第第 五五 章章 作物与生态环境作物与生态环境 作物学通论作物学通论 第一节 作物的生态因子与生长调节第一节 作物的生态因子与生长调节一、生态因子一、生态因子1、生态因子的概念、生态因子的概念作物存在的生态系统称为作物存在的生态系统称为农田生态系统农田生态系统农农田田生生态态系系统统与与其其它它生生态态系系统统一一样样也也是是由由生生物物因因子子和和非生物因子非生物因子所组成农作物本身是这个系统生物因子中的一个农作物本身是这个系统生物因子中的一个种群种群与作物相关的所有环境因子，统称与作物相关的所有环境因子，统称生态因子生态因子作物学通论作物学通论 第一节 作物的生态因子与生长调节第一节 作物的生态因子与生长调节一、生态因子一、生态因子2、生态因子的分类、生态因子的分类 (1) 气候因子气候因子 包括光照、温度、水分、空气等诸多因子，随地理位置和海包括光照、温度、水分、空气等诸多因子，随地理位置和海拔高度而变化拔高度而变化 (2) 土壤因子土壤因子 土壤水分、土壤空气和土壤结构、土壤温度、土壤酸碱度、土壤水分、土壤空气和土壤结构、土壤温度、土壤酸碱度、土壤肥力、土壤有机质、土壤生物等。
土壤肥力、土壤有机质、土壤生物等 (3)地形因子地形因子 高原、山地、平原、低地以及坡度的大小和坡向等高原、山地、平原、低地以及坡度的大小和坡向等 (4)生物因子生物因子 动物如哺乳动物、昆虫等，其中昆虫对作物影响较大；动物如哺乳动物、昆虫等，其中昆虫对作物影响较大；植物中除作物本身外还有各种杂草植物中除作物本身外还有各种杂草微生物中包括对作物有益的微生物和有害的病原菌等微生物中包括对作物有益的微生物和有害的病原菌等5) 人为因子人为因子栽培措施栽培措施作物学通论作物学通论 3、生态因子的作用机制与限制方式、生态因子的作用机制与限制方式 (1) 生态因子的作用机制生态因子的作用机制生态因子作用的生态因子作用的主次效应主次效应 在一定的环境条件下，众多的生态因子中总有一、在一定的环境条件下，众多的生态因子中总有一、两个因子起着主导性的、决定性的作用，而其它因子则处于次要的地位两个因子起着主导性的、决定性的作用，而其它因子则处于次要的地位生态因子的交互生态因子的交互作用效应作用效应 当作物受到多个生态因子的作用时，各个因子当作物受到多个生态因子的作用时，各个因子对作物的效应会表现出某种交互作用。
对作物的效应会表现出某种交互作用生态因子的生态因子的直接作用直接作用和和间接作用间接作用 有些生态因子，如光、温、水、气和土有些生态因子，如光、温、水、气和土壤养分等壤养分等( (生活因子生活因子），能直接影响或参与作物的新陈代谢；另一些生态因），能直接影响或参与作物的新陈代谢；另一些生态因子，如纬度、海拔、地形等则是通过影响上述因子间接作用于作物子，如纬度、海拔、地形等则是通过影响上述因子间接作用于作物生态因子作用的生态因子作用的阶段性阶段性 在农田环境中，各个生态因子及其组合会随着时在农田环境中，各个生态因子及其组合会随着时间的推移而发生阶段性的变化，加上不同生育阶段的作物对生态因子有不间的推移而发生阶段性的变化，加上不同生育阶段的作物对生态因子有不同的反应因此，生态因子的作用往往表现出一定的阶段性特点同的反应因此，生态因子的作用往往表现出一定的阶段性特点作物学通论作物学通论 3、生态因子的作用机制与限制方式、生态因子的作用机制与限制方式 (2) 生态因子的限制方式生态因子的限制方式 李比希李比希最小因子定律最小因子定律 德国化学家李比希提出了德国化学家李比希提出了“植物的生长取决植物的生长取决于数量最不足的那一种营养物质于数量最不足的那一种营养物质”的观点，即最小因子律。
的观点，即最小因子律限制因限制因子子））条件：条件： 第一，这一定律只有相对稳定的条件下才能运用第一，这一定律只有相对稳定的条件下才能运用第二，必须考虑因子间的相互作用第二，必须考虑因子间的相互作用报酬递减律报酬递减律 从经济学移植到农业生产上从经济学移植到农业生产上从一定的土地上所得到的报酬随着向该土地投入的劳动和资本量的增从一定的土地上所得到的报酬随着向该土地投入的劳动和资本量的增大而有所增加，但随着投入的单位劳动和资本量的增加，报酬增加的大而有所增加，但随着投入的单位劳动和资本量的增加，报酬增加的幅度却在逐渐减少幅度却在逐渐减少作物学通论作物学通论 3、生态因子的作用机制与限制方式、生态因子的作用机制与限制方式 (2) 生态因子的限制方式生态因子的限制方式谢尔福德谢尔福德耐性定律耐性定律 在最小因子定律的基础上，人们发现某些因在最小因子定律的基础上，人们发现某些因子的子的过量过量也会成为限制因子谢尔福德把最大量和最小量限制作也会成为限制因子谢尔福德把最大量和最小量限制作用的概念合并为耐性定律用的概念合并为耐性定律A一种生物对各种生态因子的耐性范围不同；不同生物对同一生态因子的一种生物对各种生态因子的耐性范围不同；不同生物对同一生态因子的耐性范围也不同。
耐性范围也不同B同一种生物在不同发育阶段对生态因子的耐性范围不同同一种生物在不同发育阶段对生态因子的耐性范围不同C由于生态因子间的相互作用，在某个生态因子不是处于最适状态时，则由于生态因子间的相互作用，在某个生态因子不是处于最适状态时，则生物对其它一些生态因子的耐性范围缩小生物对其它一些生态因子的耐性范围缩小D对主要生态因子耐性范围宽的生物种，其分布范围广对主要生态因子耐性范围宽的生物种，其分布范围广E同一生物种内的不同品种，长期生活在不同的生态环境下，会形成对多同一生物种内的不同品种，长期生活在不同的生态环境下，会形成对多种生态因子的不同耐性范围，从而形成生态型的分化种生态因子的不同耐性范围，从而形成生态型的分化作物学通论作物学通论 二、作物的生态适应性二、作物的生态适应性作物的作物的生态适应性生态适应性，系指作物对环境的要求与实际环境的吻合程度系指作物对环境的要求与实际环境的吻合程度即作物生长发育和产量形成的节律与环境节律的吻合程度即作物生长发育和产量形成的节律与环境节律的吻合程度作物的生态适应性具有地区性和季节性，而季节性又是其核心作物的生态适应性具有地区性和季节性，而季节性又是其核心。
