农作物种子质量与产量的关系及其调控研究
《 作物栽培学Ⅱ》课程教学大纲
《作物栽培学Ⅱ》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：020041课程名称：作物栽培学（Ⅱ）英文名称：Crop Cultivation Science（Ⅱ）课程类别：专业课学时：45学分： 2.0适用对象: 农学专业，植物保护专业，种子科学与工程专业考核方式：考试（平时成绩占总成绩的30％）先修课程：植物生理学，遗传学，土壤肥料学，作物育种学等二、课程简介作物栽培学Ⅱ主要围绕南方（特别是广东省）栽培作物，如水稻、玉米（超甜玉米、糯玉米）、薯类（甘薯、马铃薯）、花生、甘蔗、烟草等大田农作物，从生产实际、特征特性、生长发育规律和高产、优质、高效、安全及其可持续发展的栽培技术和措施与原理等方面进行详细系统的论述。
Crop Cultivation ScienceⅡof individual introduction introduced in detail and systematically the feature and characteristics, principles of growth and development, cultural technology, cultural measures and its mechanism for high yield, good quality, high efficiency , security, and sustainability of the crops those were cultivated in south china, especially in Guangdong province, such as rice, maize, potato, peanut, sugarcane, tobacco.三、课程性质与教学目的作物栽培学是农业专业、种子科学与工程，植物保护等专业本科生的主要专业课之一，是一门直接为农业生产服务的综合性、实践性学科；其课程性质是研究作物生长发育、产量和品质形成规律及其与外界环境条件之间的关系，并探讨栽培管理、生长调控以及优化决策等途径，来实现作物高产、优质、高效、安全及其可持续发展的理论、方法与技术的应用性科学。
作物栽培学(作物产量及其构成因素)
第一节作物产量及其构成因素•作物产量作物产量是作物一生所生产的产品数量。
作物产量通常分为生物产量和经济产量。
•生物产量指作物一生中，即全生育期内通过光合作用和吸收作用，即通过物质和能量的转化所生产和累积的各种有机物的总量，计算生物产量时通常不包括根系(块根作物除外)。
•经济产量栽培作物的目的是获得较多的有经济价值的产品。
经济产量是指栽培目的所需要的产品收获量，即一般所指的产量。
•经济系数或收获指数经济产量占生物产量的比例，即生物产量转化为经济产量的效率，叫做经济系数或收获指数。
经济系数的高低仅表明生物产量转运到经济产品器官中的比例，并不表明经济产量的高低。
通常，经济产量的高低与生物产量高低成正比。
•生物产量、经济产量和经济系数的关系经济产量=生物产量×经济系数。
•产量构成因素作物产量是指单位土地面积上的作物群体的经济产品产量，即由个体产量或产品器官数量所构成。
作物产量可以分解为以下几个构成因素。
作物产量=株数×单株有效穗（分枝）数×每穗（分枝）粒（果荚）数×（每果粒数）×粒重•禾谷类作物的产量构成：穗数×单穗粒敷×粒重或穗数×单穗颖花数×结实率×粒重•豆类作物为产量：株数×单株有效分枝数×每分枝荚数×单荚实粒数×粒重•薯类作物产量：株数×单株薯块数×单薯重•棉花的产量：株数×单株有效铃数×单铃籽棉重×衣分•油菜的产量：株数×每株有效分枝数×每分枝角果数×每果粒数×粒重•产量构成因素间的关系•产量构成因素之间为乘积关系•产量构成因素相互间很难同步增长，往往彼此之间存在着负相关关系•株数(密度)与单株产品器官数量间的负相关关系较明显•在产量构成因素中，前者是后者的基础，后者对前者有一定的补偿作用•产量因素形成的特点产量因素的形成是在作物整个生育期内不同时期依次而重叠进行的；产量因素在其形成过程中具有自动调节现象，这种调节主要反映在对群体产量的补偿效应上。
水稻生长与产量影响因素研究及其调控措施
水稻生长与产量影响因素研究及其调控措施水稻的生长与产量受到多种因素的影响，包括生态环境因素、土壤因素、气候因素、水分因素、养分因素等。
