第一章 概論.ppt

1、作 物 栽 培 學 第一章 概 論,第一章 概論,作物栽培學,目 錄 一、作物栽培學的概念、地位和特點 二、作物栽培學的歷史與現(xiàn)狀 三、農作物的分類 四、作物栽培學的發(fā)展趨勢 五、作物產量 六、作物的生長發(fā)育及群體調控,第一章 概論,作物栽培學,一、作物栽培學的概念、地位和特點 （一）作物、種植業(yè)和作物栽培的概念 作物是指野生植物經過人類不斷的選擇、馴化、利用、演化而來的具有經濟價值的栽培植物。 分廣義作物和狹義作物兩類。 糧、棉、油、糖、麻、煙、茶、桑、果、菜、藥等，這些人工栽培種植的植物統(tǒng)稱為廣義作物。 對廣義作物進行栽培與管理稱為種植業(yè)。,第一章 概論,作物栽培學,（一）作物、種植業(yè)和作

2、物栽培的概念 狹義的作物概念主要指農作物。 例如糧、棉、油、麻、糖、煙等大田作物，北方稱為“莊稼”，這是作物栽培學研究的主要對象。 對狹義作物進行栽培與管理稱為作物栽培。,第一章 概論,作物栽培學,（二）作物栽培學的概念和地位 1. 概念：作物栽培學是一門直接為農業(yè)生產服務的綜合性應用科學。它的主要任務是研究作物生長發(fā)育、產量和品質形成規(guī)律及其與環(huán)境條件的關系，探索研究制訂實現(xiàn)作物高產、優(yōu)質、高效及可持續(xù)發(fā)展的技術措施，促進作物生產，為國民經濟發(fā)展和農業(yè)現(xiàn)代化服務。 栽培作物的實踐活動過程，概括起來包括作物、環(huán)境、措施三大方面，其三者之辯證關系貫穿在整個作物栽培過程中。,第一章 概論,作物栽培

3、學,（二）作物栽培學的概念和地位 2. 地位： 作物生產創(chuàng)造有機物質，其產物是人類生命活動的物質基礎，也是一切以植物為食用的動物和微生物生命活動的能量來源，因此，作物生產稱為第一性生產。 動物性生產是建立在植物性生產基礎上而進行的再生產過程，是能量的再次轉化過程，被稱為第二性生產，這一生產過程以第一性生產為前提的，離開了第一性生產，動物飼養(yǎng)也就不復存在。,第一章 概論,作物栽培學,（三）作物生產的特點 1嚴格的地域性 不同地區(qū)緯度、地形、地勢、氣候、土壤、水利等自然條件不同，再加上社會經濟、生產條件、技術水平的差異構成了作物生產的地域性。,第一章 概論,作物栽培學,2. 明顯的季節(jié)性 農作物生

4、產是露天的開放性生產，一年四季氣候有不同的變化規(guī)律，作物在其各個生長發(fā)育時期需要的光、熱條件不同，所以作物生產不可避免地受季節(jié)差異的強烈影響。,第一章 概論,作物栽培學,3生產的連續(xù)性 作物生產是連續(xù)的生產過程。上一個周期和下一個周期、上茬和下茬作物都是緊密相連，互相制約的。 對土地只用不養(yǎng)，會導致地力下降，農作物減產。,第一章 概論,作物栽培學,4系統(tǒng)的綜合性 作物生產的復雜性要求用整體觀點和系統(tǒng)分析方法研究，要求有多學科協(xié)作，采取綜合措施，有效地處理和協(xié)調各種因子的相互關系，以達到高產、穩(wěn)產、優(yōu)質、高效，發(fā)揮作物生產的總體效益。,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章

5、概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,（二）作物栽培學的建立 新中國成立之前，我國只有作物學，其內容綜合了農業(yè)各門學科，包括育種、栽培、植病、昆蟲、肥料、土壤、氣象、及貯藏技術，而無獨立的作物栽培學。 20世紀50年代末我國出版第一部作物栽培學。此后，各地區(qū)根據作物生產的發(fā)展和當地特點，陸續(xù)出版了不同類型的作物栽培學教科書和專著。,第一章 概論,作物栽培學,（三）作物栽培學的成就 1. 成就 研究與參加編制了各種主要作物的生態(tài)適應區(qū)劃； 研究了作物高產、穩(wěn)產、

