作物生态学
农业生态学知识点
第一章:1、我国的农业生态环境现状：湿地退化、草原退化、荒漠化加剧、水土流失2、五大危机：人口危机、粮食危机、能源危机、资源危机、环境危机;3、三“P”危机：Population人口问题、Poverty粮食问题、能源问题、资源问题Pollution环境问题4、生态学：是研究生物与其周围环境之间相互关系的科学;其中环境包括非生物环境与生物环境1866年德国学者海克尔提出5、生态文化：建立一种以生态学为核心的文化体系,建立起符合生态学原理的价值观念、思维模式、经济法则、生活方式和管理体系,改变以往那些不良观念,以生态学的思想与方式来认识世界、观察世界;6、生态方法论：整体观、层次观、关联观、协同观、动态观;7、按研究对象的生物组织水平可分为：个体、种群、群落、生态系统、景观、全球生态学;8、农业生态学：是运用生态学和系统论的原理与方法,把农业生物与其自然和社会环境作为一个整体,研究其中的相互关系、协同演变、调节控制和持续发展规律的科学;研究对象：农业生态系统；理论基础：生态学原理；方法基础：系统论;9、系统：系统论创始人贝塔朗菲：相互联系的诸要素的联合体;系统的构成必须具备三个条件：1两个以上的组分2组分之间有密切联系3共同完成一定的功能;注：功能→系统的功能是一种整体效应整合特性,不但包括各组分的独立功能,还增加了各组分之间相互作用后产生的新效应增强、减弱、原来没有→所以各组分功能之和不等于系统的整体功能或效应1+1≠210、生态系统：生物与生物之间以及生物与生存环境之间密切联系、相互作用,通过物质交换、能量转化和信息传递,成为占据一定空间、具有一定结构、执行一定功能的动态平衡整体;简单定义：在一定空间内的生物与非生物环境相互作用形成的系统;特点：1组分上：无生命和有生命2空间结构上：具有明显的地域性、动态性3时间变化上：简单到复杂,低级到高级4内部功能上组分间不断进行能量转换与物质循环,使系统处于一种动态平衡状5外部关系上：开放系统,物质能量交换11、农业生态系统：以农业生物为主要组分,受人类调控、以农业生产为主要目标的生态系统;受自然规律和社会经济规律共同制约特点：1组分上：生物组分以人工驯化和培育的农业生物为主；人类——大型消费者,同时是管理者、调控者；环境组分包括自然环境和人工环境;2结构上：系统的组分及其量比关系、空间分布等都受到人类的调控,使农业生态系统满足人类社会的需要3外部关系上：输入：增加了大量的人工输入,如肥料、农药、薄膜、农业机械、人力、信息等输出：农产品的大量输出,水土流失等4功能上：系统开放程度高,自身稳定性减弱;5调控上：自然调控、农民直接调控与社会经济间接调控;第二章：农业的基本生态关系1、生态因子：指自然环境中对生物生存起作用的各种因子;分类：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子;2、大气圈：提供生物生存所必须的碳、氢、氧、氮等元素；保护地面生物的生存条件水圈：降水量、大气湿度影响生物的生存与分布；直接的生理与生物学作用;土壤圈：提供生物生存的场所提供生物适宜的生存条件；是物质和能量的贮存和转化的场所;3、生态因子作用定律⑴ Liebig最小因子定律：植物的生长取决于数量最不足的那一种营养元素;这种元素不但直接限制植物生长,同时也会限制其他因子的效应;即最小养分定律⑵ Blackman限制因子定律：生态因子的最大状态对植物生长也具有限制性作用⑶ Shelford耐性定律;生物对每种生态因子都有一个耐性范围,即有一个生物学上限与下限;在上限与下限之间的范围称为生态幅或生态价4生活型：不同种的生物长期生活在相同环境条件下会发生耐性范围的趋同适应,形成形态、生理和生态特性相似的生物类群;4、生境栖息地：在环境条件制约下,具有特定生态特性的生物种和生物群落,只能在特定的小区域中生存,此小区域称该生物或群落的生境;简单：生物生长的具体地段的综合环境5、生态型：同种生物长期生活在不同环境条件下会发生耐性范围的趋异适应,形成形态、生理和生态特性不同的基因型类群;6、.生态位：生物完成其正常生活周期所表现出的对特定生态因子的综合适应位置,在时间、空间上的位置及其与相关物种之间的功能关系;即一个物种在生态系统中地位与角色同一生境中每一个物种都有一个特定生态位意义：在研究物种进化、竞争、资源利用等方面有理论价值生态位理论说明：1同一生境中的群落不存在两个生态位完全相同的物种2同一生境中能够生存的相似物种相似性有限,会发生生态位分离3为了减缓竞争,同一生境中同时存在两个或多个物种时,尽量选择生态位上有差异的类型;7、种群：种群是在某一特定时间内占据某一特定空间的同种生物个体的集合;基本特征：数量特征、空间特征、遗传特征;8、种群的增长模型：1种群在无环境限制条件下的指数式增长特征;种群在不受环境条件限制下,即食物充足、无种内竞争、无天敌、具有稳定的年龄结构,并且光、温、湿等环境条件处于最适状态,种群以指数方式增长,此时的种群增长率最大,称作内禀增长率;种群增长率稳定不变,不受种群自身密度的影响;类型：A 