第五章作物与生态环境1作物的生态因子与生长调节
营养态
营养态 营养态
暗间断
临界 暗期
光间断
长日植物
营养态 开花 开花 开花
0 4 8 12 16 20 24 时间/h
图5-6 暗期光间断和光期短暂黑暗对花形成的影响
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（二） 光周期诱导机理
➢ 实验证明，诱导花原基发育的实际是暗期 长度， 而不是日照长度；短日作物对暗期 中的光非常敏感。
➢ 光饱和点(saturation point)：
开始达到光合速率最大值时的光强。
在一定范围内（低光强区），光合速率随光强 的增加而成比例增加；超过一定光强后，光合 速率增加边慢；当达到某一光强时，光合速率 不在随光强增加而增加，呈现光饱和现象。
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表1 C4植物及C3植物的净光合强度及生长速度
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（一） 光周期现象和作物光周期类型
➢光周期（photoperiod）反应:作物生育受 昼夜长度控制的现象。
➢前已述及（第一章），按对光周期的反 应，大田作物可以分为长日照作物、短 日照作物、中间型作物和定日照作物。
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（二） 光周期诱导机理
短日植物
开花
报酬递减率在 土壤肥力中有明显表现，E.A.Mitscherlich 根据肥料试验结果为这一规律描述的方程：
Y=A[1-EXP(-KX)]
A可能达到的高产极限，X是 土壤养分的 水平，K为
试验常数，Y是作物产量。
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二、作物的生态适应性
（一）作物的生态适应性： （ecological adaption)
第五章 作物与生态环境
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2温度
1光照
3水分
作物
4空气
6土壤
5肥料
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➢基本要求：掌握作物生态因子的分类及生态
因子的作用机制和限制方式；了解作物与各种 环境因素的关系
➢重点：掌握光照强度和日照长度对作物的影响，
积温在农业生产上的应用，水对作物的生理生 态作用，作物对CO2和O2浓度变化的反应；作 物必需的营养元素及不同作物的需肥规律
4.对主要生态因子耐性范围宽的品种，其分布范 围广。
5.同一生物种内的不同品种，长期生活在不同生
态环境下，会形成对多种生态因子的不同耐性
范围，从而形成生态型的分化。
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（3）报酬递减律（law of diminishing returns)
a>b>c>d>e>f=0>g
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输
作物种类
C4植物
C3植物
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玉米 高粱 甘蔗 菠菜 烟草 水稻
净光合强度 /mg·dm-2 ·h-1
46~63 55
42~49 16
16~21 12~30
生长速度 /kg·m-2·d-1
47 43 50 13 25 --
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二、日 照 长 度
（一）、光周期现象和作物光周期类型 （二）、光周期诱导机理 （三）、光周期理论在生产中的应用
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一、 光照强度对作物的影响
（一） 光的重要性： 1、热效应 2、光合作用 3、光形态建成 4、诱发性突变
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（二） 光照度与作物的光合作用
1、作物对光照强度的定量指标有光合作 用 的“光补偿点”和“光饱和点”。
2、C3 作物、C4 作物和CAM作物 3、光强对作物生长的影响 4、光强对作物发育的影响
6
（三）、生态因子的作用机制与限制方式
1. 作用机制 （1）主次效应：早稻烂秧，低温为主。 （2）交互作用效应:水、肥累加效应。 （3）a直接作用：光、温、水、肥等。
b间接作用：纬度、海拔、地形等。 （4）作用的阶段性。
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（三）、生态因子的作用机制与限制方式
2. 限制方式 （1）李比希最小因子定律 （2）谢尔福耐性定律 （3）报酬递减律
➢难点：光照和CO2对作物的影响
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第一节 作物的生态因子与生长调节
一、作物的生态因子 二、作物的生态适应性 三、作物生长的环境调节
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一、 作物的生态因子
（一）概念
作物的生态环境：与作物生长发育 相关的所有环境因子的总称。
作物的生态因子：构成作物生态环 境的成分。
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（三） 光周期理论在生产中的应用
