第五章作物与生态环境1作物的生态因子与生长调节
作物与环境的关系

气这亐个因素是作物生命活动中所丌能缺少的,缺 少其中之一作物就无法生存,这些因子叫做生活因 子
作物、环境、措施三者的关系
措施 作物 环境
生理生化过程
栽培作物的实践活动,包括 作物、环境、措施3个方面, 作物产品的形成,正是作物 一环境一措施3方面共同作 用的结果。从现代系统论的 观点看,环境一作物一措施 三者互相联系,共同构成了 农田作物栽培的生态系统
从作物栽培的角度来说, 光照强度、日照长度和 光谱成分都与作物的生 长发育有密切的关系, 并对作物的产量和品质 产生影响。
一、光对作物的生态作用
二、作物对光的吸收转化与产量
一、光对作物的生态作用
(一)光照强度
光照强度(光照度)指单位 面积上所接受的光通量,在 一定程度上反映了植物所能 选择吸收的可见光强弱。 光照度的测量单位是勒克斯 (Lux),1勒克斯等于1流 明/m2 ,亦等于1米烛光。在 作物研究中,采用照度计测 量。大致在380-710纳米波 长之间,属于可见光的主要 波长段。
可见,能被作物吸收参加光合作用癿光只占总有效 辐射癿80%。但也不能完全将光能转化为化学 能。 3.光能利用率:单位面积上癿作物总干重折算癿含 热量占同等面积上入射太阳有效辐射总收入癿百 分率。 目前我国一般生产水平光能利用率只有1%-2% ,高产田达3%-4%。据测算,亩产籽粒1000 公斤,光能利用率为5%。理论生产力与现实生 产力有一定差距。
1.环境因素相互联系的综合作用 2、主要因素
特点
3、环境因素的不可代替性和可调性
4、环境因素作用的阶段性
5、环境因素的直接作用和间接作用
1.环境因素相亏联系的综合作用 生态环境是许多环境因素综合作用的结果,迚而对作物起 着综合的生态作用。各个因素之间丌是孤立的,而是亏相 联系、亏相制约的,环境中任何一个因素的变化,都将引 起其他因素丌同程度的变化 2.主要因素 组成环境的因素,都影响作物的生长发育。但在一定条 件下,其中必有一二个因素是起主导作用的,它的存在不 否呾数量的变化,使作物的生长发育情况发生明显的变化 ,这种起主要作用的因素就是主导因素。
植物地理学5.1环境与生态因子

❖ 耐受性定律不仅估计了限制因子量的变化, 而且也估计了生物本身的耐受性问题。生物 的耐受性不仅随着种类不同,且在同一种内, 耐受性也因为年龄、季节、栖息地的不同而 有差异。
❖ 耐受性定律允许生态因子之间的相互作用, 如因子补偿作用。
•原生环境 (自然环境) •次生环境 (半自然环 境和人工 环境)
一 环境
环境的概念
环境的概念 环境因子
环境的类型
按照环境的主体分类 按照环境的性质分类 按照环境影响分类 按照环境范围大小分类
植物与环境的相互作用
宇宙环境(或 称星际环境)
地球环境 区域环境 微环境 内环境
一 环境
环境的类型
按照环境的主体分类 按照环境的性质分类 按照环境影响分类 按照环境范围大小分类
植物与环境的相互作用
自然环境 半自然环境 社会环境
一 环境
环境的概念
环境的概念 环境因子
环境的类型
按照环境的主体分类 按照环境的性质分类 按照环境影响分类 按照环境范围大小分类
植物与环境的相互作用
Liebig最小因子定律
“植物的生长取决于那些 处于最少量状态的营养 成分”。
Liebig最小因子定律与系 统论中的水桶理论涵义 一致: “一个有多块木板拼成 的水桶,当其中一块木 板较短时,不管其他木 板多高,木桶装水的总 量是受最小木板制约 的” 。
水桶法则
耐受性法则(1aw of tolerance)
生态幅 每一种植物对每一种生态因子都有其耐受的上 限与下限,耐受上限与耐受下限之间的范围, 称为生态幅或生态价。
限制因子原理 Liebig最小因子定律 限制因子法则 Shelford耐受性法则
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。
第五章限制与调节因子

的产物,是与特定生境相协调的基因型集群。
一般说来,物种分布越广,特别是分布区内生境差异越大,分化出的生态型 就越多;物种系统发育的历史越久,分化的机会也越多。生态型是新种的先驱。 对生态型的研究可用以分析种内生态适应的形成,了解种内分化及定型的过程 和原因。生态型的分化也是物种进化的基础,所以研究物种如何在不同生境条 件下分化为不同的生态型,是研究新物种形成过程的重要内容。
7、产业集群演进研究:基于组织生态视角
王发明(2010)将生态学的思想引入集群理论,“特定因子”、“生态因子” 和“限制因子”的实质就类似于企业生存和发展的资源,如果集群内企业生 存和发展所需要的资源不足的时候,企业就可能死亡或离开这个集群,从而影 响集群的存在和集群的竞争力。另外,企业在发现某地缺乏所需要的资源时, 同样会去别的地方寻找其需要的资源,而相的企业会通过各种信息了解这种 情况,从而通过模仿而寻找资源,并实现企业在其他地方的集聚。
3、教育生态系统的限制因子
教育生态学的基本原理是: (1)限制因子定津。在教育生态学中将自然限制因子扩展到社会、
精神因子。对教育生态系统,最主要的限制因子是能量流与信息流,能 理流不足低于基本需求时,会限制教育的规模数量和质量。当然,限制 因子多种多样,对限制因子要看到它的客观限制性,重视它,分析它, 不断排除其限制作用和影响,教育发展就会更快些、更好些。
5.6、其他物理限制因子
1、温度 2、光照 3、电离辐射 4、水 5、地下水 6、温度和湿度的共同作用 7、大气气体 8、大量营养元素和微量营养元素 9、风和水流
5.7、毒性物质的生物放大
食物链浓缩或生物放大Biomagnification
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
1作物生产与环境