作作物物各各生生育育时时期期对对环环境境有有一一个个综综合合要要求求，，不不利利的的环环境境因因子子降降低低了了其其它它适适宜宜因子的作用，适宜的环境因子能部分弥补不利因子的不良作用因子的作用，适宜的环境因子能部分弥补不利因子的不良作用作作物物的的生生态态适适应应性性就就是是每每种种作作物物具具有有的的遗遗传传、、生生理理、、生生态态等等属属性性和和环环境境相相统一的特性统一的特性一般生态适应性可分为：强、中、弱和不适应四个等级一般生态适应性可分为：强、中、弱和不适应四个等级同同一一种种生生物物（（包包括括作作物物））的的不不同同个个体体群群，，长长期期生生活活在在不不同同的的生生态态环环境境或或人人工工培培育育条条件件下下，，发发生生趋趋异异适适应应，，经经自自然然和和人人工工选选择择分分化化形形成成了了生生态态、、形形态态和生理特性不同的基因型类群，称为和生理特性不同的基因型类群，称为生态型生态型种以下）种以下）不不同同种种的的生生物物（（作作物物））在在自自然然和和人人工工选选择择条条件件下下，，形形成成具具有有类类似似形形态态、、生生理和生态特性的生物（作物）类群，称为理和生态特性的生物（作物）类群，称为生活型生活型。
种以上）种以上）作物学通论作物学通论 三、作物生长的环境调节三、作物生长的环境调节1 1、环境因子在自然界中并非孤立存、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在，而是互相影响相互制约的2 2、采取各种、采取各种“应变应变”措施，处理好措施，处理好作物与环境的相互关系，既要让作作物与环境的相互关系，既要让作物适应当时当地的环境条件，又要物适应当时当地的环境条件，又要使环境满足作物的要求，使环境满足作物的要求，作物学通论作物学通论环境环境措施措施作物作物产品产品 第二节 作物与光照第二节 作物与光照一、光照度对作物的影响一、光照度对作物的影响1 1、太阳光的性质、太阳光的性质光是太阳辐射能以电磁波的形式投射到地球表面的光是太阳辐射能以电磁波的形式投射到地球表面的辐射线辐射线太阳放射出不同频率和波长的电磁波，组成太阳放射出不同频率和波长的电磁波，组成太阳光谱太阳光谱到达地球的太阳光谱范围是到达地球的太阳光谱范围是250250～～4,000nm4,000nm之间作物学通论作物学通论 第二节 作物与光照第二节 作物与光照一、光照度对作物的影响一、光照度对作物的影响1 1、太阳光的性质、太阳光的性质光的波长及其所含的能量对作物有非常重要的意义：光的波长及其所含的能量对作物有非常重要的意义： (1) (1) 热热效效应应：：辐辐射射是是作作物物体体与与外外界界环环境境进进行行能能量量交交换换的的主主要要形形式式。
太太阳阳能能被被作作物物截截获获后后大大部部分分转转化化为为热热能能，，用用于于蒸蒸腾腾以以及及维维持持作作物物的的体体温温，，保保证各代谢过程以合适的速率进行证各代谢过程以合适的速率进行 (2) (2) 光光合合作作用用：：作作物物把把吸吸收收的的太太阳阳辐辐射射能能的的一一部部分分用用于于光光合合作作用用，，它它是作物将光能转化为化学能进行生产的基础是作物将光能转化为化学能进行生产的基础 (3) (3) 光光形形态态建建成成：：太太阳阳辐辐射射的的数数量量（（光光强强））和和光光谱谱成成份份（（光光质质）），，对对作物的生长和发育的调整起着重要作用作物的生长和发育的调整起着重要作用 (4) (4) 诱诱发发性性突突变变：：太太阳阳光光中中紫紫外外线线、、X-X-射射线线等等波波长长很很短短的的高高能能量量辐辐射射对对生生物物有杀伤作用，同时它们也能改变遗传物质的结构引起突变有杀伤作用，同时它们也能改变遗传物质的结构引起突变 作物学通论作物学通论 第二节 作物与光照第二节 作物与光照一、光照度对作物的影响一、光照度对作物的影响1 1、太阳光的性质、太阳光的性质不同光谱成分对作物生育和产形成的作用不同光谱成分对作物生育和产形成的作用作物学通论作物学通论 第二节 作物与光照第二节 作物与光照一、光照度对作物的影响一、光照度对作物的影响2 2、、光照强度及其变化光照强度及其变化太太阳阳光光照照强强度度在在地地球球大大气气层层上上方方基基本本上上是是恒恒定定的的，，大大约约在在1395.9 1395.9 W/m2W/m2，，这一数值称为太阳常数这一数值称为太阳常数 太太阳阳光光通通过过大大气气层层时时，，由由于于散散射射、、反反射射和和被被气气体体、、水水蒸蒸气气、、空空气气中中的的尘尘埃埃微微粒粒所所吸吸收收，，强强度度减减弱弱，，并并且且进进行行了了重重新新分分配配。
在在穿穿过过作作物物冠冠层层时时，，太太阳阳辐射又会大大减弱辐射又会大大减弱 在在自自然然界界中中光光照照强强度度和和光光合合有有效效辐辐射射(photosynthetic (photosynthetic active active radiation, radiation, PAR)PAR)是是随随时时随随地地变变化化的的，，这这些些变变化化与与天天气气、、太太阳阳高高度度角角、、纬纬度度、、海拔、坡向等有密切关系海拔、坡向等有密切关系 作物学通论作物学通论 第二节 作物与光照第二节 作物与光照一、光照度对作物的影响一、光照度对作物的影响3 3、、光照度对作物的影响光照度对作物的影响叶叶片片光光合合速速率率与与呼呼吸吸速速率率相相等等，，净净光光合合速速率率为为零零，，这这时时的的光光强强称称为为光光补补偿偿点点在在一一定定范范围围内内（（低低光光强强区区）），，光光合合速速率率随光强的增加而呈比例增加；随光强的增加而呈比例增加；超超过过一一定定光光强强后后，，光光合合速速率率增增加加变变慢慢；；当当达达到到某某一一光光强强时时，，光光合合速速率率就就不不再再随随光强而增加，呈现光强而增加，呈现光饱和现象光饱和现象开开始始达达到到光光合合速速率率最最大大值值时时的的光光强强称称为为光光饱饱和和点点。