在理解作物对日长的反应时应注意：一是作 物在达到一定生理年龄时才能接受光诱导，二 是对长日照作物并非越长越好，对短日照作物 也不是越短越好
1980’s以来，对水稻、小麦、大豆的光温生态 生理研究发现，有些作物品种已不能简单归入以 上几类中，不同的光温组合也能诱导开花
B 土壤生态型：土壤水分、肥力等。
C 生物生态型：生物条件
种以下的分类：如小麦早、中、晚品种-气候
生态型。
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（三）生活型(life form)
不同种的生物（作物）在期生活在相同 的自然和人工培育环境条件下，会发生趋同适 应，在自然和人工选择条件下，形成具有类似 形态、生理和生态特性的生物（作物）类群。
8 7
出6
水5
平4 3
2
1
f
e
g
d
c
b
Байду номын сангаас
a
农业生态学，骆世明 主编.中国农业出版 社.P258-259
1 2 3 456 7
输入水平
图5-3 收益递减规律示意图
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（3）报酬递减律（law of diminishing returns)
从一定土地上所得到的报酬随着向该土地投 入的劳动和资本量的增大而有所增加，但随着投 入的单位劳动和资本量的增加，报酬增加的幅度 却在减少。
➢ 光周期诱导是一种光信号反应。 ➢ 并且，在不同波长光的研究中发现，红光
最为有效，而远红光的作用相反。
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（三） 光周期理论在生产中的应用
1. 引种：南（北）种北（南）引 2. 育种：促进花期相遇、加代繁种 3. 控制花期：花卉（菊花） 4. 调节营养生长和生殖生长：
延迟开花（暗期处理甘蔗、南麻北种）。
2. 同一生物在不同发育阶段对生态因子的耐性 范围不同。（生殖生长阶段要求最严格；对 光周期严格的作物或品种，只在光周期感应 期内有严格要求，在其它发育阶段没有严格 要求。）
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（2）谢尔福耐性定律
3.由于生态因子的互作，当某个生态因子不是处 于最适状态时，则生物对其他一些生态因子的 耐性范围缩小。
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光合速率 μmol.m-2.s-1
C B
A
O
D 光强/μmol.m-2.s-1
图5-5 光照—光合曲线模式图
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光饱和点和光补偿点
➢ 光补偿点（compensation point)：
随着光强的增高 ，光合速率相应提高，当达到 某一速率时，叶片光合速率与呼吸速率相等， 净光合速率为零，这时的光强为光补偿点。
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三、太阳光谱成分对作物的影响
（一） 对光合作用的影响
光合有效辐射：可见光范围内400-760nm 的大部分光能被作物质体色素所吸收。 ➢ 红、橙光为生理有效光。叶绿素 ➢ 蓝、紫光—叶绿素、胡萝卜素 ➢ 绿光—被叶片射和透射，生理无效光
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三、太阳光谱成分对作物的影响
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（二）、 生态因子分类
生 态 因 子
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气候因子：光、温、水、气、热、 风）等。受地理位置和海拔影响
土壤因子：土壤物理性质、化学 性质、肥力状况、生物等
生物因子：农田中的哺乳动物、 昆虫、微生物、杂草 地形因子：纬度、海拔、坡度、 坡向 人为因子：各种农业技术措施
种以上的分类：如喜温作物、抗旱作物。
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三 作物生长的环境调节
直接作用 于作物
间接：改 善环境
措施 作物
环境
生理生化过程
产品数量质量
图5-4 作物-环境-措施系统示意图
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第二节 作物与光照
影响作物生育的光照因素有以下方面： 一、光照强度 二、日照长度 三、光谱成分
（二） 对作物生长的影响
➢ 蓝紫光、青光—抑制作物伸长生长 ➢ 红光—促进茎伸长。
（三） 不可见光的作用 ➢ 紫外线—抑制某些生长激素形成；
促进花青素形成（水果着色） ➢ 红外线—促进茎伸长，促进种子萌发。
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作物对环境的要求与实际环境的吻合程度。 作物生长发育和产量形成的节律与环境节律 的吻合程度。
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（二）生态型（ ecotype)：
作物的不同个体群，长期生活在不同的生态 环境或人工培育条件下，发生趋异适应，经自 然和人工选择分化形成了生态、形态和生理特 性不同的基因型类群。
A 气候生态型：光周期、气温、降雨
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（1）李比希最小因子定律（1940，德国）
图5-1 木桶理论