离散种群增长型：种群的增长是一代一代进行的,各世代相互分离,没有重叠世代分离的种群;Nt+1=λNtλ是模型的重要参数：λ＞1,种群密度上升；λ＝1,种群稳定；0＜λ＜1,种群下降；λ＝0,雌体没有繁殖,种群在下一代灭亡;B 连续种群增长型：种群的增长呈连续状态,各世代间有重叠,种群中同时有不同年龄级的个体共存世代连续的种群;即以种群大小Nt对时间t 作图,种群增长曲线呈“J”字型;种群增长的初级阶段⑵种群在环境制约下的Logistic增长模型即S型Logistic增长方程的重要意义：1、它是许多相互作用种群增长模型的基础2、是渔业、林业、农业等领域中确定最大持续产量的主要模型3、模型中两个参数r、K已经成为生物进化对策理论中的重要概念;9、种群间的相互作用：中性作用、负相互作用、竞争分直接干涉型和资源利用型、偏害作用、捕食作用、寄生作用、正相互作用偏利作用、原始协作、互利共生;10、化感作用他感作用：植物或微生物的代谢分泌物对环境中其他植物或微生物的有利或不利的作用,一种特殊的种间关系;生态意义：1对自然生态系统的影响,植物群落组成,生物多样性；2对农业生态系统的影响,在农林业生产管理中,利用化感作用控制田间杂草和病虫害,是一种具有潜力的可持续发展农业的措施;植物化感物质产生途径：茎叶挥发、茎叶淋溶、根系分泌、残体腐解;11、作物自毒现象：连作后产量降低,是造成作物连作障碍的一个原因;12、生物防治：利用自然的或经过改造的生物、基因或基因产物来减少有害生物的作用,使其有利于有益生物如作物、树木、动物和益虫及微生物;一农田害虫的生物防治：以虫治虫捕食、寄生、以菌治虫;二植物病害的生物防治：放线菌抗菌素、真菌抗菌素、细菌抗菌素、噬菌体;三农田杂草的生物防除：以虫防草、微生物防治杂草、动物和植物防除杂草;13、种群的生活史对策：生物在生存斗争中为适应环境而采用的不同进化对策,表现在体型大小、生理功能、繁殖方式、迁移方式、寿命长短等方面,也称生态对策;能量分配原则：生物采取的任何一种生态对策,都意味着能量的合理分配与权衡,并通过能量使用的协调,来促进自身的有效生存与繁殖;生活史对策的类型：生物按其栖息环境和进化对策分为r—对策型和k—对策型两种;属于K选择类的生物：个体较大,寿命较长,存活率高,要求稳定的栖息生境,不具较大扩散能力,具有较强的竞争能力,其种群密度较稳定,常保持在K水平;虽然种间竞争能力强,但增长率r 低,自平衡时间长,容易灭绝,如大象、恐龙等;属于r选择类的生物与属于K选择类的生物相反;14、农业生态系统r—K对策类型者的合理配置：利用r-生物加速系统的物质循环,减少损失,增加次级产品的输出；利用K-生物稳定农业生态环境15、生物群落：在相同时间聚集在同一地段上的各种生物种群的集合;16、群落的结构：1群落的水平结构：群落中各物种在水平空间方向上的配置状况;交错区：相邻的不同群落或生态系统的过渡区域边缘效应：交错区单位面积内的生物种类和种群密度较相邻群落有所增加,且系统生产力也相应增大的效应;2群落的垂直结构：包括两个方面：不同类型群落在海拔高度不同的生境上的垂直分布；同一群落中不同类型物种在垂直空间方向上的分层配置,即成层性,最基本的外貌特征;3时间结构：包括两个方面的内容一是：自然环境因素的时间节律所引起的群落各物种在时间结构上相应的周期性变化,即不同季节和不同年份的有序变化二是：群落演替;17、自然生物群落的演替：指生物群落的种类组成及其环境随时间发生有序变化的现象; 主要标志：物种组成上质的变化;特点与趋势：由低级到高级、由简单到复杂的不可逆过程;依据演替发生的最初场所性质：分为原初演替与次生演替;原初演替：指在从未有过生物的裸地上开始形成的演替演替进程慢,上千年;次生演替：指在原有群落被破坏后的地面上进行的演替 ,如撂荒地、火烧后的森林地演替进程快,几十年或十几年;18、顶极群落：在一个地区内,植物群落相继替代,通过一系列的演替阶段,最后达到与该地区环境条件相适应的稳定群落;19、群落的多样性与稳定性一群落多样性：群落中物种的多样化和变异性,是群落生物组成结构的重要指标;由物种的丰富度与均匀度构成丰富度：指一个群落中物种数目的多寡;均匀度：指一个群落中全部物种个体数目的分配状况,即反映分配的均匀程度;二群落稳定性包括两个不同的特征方面：抵抗力: 指群落在受到干扰时维持物种相互结合及各物种数量关系的能力;恢复力：指群落受干扰后恢复到原来平衡状态的能力;注意：群落的稳定性有一定限度,而非无限;三两者关系：群落多样性是影响稳定性的一个重要因素,多样性有利于提高稳定性; 20、生物多样性：指生物的多样化或变异性以及物种生境的生态复杂性;包括3个主要层次：基因多样性、物种多样性、生态系统多样性.