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1、实验四：作物生态指标测定西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室三、叶面积的测定三、叶面积的测定1 1、长、宽乘积法、长、宽乘积法（一）常规测定法一）常规测定法仪器设备：烘箱、三角板、米尺、电子天平、大信封若干等。仪器设备：烘箱、三角板、米尺、电子天平、大信封若干等。 小小麦麦、玉玉米米、水水稻稻均均可可用用叶叶片片的的长长宽宽乘乘积积，再再乘乘以以适适当当的的系系数数而而测测得得，不不同同的的品品种种所所取取的的系系数数会会有有差差别别。如如多多数数小小麦麦品品种种可可用用（长长宽宽）1.251.25的的公公式式测测得得叶叶面面积积。棉棉花花也也可可用用对对角角线线自自乘乘再再乘乘以
2、以适适当当的的系系数数求求得得。可可用用下下列列方方法法求系数：求系数： S=S=axyaxy S S0 0:W:WO O =S:W =S:W S=(S S=(S0 0W)/WW)/W0 0 a=S/( a=S/(xyxy) )2 2、称重法、称重法 取取有有代代表表性性的的植植株株叶叶片片量量得得面面积积后后作作为为样样叶叶放放在在大大信信封封中中，然然后后将将各各处处理理要要测测的的叶叶片片分分别别装装在在大大信信封封中中，烘烘干干称重，根据其干重多少折算出各自的叶面称重，根据其干重多少折算出各自的叶面积积。S0:W0=Si:Wi式中：式中：S0 样叶面积，样叶面积，cm2； W0 样叶干
3、重，克；样叶干重，克； Si 所求处理的植株叶面积，所求处理的植株叶面积， cm2； Wi 所求处理的植株叶片干重，克。所求处理的植株叶片干重，克。 （二）叶面积测定仪（二）叶面积测定仪 此法利用积分原理，以数字显示，速度快、准确、方便。此法利用积分原理，以数字显示，速度快、准确、方便。 叶叶面面积积测测定定仪仪分分手手持持和和台台式式两两种种。手手持持测测定定仪仪小小巧巧、轻轻便便，可可带带至至田田间间进进行行不不离离体体测测量量。台台式式测测定定仪仪测测孔孔较较宽宽，可可测测较大的叶片，也较精确。较大的叶片，也较精确。 1 1、LI-3000ALI-3000A便携式叶面积仪便携式叶面积仪
4、由微处理器控制的读数控制由微处理器控制的读数控制台和台和LI-3000传感器头部组成传感器头部组成。主要操作步骤：主要操作步骤：把传感器探头连接到主机上，检查仪器是否工把传感器探头连接到主机上，检查仪器是否工作正常，作正常， 若电量不足需充足电后再使用。若电量不足需充足电后再使用。打开电源开关，选择有代表性的植株，从上往打开电源开关，选择有代表性的植株，从上往下或从下往上测定各叶片，测定时整个叶片必下或从下往上测定各叶片，测定时整个叶片必须通过探头的扫描器，测定时还必须用左手捏须通过探头的扫描器，测定时还必须用左手捏住探头上的拉线。让拉线随叶片长度方向一起住探头上的拉线。让拉线随叶片长度方向一
5、起移动。移动。测量的叶面积结果可储存在主机中，可将多片测量的叶面积结果可储存在主机中，可将多片叶的面积累加后储存，可储存叶片长度、平均叶的面积累加后储存，可储存叶片长度、平均宽度、最大宽度。能储存宽度、最大宽度。能储存2400个读数。个读数。通过通过RS-232接口可把数据传输到计算机或打印接口可把数据传输到计算机或打印机。机。2 2、其他型号的叶面积仪其他型号的叶面积仪 3 3、冠层分析仪、冠层分析仪AccuPAR AccuPAR 冠层分析仪冠层分析仪灌溉试验作物生育期观测农业气象观测农业气象观测主要农作物生育期划分及观测标准主要农作物生育期划分及观测标准1.观测作物要能代表当地主要种植制度
