农学概论第三章第四章课后习题答案

第三章1.简述作物的温光反应特性及在农业中的应用。

作物生长发育过程中需要一定的温度和光周期透导，才能从营养生长转为生殖生长的特性，称为作物的温光反应特性，具体及现为感光性、感温性和基本营养生长性3个方面。

因日照长短的影响而改变发育进程，导致生育期缩短或延长的特性，称为作物感光性或光周期反应。

因温应高低的影响而改变发育进程，导致生育期缩短或延长的特性称为感温性。

即使处在适于发育的温亚和光周期条件下，也必须有最低限度的营养生长，才能进行幼穗(花芽)分化，这种特性称为作物的基本营养生长性。

根据作物温光反应所需温度和日长，可将作物温光反应归为典型的两大类:以小麦、油菜为代表的低温长日型和以水稻为代表的高温短日型。

小麦、油菜在苗期需要一定的低温条件，并感受长日照，才能进行幼穗分化，一定的低温和长日照条件会促进幼穗分化，生育期缩短;否则则停留在营养生长阶段，生育期延长，甚至不能抽穗结实。

根据小麦、油菜对低温反应的强弱，可分为冬性、半冬性和春性类型;根据对长日照反应的强弱，可分为反应迟饨、反应中等和反应缴感型。

高温和短日照会加速水稻生育进程，促进幼穗分化，缩短生育期。

根据水稻对短日反应的不同，可分为早稻、中稻和晚稻3种类型，早稻和中稻对短日反应不敏感，在全年各个季节种植都能正常成熟;晚稻对短日照很敏感，严格要求在短日照条件下才能通过光照阶段，抽穗结实。

值得注意的是，有些作物对日照长度有特殊的要求，例如甘蔗只有在一定的日照长度下才能开花;也有些作物对日照长短反应不敏感，例如玉米。

由于作物的温光反应类型不同，即使同一个品种在不同的生态地区，生育期表现长短不同，例如长日照作物的小麦北种南移，生育期变长;短日照作物的水稻北种南移，生育期变短。

因此在作物引种时，从温光生态环境相近的地区进行引种，易于成功。

作物的温光反应特性对栽培实践也有一定指导意义。

2.什么叫营养生长和生殖生长?二者之间关系如何?营养生长：绿色开花植物的根、茎、叶等营养器官的生长，叫做营养生长。

生殖生长：当植物营养生长到一定时期以后，便开始分化形成花芽，以后开花、授粉、受精、结果（实），形成种子，植物的花、果实、种子等生殖器官的生长，叫做生殖生长。

二者的关系：1）相互制约：植物营养生长过胜时，就会不结果，同样生殖生长旺盛，那么营养生长受到抑制，营养就跟不上，造成后期落花落果，或者果实瘦小。

2）相互依赖：没有足够的营养就无法进行生殖生长，营养器官为生殖生长提供养分。

3.简述作物种子休眠的概念、种子萌发的条件和过程种子休眠：有些作物的种子在适宜的环境条件下仍不能正常萌发的现象。

休眠原因：1）种皮厚，透气差2）胚未发育完全3）后熟作用未完成4）抑制物质的存在。

解除措施：1）对于种皮厚透气性差可采用机械摩擦，加温或强酸等处理2）胚发育不完全或后熟作用引起的休眠采用层积法，变温处理和激素处理等方法3）对于抑制物的存在采用冲洗，低温等处理。

作物种子萌发的条件：（1）温度：一定温度范围内随温度升高种子萌发速度加快，原产高纬度地区萌发温度较低，原产低纬需温度较高。

（2）水分：种子吸水后膨胀软化有利于氧气进入和二氧化碳的排出加快呼吸和新陈代谢。

（3）氧气：需要充足的氧气保证氧呼吸的正常进行，以提供所需的能量。

种子萌发的过程：（1）吸水膨胀：蛋白质，淀粉，纤维素等亲水物质吸水膨胀（2）萌动：胚乳和子叶中储藏的养分在酶的作用下分解转化淀粉-葡萄糖，脂肪-甘油/脂肪酸-糖，蛋白质-氨基酸，这些物质供胚生长，胚细胞不断增多，体积增大，顶破种皮称萌动（3）发芽：种子萌动后胚根和胚芽继续生长，当胚根长度与种子长度相等，胚芽长度约为种子长度的1/2称种子发芽。