生物多样性数学表达式：通常采用多样性指数表示生物多样性的数量特征,以下介绍常用的辛普生指数;SD=1-∑Pi^ 2 0≤D≤1-1/Si=1D为辛普生多样性指数,Pi为群体中物种i个体所占的比例,S为种类数目;21、景观生态学：是研究在一个由许多不同生态系统所组成的区域内即景观不同类型生态系统的空间格局及其相互作用过程的综合性学科;研究对象：景观景观生态学研究内容包括：1景观结构：不同景观要素之间的空间关系;2景观功能：各种景观要素之间的相互作用,不同生态系统之间的能量流、物质流和物种流例如动物活动等;3景观变化：景观的结构和功能上随时间的变化;4景观管理：通过分析景观特征,提出景观利用管理最优化方案;特点：1宏观性：景观生态学研究的主要层次包括生态系统、景观和区域;2异质性：景观内部事物或者其属性在时间或空间分布上的不均匀性或非随机性特征;与异质性相反的景观特征被称为均质性;3强调空间分异尺度：在观察景观现象或过程时一个特定的空间分辨率或标准时间单元;尺度效应：优势景观现象或过程特征随尺度变化而变化的现象;4注重人为活动22、景观：是由景观元素组成,景观元素是地面上相对同质的生态要素或单元;景观元素有三种类型：1 斑块：是一个在外观上与周围环境明显不同的非线性地表区域,是景观尺度上最小的匀质单元2 走廊或廊道：与本底有所区别的一条带状土地,可以看作是一个线状或带状的斑块;例如:树篱、公路3 基质本底：相对面积大于景观中斑块和廊道的景观要素,是景观中最具有连续性的部分,往往形成景观背景;基质的特点：1 相对面积比景观中的其他要素大2 在景观中连接度最高3 在景观动态中起最重要的作用本底结构特征——孔隙度：斑块在本底中称为孔,单位面积的斑块数目称为孔隙度;它是本底中斑块密度的量度;与斑块大小无关;23、景观的功能：就是景观元素之间的相互作用,即能量流、养分流和物种流从一种景观元素迁移到另外一个景观元素;通过大量的“流”,一种景观元素对另外一种景观元素施加于控制作用;关于景观要素间的流有两个基本观点：其一是半透膜观点,其二是关于源区和汇区的观点;24、景观生态学理论：包含以下几个方面：1岛屿生物地理学理论：在生物群落里,物种的多样性随面积的增加而增加;岛上种数与面积大小的关系的三种解释：稀有种多、大岛屿物种多、小岛近亲繁殖;S=CAZ S-多样性；A-面积； C-比例常数 Z-一般为~~2等级理论与尺度效应等级理论认为：任何系统皆属于一定的等级,并具有一定的时间和空间尺度;尺度：是对研究对象在空间上或时间上的测度,分别称为空间尺度和时间尺度,一般包含范围和分辨率两方面的意义;范围：是指研究对象在空间或时间上的持续范围;分辨率：是指研究对象时间和空间特征的最小单元;尺度效应:生态学系统的结构、功能及其动态变化在不同的空间和时间尺度上有不同的表现,也会产生不同的生态效应.尺度外推: 在景观生态学研究中,人们往往需要利用某一尺度上所获得的信息或知识来推断其他尺度上的特征的这一过程;包括尺度上推和尺度下推3自组织理论4边缘效应与生态交错带边缘：指两个不同的生态系统相交而形成的狭窄地区;边缘效应或边际效应：是指斑块边缘部分由于受两侧生态系的共同影响和交互作用而表现出与斑块内部不同的生态学特征和功能的现象;边缘物种：生活在边际带中多种环境资源条件或适应多变环境的物种;第三章农业生态系统的结构1、生态系统的结构:指生态系统组分在时间、空间上的配置及组分间的能物流联系;生态系统的结构包括：生物组分的物种结构、空间结构水平结构与垂直结构、时间结构、营养结构物种结构：生物种群组成及它们之间的量比关系空间结构：生物群落在空间上的垂直和水平格局变化;时间结构：生态区域内各生物种群生活周期在时间分配上形成的格局;营养结构：生态系统中生物间构成的食物链和食物网结构;2、农业生态系统的水平结构：1景观多样性与农业生态系统的水平结构农业景观：是由多种类型的在景观上有差异的农业生态系统的集合所组成的区域,如农田、鱼塘、林地等;2自然条件引起的农业生态系统水平结构包括：温度和湿度等气候条件引起的水平结构和地貌类型差异形成的水平结构;3农业区位引起的农业生态系统水平结构杜能农业经济区位——农业圈布局：不同类型的农业以中心城市为圆心呈同心圆状的空间分布;三个要素决定农业的利润：P = V - E+TP为利润,V为商品售价,E为生产成本,T为商品运费;杜能的两个理论：生产集约度理论、生产结构理论;3、生态交错带：在景观中不同斑块连接之处的交错区域为生态交错带;4、农业生态系统的垂直结构垂直结构：根据自然资源的特点和不同农业生物的特征,在垂直方向上建立的由多物种共存、多层次配置、多级物质能量循环利用的立体种植、养殖等的生态系统;1自然地理位置与农业生态系统的垂直结构包括：流域位置与垂直结构、地形变化与垂直结构;2木本群落内的垂直结构农林复合农林复合生态系统：指在同一土地单元内将农作物生产与林业或畜牧业生产同时或交替结合起来,使得土地生产力得以提高的持续性土地经营系统;分农主型、林主型、牧主型;3作物群体内的垂直结构农田立体模式农作物间混套复种复合群落——立体种植稻田养鱼——立体种养效益：在空间结构和营养关系上互为补充的利用农业资源,提高了稻田物质和能量的利用率与转化率；生态、经济与社会效益协调统一;农田种菇——立体种养效益：提高系统生产力和经济效益基塘系统——立体种养效益：充分利用资源,提高系统的生产力、稳定性和经济效益注：体种植作物组合的原则：选择形态、生理、生化、生态特性互补的物种进行搭配;5、食物链：生态系统的生物成员间通过取食与被取食的关系而联系起来的链状结构;营养级：食物链上的每一个食性环节生态意义：食物链是生态系统营养结构的基本单元；是物质循环、能量流动及信息传递的主要渠道;食物网：一种生物以多种生物为食,同时又被多种生物取食,食物链相互交错形成复杂的网状结构;生态意义：食物网维持生态系统的相对平衡,提高生态系统的稳定性和能量利用效率;生态系统的营养结构：以营养为纽带,把生物和环境、生物和生物紧密联系起来的结构.6、食物链加环类型：生产环如在种植业的基础上,发展畜牧渔养殖业、增益环如用粪、沼气养殖蚯蚓、蝇蛆,用于喂猪、鸡、鱼、减耗环如引入天敌,减少生产损耗、复合环如建立沼气池；稻田养鱼,增产、灭草灭虫减耗,同时增加动物产品、加工环如编织篮、筐、草帽、凉席、密度板、燃料等注：食物链加环并非越长越好；食物链加环要讲究综合效益;食物链加环的作用：1提高农业生态系统的稳定性2提高农副产品的利用率和经济效益3提高能量的利用率和转化率7、设计食物链、网结构的原则：①填补空白生态位,增加产品产出;②使废弃物质资源化,提高废弃物的利用价值;③减少养分的丢失浪费和能量的无效损耗;④扩大产品的多样化,广开就业门路,增加收入;⑤实现环境净化,提高生态效益;8、农业生态系统的时间结构：指在生态系统内合理安排各种生物使他们的生长发育及生物量积累的时间相错有序,充分利用当地自然资源的一种时序结构;农业生产中,调节时间结构的方式为间作、轮作、套作、轮养、套养等第四章:农业生态系统的功能——能量流动1、生态系统的功能：能量流动、物质循环、价值转化、信息传递;能量流动和物质循环是生态系统的基本功能;2、农业生态系能量：来源：1太阳能③④2辅助能：除太阳辐射能以外,其它进入系统的任何形式的能量;分为自然辅助能、人工辅助能;①自然辅助能：在自然过程中产生的除太阳辐射能以外的其它形式的能量②人工辅助能：人们在生产活动中地投入的各种形式的能量分生物辅助能、工业辅助能生物辅助能：来自生物有机体或有机物的能量;如畜力的做功,有机肥、种苗的化学潜能;工业辅助能：来自工业生产中的各种形式的能量;包括石油、电等形式直接投入的和化肥、农药、农膜、机械等等形式间接投入的能量;3、1生物辅助能一般是农业系统内部能量的再利用,表示归还率,是有限的；封闭形式的投入;2工业辅助能表示对该系统能量的补充;开放形式的投入;资源量、形式、成本、环境影响不同3生物辅助能/工业辅助能,称人工辅助能的组成投能结构;产出生物能/投入人工辅助能,称人工辅助能的能效单位面积单位时间内人工辅助能投入量,称为人工辅助能投入水平4、生物质能：主要是植物或其被动物转化的排泄物等生物有机质储存的能量;5、生态系统的能量流动和物质循环通过食物链和食物网进行的;6、食物链：生态系统中生物成员通过一系列吃与被吃的食物营养关系将彼此联系起来的链条;类型：捕食食物链、腐食食物链、寄生食物链、混合食物链;营养级：食物链上的每个食性环节绿色植物：第一营养级草食动物：第二营养级肉食动物：第三营养级食物网：多条食物链交错形成的网络;生态效率：食物链各营养级上能量的转化效率;十分之一定律：生态系统中,能量在食物链上流动,上一营养级大约只能固定下一营养级能量的10%,这种规律称之为十分之一定律;生态金字塔：当生态系统的营养级由低到高排列时,其个体数目、生物量及能量一般呈现出下大上小的塔形分布;7、能流路径：1太阳辐射能通过光合作用进入生态系统,成为生态系统能量主要来源；2植物有机质形式的化学潜能,通过食物链和食物网在生态系统中流动；3化学潜能储存在生态系统生物组分内,或者随着产品等输出离开系统；4生物通过呼吸作用释放热能,离开生态系统；5辅助能起辅助作用;8、生产力是农业生态系统最基本的数量特征,农业生态系统的生产力分为：初级生产植物,光合：次级生产动物,转换；系统生产力最终产品,生物维持量9、提高初级生产力方法：间套复种、育种、改良生产环境和条件、生产技术、充分利用非耕地;提高次级生产力的途径：1发展草食动物充分利用富含纤维素的有机物质；2控制环境,管理水平;。
植物生态学的基本原理及其在农业生产中的应用
