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1、第一节节 作物的生态态因子与生长调节长调节 第二节节 作物与光照 第三节节 作物与温度 第四节节 作物与水分 第五节节 作物与空气 第六节节 作物与肥料 第七节节 作物与土壤 第四章 作物与生态环态环 境 1 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论 第一节节 作物的生态态因子与生长调节长调节 一、生态态因子 1、生态态因子的概念 与作物相关的所有环环境因子，统统称生态态因子。 作物存在的生态态系统统称为为农农田生态态系统统. 农农田生态态系统统也是由生物因子和非生物因子所组组成。 农农作物本身是这这个系统统生物因子中的一个种群。 2 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论 2、生态态因子的分类
2、类 （1）气候因子 光、温、水、气等，随地理位置和海拔而变变化 。 （2）土壤因子 土壤理化性质质、土壤生物和微生物等。 （3）地形因子 高原、山地、平原、洼地、坡度、坡向等。 （4）生物因子 动动物如哺乳动动物、昆虫等，昆虫影响较较大； 植物中除作物本身外还还有各种杂杂草； 有益微生物和有害病原菌等。 （5）人为为因子 栽培措施，整枝、打杈，耕地、施肥、灌水等 。 3 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论 3、生态态因子的作用机制 主次效应应 在一定条件下，众多的生态态因子中总总有一、两个 因子起着主导导性的、决定性的作用，其它因子处处于次要地位。 如春化阶阶段的低温、光周期现现象中的日照
3、长长度，小麦灌浆浆期的干热风热风 （气温30以上、大气相对对湿度30%以下、风风速3m/s） 交互效应应 当作物受到多个生态态因子的作用时时，各个因子对对 作物的效应应会表现现出某种交互作用。 如同时给时给 旱地施肥和灌水，效果要大于单单独施肥和单单独灌水。 一般情况下，某一生态态因子不能由其它因子代替，但在特殊 条件下，某一因素量的不足可由其它因素的增加而得到调剂调剂 。 如增加CO2浓浓度，可补偿补偿 由于光照减弱而引起的光合效率降低的效应应。 4 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论 直接作用和间间接作用 在对对作物生长发长发 育状况和作物分布 进进行分析时时，应应区别别于环环境因子的
4、直接和间间接作用。 如光、温、水、气和土壤养分等，直接影响作物的新陈陈代谢谢；如纬纬度 、海拔、地形等则则是通过过影响上述因子起间间接作用。 生态态因子作用的阶阶段性 同一环环境因素或组组合，对对同一作 物的不同发发育阶阶段所起的生态态作用是不同的；作物一生中， 所需环环境因素也是随着生长发长发 育的推移而变变化的。 如低温在小麦春化时时是必需条件，在小花分化时则时则 会导导致小花不孕， 对对作物有害。 5 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论 4、生态态因子的限制方式 最小因子律 德国化学家李比希提出了“植物的生长长取决于数 量最不足的那一种营营养物质质”的观观点，即最小因子定律。（限 制
5、因子） 应应用条件：第一，这这一定律只有相对稳对稳 定的条件下才能运用 。 第二，必须须考虑虑因子间间的相互作用。 报报酬递递减律 从一定的土地上所得到的报报酬随着向该该土地投 入的劳动劳动 和资资本量的增大而有所增加，但随着投入的单单位劳劳 动动和资资本量的增加，报报酬增加的幅度却在逐渐渐减少。 6 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论 耐性定律 某些因子的过过量也会成为为限制因子。谢谢尔福德把 最大量和最小量限制作用的概念合并为为耐性定律。即对对某作 物而言，生态态因子都存在着一个生物学上的上限和下限，它 们们之间间的幅度就是该该种生物对对某一生态态因子的耐性范围围。 A、一种生物对对各
6、种生态态因子的耐性范围围不同；不同生物对对同一生态态因 子的耐性范围围也不同。 B、同一种生物在不同发发育阶阶段对对生态态因子的耐性范围围不同 C、由于生态态因子间间的相互作用，在某个生态态因子不是处处于最适状态时态时 ，则则生物对对其它一些生态态因子的耐性范围缩围缩 小。 D、对对主要生态态因子耐性范围宽围宽 的生物种，其分布范围围广。 E、同一种内的不同品种，长长期生活在不同的生态环态环 境下，会形成对对多 种生态态因子的不同耐性范围围，从而形成生态态型的分化。 7 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论 二、作物的生态态适应应性 系指作物对环对环 境的要求与实际环实际环 境的吻合程度。
7、即作物生长发长发 育和产产量形成的节节律与环环境节节律的吻合程度 。 作物的生态态适应应性具有地区性和季节节性（核心）。 环环境条件综综合作用于作物：不利的因子降低了其它适宜因子 的作用，适宜的环环境因子能部分弥补补不利因子的不良作用。 如：山东东半岛岛是优质优质 苹果基地，种在沈阳附近，则则果小味 酸。 云贵贵高原出名茶。 8 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论 一般生态态适应应性可分为为：强、中、弱和不适应应四个等级级。 生态态型（ecotype）：同一种生物的不同个体群，长长期生活 在不同的生态环态环 境或人工培育条件下，发发生趋趋异适应应，经经自 然和人工选择选择 分化形成了生态态
8、、形态态和生理特性不同的基因 型类类群，称为为生态态型。 （种以下，如早、中、晚熟水稻品种） 生活型(life form)：不同种的生物长长期生长长在相同的自然和 人工培育环环境条件下，会发发生趋趋同适应应。在自然和人工选择选择 条件下，形成具有类类似形态态、生理和生态态特性的生物（作物 ）类类群，称为为生活型。 （种以上，如喜温作物、耐旱作物） 9 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论 环境 措施 作物 产品 三、作物生长长的环环境调节调节 1、环境因子在自然界中并非孤 立存在，而是互相影响相互制 约的。 如光增强，温度就会升高，土壤 湿度就会减小。 2、采取各种应变措施，处理好 作物与环