针对这些影响因素，可以采取一系列的调控措施来提高水稻的生长和产量。
首先，生态环境因素对水稻生长和产量具有重要影响。
适宜的光照条件是水稻生长的基本需求，过强或过弱的光照都会对水稻的生长产生不利影响。
适宜的温度范围也是保证水稻正常生长的关键条件，过高或过低的温度都会影响水稻的生长和产量。
此外，适宜的湿度条件也对水稻的生长有重要影响，高湿度环境容易导致水稻病害的发生。
调控措施可以通过选择适宜的生态环境条件来改善水稻的生长和产量，比如选择充足的阳光照射、合适的温度和湿度范围。
其次，土壤因素是影响水稻生长和产量的另一个重要因素。
土壤的肥力直接关系到水稻的生长和产量。
水稻生产对土壤养分的需求主要是氮、磷和钾等主要元素，同时也需要微量元素的补充。
适量施用有机肥和无机肥料可以补充土壤养分，提高水稻的产量。
此外，调整土壤pH值和改善土壤结构也是提高水稻产量的重要措施。
例如，通过灌溉、排水等措施调整土壤湿度和通气性，改善土壤结构，有利于水稻根系的生长和发育。
再次，气候因素对水稻生长和产量有直接影响。
适宜的气候条件主要包括适宜的日照时间、降雨量和蒸发量。
过长或者过短的光照时间都会影响水稻的开花和结实。
适宜的降雨量和蒸发量有利于水稻的生长和养分吸收。
调控措施可以通过选择适宜的气候条件来提高水稻的生长和产量，例如栽培合适的品种和采取适时的灌溉措施。
最后，水分因素是影响水稻生长和产量的重要因素之一、适宜的水分条件有利于水稻根系的生长和发育，并且对水稻的养分吸收和光合作用有重要影响。
调控措施包括合理的灌溉和排水方法，以及选择耐旱性较强的水稻品种等。
综上所述，水稻生长与产量的影响因素较为复杂，包括生态环境因素、土壤因素、气候因素、水分因素、养分因素等。
通过合理调控这些因素，可以提高水稻的生长和产量。
作物生长的基本条件质的与产量品质的关系
根对矿质元素的吸收
空气是许多气体的混合体，由氮气(占78％)、氧气（占21%）、
四、空气因素 二氧化碳(约占0.33％，320ppm)和极少量的氢气，以及一些惰
性气体和不固定的成分如氨气、二氧化硫、水汽、烟尘等。
(一)二氧化碳
二氧化碳（CO2）是作物进行光合作用的原料。 据测定，农作物的干物质中90%—95%是由空气中的二氧化 碳和水合成的，只有5%—10%是来自土壤的营养物质。
(二)作物的蒸腾作用 水分通过作物活体表面的散失称为蒸腾作用 (三)生理需水和生态需求
1．生理需水 是直接用于作物生理生化过程的水分 2．生态需水 是为作物创造适宜的生态环境所需要的水分。
(四)作物需水量和需水临界期
1．作物需水量 有两种表示方法：一是用蒸腾系数表示； 二是用田间耗水量表示。
2．需水临界期 作物一生中有一个对水分最敏感的时期，称为需水临界期
为400—760nm(即可见光谱区) 。
光质是指太阳辐射的不同光谱成分。
(三)光质 不同波长的光谱对作物有不同的作用。
可见光是光合作用的主要能源，为光合有效辐射。 可见光为有色光。 波长0.6～0.7um为红、橙色，被叶绿素大量吸收，能促进碳水化合物的合成； 波长0.5～0.6um为绿色和黄色，很少被叶绿素利用； 波长0.4～0.5um为蓝、紫光，被叶绿素强烈吸收，促进蛋白质的合成，具 有造型作用。
2，土镶有机质的转化
(1)土壤有机质的矿质化过程 是指土壤有机质在良好通气条件下，经
过一系列好气微生物的作用，彻底分解为简单无机化合物的过程。
(2)土壤有机质的腐殖化过程 土壤有机质在微生物的作用下，不仅可以分解成为简单的无机化合物，
同时，经过生物化学作用，又可以重新合成新的、更为复杂的而且较稳定 的有机化合物，即腐殖质。
种子的成熟、产量预测、调制和调拨
第二章种子的成熟、产量预测、调制和调拨第一节种子的成熟和脱落一、种子的成熟种子在成熟过程中，种子的内部总发生一系列复杂的生物化学变化，干物质在种子内部不断地积累，各有机质的矿质元素从茎、叶流入种子，以糖、脂肪和蛋白质的形态贮存在种子内部。
种子发育初期，内部充满液体由于贮藏物质不断积累，这种液体逐渐混浊而成为乳状。
以后水分继续减少，不断浓缩，最后种子内部几乎全被硬化的合成的产物所充满。
在物理性状上，种子的成熟过程常常表现为绝对重量的增加和含水量的下降，种子充实饱满，种皮组织硬化，透性降低；在外观形态上随树种呈现出不同的颜色和光泽；在生理上则种胚有了发芽能力。
种子成熟包括两方面的意义。
