农业概论第十二章 作物的生长环境

果实的含糖量。
高山、高原上栽培的作物，由
于接受青、蓝、紫等短波光和
紫外线较多，一般植株矮，茎 叶富含花青素，色泽较深。丰 富的蓝紫光是高原春小麦屡出 高产纪录的重要生态因素之一。
不同的光谱成分对作物生育有不同的影响
用浅蓝色薄膜育秧与用无色薄膜相比，前 者秧苗及根系都较粗壮，插后成活快，分蘖早 而多，生长茁壮，叶色浓绿，鲜重和干重都有 增加，这是因为浅蓝色的薄膜可以大量透过光 合作用所需要的380—760nm波长的光，因而有 利于作物的光合过程和代谢过程。
定作物安全播种期。 可以对某一个地区某年产量进行预测，确定丰收年还是歉 收年。 一个地区的积温代表了此地区的热量资源，为正确制定农 业计划、安排作物布局、确定种植制度提供了依据。 以棉花为例，早熟品种要求＞10℃的积温3000—3300℃，
中熟品种3400—3600℃，晚熟品种3700—4000℃。
它表示作物利用水生产干物质的效率。 作物 水稻 小麦 玉米 棉花 蒸腾系数 500-800 450-600 250-300 300-600
各种作物的蒸腾系数
蒸腾系数 200~400 300~600 400~600 400~800 500~600 500~800 600~900 800~900 作 物 粟、黍稷、高粱 玉米、大麦、棉花 小麦、马铃薯、甜菜 黑麦、蚕豆、豌豆 荞麦、向日葵、豇豆 燕麦、稻 大豆、苜蓿、苕子 油菜、亚麻
密一些，使行、株间的枝叶相互遮荫，促进植株
往高生长，抑制分枝，这样有利于多收麻皮，提 高品质。
（三）光谱成分与作物的生长发育 1.光合有效辐射：在光合作用中，作物只对可见光区(390— 760nm)的大部分光波吸收，用于进行光合生产，这部分 辐射称为光合有效辐射。约占太阳总辐射量的40％—50％
10℃：喜温作物（玉米、棉花）开始播种生长， 10℃以上持续日数表示作物的生长活跃期。 15℃：喜温作物开始快速生长。 15℃以上持续日数 表示喜温作物的积极生长期。 20℃：热带作物开始积极生长期。
作物的温周期现象
1.温周期概念：作物生长发育与温度变化的同步现象称为温周期。
作物的温周期包括年温周期和日温周期两种。 2.为什么日夜变温对作物生长有很大的影响？ 这是因为白天温度较高，有利于光合作用，夜间温度较低，可减 少呼吸消耗。昼夜温差越大，有利于有机物质的积累，作物产量 越高，品质越好。日夜温差越大，籽粒蛋白质含量越高。
三、积温及无霜期
（一）、积温
1.概念： 指某一生育时期或某一时段内，逐日平 均气温累积之和。
2. 积温两种表达方式
A活动积温 B有效积温 大于或等与生物学零度的日平均温度逐 日累加起来。 将日平均温度与生物学零度的差值累加。
3. 积温在农业生产中的应用
可以估计作物的生育速度和各生育期到来的时间，并可确
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2．需水临界期
作物一生中对水分的需要量，一般前期和后期较少，中期较 多。苗期耗水量占全生育期的1/4以下，生育中期50-60%，作物 一生中对水分最为敏感的时期，称为需水临界期。所谓对水的敏 感期，就是说在这一时期若水分过多或不足，对作物的生长发育
光照与作物生长发育
太阳能是自然界中植物生产有机物质的唯一能源。绿
色植物吸收太阳光能并通过光合作用将CO2和水合成有机
物质，把光能转变为贮存于有机之中的化学能，实现能量
的吸收、转换和贮藏。 栽培作物的目的在于获取收获物，作物产量的95%以 上来自光合作用，而来自土壤中的无机盐部分则不足5%。 所以光照强度与作物生长发育和产量形成有密切的关系。
缺水对作物形态、生理产生不良影响，最
终导致产量降低。
作物光合作用和蒸腾作用与作物生产关系
极大，水分缺乏对光合作用的影响是对叶绿素
合成及气孔影响的综合结果。
作物的水分平衡
在正常的情况下，作物一方面蒸腾失水，同时又不断 地从土壤中吸收水分；这样就在作物生命活动中形成了吸水 与失水的连续运动过程。一般把作物吸水、用水、失水三者
1.寒害: 0℃以上的低温对作物的伤害。
水分合成失调、蛋白质合成受阻、碳水化合物减少、代
谢紊乱。 2.霜冻: 指春秋季节气温下降到0℃以下，组织内部发生冰 冻而引起的伤害。 原生质失水、冰融速度、蛋白质沉淀、原生质的机械损伤。
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（二） 高温对作物的危害
蛋白质合成受阻、有毒物质生成、 饥饿、旱害
作物维持生命的温度范围较宽，生育的温度范围
窄些，最适发育的温度范围则更窄。
作物对温度的适应范围（Ф.Дрё，1976）
三基点温度的特征：