植物生态学的基本原理及其在农业生产中的应用植物生态学是生态学的一个重要分支，研究植物的生态适应、种群和群落的结构与动态以及其与环境之间的相互作用关系。
植物生态学中的基本原理包括：生态适应、生态位、种间关系、种内变异和群落演替等。
这些基本原理在农业生产中有着重要应用，可以辅助我们增强农作物的适应能力、提高产量和改善农地生态环境。
一、生态适应原理在农业生产中的应用生态适应是指生物在环境中适应和生存的能力，是其生存、发展和繁殖的前提和保障。
农业生产中的农作物需要具备一定的生态适应能力，能够适应气候、土壤等环境要素的变化和波动。
我们可以通过对不同品种、不同试验地点的调查与研究，找出适应不同环境条件的品种种类，以提高作物的生态适应性。
不同地区苹果栽培所使用的苹果品种因受气候、土壤、病虫害等因素的影响而各异，选用适宜的品种，能够提高栽培的成功率和产量。
二、生态位理论在农业生产中的应用生态位是生物在生态系统中开拓和利用生存空间的能力和方式。
在农业生产中利用生态位理论，可以合理安排作物的种植时间、生长空间和数量，避免植物之间因为空间和食物的竞争而导致生长受阻。
通过合理地利用土地、恰当地安排植物栽培，可以减轻土地荒漠化的压力，改善土地资源的利用效果。
多品种轮作与混作栽培改善土壤酸碱度、提高土壤肥力，同时还能减轻单一作物栽培的土地生态环境压力。
三、种间关系在农业生产中的应用种间关系是指同一生态系统中不同物种之间的互动和影响。
在农业生产中，合理的种间关系可以促进作物之间的合作和耕作效果的提高。
在旱灾情况下，豆科作物与禾本科作物的相互配合可使水分的利用率提高，并减轻泥石流的危害。
通过生物复作，能够改善土壤的结构和增加有机质的含量，从而减少化肥施用量，降低生产成本。
四、种内变异在农业生产中的应用种内变异是生物在一定程度上发生的遗传变异。
在农业生产中，通过对不同品种的筛选和改良，可以选育出更加适应环境要求的新品种。
例如旱作品种的选育，可使作物更好地适应旱涝变化及水分利用率更高，从而提高作物的适应能力和产量。
农业生态学的发展及趋势
农业生态学的发展及趋势摘要生态学是研究生物与环境相互关系的一种学科，综述了农业生态学的发展过程，介绍了农业生态学的内容及发展趋势，以为创造协调的农业生态系统、提高产量提供参考。
关键词农业生态学；内容；发展趋势农业生产是一个协调和利用自然环境因素进行生产、获得产品的行业。
随着社会的发展，科技的进步，生态学被系统的研究和分析，将生态学应用在农业生产中，就产生了农业生态学。
农业生态学是运用生态学的原理及其系统论的方法，研究农业生物与自然和社会环境之间相互关系的一种应用性学科。
随着生态学理论与方法的不断成熟和完善，尤其是生态系统理论的提出，使生态学在农业领域的运用更加普遍与深入。
1 农业生态学的发展初期，农业生态学主要围绕农作物与农田土壤、气候、杂草的相互关系及其对农作物的影响而展开，同时也关注环境对作物分布的影响和作物的适应能力等方面内容。
20世纪30年代，农业生态学研究关注的重点是农作物和生态环境的关系，主要目的是调节环境适应作物生长，促进农业生产发展，未将农业生产和环境当做一个完整的生态系统来研究。
因此，这个时期的农业生态学没有受到关注。
20世纪70年代以后，将农业生态系统作为研究的重点，研究系统中的物质循环、能量流动等，并注意研究系统整体内组分之间的相互关系，使农业生态学研究领域和层次扩宽，生态系统水平的农业生态学逐步建立起来。
1981年召开了全国农业生态学研讨会，随后又多次召开了有关农业生态的全国性学术研讨会，对农业生态学的理论、内容体系等进行研讨。
到了20世纪90年代，保护资源与环境、促进可持续发展成为全球性社会经济发展主题。
步入21世纪，气候变暖、粮食安全、资源生态安全等再次成为全球关注的热点问题，农业生态学的研究领域得到不断扩展和深入。
围绕农业生产对全球气候变化的生态影响与适应策略、农业面源污染防治与农产品产地环境安全、农业清洁生产与循环农业发展、外来生物入侵及其控制等方面的研究，开始成为农业生态学研究的新的重点和任务[1-3]。
作物生态学试题参考答案
作物生态学试题参考答案一、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/(hamm）。
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。
农业生态学
1生态学和农业生态学的概念。
生态学：是研究生物与其环境（包括非生物环境与生物环境）相互关系的科学。
农业生态学：有意识地运用生态学基本理论及系统生态学的方法研究农业问题，逐步得到深入和发展，因此，生态学在农业领域的分支——农业生态学。
种群：指在一定时间内占据一定特定空间与时间的同一物种（或有机体）的集合体。
互利共生：指两个物种长期共同生活在一起，彼此相互依赖，相互依存，并能直接进行物质交流的一种相互关系。