此此点点以以后后的的阶阶段段称称为为光光饱饱和和阶段阶段 不不同同作作物物光光照照—光光合合曲曲线线不不同同，，光光补补偿偿点和光饱和点也有差异点和光饱和点也有差异 作物学通论作物学通论 C3植物、植物、C4植物和植物和CAM植物的某些光合特征和生理特性植物的某些光合特征和生理特性特特 征征C3植物植物C4植物植物CAM植物植物叶结构叶结构 叶绿体叶绿体 叶绿素叶绿素a/b CO2补偿点（补偿点（ul/L）） 光合固定光合固定CO2的途径的途径 CO2最初受体最初受体 光合作用最初产物光合作用最初产物 PEP羧化酶活性羧化酶活性 (μmol/mg.min) 强光下的净光合速率强光下的净光合速率（（mgCO2/dm2h）） 光呼吸光呼吸 同化产物分配同化产物分配 蒸腾系数蒸腾系数(g H2O/g dw) 维管束鞘不发达，周围维管束鞘不发达，周围叶肉细胞排列疏松叶肉细胞排列疏松 只有叶肉细胞有正常叶只有叶肉细胞有正常叶绿体绿体 约约3：：1 30～～70 只有卡尔文循环只有卡尔文循环 RuBP PGA 0.30～～0.35 15～～35 多，易测出多，易测出 慢慢 450～～950 维管束鞘发达，周围维管束鞘发达，周围叶肉细胞排列紧密叶肉细胞排列紧密 叶肉细胞有正常叶绿叶肉细胞有正常叶绿体，维管束鞘细胞有体，维管束鞘细胞有叶绿体但基粒无或不叶绿体但基粒无或不发达发达 约约4：：1 <10 C4途径和卡尔文循环途径和卡尔文循环 PEP OAA 16～～18 40～～80 很少，难测出很少，难测出 快快 250～～350 维管束鞘不发达，叶肉维管束鞘不发达，叶肉细胞液泡大细胞液泡大 只有叶肉细胞有正常叶只有叶肉细胞有正常叶绿体绿体 ≤3：：1 光照下：光照下：0～～200，黑暗，黑暗中：中：<5 CAM途径和卡尔文循环途径和卡尔文循环 RuBP(光）光）PEP（暗）（暗） PGA（光）（光）OAA（暗）（暗）19.2 1～～4 很少，难测出很少，难测出 不等不等 光下：光下：150～～60 暗中：暗中：18～～100 第二节 作物与光照第二节 作物与光照一、光照度对作物的影响一、光照度对作物的影响3 3、、光照度对作物的影响光照度对作物的影响群体的光合作用群体的光合作用大豆：单叶光饱和点：大豆：单叶光饱和点：27000lx27000lx 光补偿点：光补偿点：1700lx1700lx（吉林（吉林1313号，赵述文，号，赵述文，19811981））右图：群体内光照情况右图：群体内光照情况（铁丰（铁丰1818号，沈阳农学院，号，沈阳农学院，19811981））作物学通论作物学通论顶：顶：12.612.6万万lxlx2/32/3：：2750lx2750lx1/31/3：：910lx910lx底：底：450lx450lx 第二节 作物与光照第二节 作物与光照二、日照长度对作物的影响二、日照长度对作物的影响1 1、日照长度及其变化、日照长度及其变化除赤道以外，地球上各纬度的白昼长度，都是随季节而改变的除赤道以外，地球上各纬度的白昼长度，都是随季节而改变的 自然界中一昼夜间的光暗交替称为光周期自然界中一昼夜间的光暗交替称为光周期2 2、光周期现象和作物光周期类型、光周期现象和作物光周期类型作作物物在在发发育育的的某某一一阶阶段段，，要要求求一一定定长长短短的的昼昼夜夜交交替替，，才才能能开开花花，，这这种种现现象象叫叫作作物物的的光周期现象光周期现象。
(1) (1) 长长日日照照作作物物：：这这一一类类作作物物要要求求在在2424小小时时昼昼夜夜周周期期中中，，日日照照长长度度长长于于某某一一个个临界日长临界日长才能成花才能成花小麦、黑麦、大麦、油菜、甜菜、菠菜、萝卜等小麦、黑麦、大麦、油菜、甜菜、菠菜、萝卜等 (2) (2) 短短日日照照作作物物：：这这一一类类作作物物要要求求在在2424小小时时昼昼夜夜周周期期中中，，日日照照长长度度短短于于某某一一个个临界日长临界日长才能成花才能成花水稻、玉米、大豆、高梁、烟草、大麻、黄麻等水稻、玉米、大豆、高梁、烟草、大麻、黄麻等 (3) (3) 日日中中性性作作物物：：这这类类作作物物的的成成花花对对日日照照长长度度不不敏敏感感，，在在任任何何长长度度的的日日照照下下均均能开花棉花、黄瓜、茄子、辣椒、番茄等棉花、黄瓜、茄子、辣椒、番茄等作物学通论作物学通论 第二节 作物与光照第二节 作物与光照二、日照长度对作物的影响二、日照长度对作物的影响3 3、光周期诱导的机理、光周期诱导的机理在植物的光周期诱导中，暗期的长度是植物成花的决定因素，尤其是短日作物在植物的光周期诱导中，暗期的长度是植物成花的决定因素，尤其是短日作物 对不同波长光的研究中发现，红光最为有效，而远红光的作用相反。
对不同波长光的研究中发现，红光最为有效，而远红光的作用相反 作物学通论作物学通论PrPfr生理效应生理效应 破坏 破坏 暗逆转 暗逆转 第二节 作物与光照第二节 作物与光照二、日照长度对作物的影响二、日照长度对作物的影响4 4、光周期理论在生产上的应用、光周期理论在生产上的应用（（1 1））引引种种 一一般般在在同同纬纬度度地地区区，，只只要要肥肥水水条条件件相相似似，，引引种种容容易易成成功功从从不不同同纬纬度的地区引种时，一定要进行试验，且忌盲目引进度的地区引种时，一定要进行试验，且忌盲目引进 (2) (2) 育种 育种 花期相遇 南繁北育 花期相遇 南繁北育 (3) (3) 控制花期控制花期 花卉生产 菊花（短日照），杜鹃、山茶花（长日照）花卉生产 菊花（短日照），杜鹃、山茶花（长日照）(4) (4) 调节营养生长和生殖生长调节营养生长和生殖生长 以以营营养养器器官官为为主主要要收收获获物物的的作作物物，，适适当当推推迟迟开开花花能能够够提提高高产产品品的的产产量量和和品品质质，，短日作物从南方引进种子到北方种植能达到这一目的短日作物从南方引进种子到北方种植能达到这一目的。
