作物生态学试题参考答案

作物生态学
一、名词解释
1.作物生态型：同种作物的不同个体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，形成了形态、生理功能和生态特性不同的基因型类群。

2.PAR:是光合有效辐射的简称，是绿色植物进行光合作用时的有效光谱成分（400-700nm）
的辐射量,约占太阳总辐射的50%左右。

3.GDD：为有效积温的简称，作物某一发育时期或整个生长发育过程中大于生长下限温度
（B）的日平均温度（Tday）与生长下限温度之差的总和。

4.光温生产力：作物生理状况处于最佳、水肥供应充足、无病虫草害时，只由光温条件所
决定的作物生产力。

受作物遗传特性限制，又叫生理生产潜力。

5.VPD:是饱和水汽压亏缺的简称，是指在一定温度下，饱和水汽压与空气中的实际水
汽压之间的差值，它表示的是实际空气距离饱和状态的程度。

VPD越大，蒸腾速率越大，是合理灌溉的参考因素。

6-作物水分利用率：作物消耗单位水量生产的总干物质量，单位：KG/(ha mm）。

7.土壤有效含水量：土壤中能被作物吸收利用的水量，即田间持水量与凋萎系数之间的土壤含水量。

8.农田潜在蒸散：指农田土壤水分供应充足，作物处于最佳生理状态时，封行作物田块的蒸散量。

其大小只取决于当地的气候条件（辐射能的多少和空气的干燥程度及风速）。

9.土壤养分平衡：土壤中养分（主要是N、P、K）的收入与支出处于一种动态平衡的状态。

10作物生长的最小养分浓度：在作物生长过程中，其产量受土壤中相对含量最小的养分限制。

当作物对养分吸收量超过一定量时，产量随养分吸收量的增加而增加的速度减缓并逐渐趋于零。

此时养分在作物中达到饱和（最大养分含量），养分不再是产量限制因子，为作物生长的最小养分浓度。

二、问答题
1.试述有效积温对作物发育速率的预测指标有何优缺点？
答：优点：用有效积温预测作物的发育速率具有简单易操作的特点。

在实际生产中，特别是大田作物生产中或可控温室中环境温度处于作物最适宜以下时（此时作物发育速率与温度呈线性关系），有效积温法仍不失为一种行之有效的预测作物生育期的方法。

缺点：用有效积温预测作物的发育速率，一方面没有考虑日长对发育速率的影响；一方面假定发育速率与气温在发育上、下限温度之间遵循同一线性关系，而没有考虑高温对发育的迟滞作用。

此外，在作物发育的最适下限和最适上限温度之间，发育速率是不变的，而相应的有效积温却有很大的变化。

因此，用有效积温预测作物发育，在应用到建模以外的地区或品种时，预测误差较大。

2.为研究早稻抽穗期高温胁迫对早稻产量及其构成因素的影响，请根据作物生长的温度三
基点设计高温胁迫试验（包括试验处理、观测项目与观测方法和使用的仪器）？
答：1.试验处理：根据早稻抽穗期生长的温度三基点在大田早稻抽穗期通过控温装置设置4个温度梯度处理：分别是TBD（早稻抽穗期生长下限温度）值与TOD（早稻抽穗期生长最适温度）值之间一段温度范围（A）、TOD值左右一段温度范围(B)、TOD值与TCD（早稻抽穗期生长上限温度）值之间一段温度范围(C)、TCD值以上一段温度温度范围(D)、对照(E)（早稻抽穗期持续时间相对较短，温度变化范围不大，对照可能不能满足最大光合速率对温度订正所需的温度范围，所以加了前面三个温度(A、B、C)处理）。

每个处理设置三个重复。

2.观测项目、方法和仪器：
（1).早稻抽穗期、开花期每个处理每次重复每天测量光响应曲线（LI-6400光合仪）（开花期测量光响应曲线是为了了解早稻抽穗期在高温胁迫下是产生的应激胁迫还是生理胁迫）。