6、的作物组合。观测作物确定后，既要保持相对的连续性，也要适应当地耕作制度改革的变化。2.观测作物的品种应是当地普遍推广或即将推广的优良品种，品种更新换代，观测作物的品种也应更换。3.观测作物应在当地适宜或普遍播种、移栽的时期播种、移栽。如因气候原因或耕作改制，当年播种普遍提早或推迟，观测作物的播种也应随之提早或推迟。4.观测作物应记载作物的品种类型和大田栽培方式等（见表1-1）。主要作物品种类型、熟性和栽培方式主要作物品种类型、熟性和栽培方式作物名称品种类型熟性大田栽培方式水稻常规稻、杂交稻，籼稻、粳稻、糯稻，双季早稻、双季晚稻、一季稻早熟、中熟、晚熟直播、移栽小麦冬小麦（冬性、半冬性、春性）；
7、春小麦早熟、中熟、晚熟条播、撒播；平作、套作玉米常规玉米、杂交玉米，马齿型、半马齿型、硬粒型、甜质型、爆裂型早熟、中熟、晚熟平作、间作、套作；直播、移栽、穴播、地膜覆盖棉花陆地棉（普通棉），海岛棉（长绒棉）早熟、中熟、晚熟平作、套作；直播、移栽、地膜覆盖大豆蔓生型、半直立型、直立型早熟、中熟、晚熟平作、间作、套作；穴播、条播油菜白菜型、芥菜型、甘蓝型早熟、中熟、晚熟平作、套作；穴播、移栽、撒播主要作物品种类型、熟性和栽培方式主要作物品种类型、熟性和栽培方式观测地点的选定1.测点位置：在观测地段4个区内，各选有代表性的一个点，作上标记，并按区顺序编号，生育期观测在此进行。测点之间应保持一定距离。
8、为增强代表性，各区测点位置交错排列，使之纵横都不在同一个行上，测点距田地边缘的最近距离不能小于2米，面积大的地段应更远些，以避免边际影响。切勿将测点选在田头、道路旁和入、排水口处。2.选定时间：一般在作物出苗后，下一生育期出现前进行；育苗移栽的作物可在大田植株成活（返青）期进行。3.测点面积： 1）条播密植作物宽为2-3行，长为l-2米。 2）穴播或稀植作物宽为2-3行，每行长可包括15-20穴（株）。 3）撒播作物为1平方米。秧田、苗床为0.25平方米。 4）间套种作物可酌情加大。4.观测植株选择：分蘖作物分蘖前以株为单位观测。分蘖后以茎为单位观测观测地点的选定观测地点的选定生育期的确定生育
9、期的确定当观测植株上或茎上出现某一生育期特征时，即为该个体进入了某一生育期。地段作物群体进入生育期，是以观测的总株（茎）数中进入生育期的株（茎）数所占的百分率确定的。第一次大于或等于10为发育始期，大于或等于50为发育普遍期，大于或等于80为末期、一般生育期观测到50为止（本章有明确规定的生育期除外），分枝作物有的生育期还应观测盛期。生育期百分率计算： 作物生育期观测标准名称作物生育期观测标准名称稻类播种、出苗、三叶、移栽、返青、分蘖、拔节、孕穗、抽穗、乳熟、成熟麦类播种、出苗、三叶、分蘖、越冬开始、返青、起身、拔节、孕穗、抽穗、开花、乳熟、成熟玉米播种、出苗、三叶、七叶、拔节、抽雄、开花、吐
10、丝、乳熟、成熟高粱播种、出苗、三叶、七叶、拔节、抽穗、开花、乳熟、成熟谷子播种、出苗、三叶、分蘖、拔节、抽穗、乳熟、成熟麦类生育期鉴别标准麦类生育期鉴别标准麦类中包括：冬小麦、春小麦、大麦、元麦、青稞、莜麦、燕麦。出苗期：从芽鞘中露出第一片绿色的小叶，长约2.0厘米，条播竖看显行。三叶期：从第二叶叶鞘中露出第三叶，叶长为第二片叶的一半。分蘖期：叶鞘中露出第一分蘖的叶尖约0.5一1.0厘米。越冬开始期：植株基本停止生长，分蘖不再增加或增长缓慢（可以第一次5日平均气温降到0的最后一天为准）。有些地区冬季气温经常在0左右波动，遇此情况应根据植株高度变化情况而定。返青期：冬小麦恢复生长，心叶长出1.0