南南麻麻北北种种”就就是是把把我我国国华华南南生生产产的的大大麻麻、、黄黄麻麻及及红红麻麻的的种种子子，，运运到到北北方方种种植植，，不仅提高了产量，麻纤维的质量也相应提高不仅提高了产量，麻纤维的质量也相应提高利用暗期的光间断处理，可以抑制利用暗期的光间断处理，可以抑制甘蔗甘蔗开花，从而提高产量开花，从而提高产量作物学通论作物学通论 第三节 作物与温度第三节 作物与温度作物生长发育需要一定的热量，表示热量的是作物生长发育需要一定的热量，表示热量的是温度各种作物生长、发育都要求一定的温度条件各种作物生长、发育都要求一定的温度条件同同时时温温度度也也会会引引起起其其它它环环境境因因子子发发生生变变化化，，如如土土壤壤水水分分、、大大气气湿湿度度及及土土壤壤肥力等真真正正影影响响作作物物生生理理、、生生化化活活动动的的是是作作物物的的体体温温，，而而作作物物是是变变温温的的有有机机体体，，它的体温虽然可以有一定程度偏离环境温度，但又总是趋向于环境温度它的体温虽然可以有一定程度偏离环境温度，但又总是趋向于环境温度环境温度包括环境温度包括大气温度大气温度和和土壤温度土壤温度 作物学通论作物学通论 第三节 作物与温度第三节 作物与温度一、温度的变化节律及其对作物的影响一、温度的变化节律及其对作物的影响气气温温变变化化可可分分为为周周期期性性变变化化( (节节律律性性变变温温) )与与非非周周期期性性变变化化( (非非节节律律性性变变温温) )两大类。
两大类1 1、气温的时间变化、气温的时间变化温温度度在在一一天天内内有有一一个个最最高高值值和和一一个个最最低低值值，，最最高高值值与与最最低低值值之之差差，，称称为为气气温的温的日较差日较差，日较差的大小，因纬度、季节、海陆、天气状况的不同而异日较差的大小，因纬度、季节、海陆、天气状况的不同而异一一年年内内有有一一个个最最高高值值和和一一个个最最低低值值一一年年中中最最高高月月平平均均气气温温（（最最热热月月））与与最低月平均气温（最冷月）之差，称为气温的最低月平均气温（最冷月）之差，称为气温的年较差年较差 在在北北半半球球，，最最热热月月出出现现在在7 7月月（（大大陆陆上上））和和8 8月月（（海海洋洋上上）），，最最冷冷月月出出现现在在1 1月（大陆）和月（大陆）和2 2月（海洋）月（海洋） 作物学通论作物学通论 第三节 作物与温度第三节 作物与温度一、温度的变化节律及其对作物的影响一、温度的变化节律及其对作物的影响2 2、气温的空间变化、气温的空间变化（（1 1）气温的水平分布）气温的水平分布气气温温在在水水平平方方向向上上的的变变化化，，称称为为水水平平地地理理分分布布。
气气温温的的水水平平地地理理分分布布与与地地理理纬纬度、海陆分布等因素密切相关度、海陆分布等因素密切相关赤赤道道到到两两极极可可以以划划分分为为热热带带、、亚亚热热带带、、温温带带和和寒寒带带一一般般纬纬度度每每增增加加一一度度，，年年平均温度降低平均温度降低0.5℃0.5℃ ①①两半球的年平均温度由赤道向极地降低两半球的年平均温度由赤道向极地降低②②各各纬纬度度之之间间年年平平均均温温度度的的变变化化及及其其强强度度并并不不相相同同，，在在赤赤道道与与2020度度纬纬线线之之间间，，纬纬度度每每隔隔1010度度，，温温度度下下降降不不到到2 2度度而而在在两两半半球球2020～～5050度度之之间间，，温温度度下下降降加加快快有有的的地地方方每每隔隔纬纬度度1010度，下降度，下降1010～～13℃13℃，由，由8080度到极地温度下降的速度略为减退度到极地温度下降的速度略为减退③③南南半半球球各各纬纬度度的的年年平平均均温温度度比比北北半半球球同同纬纬度度要要低低一一些些，，全全球球年年平平均均温温度度为为14.3℃14.3℃，，而而北北半球为半球为15.2℃15.2℃，南半球为，南半球为13.3℃13.3℃。
全球平均最高气温不在赤道，而在北纬全球平均最高气温不在赤道，而在北纬1010度附近，度附近，④④温温度度年年较较差差也也是是由由赤赤道道向向极极地地增增大大，，在在北北半半球球温温度度年年较较差差自自2020度度纬纬线线开开始始显显著著增增大大，，而而南南半半球球要要从从南南纬纬5050度度起起才才显显著著增增加加由由于于北北半半球球自自2020度度纬纬线线向向北北，，大大陆陆面面积积显显著著扩扩大大；；而而南半球由赤道到南纬南半球由赤道到南纬5050度，大陆面积始终很小，这就缓和了这里温度的年较差度，大陆面积始终很小，这就缓和了这里温度的年较差作物学通论作物学通论 第三节 作物与温度第三节 作物与温度一、温度的变化节律及其对作物的影响一、温度的变化节律及其对作物的影响2 2、气温的空间变化、气温的空间变化（（2 2）气温的垂直分布）气温的垂直分布气温随海拔高度的变化，称为气温的气温随海拔高度的变化，称为气温的垂直分布垂直分布一一般般对对流流层层的的温温度度随随海海拔拔高高度度的的升升高高而而降降低低海海拔拔每每升升高高100100米米温温度度降降低低的数值，称为的数值，称为气温直减率气温直减率。
在对流层的不同高度，气温直减率也不相同，平均为在对流层的不同高度，气温直减率也不相同，平均为0.65℃/hm0.65℃/hm在在对对流流层层内内，，有有时时上上层层空空气气比比接接近近地地面面的的空空气气更更热热这这种种现现象象称称为为“逆逆温温”形成逆温的原因主要是：形成逆温的原因主要是：①①在在天天晴晴风风小小的的夜夜晚晚尤尤其其是是冬冬季季，，地地面面因因长长波波辐辐射射强强烈烈大大量量失失去去热热量量，，地地面面温温度度显显著著降降低低，，以以贴贴近近地地面面的的空空气气层层温温度度也也随随之之冷冷却却，，这这种种逆逆温温叫叫辐辐射射逆逆温温，，它它往往往往导导致致出现低雾、霜、露等天气现象出现低雾、霜、露等天气现象②②山山地地上上部部冷冷空空气气顺顺坡坡下下沉沉到到谷谷底底，，把把谷谷地地原原来来的的暖暖空空气气排排挤挤到到上上部部，，这这种种由由地地形形影影响响而而形形成成的的逆逆温温，，称称为为地地形形逆逆温温我我国国山山地地面面积积很很广广，，研研究究地地形形逆逆温温具具有有重重要要意意义发展热带、亚热带经济作物，通常要在南坡谷底以上义发展热带、亚热带经济作物，通常要在南坡谷底以上3030～～50m50m为宜。