一方面是生理成熟，即种子成熟过程中，当内部营养物质积累到一定程度，种胚具有发芽能力时，达到生理成熟。
达到生理成熟的种子含水量还较高，内含物还处于易溶状态，种皮不致密，种子不饱满，抗性弱，这样的种子不易贮藏，同时生理成熟的种子还没有充分完成种胚的生长发育过程，因此发芽率低。
种子具有成熟的特征时，称为形态成熟，形态成熟的种子内部生化变化基本结束，营养物质的积累已经终止，内含物由易溶状态转为难溶的脂肪、蛋白质和淀粉，含水量下降，酶活性减弱，呼吸作用也减弱，种子开始进入休眠状态，这样的种子易贮藏，发芽率高。
种子的成熟，必须具有形态上的成熟和生理上的成熟两个方面，才能称为种子的真正成熟，只具备其中任何一个条件时，都不能称为种子真正的成熟。
多数种子是在生理成熟之后进入形态成熟；有些树木的种子两种成熟时间几乎一致，如杨、柳、榆等；有些树木的种子，在形态上已表现出成熟的特征，而种胚未发育完全，需经过一段时间才具有发芽能力，则称为生理后熟，如银杏、刺楸等树种。
这样的种子只有在采收后经过具备低温、湿润、通气条件的层积贮藏后才会具有发芽能力。
在自然状态下则是在脱落坠地以后，种胚才逐渐伸长至正常的大小而具有发芽能力（图2—1）。
不同树种的种子成熟期是很不相同的。
如何提高农作物的产量和品质
如何提高农作物的产量和品质农作物的产量和品质是农业生产中关注的重要指标，对于农民来说，如何提高农作物的产量和品质是提高经济效益的关键。
下面将从科学种植管理、优质种子选用、土壤改良以及病虫害防治四个方面探讨如何提高农作物的产量和品质。
一、科学种植管理科学种植管理是提高农作物产量和品质的基础。
合理的种植密度和合理的间作选择可以增加作物的养分利用率和光能利用率，进而提高产量。
同时，及时的病虫害防治、合理的灌溉和施肥也是重要的管理措施。
在病虫害防治方面，可根据季节和气候变化合理选择药剂，采取防治措施，减少病虫害的发生。
在灌溉和施肥方面，要注意合理控制用水量和肥料的使用量，确保作物能够得到适量的水分和养分供应。
二、优质种子选用优质种子是提高农作物产量和品质的重要保障。
在选用种子时，应注意选择适应当地气候和土壤条件的优良品种。
同时，要选择具有抗病虫害能力和抗逆性强的品种，提高作物的抗灾能力。
此外，种子的萌发率、生长势和纯度等指标也是选种的重要考虑因素。
因此，选择优质种子对于提高农作物的产量和品质至关重要。
三、土壤改良良好的土壤条件对于农作物的生长发育至关重要。
例如，通过合理的土壤调理和施用有机肥料，可以改善土壤的结构，提高土壤的肥力和保水能力。
此外，合理的轮作和翻耕措施也是土壤改良的重要手段。
轮作可以有效地改变土壤中的害虫和病原体的生长环境，减少病虫害的发生。
而翻耕可以改善土壤通气性和保水性，促进作物的根系发育。
因此，积极采取土壤改良措施是提高农作物产量和品质的有效途径。
四、病虫害防治病虫害是限制农作物产量和品质的重要因素。
为了有效地防治病虫害，可以采用生物防治、化学防治和物理防治等多种方法。
生物防治是利用天敌或种属间关系来控制病虫害的方法，具有环保、无污染的特点。
化学防治是利用化学农药来杀灭病虫害，具有快速、广谱的特点。
物理防治是借助于物理手段来控制病虫害的方法，如使用虫灯和陷阱等。
选择适应当地的病虫害防治方法，并在病虫害发生前及时进行预防控制，是提高农作物产量和品质的重要手段。
影响种子质量的因素和种子质量的控制
影响种子质量的因素
（1）培养基原材料的产地、品种、加工方法及颗粒大小不同以及蛋白胨、琼脂的质量、水质的硬度、污染程度等都会对对孢子质量有不同程度的影响。
（2）培养温度、空气湿度、通气量等都会影响孢子的数量和力。
（3）斜面孢子一般培养7～8天时就开始自溶了。但是如果培养了5天后再冷藏，那么20天内都不会发生自溶。但是，冷藏时间过长会使菌体的活力下降。
（2）在种子制备过程中，每移种一次都需要进行杂菌检查。
种子质量的控制
（1）实验室种子制备阶段制备菌种时，将保藏的菌株溶于无菌的生理盐水中，逐级稀释，然后在培养皿琼脂固体培养基上划线培养，长出菌落，选择形态优良的菌落接入三角瓶进行液体摇瓶培养，筛选出生产率高的菌种备用。 这一分离方法适用于所有的保藏菌种，并且每隔一年左右都必须将保藏的菌种用此方法处理一次，以防止菌种的退化。
作物学研究进展
作物学研究进展作物学是农业科学的核心学科之一，本科学的两个主要的二级学科为作物育种学和作物栽培学。