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某一数量不足的营养 物质，由于不能满足作物 生长的需要，不但会限制 作物的生长，同时也将限 制其他处于良好状态下的 因子发挥作用。
植物的生长调节与生理生态
植物的生长调节与生理生态植物是地球上最为重要的生物类群之一，其生长调节与生理生态对维持生态平衡、影响生态系统功能具有重要意义。
植物通过调节内部生理过程以适应外界环境条件的变化，实现生长与繁殖的最佳状态。
本文将从光合作用、激素调节和根系生理等方面探讨植物的生长调节和生理生态。
一、光合作用与光强调节光合作用是植物进行光能转化为化学能的关键过程。
光强是影响植物光合作用的重要因素之一。
光合作用率随光照强度的增加而增加，但当光照强度过高时，光合作用率反而下降。
植物通过调节叶片的发育和形态结构，以及调节光合酶的活性来适应光照强度的变化。
叶片的发育与形态结构调节是植物对光强变化的一种适应策略。
当光照较强时，植物生长出较小的叶片，减少光接收表面积，降低光能的吸收。
此外，一些植物还能通过调整叶片的角度、透明度和厚度等来减少光照的强度，保护叶绿素不受过度光合的损害。
植物还通过调节光合酶的活性来适应光照强度。
其中最重要的是植物内源激素赤霉素的调节作用。
赤霉素能够促进光合酶的合成，增加光合酶活性。
当光照较弱时，植物合成的赤霉素较多，光合酶活性升高，以提高光合作用效率。
二、激素调节与植物生长激素是植物内源性的信号分子，参与调节植物的生长发育过程。
主要的植物激素包括赤霉素、生长素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。
这些激素在植物体内以不同的浓度和比例存在，并通过相互作用来调控植物的生长过程。
赤霉素是一种促进植物细胞伸长的激素。
它能够促进细胞壁松弛，使细胞具备伸长性。
通过赤霉素的调节，植物能够在低光照、水分不足等环境条件下保持良好的生长状态。
生长素是植物生长发育的关键激素。
它能够促进细胞分裂和伸长，影响植物的根系发育、茎的伸长和侧芽的生长。
生长素的含量与分布在植物的各个部分不同，因而对植物的生长产生多方面的调控作用。
细胞分裂素是一类促进植物细胞分裂的激素。
它们通过调节细胞分裂速率和细胞分化过程来控制植物的生长和发育。
三、根系生理与物质吸收植物根系是吸收水分和营养物质的主要器官，根系的生理特性对植物的生长调节与生理生态具有重要影响。
第五章作物与生态环境1作物的生态因子与生长调节
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三 作物生长的环境调节
直接作用 于作物
间接：改 善环境
措施 作物
环境
生理生化过程
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图5-4 作物-环境-措施系统示意图
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第二节 作物与光照
影响作物生育的光照因素有以下方面： 一、光照强度 二、日照长度 三、光谱成分
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（3）报酬递减律（law of diminishing returns)
从一定土地上所得到的报酬随着向该土地投 入的劳动和资本量的增大而有所增加，但随着投 入的单位劳动和资本量的增加，报酬增加的幅度 却在减少。
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（一） 光周期现象和作物光周期类型
➢光周期（photoperiod）反应:作物生育受 昼夜长度控制的现象。
➢前已述及（第一章），按对光周期的反 应，大田作物可以分为长日照作物、短 日照作物、中间型作物和定日照作物。
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（二） 光周期诱导机理
短日植物
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营养态 营养态
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临界 暗期
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营养态 开花 开花 开花
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图5-6 暗期光间断和光期短暂黑暗对花形成的影响
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农技推广综合试题库与知识点解读
农技推广综合试题库与知识点解读[62][作物生产技术][施肥技术][辨析题][理解]知识点试题:氮肥应施在近根部，磷钾肥可施在远处《县乡考试加油站》解读:错。
磷肥可移动能力差，应施在近根处，氮肥、钾肥可 以移动，可施在远处。
[96][作物生产技术][施肥技术][辨析题][应用]知识点试题:氮肥应施在近根部，磷钾肥可施在远处《县乡考试加油站》解读:错。
磷肥可移动能力差，应施在近根处，氮肥、钾肥可 以移动，可施在远处。
[66][作物生产技术][施肥技术][辨析题][应用]知识点试题:施肥给作物和环境造成很大危害，所以最好不施肥。
《县乡考试加油站》解读:错。
施肥对作物有积极意义，只有施肥不当，才会对作 物和环境造成伤害。
[138][作物生长发育与产量形成][作物器官的建成][辨析题][识记]知识点试题:农业生产中用到的种子即指植物学中的种子《县乡考试加油站》 解读:错。
农业生产用种是指所有可用来繁殖后代的播种材料， 而植物学上的种子概念指由胚珠发育而来的繁殖器官。
[94][作物与生态环境][作物的生态因子与生长调节][辨析题][应用]知识点试题:植物的生长取决于数量最不足的那一种营养物质《县乡考试加油站》解读:对。