不同作物三基点温度不同，根据对温度的不同
要求，分为喜温作物（生长起点 >10℃) 和耐寒
作物(>3 ℃ )。

种子萌发的三基点低于营养生长期的，营养生 长期又低于生殖器官发育期的。开花期对温度 最为敏感。
作物 ← 环境 ↓ 生理生化过程
↓
产品产量、品质
环境因子分类
气候因子
非生物因子
光能、温度、空气、水分等。如光照强度、 日照长度、光谱成分、温度、降水量、降水 分布、蒸发量、空气、风速等
土壤-地形因子
土壤结构、土壤营养 地势、地貌、坡向、坡度
植物 生物因子 动物 微生物
人为因素：主要指栽培措施，直接作用 于作物如整枝、打杈等，改善作物的环 境条件，如耕作、施肥、灌水等，还包 括环境污染的危害作用。
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作物与水分
水分对生命的存在起起决定性的作用，他
第四节 作物与水分 的多少在很大程度上决定了作物的种植制度。
一、作物对水分的需求特点
二、水分逆境对作物的影响
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一、作物对水分的需求特点
（一） 水对作物的生理生态作用
1. 生理作用： （1）原生质的主要成分； （2）光合作用的基本原料；
（二）光照强度与作物的生长发育
光照强度：指物体被可见光照明的程度，简称 光强、照度，光照强度大小取决于可见光的强 弱，单位勒克斯（Lux或Lx）。作物正常发育 适宜的光照强度8000-12000 lx. 1．光照强度与作物生长 光照强度对作物生长及 形态建成有重要的作用。如作物种植过密，株 内行间光照就不足，由于植株顶端的趋光性， 茎秆的节间会过分拉长，这样一来，不但影响 分蘖或分枝，而且影响群体内绿色器官的光合 作用，导致茎秆细弱而倒伏，造成减产。
容积热容量 （1cm3 /度)
二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围 （一）、温度对作物的影响
1. 温度对作物生长的影响
2. 温度对发育的影响 A.温度对成花的诱导效应 春化作用：经过低温诱导植物开花的作用。 B.作物的感温性
（二）、作物生育的温度范围
1. 三基点温度：最低、最适、最高 2. 温度临界期：对外界温度最敏感的时期。
（3）代谢过程的反应物质；
（4）作物生化反应和物质吸收、运输的溶剂； （5）维持细胞的膨胀状态； （6）细胞分裂与伸长的必需因子。
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生态作用：改善田间小气候，如大气湿度， 土壤及其表面的空气温度，土壤空气含量、微 生物状况、土壤养分利用率等。
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（二） 水与作物生长及产量的关系
提高作物光能效率的途径？
四、提高作物光能效率的途径
1.选用高光效良种：应选用株型、叶型合理且高光效的高产
稳产品种。株型紧凑、叶片挺直的品种。 2.间作套种:通过不同作物群体的合理配臵，从时间和空间上 更好的利用光能和地力。间作套种田可以利用高矮杆、宽 窄叶作物进行间套。
3.合理密植：合理密植的增产机理主要是使叶面积指数处于
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（二） 无霜期
无霜期长短是衡量一个地区热量资源的又一 个指标。 春季最后一次霜冻——秋季最早一次霜冻。 作物布局和确定种植制度的依据。
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四、温度逆境对作物的危害及防御措施
温度逆境：对作物不利的温度
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（一） 低温对作物的危害
低温:对作物的危害有冷害和霜冻
最适宜的范围内、，使太阳光的截获量增加，从而增加作 物干物质积累，提高产量和品质。
作物与温度
温度是一个状态 函数，标志着物质
分子平均动能水平。
环境温度包括大 气温度和土壤温度。
一、温度的节奏性变化与作物生产 二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围 三、积温及无霜期 四、温度逆境对作物的危害及防御措
一、温度的节奏性变化与作物生产
(一）、气温变化 1. 周期性变化 非周期性变化 温周期：作物生育与温度变化的同步现象。 2. 日变化及年变化
(二）、土壤温度变化
1.土壤热量特征
重量热容量（1g/度）
热容量 导热率
土壤的增热程度也受土壤导热性的影响。本身导热性 不大，主要由土壤颗粒间隙中的空气与水分状态决定。
的动态关系叫做水分平衡。只有当吸水、输导和蒸腾三方面
的比例适当时，才能维持良好的水分平衡。 1.供应不足→失衡→气孔关闭→蒸腾减小→平衡 2.失水﹤吸水→吐水→陡长，倒伏 3.蒸腾﹥吸水→萎焉
（三）作物的需水量和需水临界期
1.
作物的需水量 作物的需水量通常用蒸腾系数来表示。
蒸腾系数是指作物每形成l克干物质所消耗水分的克数。
日本特殊光照技术培育农作物
（一）作物的光周期现象
光周期现象---作物对于白天和黑夜的相对长 度的反映。 根据大多数作物对光周期的不同反应，分为： 分为长日照、短日照、中性作物和定日照作 物。 光周期现象在引种上的重要意义：纬度相近 的地区，日照条件基本相同，引种成功的可 能性大；
短日照作物 南种（短日照、高温）北引（长日照、低 温），生育期延长，甚至不能正常开花结实，北种南 引则相反； 长日照作物 南种北引，生育期缩短，应选择迟熟种， 北种南引选择早熟种。 例如：小麦南种北引，其生育期缩短。