6、優(yōu)質、高效的綜合栽培技術體系； 研究了作物栽培技術改革的新途徑和新方法，如無土栽培、保護地栽培、覆蓋栽培、膜下滴灌技術、化學調控技術等； 研究了提高作物產量和品質的生物學理論等。,第一章 概論,作物栽培學,（三）作物栽培學的成就 2. 代表性理論 作物產量源庫理論 作物葉齡模式理論 作物群體質量理論 作物化學調控理論,第一章 概論,作物栽培學,三、農作物的分類 （一）按用途和植物學系統(tǒng)相結合分類 禾谷類作物 豆類作物 薯類作物 纖維作物 油料作物 糖料作物 嗜好作物,1.糧食作物,2.經濟作物,3.綠肥及飼料作物,4.特種經濟作物,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概

7、論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論

8、,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,貝母,黨參,甘草,雪蓮,蘑菇,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,四、作物栽培學的發(fā)展趨勢 (一) 優(yōu)質高產栽培 （二）省工、省力、節(jié)本、持續(xù)高效栽培 1.抗旱節(jié)水栽培 2.保護性耕作栽培技術 3.化學調控技術 4.定量施肥技術 5.作物機械化高產栽培技術,第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,

9、(四) 設施農業(yè),第一章 概論,作物栽培學,(五) 規(guī)范化、標準化栽培技術體系 1.種子質量的標準化 2.栽培技術的標準化 3.產品品質的標準化,第一章 概論,作物栽培學,(六) 信息化栽培 1.作物生產數據庫及信息系統(tǒng) 2.作物生長預測及監(jiān)測系統(tǒng) 3.作物管理決策支持系統(tǒng) 4.精準農業(yè)及機械裝備系統(tǒng) 5.虛擬農業(yè) 6.網絡服務系統(tǒng),全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS,遙感系統(tǒng)RS,地理信息系統(tǒng)GIS,圍繞“精細農業(yè)”實踐的GPS、GIS、RS 技 術農業(yè)應用研究正在開展,精細變量農作示意圖,雜草,產量,土壤,變量作業(yè),根據小區(qū)空間差異性，實施定位處方農作,第一章 概論,作物栽培學,精細管理決策支持系統(tǒng)技

10、術,魚病診斷系統(tǒng),第一章 概論,作物栽培學,第一章 概論,作物栽培學,五、作物產量 (一)作物產量的概念 栽培作物的目的是獲得較多的有經濟價值的產品。作物產量是指單位土地面積上作物產品的重量。通常把作物的產量分為生物產量和經濟產量。 1.生物產量 作物生育期間生產和積累有機物質的總量（根、莖、葉、花、果實和種子）。計算生物產量時通常不包括地下部分。塊根、塊莖類作物要把地下部分有機物質計算在內。,第一章 概論,作物栽培學,（一）作物產量的概念 2.經濟產量 是栽培目的所需要的主產品量。 由于人們栽培目的所需要的主產品不同，其產品器官也不同。 如小麥、水稻、大豆等作物以籽粒干重表示，棉花為種子纖維

11、，黃麻是莖稈的韌皮纖維，煙草以葉片干重表示，苜蓿則以地上部分干重來表示，甜菜、馬鈴薯等習慣分別以塊根、塊莖的鮮重表示產量（根據需要亦可以折算為干重表示）。,第一章 概論,作物栽培學,（一）作物產量的概念 3.經濟系數（收獲指數） 是生物產量轉化為經濟產量的比率。 它不表示經濟產量的形成過程，只表示同化物形成最終主產品的效率。 追求較高的經濟系數是在作物生產過程中實現(xiàn)高產、高效目標的一個重要途徑。,第一章 概論,作物栽培學,不同作物的經濟系數大體數值如下：水稻0.5，小麥0.40.5，玉米0.30.4，甜菜（根重）0.6，油菜0.28，大豆0.250.35，棉花(籽棉)0.350.4，皮棉0.1