某一数量最不足的营养物质，由于不能满足作物生 长的需要，不但会限制作物的生长，同时也将限制其他处于良好状态下的因子发样题地址一:/NJTG/class/?.html挥效应。
[6][作物与生态环境][作物的生态因子与生长调节][辨析题][应用]知识点试题:某个生态因子对作物的作用是可以由别的因子代替的。
《县乡考试加油站》解读:错。
当作物受到多个生态因子的作用时，各个因子对作 物的效应会表现出某种交互作用。
但某个生态因子对作物的作用是不能由别的因 子完全代替的。
在一定的范围内，某一因子在数量上的不足，可以由另一些因子 的加强而得到调节。
[9][作物与生态环境][作物的生态因子与生长调节][辨析题][应用]知识点试题:作物的生态适应性一般等同于其生物学特性《县乡考试加油站》解读:作物的生态适应性是反映作物的生物学特性与环境相吻 合的程度，是环境与作物的统一。
生态因子对水稻生长和生产的影响和调节
生态因子对水稻生长和生产的影响和调节水稻是我国的主要粮食作物之一，其生长和生产受到许多生态因素的影响。
这些生态因素包括阳光、水分、气温、土壤等，而这些因素的多寡、分布和变化都会对水稻生长和生产造成直接或间接的影响。
一、阳光对水稻生长和生产的影响阳光是水稻生长和生产中不可或缺的因素之一，光照不足或过度都会对水稻的生长和生产造成不良影响。
光照不足时，水稻的叶片会变得较薄弱，叶片数量减少，从而影响叶绿素的合成，导致生长缓慢。
同时，光线不足还会影响水稻产量和品质，降低水稻的蛋白质含量和淀粉含量。
而过度阳光会导致水稻叶片蒸腾过多，消耗大量水分，使得水稻的颈部缺水，导致生长速度缓慢。
此外，强烈的阳光会使水稻产生晒斑和晒伤现象，导致产量降低。
因此，适宜的光照强度对于水稻生长和生产至关重要。
二、水分对水稻生长和生产的影响水分是水稻生长和生产的主要因素之一，合适的水分能够提高水稻的生长速度，并且影响水稻的产量和品质。
水稻适宜生长的地区土壤湿度控制在70%~75%左右，因为如果土壤湿度太低，水稻的根系生长缓慢，容易使水稻长成高秆且矮穗，而土壤湿度过高则会导致水稻的叶子发黄和枯萎，严重影响水稻的生长和产量。
三、气温对水稻生长和生产的影响气温是水稻所需要的温度之一，适宜的气温能够促进水稻的生长和发育。
但是当气温过高或过低时，将会影响水稻的生长和产量。
在低温环境下，水稻的发芽率和老化速度都会加快；而在高温环境下，水稻的叶片会变得较脆弱，大量的水分消耗导致水稻生长发育缓慢，同时会影响水稻的产量和品质。
四、土壤特性对水稻生长和生产的影响土壤的酸碱度、含氮量、含磷量、含钾量等特性对水稻的生长和生产都有影响。
酸性土壤不利于水稻生长，而碱性土壤又会影响水稻的发芽率和穗长；过多的氮肥会导致水稻的养分过盛，出现营养过剩的现象；过低的磷含量会使水稻生长发育迟缓，不利于结实和抗病能力的提高；缺乏钾元素易导致水稻的干重、产量以及蛋白质含量下降等。
作物与生态环境作物的生态因子与生长调节PPT文档共33页
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
作物与生态环境作物的生态因子与生 长调节
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
作物生长与环境概述
作物生长与环境概述简介作物的生长与环境密切相关，环境因素会直接影响作物的生长发育和产量。
作物生长对光线、温度、湿度、土壤和营养等环境要求较高，不同的作物对不同环境因素的依赖程度也不同。
了解作物生长与环境的关系，能够帮助农业生产者合理调控环境因素，提高作物产量和品质。
光线对作物生长的影响光是植物进行光合作用的重要能源来源，是作物生长的基本要素之一。
光线的质量、强度和持续时间对作物的生长具有重要影响。
首先，光质对作物生长有不同影响。
蓝光可以促进作物的生长，增加根系发育和叶绿素合成，提高光合效率；红光对激发植物的繁殖生长有很好的作用；紫外线对作物生长有一定的杀菌作用。
因此，在不同的生长阶段，可以根据作物的需求，调节光质来改善作物的生长状况。
其次，光强度对作物光合作用和生长发育具有重要影响。
光强度越高，作物的光合作用就越强，生长发育也越好。
不同作物对光强度的要求不同，决定了它们适应不同的生长环境。
例如，大多数蔬菜作物对光强度要求较高，以保证充足的光合产物供给；而一些阴性作物对光照要求较低，它们更适合在较暗的环境中生长。
最后，光照时间对作物的生长发育和进入不同生长阶段也有重要影响。
作物的生长发育和产量受到光周期的控制，通过调控光照时间可以促进和抑制作物的开花、结果等生理过程。
温度对作物生长的影响温度是作物生长发育的关键环境因素之一。
作物对温度的要求通常可以分为生长下限、最适温度和生长上限三个范围。
首先，生长下限温度指作物开始生长的最低温度，低于该温度作物生长十分缓慢甚至停止。
不同作物的生长下限温度各有差异，这也是一些作物只能在适宜气候条件下种植的原因之一。
其次，最适温度是作物生长最为理想的温度区间。
在最适温度下，作物的光合作用、呼吸作用和生长发育达到最佳状态。
不同作物的最适温度也有所区别，因此在种植过程中需要根据具体作物的最适温度来调控环境温度。
最后，生长上限温度是作物生长的最高温度。
超过生长上限温度，作物会出现脱水、光合作用受阻、叶片烧伤等现象，甚至可能发生死亡。
农学概论第五章
光能利用与作物增产
理论推算 ： 作物体保存于有机物的化学能占有效辐
射能的12﹪ 目前一季夏玉米的光能利用率约 ﹪ 射能的 ﹪，目前一季夏玉米的光能利用率约2.4﹪；
作物增产途径： 作物增产途径：
光合面积×光合能力× 作物经济产量 ＝ 〔 光合面积 × 光合能力 × 光合时间 －消耗〕×分配利用 消耗〕