11、-2.0厘米。起身期：冬小麦麦苗由匍匐转向直立。此时穗分化进入二棱期。冬小麦冬季不停止生长的地区不观测越冬开始期、返青期和起身期。麦类生育期鉴别标准麦类生育期鉴别标准 麦类生育期鉴别标准麦类生育期鉴别标准拔节期：茎基部节间伸长，露出地面约1.5-2.0厘米时为拔节。此时穗分化进入小花分化期。冬前一般不拔节的地区，如出现拔节现象，应详细在备注栏内记明拔节开始日期和拔节百分率。孕穗期：旗叶全部抽出叶鞘。抽穗期：从旗叶叶鞘中露出穗的顶端，有的穗于叶鞘侧弯曲露出。开花期：在穗子中部（莜麦、燕麦顶部）小穗花朵颖壳张开。露出花药，散出花粉。遇阴雨天气外颖不张开。需小心地剥开颖壳进行观测。乳熟期：穗子中部（
12、莜麦、燕麦顶部）子粒达到正常大小，呈黄绿色。内含物充满乳状浆液。成熟期：80以上子粒变黄，颖壳和茎秆变黄，仅上部第一、第二节仍呈微绿色。麦类生育期鉴别标准麦类生育期鉴别标准麦类生育期鉴别生理标准表麦类生育期鉴别生理标准表麦类生育期外形态鉴别标准图麦类生育期外形态鉴别标准图灌溉试验作物生长形态观测作物形态指标的调查作物形态指标的调查作物的生长发育与环境条件密切相关，栽培管理措施（灌水、施肥）对作物的生长及形态指标具有严重的影响，当作物受旱时，其株高、叶面积、干物质积累量的增长等明显受到抑制，缺水还会影响作物的生育进程、根系发育、产量构成因素及产量等。农作物生长过程中有明显的发育阶段，各发育阶段不
13、同，对土壤水肥等的要求不一样。因此，对各种灌溉作物的生育进程进行调查，并测定其形态指标（株高、叶面积、根系、干物质等），有助于我们对灌溉试验结果的鉴定与分析。从而掌握运用作物需水规律，进行适时适量的灌溉，保证作物高产稳产。生长高度的测量生长高度的测量1.测量地点测量地点 2.植株选择植株选择 3.测量方法测量方法禾本科作物稻类、麦类、玉米、高粱、谷子、甘蔗，拔节（蔗茎伸长）期及其以前，从土壤表面量至所测植株叶子伸直后的最高叶尖；拔节（蔗茎伸长）期以后，量至最上部一片展开叶子的某部叶枕，抽穗后量至穗顶（不包括芒长）。棉花、大豆、油菜、花生、芝麻、向日葵、马铃薯、烟草、麻类从土壤表面量至主茎顶端（
14、包括花序）。打顶的作物量至主茎最高处。作物培土后，植株高度测量从培土高度的一半量起。高度测量以厘米为单位，小数四舍五入，取整数记载。冬小麦全生育期植株高度变化图冬小麦全生育期植株高度变化图作物根系特点作物根系特点冬小麦返青期根系特点冬小麦返青期根系特点植株密度测定植株密度测定 密度是对单位土地面积上植株数量进行测定。密度是构成作物单位面积产量的重要因素之一，是科学管理的重要指标。分蘖作物密度的变化与气象条件关系十分密切。因此，在作物密度发生变化的发育期，需要进行密度测定。密度测定地点密度测定地点 第一次密度测定时在每个发育期测点附近，选有代表性的1个测点，做上标志。每次密度测定都在此进行。为提