12、30.16。 不同作物其經濟系數差異較大，這與人們所需要的器官及其化學成分有關。,第一章 概論,作物栽培學,一般說來，凡是以營養(yǎng)器官為主產品的作物（如薯類、煙草等），形成主產品的過程比較簡單，經濟系數較高。 凡是以生殖器官為主產品的作物（如禾谷類、豆類、油菜籽等），其經濟產量的形成要經歷生殖器官的分化發(fā)育直到結實成熟，同化產物轉化過程復雜，經濟系數較低。,第一章 概論,作物栽培學,主產品的化學成分不同，其經濟系數也不一樣。 產品以碳水化合物為主的，形成過程中需要的能量較少，而產品以蛋白質和脂肪為主的作物，在形成過程中需要的能量較多。因而大豆、油菜的經濟系數都較禾谷類作物為低。,第一章 概論,作

13、物栽培學,同一作物不同品種之間經濟系數有一定的差異，例如，禾谷類作物矮稈、株型緊湊的品種有較高的經濟系數； 同一作物品種因施用栽培技術措施的不同，其經濟系數也會有差異，如稻麥類作物因中、后期氮肥施用過多徒長倒伏或貪青，棉花、大豆莖葉發(fā)生徒長時，經濟系數明顯降低。,第一章 概論,作物栽培學,4.三者的關系： 經濟產量=生物產量*經濟系數 上式僅反映了產量形成的最終結果，而不能反映經濟產量和經濟系數的實際形成過程。 因為經濟產量的絕大部分不是由先形成的非經濟產量轉化而來的，而是在經濟產量形成期直接形成的。,第一章 概論,作物栽培學,如稻、麥類、玉米等作物，經濟系數的生理實質是群體花前和花后兩個時期

14、物質生產積累量的比例的反映。 生物產量高是經濟產量高的基礎，對稻、麥類等以籽粒為經濟產量的作物，生物產量與經濟系數可能出現(xiàn)負相關。 因此，如果片面地追求高的生物產量來提高經濟產量，反而會因經濟系數的降低，不能實現(xiàn)目標。 經濟產量由生物產量和經濟系數兩者共同決定，兩者乘積最大產量最高。,第一章 概論,作物栽培學,對于以籽實為收獲主產品的作物經濟產量也可表示為： 經濟產量=花后光合積累量+花前貯藏物質R R為花前貯藏物質的再分配率。此式更明確地指出花前適量的物質積累和在各器官中的合理分配，是提高花后群體光合生產累積能力的基礎；而花后才是真正的經濟產量生產期，光合產物才真正直接構成經濟產量，根本上制

15、約產量的高低。,第一章 概論,作物栽培學,（二）產量構成因素及相互關系 1.產量構成因素 作物名稱 產量構成因素 禾谷類 有效穗數、每穗結實粒數、粒重 棉花 株數、每株有效鈴數、每鈴子棉重、衣分 豆類 株數、每株有效莢數、每莢實粒數、粒重 油菜 株數、每株有效分枝數、每分枝角果數、每角果粒數、粒重 甜菜 有效根數、每根重、含糖率 煙草 株數、每株葉數、單葉重 綠肥作物 株數、單株重,第一章 概論,作物栽培學,2.產量構成因素及相互關系 產量構成因素在生育過程中先后形成，其間存在補償和相互制約的關系。例如，如果增多禾谷類作物的穗數，則穗粒數或粒重就會降低。 在作物一生中，各產量構成因素形成和決定

16、的時間不同，并具有一定的順序性。 產量構成因素不僅僅決定作物的產量，而且也對一些作物的品質產生很大的影響。例如，糖甜菜稀植平均單根重量劇增，會導致塊根的含糖率顯著降低。,第一章 概論,作物栽培學,（三）作物產量的形成過程 產量形成過程是指作物產量構成因素形成和物質積累的過程，也就是作物各器官的建成過程及群體的物質生產和分配過程。,第一章 概論,作物栽培學,（四）作物產量的潛力及增產途徑 1.作物產量的潛力 在充分理想的條件下所能形成的產量稱為作物生產潛力或理論生產力；在具體的生產條件下所形成的產量，稱為現(xiàn)實生產力。 作物產量的形成主要是通過綠色葉片的光合作用。 生物產量=（光合面積光合速率光合