生态因子作用的限制方式： 生态因子作用的限制方式： ——最小因子定律（李比希）：即作物生长取决于数量 最小因子定律（李比希） 最小因子定律 供给量不足的那一种因子。 供给量不足的那一种因子。 例如： 当某一营养物质不足于满足作物生长需要时， 例如 ： 当某一营养物质不足于满足作物生长需要时 ， 不但限制作物生长， 不但限制作物生长 ， 同时也将限制其它足于满足作 物生长需要的因子的效应发挥。 物生长需要的因子的效应发挥。 ——耐性定律（谢尔福德）：即某种作物生长对某一生 耐性定律（谢尔福德） 耐性定律 态因子适应的从高限到低限的范围。 态因子适应的从高限到低限的范围。 ——报酬递减规律：即投入到单位土地面积上的生态因 报酬递减规律： 报酬递减规律 子量不断增加，作物报酬的增加幅度逐渐减少的趋势。 子量不断增加，作物报酬的增加幅度逐渐减少的趋势。
第五章
本章重点： 育对光、 作物生长发育对光 、 温 、 水 、 气 、 土 、 肥的 生态资源的适应性和抗逆性 难 点：
光补偿点、 光饱和点、 光周期现象及应用； 光补偿点 、 光饱和点 、 光周期现象及应用 ； 温度三基点、 温周期现象及应用； 温度三基点 、 温周期现象及应用 ； 温度逆境与防 御 ； 需水特性， 水分逆境与防御； 作物群体通风 需水特性 ， 水分逆境与防御 ； 的作用； 作物营养临界期与最大效率期； 的作用 ； 作物营养临界期与最大效率期 ； 土壤肥 力要素及调控途径。 力要素及调控途径。
作物生理生态期末部分名词解释
名词解释作物生理生态学：是用生理学的观点和方法来分析生态学现象。
研究生态因子和作物生理现象之间的关系，即生态学与生理学的结合。
环境：指某一特定生物体或生物群体以外的空间以及直接或间接影响该生物体或生物群体的一切事物的总和。
环境因子：构成环境的各种因素，称为环境因子。
生态因子：对作物的生长发育具有直接或间接影响的外界环境要素（如营养、热量、水分、地形、气候等），称为生态因子。
作物对环境响应的三基点：作物在每个生态因子轴上都有一个能够生存的范围，在此范围内系统能够耐受的极限，分别为最高点和最低点，中间有最适宜于生命活动的最适点，这三点合称为作物对环境响应的三基点。
生态幅：从最低点到最高点之间的跨度称为生态幅。
生态位：某种作物在某个因子梯度上的生态幅实际上也是该作物的生态位。
基础生态位：能够为某一物种所占据的理论上的最大空间，称为基础生态位。
实际生态位：但群落中有竞争对手存在时，其实际栖息的空间要小得多，称为实际生态位。
胁迫：在资源利用上，系统适宜区之外到最低或最高点之间的区间称为耐受区，此时作物要遭受一定程度的限制，即胁迫。
耐受性定律：任何一个生态因子在量上的不足或过多，即当其接近或达到某种植物的耐受性限度时，就会使植物衰退甚至不能生存，这就是耐受性定律。
光：是太阳的辐射能以电磁波的形式投射到地球的辐射线。
光补偿点：在一定光照强度下，真正光合作用的强度与呼吸作用强度相等，这时植物既不吸收CO2，也不释放CO2,这里光强成为光补偿点。
光饱和点：在光补偿点以上，光合速率随光照强度的增加而增加，但当光照强度达到一定限度后，光照强度虽然继续增加，光合速率也不增高，这时的光照强度称为光饱和点。
叶片功能期：当叶片长至面积和厚度最大时，通常光合速率也达到最大值。
通常将叶片充分展开后光合速率维持较高水平的时期，称为叶片功能期，处于功能期的叶叫功能叶。
光抑制：光能过剩导致光合速率降低的现象称为光合作用的光抑制现象。
光合诱导期：从照光开始至光合速率达到稳定水平的这段时间，称为“光合滞后期”或称光合诱导期。
作物生态学资料汇总
《作物生态学》复习大纲第一章作物生态学概论第一节作物生态学的定义、特征与作用一、作物生态学的概念、内涵与特征（一）作物生态学的概念与内涵（二）作物生态学的性质1.以生态学和生理学为基础的一门应用学科2.服务于农业生产的一门综合性科学3.以可持续发展为目标的一门生态科学（三）作物生态学的特征1.综合性2.层次性3.系统性二、作物生态学的地位与作用（一）作物生态学的地位（二）作物生态学的作用第二节作物生态学的形成与发展一、作物生态学的产生（一）生态学的产生与发展1.生态学的萌芽时期2.生态学的建立时期3.生态学的分化时期4.人类生态学时期（二）生态学的分支1.按研究对象的生物组织水平划分2.按生物分类类群划分3.按生物栖息场所划分4.按生态学与其他科学的交叉划分5.按照应用领域划分（三）作物生态学的产生二、作物生态学的发展历程第三节作物生态学研究内容与研究方法一、作物生态学的研究内容1.作物生态系统的结构与功能2.作物生态系统的能量转化和物质循环规律3.作物生产潜力分析4.作物生态适应及分布5.逆境生态条件与作物生产6.作物生态系统的合理调控二、作物生态学的研究方法（一）作物生理生态研究法（二）作物与环境关系研究法（三）分子生物学技术（四）系统学和信息学方法第四节作物生态学的发展前景与方向一、作物生态学发展前景二、作物生态学发展方向（一）分子生态学（二）信息生态学（三）化学生态学（四）生理生态学第二章作物光温生态第一节作物与光照的关系一、光资源及变化节律（一）光资源的基本概念1.年辐射总量2.光合有效辐射3.日照时数（二）光照强度和日照长度的变化节律1.光照强度的变化2.日照长度的变化二、光照与作物生长和生产力的形成（一）作物群体中光的反射、投射与吸收1.作物群体内光照的分布2.太阳光在作物群体中的反射、投射与吸收（二）光强与作物生长发育和生产力的形成1.光强与作物光合作用2.光强与作物生长发育3.光强与作物产量和品质4.喜光作物与耐阴作物（三）日长与作物生长发育和生产力的形成1.作物的光周期反应2.短日照作物与长日照作物3.光周期理论的应用4.日长与作物产量和品质（四）光谱与作物生长发育和生产力的形成1.作物光形态建成2.光谱与作物产量和品质三、提高光能利用率的途径（一）C3和C4作物的光能利用特点1.C3作物2.C4作物3.CAM作物（二）高光效作物品种的选育（三）提高光合效率的途径1.