偏利共生：指种间相互作用仅对一方有利，对另一方无影响。
化感作用：指由植物体分泌的化学物质对自身或其他种群发生影响的现象，植物的这种分泌物叫做化感作用物质。
竞争：生物种群的竞争通常包括种间竞争和种内竞争。
发生在两个或更多物种个体之间的竞争称为种间竞争；发生在同种个体之间的竞争称为种内竞争。
生态入侵：由于人类有意识或无意识地把把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，种群不断扩大，分布区逐步稳定地扩展，这种过程称生态入侵。
生物群落：指生存于特定区域或生境内的各种生物种群的集合体。
也可以用来指明各种不同大小及自然特征的有生命物体的集合。
生态优势种：是对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种。
顶级群落：群落演替系列最后达到稳定阶段称为顶级，演替最终形成的稳定群落。
伴生种：为群落的常见种类，它与优势种相伴存在，但不起主要作用。
偶见种：那些在群落中出现频率很低的种类，多半是由于种群本身数量稀少的缘故,有些偶见种的出现具有生态指示意义，有的还可作为地方性特征种来对待。
）生态型：同种生物的不同个体群，长期生存在不同的生态环境和人工培育条件下，发生趋异适应，并经自然和人工选择而自然形成的生态、形态和生理特性不同的基因类群。
生活型：不同种生物，由于长期生存在相同的自然生态和人为培育环境条件下，发生趋同适应，经自然选择和人工选择形成的具有类似形态、生理和生态特性的物种类群。
生境：某一生物种群或生物群落，由于生态环境的约束只能在某一特定区域中生存，则把该区域称为该生物种群或生物群落的生境。
作物领域(095101)
作物领域（095101）一、学科简介作物学是整个农业科学的核心，是农业发展的战略基础学科。
作物学科涵及作物种质资源与遗传育种学、作物生理生态学、作物栽培与耕作学、作物种子学等分支学科。
作物科学的任务是研究作物重要性状的遗传规律和育种技术，培育优良品种，实现良种化、种子标准化；同时揭示作物生长发育和产量、品质形成规律及其与环境关系，采取相应的耕作、栽培、管理技术，将良种的增产潜力转化为现实生产力，实现持续高产、优质、高效、生态、安全的生产目标。
宁夏大学作物学学科是一个有50多年深厚积淀的具有明显西北区域特色的传统优势学科。
多年来，学科紧紧围绕两大特色农区（绿洲和干旱）和作物抗逆生存（旱、冷、薄、蚀、盐）等现实条件，结合区域粮食安全、农民增收与主导产业发展需要，在西北特色农作物（春小麦、早粳稻、枸杞、特色中药材等）的高产栽培理论与技术、作物生态生理、农作制度理论与技术、作物遗传育种等方面开展了大量卓有成效的研究，逐步凝练成作物高产优质高效栽培、作物逆境生态生理、区域农作制、作物遗传育种与种质资源创新利用4个在全国同类学科中有明显学科专长和特色研究领域的学科方向。
二、培养目标1、培养目标作物领域农业硕士专业学位是与该领域任职资格相联系的专业学位，主要为西北特色农作物（春小麦、早粳稻、枸杞、特色中药材、小杂粮等）的高产栽培、遗传特性与新品种选育、作物逆境生理、绿洲农区耕作制度改革和旱区保护性耕作体系、作物设施栽培理论与技术研究、应用、开发及推广，农村发展、农业教育等企事业单位和管理部门培养具有作物生产与管理、种子生产与管理、区域农业规划与设计等综合职业技能的应用型、复合型高层次人才。
2、培养要求（1）作物领域农业硕士专业学位获得者应较好地掌握马克思主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想；拥护党的基本路线和方针、政策；树立科学发展观，为我国经济建设和社会发展服务。
（2）作物领域农业硕士专业学位获得者应掌握作物领域坚实的基础理论、系统的专业知识，以及相关的管理、人文和社会科学知识；具有较宽广的知识面，较强的专业技能和知识传授技能，具有创新意识和新型农业推广理念，能够独立从事作物领域的研究或开发、推广、管理和农村发展工作。
植物生态学
为基础的植物分布学》； 1898Schimper《以生理学为 基础的植物地理学》。 动物生态学： Jennings(英)——动物行为； Adams and Shelford( 美 )——动物生态演替； Davenport( 美 )—— 动 物群落生态（昆虫生态） 1930年前后 : 英美学派 以北美冰川地貌为研究对象 动态生态学 法瑞学派 阿尔卑斯山脉为研究对象 静态生态学 北欧学派 北欧森林为研究对象 分布规律 俄国学派 生物地理群落为研究对象
§1-2 农业生态学的性质与任务
一、农业生态学及其发展过程
二、研究的对象和基本内容 三、农业生态学的特点 四、农业生态学的研究方法 五、农业生态学的任务
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§1-2-1 农业生态学及其发展过程