为宜作物学通论作物学通论 第三节 作物与温度第三节 作物与温度一、温度的变化节律及其对作物的影响一、温度的变化节律及其对作物的影响3 3、土壤温度及其变化、土壤温度及其变化（（1 1）土壤的热量特征）土壤的热量特征在影响土壤温度变化的诸因素中，以土壤的热容量和导热率最为重要在影响土壤温度变化的诸因素中，以土壤的热容量和导热率最为重要土壤的热容量分为土壤的热容量分为重量热容量重量热容量：（土壤比热），即每一克土壤增温：（土壤比热），即每一克土壤增温1℃1℃所需的热量，所需的热量，容积热容量容积热容量：一立方厘米土壤增温：一立方厘米土壤增温1℃1℃所需的热量所需的热量空气的容积热容量很小，但水的容积热容量却很大空气的容积热容量很小，但水的容积热容量却很大 ？潮湿土壤与干燥土壤的热效应？潮湿土壤与干燥土壤的热效应 （（2 2）土壤温度的变化）土壤温度的变化时间变化：日变化与年变化时间变化：日变化与年变化空间变化：越深，越低，变幅也越小空间变化：越深，越低，变幅也越小作物学通论作物学通论 第三节 作物与温度第三节 作物与温度二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围1 1、温度对作物的影响、温度对作物的影响(1) (1) 温度对作物生长的影响温度对作物生长的影响一一般般作作物物在在0 0～～35℃35℃的的温温度度范范围围内内，，随随温温度度上上升升，，生生长长加加速速，，温温度度降降低低，，生长减慢。
生长减慢 温温度度对对生生长长的的影影响响是是建建立立在在植植物物各各种种代代谢谢过过程程共共同同作作用用的的基基础础上上的的，，代代谢谢过程受影响时，作物生长也势必受影响过程受影响时，作物生长也势必受影响 (2) (2) 温度对作物发育的影响温度对作物发育的影响 ①①低温对成花的诱导效应（冷季作物）低温对成花的诱导效应（冷季作物）经过低温诱导促使植物开花的作用称为春化作用经过低温诱导促使植物开花的作用称为春化作用 ②②作物的感温性作物的感温性 （暖季作物）（暖季作物）较较高高的的温温度度能能促促进进其其发发育育，，提提早早抽抽穗穗开开花花，，缩缩短短营营养养生生长长期期；；相相反反较较低低的的温温度度会会推推迟迟发发育育，，延延迟迟抽抽穗穗开开花花，，加加长长营营养养生生长长期期这这种种现现象象称称为为作作物物的的感温性 作物学通论作物学通论 第三节 作物与温度第三节 作物与温度二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围2 2、作物生育的温度范围、作物生育的温度范围(1) (1) 三基点温度三基点温度 （温度的三基点）（温度的三基点）在在作作物物的的生生长长、、发发育育过过程程中中，，每每一一生生理理过过程程都都有有其其相相应应的的最最适适、、最最低低和和最最高温度，这被称为高温度，这被称为三基点温度三基点温度。
作物学通论作物学通论 作物的三基点温度有如下特征：作物的三基点温度有如下特征：①①不同作物的三基点温度不同不同作物的三基点温度不同喜喜温温作作物物生生长长适适宜宜较较高高的的温温度度，，生生长长的的起起点点温温度度＞＞10℃10℃，，主主要要有有水水稻稻、、棉棉花、玉米、大豆、麻类、甘薯等春播作物；花、玉米、大豆、麻类、甘薯等春播作物；耐耐寒寒作作物物（（喜喜凉凉作作物物））生生长长的的适适温温较较低低，，起起点点温温度度一一般般在在2 2～～3℃3℃，，主主要要有有小麦、大麦、油菜、蚕豆、甜菜等秋播作物小麦、大麦、油菜、蚕豆、甜菜等秋播作物②②同同一一作作物物不不同同生生育育时时期期所所要要求求的的三三基基点点温温度度不不同同，，总总的的来来说说作作物物种种子子萌萌发的温度常低于营养器官生长的温度，而后者又低于生殖器官发育的温度发的温度常低于营养器官生长的温度，而后者又低于生殖器官发育的温度③③同一作物的不同器官也不同一般地上部分高，地下部分低同一作物的不同器官也不同一般地上部分高，地下部分低④④一一般般最最适适温温度度比比较较接接近近于于最最高高温温度度，，而而离离最最低低温温度度较较远远。
最最高高温温度度一一般般不不很很高高，，多多在在3030～～40℃40℃之之间间，，但但在在生生产产中中也也不不多多见见，，也也就就是是说说高高温温危危害害比比较少相反，低温造成的危害却比较多相反，低温造成的危害却比较多作物学通论作物学通论 一些重要作物生理活动的基本温度范围（℃） 作物名作物名最低温度最低温度最适温度最适温度最高温度最高温度油菜油菜 小麦小麦 黑麦黑麦 大麦大麦 燕麦燕麦 豌豆豌豆 蚕豆蚕豆 甜菜甜菜 玉米玉米 水稻水稻 棉花棉花 烟草烟草 3～5 3～4.5 1～2 3～4.5 4～5 1～2 4～5 4～5 8～10 10～12 12～14 13～14 20 25 25 20 25 20 35 28 32 30 30 28 28～30 30～32 30 28～30 30 30 30 28～30 40～44 38～42 40～45 35 二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围2 2、作物生育的温度范围、作物生育的温度范围(2) (2) 温度临界期温度临界期作作物物性性细细胞胞进进行行减减数数分分裂裂和和开开花花时时，，对对外外界界温温度度最最敏敏感感，，如如遇遇低低温温或或高高温温都会导致严重减产。
都会导致严重减产这种对外界温度最敏感的时期称为这种对外界温度最敏感的时期称为温度临界期温度临界期几种作物开花期的温度三基点（几种作物开花期的温度三基点（℃℃）） 作物学通论作物学通论作物名作物名最低温度最低温度最适温度最适温度最高温度最高温度油菜油菜 小麦小麦 大豆大豆 水稻水稻 玉米玉米 花生花生 棉花棉花 5 10 13 20 18 16 18～20 14～18 20 25～28 25～30 25～28 25～28 25～3030 32 29 40～45 38 38 35 二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围3 3、积温与无霜期、积温与无霜期(1)(1)积温积温积温积温是指某一生育时期或某一时段内，逐日平均气温累积之和是指某一生育时期或某一时段内，逐日平均气温累积之和作物生长发育除了要求适宜的温度范围外，对热量的总量也有一定的要求作物生长发育除了要求适宜的温度范围外，对热量的总量也有一定的要求作物完成某一发育期或整个生命过程，要求一定的热量积累，通常用大于作物完成某一发育期或整个生命过程，要求一定的热量积累，通常用大于或等于或等于0℃0℃及大于或等于及大于或等于10℃10℃期间的温度总数即期间的温度总数即“积温积温”值来表示。