17、時間） 呼吸消耗 在農作物全部干物質中，約95%來自光合作用，只有大約5%來自根系吸收的礦物質。所以，提高作物對光能的利用率是增加作物產量的最主要手段。,第一章 概論,作物栽培學,2.作物光能利用及提高作物產量的途徑 作物光能利用率 目前一般認為作物光能利用率可達5%6%左右。實際上，大田作物的產量水平還遠遠低于理論產量，作物的光能利用率還很低，僅為1%2%，充分說明作物生產還蘊藏著巨大的增產潛力。,第一章 概論,作物栽培學,作物光能利用率低的原因 漏光損失 反射及透射光損失 光飽和浪費 環(huán)境條件不適,第一章 概論,作物栽培學,提高作物產量潛力的途徑 選育高光效的優(yōu)良品種 改革耕作制度 采用合

18、理的栽培技術措施 提高光合效率 控制逆境,第一章 概論,作物栽培學,六、 作物的生長發(fā)育及群體調控 （一）作物的生長發(fā)育特點 1.生長和發(fā)育的概念 生長是作物體積和重量的量變過程，它是通過細胞分裂和伸長來完成的，它既包括營養(yǎng)體(根、莖、葉)的生長，也包括生殖體(花、果實、種子)的生長。,第一章 概論,作物栽培學,發(fā)育是指作物一生中，其結構和機能的質變過程，它的表現(xiàn)是細胞、組織和器官的分化，最終導致植株花、果實、種子的形成。 目前的研究已經明確，溫度的高低（春化現(xiàn)象）和日照的長短（光周期現(xiàn)象）是影響作物發(fā)育起始的最主要外界環(huán)境因素。,第一章 概論,作物栽培學,2.作物生長的一般進程 作物器官、個

19、體、群體的生長通常是以大小、數量、重量來度量的。這種生長隨時間的延長而變化的關系呈“S”形曲線。 “S”形曲線若按作物種子萌發(fā)至收獲來劃分，則可分為4個時期： 1緩慢增長期 種子內細胞處于分裂時期和原生質積累時期，生長比較緩慢。 2快速增長期 細胞體積隨時間而呈指數增大，因為細胞合成的物質可以再合成更多的物質，細胞越多，生長越快。 3減速增長期 生長繼續(xù)以恒定速率（通常是最高速率）增加。 4緩慢下降期 生長速率下降，因為細胞成熟并開始衰老。,第一章 概論,作物栽培學,生育進程理論的應用： 第一，各種促進和抑制生長的措施，都應在生育最快速度到來之前應用。 第二,在控制某一器官的同時，注意該措施對

20、其他器官的影響。 第三,作物生育是不可逆的。,第一章 概論,作物栽培學,（二）作物生長的一些相關關系 1.營養(yǎng)生長和生殖生長 （1）概念 作物營養(yǎng)器官、莖、葉的生長稱營養(yǎng)生長；生殖器官花、果實、種子的生長稱生殖生長。 通常以花芽分化（穗分化）為界限，生長過程大致分為兩個階段，花芽分化（穗分化）之前屬營養(yǎng)生長期，之后屬生殖生長期。 （2）營養(yǎng)生長與生殖生長的關系,第一章 概論,作物栽培學,2.地上部與地下部生長的關系 （1）地上部與地下部物質的相互交換 根部吸收的水分與礦質營養(yǎng)不斷輸送到地上部去，葉片制造的碳水化合物不斷地送至根系，供應根系生理活動的需要； 葉內合成的維生素、生長素是根系所需要的