4.简述作物根、茎、叶的功能。

根的功能：吸收，输导，支持，合成，和储藏茎的功能：支持和运输，储藏和繁殖叶的功能：光合作用，蒸腾作用和一定的吸收作用，储藏作用，少数的作物的叶还有繁殖功能。

5.简述作物花的结构与花的分化发育过程。

作物花的结构：花柄（着生花的小枝），花托（着生于花柄的顶端），花被（着生于花托边缘或外围，有保护和传送花粉的作用），雄蕊（包括花药和花丝）和雌蕊（柱头，花柱和子房）花的分化发育过程：开花、授粉和受精当雌雄蕊发育成熟时，花被打开，花粉散放，完成传粉过程落在柱头上的花粉粒，其花粉管萌发，通过花柱进入子房(胚囊)，完成双受精。

即花粉粒中一个精细胞与卵细胞结合后发育成胚，另一个精细胞与极核结合后发育成胚乳，从而完成有性发育过程。

6.简述作物的产量形成以及各产量构成因素之间的关系。

通常把作物的产量分为生物产量和经济产量。

生物产量：作物在整个生育期间生产和积累有机物的总量，即整个植株的干物质重量。

经济产量：单位面积上所获得的有经济价值的主产品数量，也就是生产上所说的产量。

经济系数：在一定的生物产量中，获得经济产量的多少，要看生物产量转化为经济产量的效率，这种转化效率称为经济系数，即经济产量与生物产量的比率，是综合反应作物品种特性和栽培技术水平的指标。

作物产量可以分解为几个构成因素并依作物种类而异。

作物产量构成因素是在作物整个生长发育期内随着生育进程依次叠加形成，不同作物由于收获的产品器官不同而具有不同的产量形成特点。

产量构成因素间的相互关系：（1）相互制约，主要由光合产物和分配和竞争引起的，单位面积上密度增加后，各个体所占的营养面积和空间就相对减少，个体的生物产量就相对消弱表现为穗粒数等的减少，反之亦然。

