籽粒中含磷低于0.4%時(shí)，維生素B1的含量就會(huì)很少。,維生

29、素B2在禾谷類(lèi)作物中含量較多，在整個(gè)籽粒中的平均含量為0.10.3mg/100g。維生素B2在籽粒中的分布同維生素B1一樣，胚和糊粉層中最多。 維生素E在禾谷類(lèi)籽粒中約含1mg/100g，僅有些豆類(lèi)作物和綠葉植物超過(guò)此含量。在由禾谷類(lèi)籽粒的胚提取的油中維生素E含量特別高，如小麥胚油中含0.26%0.27%，玉米胚油中含0.23%,三、影響作物品質(zhì)的因素,（一）遺傳因素 1常規(guī)育種與作物品質(zhì)的改良 業(yè)已證明，作物品質(zhì)的諸多性狀，例如形狀、大小、色澤、厚薄等形態(tài)品質(zhì)，蛋白質(zhì)、糖分、維生素、礦物質(zhì)含量及氨基酸組成等理化品質(zhì)，都受到遺傳因素的控制。 因此，人們可以采用育種方法來(lái)有效地改良作物品質(zhì)。 但

30、值得注意的是，大多數(shù)品質(zhì)性狀受許多具有累加效應(yīng)的微效基因或基因群控制，遺傳規(guī)律比較復(fù)雜，因而在作物品質(zhì)改良時(shí)，有時(shí)會(huì)見(jiàn)效甚微。例如，小麥的蛋白質(zhì)含量在F1代有各種類(lèi)型的遺傳表現(xiàn)，但多數(shù)情況下為中間型，一般傾向于低值親本。,2利用生物技術(shù)改良作物品質(zhì) 生物技術(shù)可將一些用傳統(tǒng)育種方法無(wú)法培育出的性狀通過(guò)基因工程的手段引入作物。如將單子葉作物中的性狀導(dǎo)入雙子葉中，或?qū)㈦p子葉作物中的性狀導(dǎo)入單子葉作物中，以提高作物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；改進(jìn)食用和非食用油料作物的脂肪酸成分；引入甜味蛋白質(zhì)改善水果及蔬菜的口味等。,3品質(zhì)優(yōu)異的作物種質(zhì)資源的利用 隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視對(duì)品質(zhì)優(yōu)異的作物種質(zhì)資源的利用，例如，高油玉米新品種選育的材料主要來(lái)源于普通玉米，除了含油量高以外，高油玉米的其它生物學(xué)特性與普通玉米差別很小。,（二）環(huán)境因素 1光照 由于光合作用是形成作物產(chǎn)量和品質(zhì)的基礎(chǔ)，因此光照不足會(huì)嚴(yán)重影響作物的品質(zhì)。 2溫度 對(duì)禾谷類(lèi)作物來(lái)說(shuō)，灌漿結(jié)實(shí)期溫度過(guò)高或過(guò)低均會(huì)降低粒重，影響品質(zhì)。 小麥籽粒蛋白質(zhì)含量與抽穗成熟期的平均氣溫呈極顯著正相關(guān)，