21、； 根又是細胞分裂素、赤霉素、脫落酸合成的部位，這些激素沿木質部導管運到地上器官，對地上部器官的生長發(fā)育發(fā)生影響。,第一章 概論,作物栽培學,（ 2）地上部與地下部重量保持一定的比率 根系重與冠部重之比值叫做根冠比。在作物生產上可作為控制和協(xié)調根系重與冠部生長的一種參數。 不同作物、不同品種的根冠比是不同的，同一作物、同一品種不同生育時期的根冠比也不同。 作物苗期根系生長相對較快，根冠比較大，隨著冠部生長發(fā)育加快，根冠比越來越小。,第一章 概論,作物栽培學,（3）環(huán)境條件和栽培技術措施對地下部和地上部生長的影響也不一致 俗話說“干長根，水長苗”。土壤水分過多，根系的呼吸作用受到抑制，根系不發(fā)達

22、；相反，土壤水分較少，通氣良好，根系延伸，向縱深發(fā)展。 在礦質營養(yǎng)中，氮素對地上莖葉生長有利，磷素對根系生長有利，鉀素對塊根、塊莖作物的地下器官生長起促進作用。,第一章 概論,作物栽培學,3.作物器官的同伸關系 在同一時間內某些器官呈有規(guī)律的生長和伸長，叫做作物器官的同伸關系。這些同時生長（或伸長）的器官互稱為同伸器官。同伸關系既表現(xiàn)在同名器官之間，也表現(xiàn)在異名器官之間。 一般說來，環(huán)境條件和栽培措施對同伸器官有同時促進或抑制的作用。,第一章 概論,作物栽培學,3.作物器官的同伸關系 （1）葉齡 葉齡就是主莖上的葉片數，主莖上完全展開幾片葉就叫幾個葉齡，葉齡是作為外部形態(tài)指標。 （2）葉齡余數

23、 作物某一品種一生中主莖上出現(xiàn)的總葉片數減去已完全展開的葉片數，剩下未展開的葉片數為葉齡余數。 （3）葉齡指數 作物某一時期主莖上已展開的葉片數占總葉數的百分數，即為葉齡指數。,第一章 概論,作物栽培學,4.個體與群體的關系 作物的一個單株稱為個體，而單位土地面積上所有單株的總體稱為群體。 （1）作物個體和群體之間相互聯(lián)系又相互制約 （2）合理的種植密度有利于個體與群體的協(xié)調發(fā)展 （3）栽培措施調控,第一章 概論,作物栽培學,（四）作物群體結構與群體質量 1.群體結構與群體自動調節(jié) （1）群體結構 群體結構主要指群體組成、大小、分布、長相及動態(tài)變化等。,第一章 概論,作物栽培學,A、群體組成

24、指組成群體的作物種類。 B、群體大小 以禾谷類作物為例，包括基本苗數、分蘗數、穗數、葉面積系數和根系發(fā)達程度等。 基本苗數是群體發(fā)展的起點， 分蘗是群體發(fā)展的主要調控因子， 穗數是群體發(fā)展后期的重要表現(xiàn)，也是反映群體大小的重要指標。,第一章 概論,作物栽培學,葉面積大小對群體特性、群體內部環(huán)境條件和產量等影響很大。葉面積系數太小，難以高產；葉面積系數過大，葉片相互遮蔭，群體內光照強度隨葉層和葉面積增多而急劇下降，使下層葉片光照不足，成為影響群體下部葉片光合能力的主要限制因素。 根系的發(fā)達與否與群體大小密切相關，群體越大，行內株間光照條件越差，植株有機營養(yǎng)不足，根系生長受到抑制，不僅影響葉片的壽命和功能，還影響產品器官的形成和發(fā)育。,第一章 概論,作物栽培學,C、群體的分布 指組成群體的作物植株在垂直和水平方向的分布。垂直分布主要指葉層分布和葉層結構，包括葉片大小、角度、層次分布和植株高度等。水平分布指作物植株分布的均勻度和株、行距的配置。 D、群體長相 是群體結構的外觀表現(xiàn)。包括葉片姿態(tài)、葉色、生長整齊度和封壟早晚等。,第一章 概論,作物栽培學,E、群體的動態(tài)變化 包括基本苗數、總莖數、穗數、葉面積指數變化、群體高度和整齊度的動態(tài)變化、干物質積累的動態(tài)變化。這些群體指標只有在一定的變化規(guī)律的基礎上才能形成高產。,第一章 概論,作物栽培學,禾谷類作物群體分為