延长光合时间2.增加光合面积3.增强光合效率第二节作物与温度的关系一、温度变化的节律（一）气温的日变化（二）气温的年变化（三）气温的地理分布1.气温的地理分布2.气温的垂直分布（四）土壤温度及其变化1.土壤的热量特征2.土壤温度的日变化3.土壤温度的年变化二、温度和作物生长与生产力的形成（一）关键温度指标1.三基点温度2.温度临界期3.积温及无霜期（二）温度与阶段发育（三）作物温度的生态型1.喜凉作物2.喜温作物3.亚热带作物（四）温度对作物生长与产量、品质的影响1.发芽出苗与生长2.产量和品质三、作物对温度逆境的反映（一）对低温逆境的反应1.寒害2.冻害3.作物对低温的反应（二）对高温逆境的反应1.直接伤害2.间接伤害3.作物对高温的适应四、农艺措施对温度的调控（一）灌溉（二）土壤耕作1.松土对土温的影响2.镇压对土温的影响3.垄作对土温的影响（三）覆盖与土壤温度1.地膜覆盖2.秸秆覆盖第三节作物光温生产潜力一、作物生产潜力研究概况（一）国外作物生产潜力研究概况（二）国内作物生产潜力研究概况二、作物光温生产潜力估算（一）光合生产潜力（二）光温生产潜力（三）光温水（气候）生产潜力三、我国作物光温生产潜力（一）光合生产潜力（二）光温生产潜力第三章作物水分生理第一节土壤—作物—大气水分平衡一、水分平衡分析（一）农田水分循环（二）SPAC中各部分水势1.植物细胞水势2.土壤水势3.大气水势（三）叶片—大气间水分运动（四）土壤—大气间水分运动1.测定方法2.水分通量计算（五）土壤—根系间水分运动二、影响土壤中水分滕发的因素（一）环境因素与土壤蒸发1.辐射强度2.温度3.相对湿度（二）作物与棵间蒸发1.叶面积指数2.作物生育进程3.作物种类（三）土壤水势1.对土壤蒸发的影响2.对作物蒸腾的影响三、土壤水库对“土壤—作物—大气”的调节（一）土壤水库的特征1.土壤水库的功能2.土壤水库与大气降水3.土壤水库与贮水能力（二）土壤水库中水库变化规律1.周年变化2.季节变化（三）土壤水库的调节作用第二节作物与水分的关系一、作物对水分的吸收和利用（一）植物细胞对水分的吸收（二）植物叶片对水分的吸收（三）植物根系对水分的吸收1.主动吸水2.被动吸水（四）水分的向上运输1.短距离运输2.长距离运输（五）影响作物吸水的因素1.根系的吸水效率2.环境因素（六）作物对水分的利用1.细胞的主要组成成分2.细胞的分裂和扩大3.生化反应的溶剂4.维持细胞膨压5.生态环境的调节物质二、作物需水规律（一）作物需水量（二）作物需水规律1.作物需水临界期2.作物最大需水期三、作物布局与水分（一）年降雨总量与作物布局（二）年降雨量的季节分配与作物布局第三节作物对水分逆境的反应一、水分亏缺对作物的影响（一）作物的抗旱机理1.干旱发生机理2.作物的抗旱性（二）水分亏缺对作物的影响1.个体发育2.作物生长3.气孔开闭过程4.光合作用5.蒸腾作用6.光合产物的分配7.离子吸收8.作物产量与品质9.作物病虫害（三）有限水分亏缺下作物的补偿效应二、涝渍对作物的影响（一）作物抗涝机理1.涝渍胁迫发生机理2.作物的抗涝性（二）涝渍危害对作物的影响1.作物生长和形态2.光合作用和呼吸作用3.离子吸收和运输三、作物对水分逆境的适应性（一）作物对干旱的适应性1.叶片形态对干旱胁迫的适应性2.根系形态对干旱胁迫的适应性3.渗透调节4.二氧化碳体内再循环5.脯氨酸积累6.气孔反应7.激素作用（二）作物对涝害的适应性1.形成发达的通气系统2.提高代谢的耐缺氧能力第四节水分利用效率一、作物水分生理效率二、作物水分生态效率三、农艺措施对作物水分利用率的调控（一）节水灌溉1.节水的概念2.灌溉3.节水灌溉技术（二）农业节水的途径1.工程措施节水2.农艺措施节水3.管理措施节水4.工程措施节水与农艺措施节水的关系（三）农艺措施对水分利用效率的调控1.概述2.农田保墒技术3.培肥地力4.水肥耦合5.建立适宜的种植制度7.选育抗旱品种8.节水灌溉制度和灌溉模式第四章作物养分生态第一节土壤养分动态平衡一、土壤养分的形态与有效性（一）土壤母质与次生矿物质（二）土壤有机质（三）土壤养分的有效性1.土壤养分有效性的化学特征2.土壤养分有效性的空间特征3.土壤养分有效性的生物特征二、土壤养分动态平衡（一）影响土壤养分平衡的因素（二）土壤养分容量和强度指标（三）土壤养分的能量概念（四）土壤平衡施肥与归还施肥三、土壤养分的迁移（一）截获（二）扩散（三）质流第二节作物对养分的吸收和同化一、作物养分根系吸收（一）根系吸收养分的部位（二）根系吸收养分的过程1.离子被吸附在根部细胞表面2.离子进入根系内部3.离子进入导管（三）根系吸收养分的特点1．对矿质元素和水分的相对吸收2.根系对离子的选择性吸收3.单盐毒害和离子拮抗二、作物养分的同化（一）氮的同化1.硝酸盐的还原2.氨的同化3.生物固氮（二）硫的同化（三）磷的同化三、作物营养的运输与分布（一）养分运输的形式、途径和速度（二）矿质元素在作物体内的分布四、作物营养诊断（一）植株必需元素（二）作物必需矿质元素缺乏或过多的症状表现第三节作物对养分的利用一、作物养分反应曲线（一）、作物养分吸收的反应曲线1.养分吸收曲线的基本特征2.作物随生育进程的养分吸收曲线（二）、作物养分利用的反应曲线1.作物产量与施肥量的曲线关系2.作物产量与施肥量的关系3.作物产量、施肥量与养分吸收之间的关系4.作物产量、养分吸收与施肥方式的关系二、作物养分利用效率（一）养分利用效率的基因型差异1.作物对大量养分元素的利用效率2.作物对微量营养元素的利用效率3.养分利用效率的阶段性特征4.养分利用效率的生物学基础（二）作物高效营养特征形态学和生理学指标1.作物根系形态与养分吸收的关系2.养分在植物体内的运输3.植物对养分的利用和代谢三、作物养分利用的调控因子（一）介质中养分浓度（二）环境因子1.温度2.光照3.水分4.通气状况5.