一、农业生态学及其发展过程
农业生态学：把农业生产作为一个整体（农业生态系统）利
（四）生态系统生态学的发展阶段
1935 Tansley 第一次提出生态系统概念 ， 生态平衡
1941 R.L.Lindeman“一个老年湖泊内的食物链动态” 1952 E. P. Odum 《生态学基础》
H．T．Odum ， Hutchinson 按研究对象分:植物生态学、动物生态学、人类生态学 按组织水平分： 生态系统生态学、群落生态学、种群
§1-1 生态学形成和发展
一、生态学的定义
二、生态学形成和发展的几个阶段
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§1-1-1 生态学定义
生态学( Ecology)是生物学的分支，是一门宏观
生物学。
一、生态学的定义
生态学：研究生物与环境之间相互关系的科学 （1）生物与环境的关系 （2）各种生物之间的关系 （3）环境各要素之间的关系
《农业生态学》课程笔记 (3)
《农业生态学》课程笔记第一章绪论一、农业生态学的概念与内涵1. 定义：农业生态学是研究农业生态系统结构、功能、过程及其调控与管理的一门学科，它涉及生物学、生态学、土壤学、气象学、植物保护学等多个领域。
2. 内涵：- 农业生态系统：指在一定区域内，由农业生物群体与其环境相互作用、相互依存而形成的统一整体。
- 农业生态学的研究对象：不仅包括农业生产的生物要素，如农作物、畜禽、渔业等，还包括非生物要素，如土壤、气候、水、肥料等。
- 农业生态学的研究目标：旨在实现农业生产的高效、持续、稳定和生态平衡。
二、农业生态学的发展历程1. 传统农业阶段：- 特点：以人力和畜力为主，依赖自然条件，农业生产技术水平较低。
- 代表性技术：轮作、休耕、有机肥料使用等。
2. 现代农业阶段：- 特点：大量使用化肥、农药、农业机械等，追求产量最大化。
- 问题：资源过度消耗、环境污染、生态破坏等。
3. 可持续农业阶段：- 特点：强调农业与生态环境的协调发展，实现农业可持续发展。
- 目标：提高农业生产效率，保护生态环境，保障食物安全。
三、农业生态学的研究方法与技术1. 观察法：- 实地调查：对农业生态系统的组成、结构和功能进行直接观察。
- 长期定位观测：对农业生态系统的动态变化进行长期跟踪。
2. 实验法：- 田间试验：通过设置不同处理，研究农业生态系统的响应机制。
- 模拟实验：在受控条件下，模拟农业生态过程，探讨其内在规律。
3. 数学模型法：- 建模方法：系统动力学模型、线性规划模型、非线性模型等。
- 应用：预测农业生态系统的变化趋势，优化农业生产结构。
4. 信息技术：- 遥感技术：获取农业生态系统的空间分布信息。
- GIS：分析农业生态系统的空间格局和时空变化。
- GPS：定位农业生态系统的具体位置。
5. 系统分析法：- 系统理论：分析农业生态系统的整体性和层次性。
- 系统工程：设计和管理农业生态系统，提高其整体功能。
四、农业生态学的研究内容1. 农业生态系统的结构：- 生物种群：研究种群的数量、分布、动态和遗传多样性。
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一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育
（2）胚和胚乳（或子叶）的发育
正常条件下，胚乳或子叶发育：
小麦 水稻 玉米 大豆
完成细胞分裂的时间 （花后天数） ~14 ~9 ~13 14~20
总库容细胞个数 (万) 10~15
~18
~ 90 2.3~10.9×106个
表 甘薯块根木质部薄壁细胞再分裂的四种类型 和块根膨大及淀粉含量的关系
注：A为木质部周围二次形成层分裂形成，淀粉含量低；B为 一次形成层内侧筛管周围二次形成层分裂形成，有利于细胞 膨大和淀粉积累；C为一次形成层分裂形成后不再进行分裂的 细胞，只有细胞生长；D为木质化细胞。
一、作物经济器官的形态建成与发育
表 甘薯块根形成与地温的关系
柴根重 (g)
柴根数
注：盆栽试验，每盆1株，7月31日种植，9月27日收获 地温：生育期间平均温度
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （3）种子发育过程中的基因表达 • 植物胚胎发育过程是一个有序的基因选择性表达的 过程，通过转录形成特异mRNA，再合成特异的蛋白 质或酶，最终导致种胚、胚乳或子叶发育成熟。 • 研究表明，种子成熟过程中mRNA表达的特异性与 种子的发育进程有关。如在种子成熟后期，合成提高 种子耐脱水干燥能力和抑制种子萌发的物质，以及各 种水解酶抑制剂的mRNA丰度增加。
（子叶）