9、境的关系，既要让作 物适应当时当地的环境条件， 又要使环境满足作物的要求。 做到天时、地利、人和。 10 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论 第二节节 作物与光照 2004年2月1日山东烟台出现海市蜃楼 “蓬莱阁” 11 远处远处 景物反射出的光线进线进 入 空气时时，由于空气上下层层的温 度不同，密度不同，折射率也 不同。 我们们可以把海面的空气看作 是由折射率不同的许许多空气组组 成的，海面温度较较低，空气密 度较较大，折射率也较较大； 上层层气温较较高，空气密度较较 小，折射率也较较小。入射角i小 于折射角r。当i大于临临界角时时便 会出现现全反射而折下来。地面 的景物的影像就会在空
10、中形成 ，便是海市蜃楼，海滋。 12 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论 一、光照度对作物的影响 1、太阳光谱的性质 太阳光谱范围是2504,000nm之间。 13 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论 (1) 热效应：太阳能被作物截获后大部分转化为热能，用 于蒸腾及维持体温，保证各代谢过程的顺利进行。 (2) 光合作用：作物吸收的太阳能一部分用于光合作用， 它是作物将光能转化为化学能进行生产的基础。 (3) 光形态建成：太阳光强（辐射量）和光质（光谱成分 ），对作物的生长和发育的调整起着重要作用。 (4) 诱发性突变：紫外线、X-射线等波长很短的高能量辐 射对生物有杀伤作用，同时也改变
11、遗传物质的结构引起突变。 14 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论 2、光照强度及其变变化 太阳常数：地球上方垂直于太阳光 的平面上所接受的辐辐射大约约在 1395.9 W/m2。 太阳光通过过大气层时层时 ，由于散射、 反射和水气、尘尘埃的吸收，强度减弱 ，并且进进行了重新分配。在穿过过作物 冠层时层时 ，太阳辐辐射又会大大减弱。 海平面上只有907.3w/m2。 光强和光合有效辐辐射(PAR)是随时时 随地变变化的，与天气、太阳高度角、 纬纬度、海拔、坡向等有密切关系。 15 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论 3、光照度对对作物的影响 （1）光强与光合作用 作物对对光强的要求通常
12、用光补偿补偿 点（低 限）和光饱饱和点（高限）表示。 夜晚，光在0点，作物只有呼吸消耗， 没有光合积积累，光合速率为负值为负值 。 随着光强的增强，CO2的吸收逐渐渐增加 ，在一定光强下，实际实际 光合速率和呼吸速 率达到平衡，表观观光合速率等于0，此时时 的光强即为为光补偿补偿 点。 随着光强的增加，光合速率也逐渐渐上升 ，当达到一定值值后，光合速率便再不受光 强的影响而趋趋于稳稳定，此时时的光强称为为光 饱饱和点。 16 (2)C3、C4和CAM作物 PGA：3-磷酸甘油酸，OOA：草酰乙酸，PEP：烯醇式磷酸丙酮酸，RuBP：核酮糖二磷酸 17 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论 C
13、4光呼吸弱，CO2补偿补偿 点低，净净光合速率高。 高温、强光和低CO2条件下，C4高光合效率更明显显示。 （3）光强对对作物生长长的影响 弱光-黄化现现象。节间节间 伸长长，叶片小，无侧侧枝，水分含量高， 不能形成叶绿绿素，只形成胡萝萝卜素和叶黄素，植株黄色或黄白色 。 强光-光抑制。稻、麦、棉、豆中午前后经经常出现现光抑制，光 合速率暂时暂时 降低，过过后恢复或不能恢复。 （4）光强对对作物发发育的影响 光周期诱导诱导 后，开始花芽分化，光照时间时间 越长长，强度越大，有 机物积积累多，有利于花的发发育。 籽粒饱满饱满 ，水果变红变红 ，含糖量和香味增加。 18 第五章 作物与生态环境 作
14、物栽培学总论 二、日照长长度对对作物的影响 1、日照长长度及其变变化 自然界中一昼夜间间的光暗交替称为为光周期。 19 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论 2、光周期现现象和作物光周期类类型 光周期现现象：作物在发发育的某一阶阶段，要求一定长长短的昼夜 交替，才能开花，这这种现现象叫作物的光周期现现象。 （1）长长日照作物：24h昼夜周期中，日照长长度长长于某一个临临 界日长长才能成花。小麦、黑麦、大麦、油菜、甜菜、菠菜、萝萝 卜 （2）短日照作物：24h昼夜周期中，日照长长度短于某一个临临界 日长长才能成花。水稻、玉米、大豆、高粱、烟草、大麻、黄麻 （3）日中性作物：对对日照长长度不敏感
15、，在任何长长度的日照下 均能开花。 棉花、黄瓜、茄子、辣椒、番茄等。 （4）中日照作物：甘蔗11.5-12.5h 20 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论 3、光周期诱导诱导 的机理 在植物的光周期诱导诱导 中，暗期的长长度是植物成花的决定因 素，尤其是短日作物。 对对不同波长长光的研究中发现发现 ，红红光最为为有效，而远红远红 光 的作用相反。 21 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论 4、光周期理论论的应应用 （1）引种：一般在同纬纬度地区，只要肥水条件相似，引种容易成功 。不同纬纬度的地区引种时时，一定要进进行试验试验 ，忌盲目引进进。 （2）育种：促进进花期相遇。 南繁北育，加代繁殖。 如北方红红薯不能开花结实结实 ，短日处处理后，正常开花结实结实 。 水稻、玉米海南岛岛，小麦夏