作物科学的根本任务是探索揭示作物生长发育、产量与品质形成规律和作物重要性状遗传规律；研究作物育种技术和培育优良品种，创新集成高产、优质、高效、生态、安全栽培技术体系，相互配套应用于作物生产，为我国现代农业可持续发展，保障粮食安全和农产品有效供给、生态安全，提供可靠的技术支撑。
一、近年来本学科国内外发展状况进人21世纪，世界作物科学与技术发展形势发生了巨大变化，生物技术和信息技术向作物科学领域迅速渗透与转移，高新技术与传统技术相结合，促进了作物科学与技术的迅速发展。
发达国家通过生物技术和信息技术创新应用，推动了作物生产向优质、高效、无污染方向发展，显著提高了作物生产的可控程度和农产品的巿场竞争力。
我国作物科学与技术发展以高产、优质、高效、生态、安全为目标，以作物学科改良和栽培技术创新为突破口，促进传统技术的跨越升级，推动现代农业的可持续发展。
(一）作物遗传育种发展突出1.以生物技术为特征的现代育种发展迅速依据生物遗传变异的原理，育种的方法从杂交育种、诱变育种到多倍体育种、单倍体育种，再到基因工程、细胞工程育种，生物育种技术在我国发展迅速，与发达国家在生物育种新技术差距正在减小。
生物技术育种技术将成为提高作物产量和品质的主要途径。
2.以关键性状改良为主的新品种不断涌现优良品种的选育正逐步由表现型选择向基因型选择、由形态特征选择向生理特性选择的转变，优质、高产、抗逆的有机结合已成为优良品种培育的发展目标和方向；品种改良取得大批具有显著应用效益的成果，推动了农业科技的进步。
3.以方法体系为核心的育种技术得到发展近年来，通过生命科学及相关学科的渗透、交融和集成，作物遗传育种理论和方法不断拓展，在实现品种矮杆化和杂交化二次重大技术突破的基础上，细胞工程育种、分子标记育种、转基因育种以及分子设计育种等现代育种技术迅速发展。
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农作物种子质量与产量的关系及其调控研究农作物是农田中最重要的生物资源之一。
种子是农作物的起始点，
对于作物的生长和发展至关重要。
种子质量直接影响着农作物的产量
和品质。
因此，研究农作物种子质量与产量之间的关系，并探索调控
种子质量的方法，对于提高农作物产量具有重要的意义。
一、种子质量与产量的关系
1. 种子质量对种子萌发的影响
种子质量对种子的萌发能力起着决定性的影响。
高质量的种子具有
较高的萌发率和较快的萌发速度。
而低质量的种子则会导致萌发率低下、萌发时间延迟等问题，从而影响植物的生长和产量。
2. 种子质量对苗期生长的影响
种子质量不仅关系到种子的萌发，还会影响植物的苗期生长。
高质
量的种子所生长出的幼苗通常具有更好的生长势头、更强的抗逆能力
和更高的生物量积累。
而低质量的种子所生长出的幼苗则可能生长缓慢、易受病虫害侵害，导致后期产量降低。
3. 种子质量对植株生长发育的影响
种子的质量影响着植株的生长发育。
高质量的种子能够促进根系的
发达和侧枝的分枝，增加光合作用的面积，提高植株的光能利用效率。
而低质量种子所生长的植株则可能营养不良，发育不完全，导致产量
减少。
二、调控农作物种子质量的方法
1. 选择优质种子进行种植
为了提高农作物产量，种植者应该选择优质种子进行种植。
优质种
子具有较高的发芽率、较好的发芽势和较好的生长势头。
通过对种子
的外观、发芽率、农艺性状等进行综合评估，可以选出适宜的种子进
行种植。
2. 适宜的播期和播种密度
播期和播种密度是影响种子质量和产量的重要因素。
适宜的播期可
以保证种子在适宜的温度、湿度等条件下发芽生长，提高产量。
合理
的播种密度可以避免植株之间的竞争，促进植株充分发育，提高产量。
3. 合理的施肥和灌溉管理
合理的施肥和灌溉管理可以提高农作物的产量和品质。
对于种子的
质量来说，充分供应营养和水分是至关重要的。
通过科学合理地施肥
和灌溉，可以提高种子发育过程中的营养和水分供应，从而提高种子
质量和产量。
4. 防治病虫害和适时采收
病虫害是影响农作物产量和种子质量的重要因素。
适时进行农药防治，及早控制病虫害的发生，可以减少种子的感染和病害传播。
此外，适时采收种子也是保证种子质量的关键步骤。
结语
农作物种子质量与产量之间存在着密切的关系。
通过选择优质种子、适宜的种植措施以及科学合理的施肥、灌溉和病虫害防治，可以有效
地提高农作物种子的质量和产量。
进一步的研究和实践将为农业生产
提供更加有效的技术支持，助力提高农作物产量和粮食安全。