15、高产量结构分析的精确性，稻类、麦类乳熟期密度测定时，每个区增加1个点，共8个点。测点距田地边缘需在2米以上。如测点失去代表性时，应另选测点、并注明原因。密度测定方法密度测定方法 测定单位面积上的总株（茎）数和有效株（茎）数，均以每平方米株（茎）数表示。单茎作物测定每平方米株数；分蘖作物分蘖前测定每平方米株数，分蘖后测定每平方米茎数。 生长状况评定生长状况评定 根据作物的长势、长相和影响产量的各主要因素对作物群体生长发育状况影响进行综合目测评定。1.评定时间：各种作物每个发育普遍期进行。2.评定方法：以整个观测地段全部作物为对象，与全县范围对比和历年与当年对比，综合评定作物生长状况的各要素，采用
16、划分苗类的方法进行评定。前后两次评定结果有改变时，要注明原因。评定标准评定标准一类：植株生长状况优良。植株健壮，密度均匀，高度整齐，叶色正常，花序发育良好。穗大粒多，结实饱满。没有或仅有轻微的病虫害和气象灾害，对生长影响极小。预计可达到丰产年景的水平。二类：作物生长状况较好或中等。植株密度不太均匀，有少量缺苗断垅现象。生长高度欠整齐。穗子、果实稍小。植株遭受病虫害或气象灾害较轻。预计可达到平均产量年景的水平。三类：作物生长状况不好或较差。植株密度不均匀，植株矮小，高度不整齐。缺苗断垅。农作物生长量的测定农作物生长量的测定生长量的测定是在间隔一定时间（或发育期），剪取一定数量具有代表性的植株，测
17、定其叶面积和植株干物质重量。作物产量基本上是单位面积土地上生长的叶片进行光合作用所形成的生物产量中的经济产量部分。因此测定生长期间叶面积和所积累的干物重的动态变化，作为分析产量变异的因子，将生理因果关系作为研究因素。仪器和用具仪器和用具 根据测定干重和叶面积的作物种类、样本的数量设置，一般应具备：1.恒温干燥箱（大中型）。2.干燥器（大中型）。3.天平（托盘或电子）：感量0.1克，载重1-2千克；感量0.01，载重100200克。4.求积仪、叶面积仪。5.塑料薄膜、剪刀、纱布袋（一个地段约40个，规格根据样本大小而定）。6.牛皮纸袋：若干个，供灌浆速度测定用。7.牛皮纸标签：与纱布袋数量相同。
18、取取 样样 叶面积和干物质重量同时测定，一次田间取样分别进行，取样时间在上午植株露水或雨水蒸发后进行。 操作顺序是：按器官分类、分器官称取鲜重、测定叶面积、分器官装袋、烘干、称重。 叶面积测定叶面积测定 叶叶面面积积测测定定是对作物绿色叶片表面积的测定。叶片是作物进行光合作用的主要器官，它的面积大小直接影响作物的受光，叶面积的变化制约着农田小气候，是作物群体结构合理性的重要标志之一。测定叶面积对研究作物合理受光的群体结构，鉴定品种特征，选育新品种，计算光能利用率及净同化率等生长特征量均具有重要意义。面积（系数）法面积（系数）法对样本叶片，直接测量长度和宽度，将长度和宽度之积乘以校正系数。 作物
19、名称作物名称 水稻、小麦水稻、小麦 玉米、高粱玉米、高粱 棉花棉花 校正系数校正系数 0.830.70.75计算叶面积校正系数开始进行叶面积测定和新品种更换的当年，在作物叶面积最大的时段，对观测品种以坐标纸法或用求积仪测定其面积，与叶片的长宽积之比，即可求出叶面积校正系数。计算叶面积校正系数（计算叶面积校正系数（K）测定叶面积测定叶面积1、测量叶片长宽：量取样本植株每片完全展开叶的完整的绿色叶片的长度（Li）和最大宽度（Di）（方法同计算叶面积校正系数）。2、单株（茎）叶面积（平方厘米）：单株（茎）上各叶片长宽乘积之和与校正系数之积，以（Si）表示。测定叶面积测定叶面积3、平方米叶面积（平方厘