三、环境与作物生产力
逆境条件造成作物产量(潜在产量)的损失可达 70%;其中,干旱造成作物产量的损失,可达非生物 逆境损失总量的50%以上。
生物逆境:如病虫害、杂草、鼠害等生物因素; 非生物逆境:如高温、冷害、干旱、水涝、冰暴 和环境污染等。
系 可图 获 得 产 量不 、同 实生 际产 产水 量平 与下 影作 响物 因潜 子在 的产 关量 、
二、生态因子与作物的生活
(一)生态因子对作物的基本作用
1.提供作物生活所必需的能量与物质来源;
2.环境及其周期性变化,提供作物完成生长发育 进程的信息和条件; 3.环境胁迫危及作物正常生活乃至死亡; 4.环境的多种因素可能引起作物的遗传变异改变 其遗传本性。
二、生态因子与作物的生活
(二)生态因子对作物的作用规律
一、作物生长环境与生态因子
(二)作物的环境:作物外部的全部要素组成的整 体。
• 由太阳辐射、大气、水体、土壤、生物等所组成 的作物自然空间环境;
• 除自然环境外,还包括人工环境,如各种温室、 覆盖物、人工气候室、辅助光源及灌溉设施等。 人工环境可克服自然环境的不利影响,创造出 更适于作物生活、发挥作物产量潜力的条件。
——马九杰等.农业经济问题,2005,(4):14-17
表 我国三省区(陕西、四川、宁夏)三种粮食作物受灾情况调查 (2003)
——马九杰等.农业经济问题,2005,(4):14-17
——陈印军.中国农业信息,2004,(2):8-12
——陈印军.中国农业信息,2004,(2):8-12
四、提高作物产量的有效途径
二、生态因子与作物的生活
(二)生态因子的作用规律
• 上述理论虽可解释某些因素影响作物生长的情 况,但由于作物的生长过程是复杂的,而且不 同因素间存在相互影响,或相互替代的作用关 系,多数情况下还同时存在多个因素的影响,
(完整版)农学概论教学大纲

要求学生掌握作物必需的营养元素的概念,了解矿质元素的生理作用,熟悉作物的需肥土壤肥力的概念,熟悉土壤的主要性质,了解我国主要低产田土壤的改良。
第六章作物生产技术
要求学生掌握土壤耕作技术和播种技术,熟悉育苗移栽技术、地膜覆盖技术、施肥技术和水分管理技术,了解病虫草害防治技术、化控技术、作物收获与贮藏及作物智能栽培技术。
第二节作物与光照
要求学生掌握光照度及日照长度对作物的影响,了解太阳光谱成分对作物的影响。
第三节作物与温度
要求学生掌握温度对作物的影响,熟悉积温及无霜期的概念,了解温度逆境对作物的危害。
第四节作物与水分
要求学生熟悉作物对水分的需求特点,了解水分逆境对作物的影响。
第五节作物与空气
要求学生熟悉作物与二氧化碳及氧气的关系,了解其他气体及风速对作物的影响。
第六节水分管理技术
1合理灌溉
2节水农业技术
3旱地农业
4涝渍害的防治
第七节病虫草害防治技术
1病害防治
2虫害防治
3草害防治
第八节化学调控技术
1植物激素与植物生长调节剂
2植物激素的种类与作用
3植物生长调节剂在生产上的应用
第九节收获与储藏
1收获
2收获物的初加工
3贮藏
第十节作物智能栽培技术
1作物智能栽培学的形成和定义
第五节良种繁育
1品种审定与推广
2种子繁育体系
3种子检验
第四章作物生长发育与产量形成
第一节作物的发育特性与生育期
1作物的发育特性
2作物的发育阶段
3作物的生育期
第二节作物器官的形成
1种子形态与萌发
2营养器官的建成
3生殖器官的建成
4器官生长的相关性
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。
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耐受下限
不能耐受带
种 群
没 有 生 物
生 物 不 多
低
生理紧张带 最适范围
最 多 度
分 布 中 心
耐受上限
不能耐受带 生 物没 不有 多生
物 高
图 5-2 耐性定律与生物分布和种群水平的关系
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(2)谢尔福耐性定律
1. 一种生物对各种生态因子的耐性范围不同; 不同生物对同一生态因子的耐性范围也不同。
➢ 光饱和点(saturation point):
开始达到光合速率最大值时的光强。
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
3 10
29
输1
8 7
出6
水5
平4
f
e
g
d
c
b
农业生态学,骆世明 主编.中国农业出版 社.P258-259
a
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。
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)
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。
➢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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(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
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
第五章 作物与生态环境
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
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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
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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。
(a.相对稳定条件下; b.必须考虑因耐性定律
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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。
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
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。