（2）相互补偿，作物具有自动调节和补偿功能，这种功能是指后期形成的产量构成因素，可在一定程度上自动补偿前期所形成的产量构成因素。

7.什么是作物的源、库、流?源、库、流之间的关系如何?近代作物培生理研究中，常用源库流的理论来阐明作物产量形成的规律。

从产量形成角度看，“源”是指光合产物供给源或代谢源，是制造和提供养料的器官，主要指作物茎、叶为主体的全部营养器官。

“库”是光合产物储藏库或代谢库，主要指产品器官，例如籽粒、花果、幼叶、根系等。

库容主要指其容积及接纳养料的能力。

作物接纳养料的库可不止一个，可分为主库与次库。

“流”则指光合产物的运转和分配，它与作物体内输导系统的发育状况及其运转速率有关。

库源的大小及其活性对流的方向，速率，数量都有明显影响，起着“拉力”和“推力”的作用。

源是产量库形成和充实的重要物质基础。

要争取单位面积上有较大的库容，就必须从强化源的供给能力入手。

库容大小与作物产量密切相关。

库不单纯是储藏和消耗养料的器官，同时对源的大小，特别是对源的光合性能具有明显反馈作用。

适当增大库源比，对增强源的活性和促进干物质的积累均具有重要的作用。

连接源和库的维管系统发育是否良好影响同化物的运输，进而影响产量。

源、库、流在植物代谢活动和产量形成中是不可分制的统一整体，三者的发展水平及其平衡状况决定着作物产量的高低，源小库大、源大库小或源库皆小均难以获得高产。

在生产上力争“源大、库足、流畅”，获得高产。

8.试述作物群体分布规律及高产群体特点。

作物群体分布是指群体内个体以及个体各个器官在群体中的时空分布和配置。

(1)作物群体的时间分布作物群体的时间分布是指随生育进程出现的群体发展状况。

这一方面反映群体结构的动态发展;另一方面，这种动态发展与生育进程是否同步也可反映群体与个体之间的关系。

复合群体的时间分布与配置还指作物间共生期的长短等。

(2)作物群体的垂直分布作物群体的垂直分布可分为光合层、支持层和吸收层3个层次。

1光合层。

它是制造养分的场所，是群体生产的主体，应得到相应扩展，才能积累大量有机物质，形成产量。

2支持层，主体是茎秆，支持层的功能是支持光合层，使叶片能在空间有序排列，扩大中层空间,使群体内部有良好的光照和通风条件。

3吸收层，指作物的根系及空间发育。

在作物的生长发育过程中，要使这 3 个层次达到协调、均衡的发展，以保证形成最佳的产量。

(3)作物群体的水平分布作物群体的水平分布主要指个体分布的均匀度、整齐度、株行距、套作的预留行宽度等。

栽培管理上应该保证个体在土地上分布均匀，保证水平分布的合理与得当，可减少作物不体间对光能、水分、养分的竞争，并能改善通风透光条件，从而提高群体光能利用率和产量水平。

作物高产群体的特点高产群体特点主要有:1产量构成因素协调发展，有利于保穗(果)增粒增重;2主茎和分枝协调进展，有利于塑造良好的株型，减少无效枝的消耗;3群体与个体、个体与个体、个体内部器官间协调发展，4生育进程与生长中心转移、生产中心(光合器官) 更替、叶面积指数(LAI)、茎(枝)消长动态等诸进程合理;5叶层受光好，功能稳定，物质积累多，转运效率高。

9.如何通过栽培措施提高作物的光能利用率?光能利用率是指一定土地面积上光合产物中储存的能量占照射到该土地上太阳辐射能的比例。

提高光能利用率的途径1.选育高光合效率的品种目前在生理水平上提高光合效率的遗传改良重点:改变光合色素的组成与数量，改造叶片的吸光特性，提高光饱和点，缓解光抑制;改变二氧化碳固定酶，提高酶活性及对二氧化碳的亲和力。

2.提高作物群体的光能截获量。

提高作物群体的光能截获量主要是提高群体叶面指数(LAI)和叶面积持续时间 (LAD)。

3.降低呼吸消耗。

通过抑制光呼吸来提高净光合生产率4.改善裁培环境和栽培技术。

(1)复种与间作套种通过改一熟制为多熟制，采用再生稻、间作套种等种植方式，既可以相对延长光合时间，有效地利用全年的太阳能，又能在单位时间和单位面积上增加对太阳能的吸收量，减少反射、透射和漏射的损失。

(2)合理密植适宜密度能解决作物群体与个体之间的矛盾，同时还能充分利用地力，使生长前期叶面积迅速扩大，生长中后期达到最适叶面积指数，且持续时间长，后期叶面积指数缓慢下降，以截获更多的太阳光，保持较高的光合速率，提高作物群体对光能的利用率及大田光合产物总量。

(3)培育优良株型的群体通过合理栽培，例如采用适宜密度及肥水管理、中耕、整枝、植物生长调节剂的综合使用，能在某种程度上改善作物株型和叶型，形成田间作物群体的最佳多层立体配置，造成群体上下层次都有较好的光照条件。

例如棉花在旺盛生长期使用缩节胺，对于调控株型、协调营养生长与生殖生长的矛盾十分有效。

(4) 改善水肥条件改善农田水肥条件，以培育健壮的作物群体，增强植株的光合能力。

(5)增加田间二氧化碳浓度在大田生产中要注意合理密植及适宜的行向和行距，改善通风透光条件，促使空气中二氧化碳不断补充到群体内部，有利于增强光合作用。

另外，在土壤中适当增施有机肥，肥料分解时可放出二氧化碳。

(6)使用植物生长调节剂矮壮素、缩节胺、多效等植物生长延缓剂不仅可有效防止植株徒长，在培育壮苗、提高植株光合能力等方面也具有很好的作用。

蔡乙酸等植物生长促进剂，在水稻、小麦等作物的开花末期或灌浆初期喷施，可显著调节光合产物的分配方向，达到增加粒数、千粒重和产量的作用。