值来表示 活动积温活动积温，它是将大于或等于生物学零度的日平均温度逐日累加起来它是将大于或等于生物学零度的日平均温度逐日累加起来生物学零度一般指作物三基点温度的最低温度，喜温作物多用生物学零度一般指作物三基点温度的最低温度，喜温作物多用10℃10℃，耐寒，耐寒作物常用作物常用0℃0℃ 有效积温有效积温或或生长度日生长度日(growing degree-days, GDD)(growing degree-days, GDD)，它是将日平均温度与，它是将日平均温度与生物学零度的差值累加起来生物学零度的差值累加起来其准确性提高了其准确性提高了 作物学通论作物学通论 二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围3 3、积温与无霜期、积温与无霜期积温在农业生产上的应用积温在农业生产上的应用（（1 1））用用它它可可以以估估计计作作物物的的生生育育速速度度和和各各生生育育期期到到来来的的时时间间，，并并可可确确定定作作物物安全播种期安全播种期2 2））用用它它可可以以对对一一个个地地区区某某年年产产量量进进行行预预测测，，确确定定是是属属于于丰丰收收年年还还是是歉歉收收年。
年3 3））一一个个地地区区的的积积温温代代表表了了此此地地区区的的热热量量资资源源，，为为正正确确制制定定农农业业区区划划，，安安排作物布局，确定种植制度提供了依据排作物布局，确定种植制度提供了依据如如≥≥10℃10℃的的积积温温在在3600℃3600℃以以下下的的地地区区只只适适于于一一年年一一熟熟，，36003600～～5000℃5000℃可可以以一年两熟，一年两熟，5000℃5000℃以上可以一年三熟以上可以一年三熟 作物学通论作物学通论 二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围3 3、积温与无霜期、积温与无霜期（（2 2）无霜期）无霜期无霜期无霜期是指某地春季最后一次霜冻到秋季最早一次霜冻出现这一段时间是指某地春季最后一次霜冻到秋季最早一次霜冻出现这一段时间无无霜霜期期的的长长短短是是衡衡量量一一个个地地区区热热量量资资源源的的又又一一个个指指标标，，也也是是作作物物布布局局和和确确定种植制度的依据定种植制度的依据无无霜霜期期又又是是满满足足作作物物生生长长安安全全温温度度的的一一个个指指标标，，在在无无霜霜期期内内，，各各种种作作物物能能够够正正常常生生长长，，而而在在无无霜霜期期以以外外的的有有霜霜期期，，由由于于温温度度较较低低，，并并经经常常出出现现霜冻，喜温作物会受到冻害霜冻，喜温作物会受到冻害作物学通论作物学通论 二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围4 4、温度逆境对作物的危害及防御措施、温度逆境对作物的危害及防御措施对作物不利的温度（低温或高温）叫做对作物不利的温度（低温或高温）叫做温度逆境温度逆境 （（1 1）低温对作物的危害）低温对作物的危害 温度不低于零度，但会引起喜温植物伤害的，称为温度不低于零度，但会引起喜温植物伤害的，称为“冷害冷害” 水分平衡失调水分平衡失调 蛋白质合成受阻蛋白质合成受阻 碳水化合物减少碳水化合物减少 代谢紊乱代谢紊乱 当温度下降到冰点以下，作物组织内部发生冰冻而引起的伤害，称为当温度下降到冰点以下，作物组织内部发生冰冻而引起的伤害，称为“冻害冻害”。
原生质失水危害原生质失水危害 冰融速度冰融速度 蛋白质沉淀蛋白质沉淀 原生质的机械损伤原生质的机械损伤 作物对低温的适应作物对低温的适应首先是原生质特性的改变，特别是原生质保水力的大小保水力愈大，首先是原生质特性的改变，特别是原生质保水力的大小保水力愈大，抵抗结冰和干燥的性能愈强抵抗结冰和干燥的性能愈强细胞中水分减少，细胞质浓度增加，以及淀粉的水解，使细胞液内逐渐细胞中水分减少，细胞质浓度增加，以及淀粉的水解，使细胞液内逐渐积累糖类，这些都有利于细胞的渗透压的增加；积累糖类，这些都有利于细胞的渗透压的增加；细胞内糖类、脂肪和色素物质增加，能降低植物的冰点，防止原生质萎细胞内糖类、脂肪和色素物质增加，能降低植物的冰点，防止原生质萎缩和蛋白质的凝固缩和蛋白质的凝固 作物学通论作物学通论 作物学通论作物学通论作作物物不不同同时时期期的的耐耐寒寒能能力力 二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围4 4、温度逆境对作物的危害及防御措施、温度逆境对作物的危害及防御措施（（2 2）高温对作物的危害）高温对作物的危害 高温对作物的伤害，可以分为高温对作物的伤害，可以分为间接伤害间接伤害和和直接伤害直接伤害。
间接伤害间接伤害蛋白蛋白质的合成受阻的合成受阻 有毒物有毒物质的生成的生成 饥饿 高温引起的旱害高温引起的旱害直接伤害直接伤害蛋白蛋白质变性性 脂溶脂溶 作物对高温的适应作物对高温的适应降低含水量，降低含水量，细胞内原生胞内原生质浓度的增加，增度的增加，增强强了抗凝了抗凝结能力植物代植物代谢减慢，同减慢，同样增增强强了抗高温能力了抗高温能力促促进作物作物进入休眠状入休眠状态，干燥的种子更能抵抗高温干燥的种子更能抵抗高温加加强强蒸蒸腾作用，使体温降低，避免高温作用，使体温降低，避免高温对植物的植物的伤害，害，当气温升到当气温升到4040℃℃以上，气孔关以上，气孔关闭，，则作物失去蒸作物失去蒸腾能力而受害能力而受害 作物学通论作物学通论 作物学通论作物学通论高温对水稻开花的影响高温对水稻开花的影响高温对水稻结实率的影响高温对水稻结实率的影响 作物学通论作物学通论温度与呼吸作用的关系温度与呼吸作用的关系高温对水稻千粒重的影响高温对水稻千粒重的影响 二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围4 4、温度逆境对作物的危害及防御措施、温度逆境对作物的危害及防御措施防御措施：防御措施：(1) (1) 培育和选用抗寒或耐热的品种培育和选用抗寒或耐热的品种 (2) (2) 低低温温锻锻炼炼 将将作作物物在在一一定定的的低低温温条条件件下下，，经经过过一一定定时时间间的的适适应应，，提高其抗寒能力。