一般最适应温度接近于最高温度。

最高温度多在30-40 ℃ 之间,生产中也不常见.所
以低温造成的危害较多。
农业界限温度
标志着某些重要物候现象或农事活动的开始，终止或转
折，对农业生产有指示或临界意义的日平均温度，称为农
业界限温度。
0℃：土壤冻结或解冻，农事活动终止或开始。常用日平均气 温0℃以上持续时期表示农耕期。 5℃：早春作物播种，小麦积极生长的界限温度， 5℃以上持 续日数表示作物的生长期或生长季。
蛋白质变性、脂溶
直接伤害 间接伤害
间接伤害高温使呼吸加强，蒸腾加速，水分平衡
和物质供需平衡被破坏，植株萎蔫。
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（三） 对逆境温度的防御
1.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2.
培育和选育抗寒或耐热的品种。
低温锻炼。甘薯育苗
3.
4.
化学诱导。玉米、棉花种子福美双处理
合理肥料配比。磷肥、钾肥提高抗寒力
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第十二章
作物与环境
环境
在农田作物栽培的生态系统中，环境是指作物 生活空间的外界自然条件的总和，不仅包括对其 有影响的种种自然环境条件，还包括生物有机体 的影响和作用。
自然环境
环境
人工环境：所有为作物正常生长发育所创造的环境。
环境与作物的关系
措施
↙ ↘
所采取的措施中，
一部分直接作用于 作物体，但更多的 是用于改善作物的 生物因子。
左右。
2. 光谱带：把太阳辐射对植物的效应，按波长划分为8个光 谱带，各个光谱带对植物的影响大不相同。＞0.72μm的 大致相当于远红光，0.71—0.61μm为红、橙光，0.6l— 0.5lμm为绿光，0.5l—0.40μm为蓝、紫光。
3.光谱作用：红光有利于碳水化合物的合成，蓝光则对蛋白质 合成有利。紫外线照射对果实成熟起良好作用，并能增加
2.光照强度与作物发育
光照强度也影响作物的发育。如棉花在开花、结铃期
遇长期阴雨天气，光照不足，影响碳水化合物的制造 与积累，就会造成较多的落花落铃。
3.光照强度与光合作用
作物对光照强度的要求通常用“光补偿点”和“光饱
和点”表示。
光补偿点---光合作用过程中吸收CO2和呼吸作用过程中
放出的CO2等量时的光照强度。 光饱和点---随着光照强度的进一步增强，光合速率也逐 渐上升，当达到一定值之后，光合速率便再不受光照 强度的影响而趋于稳定，此时的光照强度叫做光饱和 点。 光补偿点和光饱和点分别代表光合对光强度要求的
低限与高限，也分别代表光合对于弱光和强光的利用
能力，可作为作物需光特性的两个重要指标。
几种作物的需光特性
在作物生产上，常根据作物对光照强度要求
的特点，采取适当措施，来提高产量和品质。例
如有些光饱和点较低的作物，在较低的光照强度 下，仍能正常进行光合作用，形成较多光合产物， 如大豆、马铃薯，便可在一些高秆作物(玉米、高 粱等)行间间作。种植麻类作物时，一般要求种得