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育
胚乳或子叶细胞是贮藏物质的场所，其发育程度与 作物的产量和品质形成密切相关。 影响胚乳细胞分裂、发育的环境因素： •温度： 玉米：最适温度为27℃，此时细胞增殖较快，分裂 产生的细胞多；高于35℃时，细胞增殖时间短，产 生细胞个数少；低于15℃时，细胞分裂受到抑制， 增殖时间长，但细胞体积较大。
2、块根、块茎的 形成过程与条件
（1）甘薯块根的 形成Fra bibliotek形成条件
•光 照 ： 强 光 有 利
于块根形成，严
重遮光可能导致
块根不能形成而
形成柴根。
图 甘薯块根膨大期遮光对块根形成的影响
注：8月5日—9月5日遮光 品种：农林1号
一、作物经济器官的形态建成与发育
2、块根、块茎的形成过程与条件 （1）甘薯块根的形成 形成条件 温度：一般甘薯茎叶生长适宜温度为28-35℃，块 根形成适宜温度为25-28℃。但不同品种有所差异。
表 不同高温下水稻结实率（上海植生所，1976）
温度 28℃ 30℃ 32℃ 35℃ 38℃
实粒率% 秕粒率% 空粒率%
80.9 1.0 18.1
52.2 2.3 45.5
32.6 2.3 65.1
18.9 4.3 76.8
0 11.5 88.5
水稻： 高温：导致受精障碍、受精子房退化、灌浆障碍； 光照：下降50%时，显著降低产量。开花期使空粒增
图 大豆种子发育和发芽过程中丰富型mRNA的表达 图中标志的粗细表示每组mRNA的丰度
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （4）影响种子形成的因素 •遗传因素：如雄性不育、自交不亲和性、单性结实 等； •受精失败：如遭遇高温、低温、干旱等逆境条件， 可导致受精失败； •受精子房退化：如遭遇养分供应不足、高温等逆境 胁迫，可导致受精子房退化。
第八章 作物结实生理生态
内容提要
一、经济器官的形态建成与发育； 二、种子贮藏物质的积累； 三、生殖器官的脱落与败育； 四、作物产量构成的调节。
第八章 作物结实生理生态
•重点 1、经济器官的形态建成、物质积累，以及影响因
素； 2、生殖器官脱落或败育的机理与调节。 •难点 1、内外因素对作物经济器官物质积累的影响； 2、作物产量形成机能调节的理论与技术途径。
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的 形成与发育
（1）双受 精作用与种 子的形成
图 种子的结构
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育 • 胚：由受精卵不均等分裂产生二个子细胞，然后进 一步分裂分化形成胚和胚柄，胚柄能迅速合成RNA， 促进胚分化发育。 • 胚乳（或子叶）：由一个精子与两个极核结合形成 三倍体的初生胚乳核，经核分裂形成细胞型胚乳。初 生胚乳核只进行核分裂，不形成细胞壁，出现多个胚 乳核游离于胚囊中多核的现象，游离核期末胚乳的大 小可能与籽粒在成熟时的重量有关。
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育 影响胚乳细胞分裂、发育的环境因素： •光照：
光照因可促进光合作用，促进胚乳细胞分裂、增殖。 小麦遮光处理，在光照强度降低50%时，胚乳细胞 数减少45%。
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育 影响胚乳细胞分裂、发育的环境因素： •水分：缺水严重影响胚乳细胞分裂和扩大，造成籽 粒千粒重下降。 •矿质营养：N、P、K供应充足时，有利于胚乳细胞 分裂、扩大。因此，小麦、水稻施用穗肥可扩大库 容，提高产量。
加，乳熟期空、秕粒增加，蜡熟期秕粒增加。
玉米
•果穗吐丝期干旱： 严重影响授粉受 精作用，出现 “秃顶”现象， 大幅减少穗实粒 数；同时光合产 物运向籽粒受阻， 使茎秆重量增加。
•吐丝后干旱：抑 制胚乳细胞分裂， 降低库容，粒重 下降。
一、作物经济器官的形态建成与发育
2、块根、块茎的形成过程与条件 块根、块茎作物以营养器官为贮藏器官。甘薯、甜 菜同化产物贮藏在块根薄壁细胞中，土豆养分则贮藏 在块茎薄壁细胞中。 （1）甘薯块根的形成 形成过程：由粗大幼根一次（原生）和二次（次生） 形成层细胞的旺盛分裂形成大量薄壁细胞，作为贮藏 细胞，特别是原生形成层内薄壁细胞的再分裂能力对 块根膨大及淀粉含量具重要影响。
一、作物经济器官的形态建成与发育
1、种子的形成与发育 （2）胚和胚乳（或子叶）的发育 • 温度：
小麦：在昼夜温度为25℃/20℃时，有利于胚乳细 胞早期分裂和细胞扩大，有利于淀粉积累；在昼夜温 度为25℃/10℃时，有利于糊粉层细胞增殖和扩大， 有利于蛋白质积累。昼夜温差大有利于小麦品质的形 成。