提高其抗寒能力育苗移栽时低温炼苗育苗移栽时低温炼苗3) (3) 化化学学诱诱导导 利利用用化化学学药药物物可可以以诱诱导导作作物物抗抗寒寒性性的的提提高高，，如如对对玉玉米米、、棉棉花花种种子子播播前前用用福福美美双双处处理理可可提提高高幼幼苗苗的的抗抗寒寒性性植植物物生生长物质如长物质如CTKCTK、、ABAABA、、2 2，，4 4－－D D等也能提高作物的抗寒力等也能提高作物的抗寒力4) (4) 合合理理的的肥肥料料配配比比 适适当当增增施施磷磷肥肥和和钾钾肥肥，，少少施施速速效效氮氮肥肥，，有有明明显提高作物抗寒力的作用显提高作物抗寒力的作用5 5））改善田间小气候 改善田间小气候 防风林带，覆盖，水分管理防风林带，覆盖，水分管理（（6 6））调节播种期调节播种期 避开逆境 避开逆境作物学通论作物学通论 第四节第四节 作物与水分作物与水分“有收无收在于水有收无收在于水” “水利是农业的命脉水利是农业的命脉”一、一、 作物对水分的需求特点作物对水分的需求特点１、水对作物的生理、生态作用１、水对作物的生理、生态作用生理需水生理需水：作物直接用于植株正常生理活动和保持体内水分平衡所需的水分。
作物直接用于植株正常生理活动和保持体内水分平衡所需的水分水是原生质的主要成分，原生质的含水量一般在水是原生质的主要成分，原生质的含水量一般在70%70%～～90%90%；；水是作物光合作用的基本原料；水是作物光合作用的基本原料；水是许多代谢过程的反应物质；水是许多代谢过程的反应物质；水是作物生化反应和物质吸收、运输的溶剂；水是作物生化反应和物质吸收、运输的溶剂；水能维持细胞的膨胀状态，使作物保持固有姿态水能维持细胞的膨胀状态，使作物保持固有姿态. .生生态态需需水水：：利利用用水水作作为为生生态态因因子子，，造造成成一一个个适适于于作作物物生生长长发发育育的的良良好好环环境境所所需需要的水分要的水分水稻）（水稻）增加大气湿度，改善土壤及土壤表面大气的温度，提高肥料效率等增加大气湿度，改善土壤及土壤表面大气的温度，提高肥料效率等作物学通论作物学通论 作物学通论作物学通论土土壤壤－－植植物物－－大大气气系系统统中中的的水分循环水分循环 第四节第四节 作物与水分作物与水分一、一、 作物对水分的需求特点作物对水分的需求特点2 2、、作物的需水量和需水临界期作物的需水量和需水临界期(1) (1) 作物的需水量作物的需水量作物的需水量通常用蒸腾系数表示。
作物的需水量通常用蒸腾系数表示蒸腾系数蒸腾系数是指作物每形成是指作物每形成1g1g干物质所消耗的水分的克数干物质所消耗的水分的克数作物一生中对水分的需要量大体上是生育前期和后期需水较少，中期因生作物一生中对水分的需要量大体上是生育前期和后期需水较少，中期因生长旺盛，需水较多长旺盛，需水较多影响作物需水量的因素：影响作物需水量的因素：气象条件气象条件：大气干燥、气温高、风速大，蒸腾作用强，作物需水量多，反之则需水：大气干燥、气温高、风速大，蒸腾作用强，作物需水量多，反之则需水量少土壤条件土壤条件土壤肥沃或经施肥后，作物生长良好，干物质积累多，而水分蒸腾并不土壤肥沃或经施肥后，作物生长良好，干物质积累多，而水分蒸腾并不相应增加，因此需水量增加，尤以缺磷和缺氮时需水量最多，缺钾、硫、镁次之，相应增加，因此需水量增加，尤以缺磷和缺氮时需水量最多，缺钾、硫、镁次之，钙最少 钙最少 作物学通论作物学通论 几种作物的蒸腾系数 蒸腾系数蒸腾系数 作作 物物 200～～400粟、黍、高梁粟、黍、高梁 300～～600玉米、大麦、棉花玉米、大麦、棉花 400～～600小麦、马铃薯、甜菜小麦、马铃薯、甜菜 400～～800黑麦、蚕豆、豌豆黑麦、蚕豆、豌豆 500～～600荞麦、向日葵、豇豆荞麦、向日葵、豇豆 500～～800燕麦、水稻燕麦、水稻 600～～900大豆、苜蓿、苕子大豆、苜蓿、苕子 700～～900油菜、亚麻油菜、亚麻作物学通论作物学通论 一、一、 作物对水分的需求特点作物对水分的需求特点2 2、、作物的需水量和需水临界期作物的需水量和需水临界期(1)(1)作物的需水临界期作物的需水临界期作物一生中对水分最敏感的时期，称作物一生中对水分最敏感的时期，称需水临界期需水临界期。
几种作物的需水临界期几种作物的需水临界期 作作 物物 需水临界期需水临界期 小麦、大麦、燕麦、黑麦小麦、大麦、燕麦、黑麦孕穗孕穗—抽穗抽穗水稻水稻抽穗抽穗—扬花扬花玉米玉米开花开花—乳熟乳熟高梁、糜子高梁、糜子抽穗抽穗—灌浆灌浆豆类、荞麦、花生、油菜豆类、荞麦、花生、油菜开花期开花期棉花棉花花铃期花铃期瓜类瓜类开花开花—成熟成熟马铃薯马铃薯 开花开花—块茎形成块茎形成向日葵向日葵葵盘的形成葵盘的形成—灌浆灌浆作物学通论作物学通论 二、二、 水分逆境对作物的影响水分逆境对作物的影响 1、、 干旱对作物的影响和作物的抗旱性干旱对作物的影响和作物的抗旱性干旱是一种严重缺水现象，干旱可分为土壤干旱和大气干旱两种干旱是一种严重缺水现象，干旱可分为土壤干旱和大气干旱两种大气干旱大气干旱的特征是温度高而空气的相对湿度低的特征是温度高而空气的相对湿度低(10%(10%～～20%)20%)，它使作物的蒸腾，它使作物的蒸腾大于水分的吸收，从而破坏了作物的水分平衡大于水分的吸收，从而破坏了作物的水分平衡土壤干旱土壤干旱是指土壤中缺乏作物能吸收的水分，此时作物生长困难甚至停止，是指土壤中缺乏作物能吸收的水分，此时作物生长困难甚至停止，受害程度比大气干旱严重。