20、米）：单株（茎）叶面积（S1）与1平方米株（茎）（m）之积（S2）。 4、单位土地面积（S）上的绿色叶面积的倍数。(S:10000平方厘米)。冬小麦不同叶位叶面生长图冬小麦不同叶位叶面生长图冬小麦单柱叶面积全生育期变化图冬小麦单柱叶面积全生育期变化图冬小麦不同产量水平叶面积指数中后期变化过程图冬小麦不同产量水平叶面积指数中后期变化过程图冬小麦不同水分处理叶面积指数变化图冬小麦不同水分处理叶面积指数变化图其他型号的叶面积仪其他型号的叶面积仪LI-3000ALI-3000A便携式叶面积仪便携式叶面积仪由微处理器由微处理器控制的读数控制的读数控制台和控制台和LI-3000传感器传感器头部组成头部组成
21、干物质重量测定干物质重量测定 作物植株经过干燥后对其重量的测定。作物干物质是光合作用的产物，其重量是作物生长状况的基本特征之一，可用于分析干物质的积累和分配与气象条件的关系，鉴定农业技术措施效应，掌握一定条件下作物产量形成的过程及其特点，研究其适应性，还可用于计算其他生长特征量，评定其光能利用率等。干物质重量测定方法干物质重量测定方法1、稻、麦、玉米、大豆、油菜按叶片、叶鞘（叶柄）、茎（分枝）、果实（穗、荚果）各器官进行分类，未抽出的孕穗应作为穗剥出统计；棉花按叶片、叶柄、茎（分枝）、铃进行分类。分别放入挂上标签经过称重的布袋内称取鲜重。器官体积过大，可切碎分开装袋，不宜装得过满。2、每个样本
22、布袋标签上记明品种名称、器官、袋重。如一个器官有几个袋应加以注明。3、样本烘干、称重：将样本袋放人恒温干燥箱内加温，第1小时温度控制在100105杀青，以后维持在7080，612小时后进行第一次称重，以后每小时称重一次，当样本前后两次重量差5时，该样本不再烘烤。样本取出烘箱后，需先放入干燥器中冷却再称重，避免冷却过程中干植株吸水影响重量。干物质重量测定方法干物质重量测定方法干物质重量测定方法干物质重量测定方法4、计算（1）样本总重（克）：样本分器官鲜、干总重（除去袋重）其合计为样本总鲜、干重。（2）株（茎）重（克）：样本分器官鲜、干总重除样本数，其合计为株（茎）鲜、干重。（3）1平方米株（茎）
23、重（克）：单株（茎）分器官鲜、干重1平方米株（茎）数，其合计为1平方米株（茎）鲜、干重。 在第三章末规定进行密度测定的时期测定干重，应加测密度。干物质重量测定方法干物质重量测定方法（4）含水率（）（5）生长率克/（平方米日）：1平方米土地上每日干物质增长量。分器官和总干重分别计算。（6）袋重、鲜、干重采用感量为0.01克的天平称量，样本量大可分次称量。样本总重的分器官鲜、干重的称量和合计值均取二位小数。株（茎）重，1平方米鲜，干重，含水率，生长率计算取一位小数。干物质重量测定方法干物质重量测定方法稻、麦等谷类作物灌浆速度测定稻、麦等谷类作物灌浆速度测定 谷类作物灌浆速度，是通过测量子粒形成至成
24、熟期间单位时间子粒干物质的增长量来确定的。 1、定穗：开花期在地段4个区，选定同日开花、穗大小相仿的200个穗（其数量为整个测定期间总取样量的一倍以上），挂牌定穗，注明日期，供灌浆速度测定用。 2、取样：开花后10天开始每5日（例如 1、6、11日）取样一次，直至成熟为止。每次从选定的株茎中取20穗（每区5穗）。如观测地段面积小，样本数量少，小麦等也可采取半穗法半穗法，以穗轴为界。每次取其半穗子粒。采用半穗法应在备注栏注明。稻、麦等谷类作物灌浆速度测定稻、麦等谷类作物灌浆速度测定3、子粒烘干称重：取下子料后，数其总粒数，然后放入铝盒称其鲜重，在恒温干燥箱内烘烤。烘干后用称量减去盒重。4、计算（