（2）. 早稻抽穗期、开花期每个处理每次重复每天测量荧光（荧光仪）（开花期测量荧光是为了了解早稻抽穗期在高温胁迫下是产生的应激胁迫还是生理胁迫）。

（3）.调查早稻每个处理每次重复抽穗期及以后每个生育期的生育期进程。

（4）.早稻收获期每个处理每次重复调查：每平方米的有效穗数、每穗粒数、千粒重、实际产量。

3.试述根据土壤水分平衡原理计算作物灌水量的方法？答：1.土壤水分平衡是指土壤收入
与支出的水分之差。

土壤水分收入：降雨P，毛管上升水C，灌溉I。

土壤水分支出：地表径流R，作物截流Int，作物吸收即蒸腾耗水Tr，土壤蒸发SEv，和渗漏D。

则土壤水分平衡方程：△S=P+I+C-Tr-Sev-R-Int-D。

其中（Tr+Sev）即为实际蒸散量。

2.要确定作物灌水量，需要确定作物实际需水量。

作物实际需水量的估算方法：目标产量法：作物实际需水量=目标产量/EY（作物水分利用率）；潜在蒸散法：作物实际需水量=PET；也可以根据土壤水势的变化，来判断作物实际需水量。

3. 灌溉量=作物实际需水量-降水量+渗漏量+径流量
对某一特定地区，生长期内的降水量可通过历史气候资料统计确定，而作物的EY、土壤渗透率和地表径流均可以根据长期的实验资料确定，土壤水势也可以根据试验确定胁迫的临界值。

则根据上式可以确定不同种植制度下农田周年灌溉需求的水
4.试述大气CO2浓度升高对C3和C4作物生长的生理生态影响会有何不同？答：（1）.
光合速率和光呼吸。

一般而言，大气CO2浓度升高，可以增加叶片的光合速率。

原因是高CO2浓度可以增加RuBp羧化酶的底物，减少O2对RuBp的竞争氧化，C3植物的净光合速率有随CO2浓度的升高而升高的趋势，而C4植物不然，这可能是由于C4植物具有浓缩CO2的C4途径，因而对环境中高CO2浓度响应较小的缘故。

大气CO2浓度升高，可以降低植物的光呼吸，同样对C3植物表现明显，而对C4植物影响较小。

（2）气孔导度、蒸腾作用。

大气CO2浓度升高，通常可以引起C3植物和C4植物气孔导度的降低。

高CO2浓度引起也片气孔关闭的想象并不是在所有的C3植物上均有发生，而对于一般的C4植物都能通过关闭气孔来对高CO2浓度做出反应。

由于气孔导度的降低，从而降低了蒸腾速率和减少叶片的蒸腾量，提高植物光合作物的水分利用率，由于C3植物的蒸腾系数较C4植物高，所以C4植物比C3在水分利用上更具有优势。

（3）.温度、发育。

随着CO2浓度的增加，能够提高大气温度，同时提高植株的C/N，这些都会在一定程度上加速植株的发育，一般而言，C4植物对高CO2浓度的反应要比C3植物要弱。

5.试根据土壤氮素平衡原理和作物氮素需求量（作物生长的最小氮浓度），描述计算作物
生长季的氮肥施用总量的方法？
答1.土壤氮素平衡是指土壤中收入与支出的氮素之差达到动态平衡。

作物生长的最小氮浓度是指当作物对养分吸收量超过一定量时，产量随养分吸收量的增加而增加的速度减缓并逐渐趋于零。

此时养分在作物中达到饱和（最大养分含量），养分不再是产量限制因子。

2.首先确定该作物生长季对氮素的吸收需求量：需要明确该作物要实现的产量目标（Y），该作物经济产品中的氮素的最低浓度（MCY），该作物秸秆中的氮素的最低浓度（MCSTR），经济系数（EC）。

则该作物生长季对氮素的吸收需求量（NUR）：NUR=Y*MCY+(1/EC-1)*Y*MCSTR。

3.确定该作物生长季氮肥施用总量（FA）：需要明确作物养分基础吸收量（Nu）、该肥料养分利用率（RF）及该肥料中氮素含量（FNC）。

则FA=（NUR-NU）/（RF*FNC）。