土壤PH（三）养分离子的理化性状（四）离子间的相互作用（五）共生菌及根际分泌物第四节农田养分循环一、农田养分循环特征（一）农田养分库的基本特征（二）农田养分库的循环周期（三）农田养分库的动态平衡二、农田养分循环的调控（一）有机质在调控农田养分循环中的作用（二）保持农田养分循环平衡的途径1.采用合理的种植制度2.建立合理的轮作制度3.建立合理的施肥技术体系第五章作物分子生态第一节作物生长发育中分子生态特性一、作物形态建成的分子生态效应（一）作物光周期现象及其分子机理（二）作物春化作用及其分子机理二、PCD细胞程序性死亡及其分子生态效应（一）细胞PCD的特征（二）植物发育与PCD（三）植物与环境互作中的PCD（四）植物PCD的分子机理第二节作物对逆境相应的分子机理一、对温度胁迫的响（一）低温胁迫1.抗氧化系统对低温胁迫的生化响应2.相关基因对低温胁迫的响应（二）热胁迫二、对干旱胁迫的响应（一）与干旱胁迫有关的响应基因及其蛋白质（二）与植物抗旱性相关的调控元件因子（三）干旱胁迫信号的传导（四）与作物抗旱性相关的QTLs定位三、对盐胁迫的响应（一）作物的耐盐机理（二）作物耐盐的相关基因四、对营养胁迫的响应（一）营养胁迫对作物根系和代谢的影响（二）作物对营养胁迫的生理生化响应（三）作物营养高效的分子基础1.作物N营养高效分子基础2.作物P营养的高效分子基础3.作物K营养的高效分子基础五、对污染胁迫的响应（一）基因凸现（二）基因变换（三）基因突变第三节作物在环境修复中的作用一、作物对污染的抗性分子机制二、作物化感作用及其分子机理第四节作物分子调控技术一、植物生长调节物质的调控功能二、基因活化剂第五节转基因作物的生态安全性评价一、转基因作物对农业生态系统的影响二、转基因作物生态安全性评价内容与指标（一）生态安全性评价内容（二）生态安全性评价指标第六章作物群体生态第一节作物群体发展动力学一、作物群体结构（一）作物群体的概念（二）作物群体结构1.作物群体结构的大小和密度2.作物群体结构的水平分布3.作物群体结构的垂直层次4.作物群体结构的动态变化5作物群体结构的长相（三）作物群体结构的特征1.群体数量性状2.群体几何性状3.群体空间散布性状二、作物群体功能（一）对环境的影响（二）对群体自身的影响三、作物群体结构建成（一）作物生长与发育1.作物生长发育的概念2.作物生育期和生育时期3.作物相关生长（二）作物群体结构动态1.生物量积累动态2.群体叶面积动态四、作物群体生长分析（一）作物生长分析的计算指标1.作物生长率2.叶面积指数3.叶日积4.净同化率5.比叶面积6.比叶重（二）作物群体生物量积累（三）叶面积和光截获（四）叶日积第二节作物个体与群体的关系一、作物个体的空间分布1.株距2.行距3.带宽和带距4.密度二、作物个体与群体的协调机制1.竞争与密度效应2.自疏3.可塑性三、群体生产力形成1.群体产量2.群体光合作用3.最后产量恒定法则4.稻麦群体的“三重调节”5.作物群体生产力的影响因素第三节作物群体与农田群落一、农田群落的环境特征（一）农田作物层光分布1.光质的变化2.光能的变化（二）农田作物层温度1.冬小麦作物层温度日变化2.冬小麦作物层温度与气温差3.土壤含水量对冬小麦作物层温度的影响（三）农田作物层湿度二、农田群落的竞争与互补（一）单作中的竞争和互补（二）混作中的竞争和互补三、作物符合群体的管理四、作物群体结构的调控（一）群体的自动调节（二）栽培措施调节1.合理密植2.肥水调节3.化学调节4.人工调节第七章作物信息生态第一节信息生态学概述一、信息生态学的产生二、信息生态学的研究对象和内容（一）生态系统的数据采集和管理技术（二）生态系统的定量分析与模拟预测（三）生态系统的信息化管理与优化决策三、信息生态学的作用和地位四、作物信息生态概述（一）作物信息生态的定义（二）作物信息生态的研究内容第二节作物生态系统信息的传递模型一、信息的概念二、作物生态系统信息的类型三、作物生态系统信息的传递模型（一）作物与环境之间的信息传递（二）作物与植物之间的信息传递（三）植物与微生物之间的信息传递（四）微生物和动物与环境之间的信息传递第三节作物生态系统采集技术一、遥感技术二、机器视觉技术三、生物传感技术四、同位素示踪技术第四节作物生态系统信息处理技术一、数据库管理技术二、空间信息处理技术三、系统模拟模型技术四、作物管理知识模型技术第五节作物生态系统信息管理和利用一、作物生长检测与预测二、作物生长诊断与调控三、作物信息管理与服务第八章作物生产生态第一节作物生态分布与生产布局一、作物生态适应性（一）作物对光的适应性1.作物对光照强度的适应2.作物对日长的适应3.作物对光质的适应（二）作物对热量的适应性1.温度与作物类型2.土壤温度与作物适应性（三）作物对水分的适应性1.水分与作物生产2.作物对水分的要求（四）作物对营养元素的适应性（五）作物对土壤的适应性（六）作物生态适应性评价二、作物生产区划（一）我国农业生态条件的主要特点（二）作物生产区划的分区原则（三）作物生产区划的主要内容1.按作物用途区划2.按自然生态特点区划三、作物优势农产品布局（一）优势农产品的内涵（二）确定优势产区的主要依据1.资源条件好2.生产规模大3.市场区位优4.产业化基础强5.环境质量佳（三）我国优势农产品布局1.专用小麦2.专用玉米3.高油大豆4.优质棉花5“双低”油菜四、作物周年生产结构（一）作物周年生产结构的内涵（二）作物周年生产结构的基本类型1.单作一熟型2.单作多熟型3.多作一熟型4.多作多熟型（三）作物周年生产结构的土地利用第二节农田生产力与土壤质量一、农田生产力（一）生产潜力层次与估算1.作物生产潜力的层次2.作物生产潜力的估算（二）土壤肥力对农田生产力的影响（三）土壤肥力下降的原因（四）提高土壤肥力的途径1.生物途径2.化学途径3.有机粪肥与无机化肥结合使用4.物理途径5.防护途径二、土壤质量评价（一）土壤质量（二）土壤质量评价的指标1.土壤肥力2.土壤质量环境3.土壤生物活性4.土壤生态质量（三）土壤质量与粮食安全三、土壤质量管理技术（一）免（少）耕法（二）沼气池培肥第三节水分生产力与管理技术一、水分生产力（一）水分生产潜力（二）水分生产力的评价指标1.