25、1）含水率（） 稻、麦等谷类作物灌浆速度测定稻、麦等谷类作物灌浆速度测定 （2）千粒重（克） （3）灌浆速度克（千粒日） 以上均取二位小数。（4）子粒重用感量为0.01克的天平称量，千粒重、灌浆速度称重和平均值均取二位小数。 灌溉试验作物产量结构观测农作物产量结构分析农作物产量结构分析 产量结构分析是对构成产量各因素之间的相互组合进行分析测定。以便综合分析鉴定全生育期中农业气象条件对作物生长发育及产量形成影响的利弊程度 。产量结构分析时间产量结构分析时间 观测作物均需进行产量结构分析。在作物成熟后，收获前在观测地段4个区取样。先进行数量和长度测定，然后晾晒、脱粒，及时进行重量分析，在一个月内完
26、成。要十分注意样本的保管。各种作物产量结构分析项目各种作物产量结构分析项目表表3-1 各种作物产量结构分析项目各种作物产量结构分析项目作物产量测试使用仪器及用具作物产量测试使用仪器及用具1、天平：感量 0.1克，载重1000克和感量为0.51.0克，载重 510公斤的天平各一台。2、收获、脱粒、晾晒、加工所必须的工具。产量结构分析精度要求产量结构分析精度要求1、样本数量统计取整数，平均值取一位小数。2、千粒称重采用0.1克的天平，作物茎杆和甘蔗、薯块重等采用感量为0.51克的天平，分次称量。样本称重和各项计算、平均值均取二位小数。3、长度测量取整数，平均值以厘米为单位的取一位小数，以毫米为单位
27、的取整数。4、比值取二位小数，百分率取整数。在运算过程中不做小数处理。 麦类产量结构分析麦类产量结构分析1 1、取样：在、取样：在8 8个密度点中，每点连续取个密度点中，每点连续取5050茎，共茎，共400400茎，茎，从中取从中取5050穗供分析小穗数、不孕小穗率、穗粒穗供分析小穗数、不孕小穗率、穗粒数。数。2 2、分析步骤与方法、分析步骤与方法（1 1）小穗数（个）、不孕小穗率（）逐穗数出样）小穗数（个）、不孕小穗率（）逐穗数出样本小穗数（含不孕小穗数、不包括退化小穗）、不本小穗数（含不孕小穗数、不包括退化小穗）、不孕小穗（小穗上有颖无子粒，穗中部，顶部不孕小孕小穗（小穗上有颖无子粒，穗中
28、部，顶部不孕小穗亦需计算在内）数，求出平均小穗数和不孕小穗穗亦需计算在内）数，求出平均小穗数和不孕小穗率。圆锥花序的麦类，如莜麦等不进行此项测定。率。圆锥花序的麦类，如莜麦等不进行此项测定。麦类产量结构分析麦类产量结构分析（2）穗粒数穗粒数（粒）：先数出样本脱落粒数，然后脱粒，（粒）：先数出样本脱落粒数，然后脱粒，数其总粒数（含脱落粒数），求出平均穗粒数。数其总粒数（含脱落粒数），求出平均穗粒数。（3）理论产量（克平方米）：理论产量（克平方米）： （4）株成穗数（个）：以乳熟期测定的有效茎数除以株成穗数（个）：以乳熟期测定的有效茎数除以三叶期株数求得。三叶期株数求得。（5）千粒重、成穗率、茎秆
29、重、子粒与茎秆比千粒重、成穗率、茎秆重、子粒与茎秆比。Jensen模型以阶段相对腾发量为自变量， 为作物生育阶段i缺水分对作物产量影响的敏感性指数，简称水分敏感指数。是表示作物生长对缺水反应的关键性参数。由于 1.0，且 0，故 值愈大，将会使连乘后的y/ym愈小，表示对产量的影响愈大；乘法模型的特点认为每阶段i缺水不仅对本阶段产生影响，而且经过连乘式的数学关系反应多阶段缺水对产量的总影响。如若某阶段ETai0Ya0形式上合理更适合于干旱、半干旱、地下水埋深较大的缺水地区。缺水敏感指数变化规律缺水敏感指数变化规律以Jensen模型为例冬小麦、春小麦、棉花等作物的缺水敏感指数li的变化规律：非对称钟形曲线；具有明显的峰值；越冬作物的li在越冬期出现低谷，在抽穗灌浆出现峰值；玉米抽穗、灌浆是形成籽粒的关键时期，对水分最为敏感。