蒸腾效率（水分利用效率）2.蒸腾系数3.降水利用率4.植物水分利用效率二、区域水分管理（一）区域水量成分1.入流量2.可利用水量3.消耗水量4.出流量（二）区域水分利用效率评价三、农田水分管理（一）农田水分循环与平衡（二）作物需水规律（三）土壤水分管理1.旱地保墒、提墒2.灌溉3.抗旱灌溉4.非充分灌溉四、农业节水技术（一）农艺节水技术1.调整农业种植结构，压缩高耗水量农作物种植面积2.开源节流，改善农田土壤水分状况3.合理密植，以肥调水，提高农田土壤水分利用率（二）设施节水技术1.改进畦灌2.沟灌3.渠道防渗技术4.低压管道灌溉技术5.喷灌6.滴灌7.渗灌（三）生物节水技术1.生理调控节水2.生物遗传节水第四节肥料生产与管理技术一、肥料生产力二、农田肥料管理（一）合理施肥的评估标准1.高产2.优质3.高效4.生态5.肥土（二）合理施肥的评价指标1.肥料农学效率2.肥料生理效率3.肥料利用率（三）合理施肥的原则1.肥料深施2.无灌溉条件时早施，有灌溉条件时分期施3.采用保肥料增效措施4.调配氮素形态（四）提高作物本身养分利用能力（五）改善作物生育条件三、高效施肥技术（一）基肥1.撒施2.条施和穴施3.分层施肥法（二）种肥1.拌种2.浸种3.蘸根法4.盖种肥5.条施和穴施（三）追肥1.撒拖2.条施3.穴施4.环施5.根外施法第九章作物安全生态第一节作物生产系统的环境污染一、大气污染（一）大气污染物进入植物体的途径（二）大气污染物对作物的影响1.大气硫氧化物对作物的影响与危害2.大气氟化物对作物的影响与危害3.臭氧对作物的影响与危害4.大气复合污染物对作物的影响与危害（三）由大气污染所引起的全球性环境问题1.酸雨对作物的影响2.臭氧层破坏对作物的影响3.温室效应对作物的影响二、重金属污染（一）重金属在土壤中的残留（二）重金属在土壤中的形态变化（三）土壤中重金属向植物体内转移的主要方式1.膜孔过滤2.被动扩散3.被动异化扩散4.主动运转5.胞吞和胞饮（四）几种主要重金属污染物对作物的危害1.镉对作物的危害2.砷对作物的危害3.其它重金属对作物的危害4.重金属复合污染对作物的影响三、水污染（一）水污染对作物的危害1.危害农作物生长发育造成减产2.有害物质在农产品中的积累造成质量降低（二）污水的农业利用第二节污染物在作物中的迁移一、重金属在作物体中的富集与分布1.镉2.砷3.汞4.铅二、农药在作物体内的富集与分布第三节污染物的生态影响与监测一、大气污染的生态影响（一）酸雨及其生态的影响（二）氟化物对生态的影响1.氟化物对气孔的影响2.氟化物对作物光合作用的影响3.对呼吸作物的影响4.对碳水化合物代谢的影响5.对蛋白质和氨基酸的影响6.对酶活性的影响（三）光化学烟雾对植物的影响1.O3伤害机理及症状2.植物生长的影响3.NO2伤害机理及症状（四）温室气体及其生态的影响二、重金属的生态影响（一）重金属的影响过程1.直接影响2.转化增毒3.生物放大（二）重金属的生态影响1.对种子萌发的影响2.对作物生长和生理生化过程的影响3.对作物产量和品质的影响三、污染物的监测技术（一）大气污染的生物监测1.植物污染量指数法2.植物生长量测定法3.地衣与苔藓监测法（二）土壤污染的生物监测1.植物监测法2.动物监测法3.微生物监测法（三）水环境污染的生物监测1.PFU法2.生物指数法3.生物种类多样性指数法第四节污染物的控制与生态安全一、环境污染的控制途径（一）农业面源污染的控制途径（二）大气污染的防治对策（三）酸雨的控制（四）土壤重金属污染的控制途径1.污染前控制（切断污染源）2.污染进行中控制3.污染后修复二、生物修复技术（一）生物修复与作物修复（二）污染土壤的植物修复三、工程修复技术（一）水污染的工程修复（二）土壤重金属污染的工程修复1.清洗法2.电化法3.客土深翻4.热解吸法5.玻璃化技术。
田间作物生长环境与生态因素分析
田间作物生长环境与生态因素分析作为人类最基本的生活需求之一，农业一直都是社会经济发展的重要组成部分。
田间作物的生长环境和生态因素对于农业生产的成败起着至关重要的作用。
本文将针对田间作物生长环境与生态因素展开详细分析，以期对农业生产的改进和提升提供有价值的参考。
一、土壤环境因素的影响土壤是作物生长的基础，其质地、养分含量、pH值等环境因素对作物生长起着重要影响。
首先，土壤质地直接影响根系的生长和空气与水的渗透性。
细沙土质疏松，通气性强，但是保水能力较差；粘土质地则具备良好的保水性能，但排水不畅。
其次，土壤的养分含量决定了植物的生长状况。
养分过多或过少都会对作物的正常生长造成不良影响。
此外，土壤的pH值也是作物选择性与吸收养分的关键因素之一。
不同的作物对土壤的酸碱度有着不同的适应性。
二、气候环境因素的影响气候是作物生长的重要环境因素，包括温度、湿度、阳光照射等因素。
首先，温度对于作物的生长速度和发育阶段有着重要的影响。
适宜的温度有利于作物的光合作用和养分吸收，过高或过低的温度则会导致作物发育受阻。
其次，湿度对于作物的蒸腾作用、水分吸收和病虫害的发生都有着直接关系。
要根据不同作物的需求，合理控制湿度水平。
此外，光照也是作物生长的重要因素，阳光是作物进行光合作用所必需的能量来源，缺少光照会导致作物的发育不良。
三、生物因素的影响田间作物的生长环境还受到各种生物因素的影响。
农田中的有益生物如土壤中的微生物和蜜蜂等对作物的生长起到促进作用，而病虫害则会对作物的生长造成威胁。
为了提高农田的生态平衡，保护有益生物，控制病虫害的发生，农民需要合理利用生物手段进行病虫害的防治，避免使用农药对生态环境造成污染。
四、人为因素的影响除了自然因素外，人为因素也是影响田间作物生长环境的重要因素。
合理的管理措施、施肥和灌溉方式的选择，对作物的生长有着直接影响。
不合理的耕作方式和过量使用农药农草剂等都会破坏土壤生态系统，对自然环境造成负面影响。