受害程度比大气干旱严重大气干旱如果长期存在，便会引起土壤干旱大气干旱如果长期存在，便会引起土壤干旱1) (1) 旱害对作物的影响旱害对作物的影响 降低作物的各种生理过程降低作物的各种生理过程 引起作物体内各部分水分的重新分配引起作物体内各部分水分的重新分配 水分不足影响作物产品的品质水分不足影响作物产品的品质 (2) (2) 作物的抗旱性作物的抗旱性干旱常伴随高温发生，所以植物的抗旱与抗热常有密切关系干旱常伴随高温发生，所以植物的抗旱与抗热常有密切关系作物的抗旱性应包括抗脱水的能力和抗高温伤害的能力作物的抗旱性应包括抗脱水的能力和抗高温伤害的能力抗旱锻炼抗旱锻炼作物学通论作物学通论 二、二、 水分逆境对作物的影响水分逆境对作物的影响 2、、 水涝对作物的影响水涝对作物的影响水分过多对作物的不利影响称为水分过多对作物的不利影响称为湿害湿害渍害渍害：土壤含水量超过田间最大持水量，土壤水分处于饷状态，对：土壤含水量超过田间最大持水量，土壤水分处于饷状态，对作物千万的不利影响称为渍害作物千万的不利影响称为渍害涝害涝害：田间地面积水，作物的局部或全部被淹没，称为涝害。
田间地面积水，作物的局部或全部被淹没，称为涝害明涝暗渍）（明涝暗渍）(1) 水涝对作物的危害水涝对作物的危害主要是主要是缺氧缺缺氧氧对对作作物物形形态态与与生生长长造造成成损损害害：：植植株株生生长长矮矮小小，，抑抑制制种种子子萌萌发发，，叶叶片片黄黄化化，，根尖变黑水稻根细胞缺氧时线粒体发育不良根尖变黑水稻根细胞缺氧时线粒体发育不良缺氧对代谢造成损害缺氧对代谢造成损害：：抑制光合，限制有氧呼吸抑制光合，限制有氧呼吸水水涝涝造造成成营营养养失失调调：：降降低低根根对对离离子子吸吸收收活活性性产产生生大大量量还还原原性性物物质质，，H H2 2S S、、FeFe2 2＋＋、、MnMn2+2+以及有机酸（如丁酸以及有机酸（如丁酸））水涝影响品质水涝影响品质：：烟叶中尼古丁和柠檬酸含量下降烟叶中尼古丁和柠檬酸含量下降作物学通论作物学通论 二、二、 水分逆境对作物的影响水分逆境对作物的影响 2、、 水涝对作物的影响水涝对作物的影响(2) 作物的抗涝性作物的抗涝性逐逐步步淹淹水水引引起起土土壤壤中中的的氧氧慢慢慢慢下下降降，，则则植植物物根根系系也也相相应应木木质质化化限制了还原物质的侵入限制了还原物质的侵入 不不同同作作物物的的耐耐涝涝能能力力也也有有所所差差别别，，地地上上部部分分向向根根系系供供氧氧能能力力的的大大小小，，是是决决定定抗抗涝涝性性的的主主要要因因素素。
而而茎茎叶叶向向根根供供应应氧氧的的能能力力与与植植物物体体内内通通气气组组织织，，特特别别是是根根的的结结构构有有密密切切关关系系有有些些旱旱地地作作物物的的耐耐涝涝性性也较强如高梁也较强如高梁 作物学通论作物学通论 作物学通论作物学通论六价铬对水稻生长的影响六价铬对水稻生长的影响三、三、 水污染对作物的影响水污染对作物的影响水体污染源有：工矿废水、农药、生活污水水体污染源有：工矿废水、农药、生活污水临界浓度：临界浓度：1mg/L和和0. 1mg/L分别是小麦生长和种子萌发的临界浓度分别是小麦生长和种子萌发的临界浓度影响作物的产量与品质影响作物的产量与品质污水灌溉污水灌溉 作物学通论作物学通论第五节 作物与空气的关系第五节 作物与空气的关系一 空气成分一 空气成分氮：氮：78%氧：氧：21%CO2：：0.032%其他：其他：0.94%与生产关系最大的：与生产关系最大的：CO2，，O2，，N2 作物学通论作物学通论第五节 作物与空气的第五节 作物与空气的关系关系二、作物与二、作物与CO21、田间、田间CO2浓度的变化和作物浓度的变化和作物的的CO2平衡平衡（（1））CO2浓度的时间变化浓度的时间变化午夜与凌晨，高午夜与凌晨，高中午， 低中午， 低 作物学通论作物学通论第五节 作物与空气的第五节 作物与空气的关系关系二、作物与二、作物与CO21、田间、田间CO2浓度的变化和作物浓度的变化和作物的的CO2平衡平衡（（2））CO2浓度的空间变化浓度的空间变化作物群体内部，作物群体内部，近地面，近地面， CO2浓度高浓度高中上部，中上部， CO2浓度较小浓度较小通风透光的重要性。
通风透光的重要性 作物学通论作物学通论二、作物与二、作物与CO22、、CO2浓度与产量浓度与产量CO2补偿点补偿点CO2饱和点饱和点CO2肥肥有机肥有机肥 作物学通论作物学通论三、作物与三、作物与O2O2供供应应状状况况直直接接影影响响作作物物呼呼吸吸速速率率与与呼呼吸吸性性质质O2不不足足不不仅仅呼呼吸速率下降，还会使无氧呼吸升高吸速率下降，还会使无氧呼吸升高作物受涝死亡，就是由于无氧呼吸过久作物受涝死亡，就是由于无氧呼吸过久O2也并非愈多愈好，过高的也并非愈多愈好，过高的O2浓度对作物反而有毒多数情况浓度对作物反而有毒多数情况下下O2浓度在浓度在10％以下就已足够了％以下就已足够了 作物学通论作物学通论四、作物与风四、作物与风空气的流动形成空气的流动形成风风风风的的大大小小与与大大气气的的水水分分输输送送、、叶叶面面和和冠冠层层的的物物质质和和热热量量交交换换、、作作物物的的体体温温和和生生理理功功能能、、作作物物花花粉粉的的传传播播和和田田间间杂杂草草种种子子的的传传播播都都有有直直接关系当当风风大大到到一一定定程程度度时时，，就就会会影影响响农农业业生生产产，，对对作作物物产产生生机机械械损损伤伤（（倒倒伏伏、、脱脱落落））以以及及对对土土壤壤产产生生风风蚀蚀。
干干热热风风对对小小麦麦生生长长后后期期危危害害很大，常出现高温逼熟现象或导致花粉死亡很大，常出现高温逼熟现象或导致花粉死亡农田小气候中的风随高度而发生显著变化农田小气候中的风随高度而发生显著变化在作物群体的冠层、中间层和底部，空气的组成是不一致的在作物群体的冠层、中间层和底部，空气的组成是不一致的 作物学通论作物学通论五、作物与空气中其他气体的关系五、作物与空气中其他气体的关系1、、 氮气氮气 豆豆类类作作物物通通过过与与它它们们共共生生的的根根瘤瘤菌菌可可以以利利用用空空气气中中的的氮氮，，但但在在根根瘤瘤菌菌生生长长前前期期需需吸吸收收作作物物的的氮氮素素，，一一般般占占豆豆类类作作物物所所需需氮氮总总量量的的1/4～～1/3在作物的幼苗期和籽实充实阶段，还是需要适量施用氮肥在作物的幼苗期和籽实充实阶段，还是需要适量施用氮肥根瘤菌所固定氮只占豆类作物需氮的根瘤菌所固定氮只占豆类作物需氮的1/4~1/2.根瘤菌消耗的能量大致相当于大豆光合产物的根瘤菌消耗的能量大致相当于大豆光合产物的12%~14% 作物学通论作物学通论五、作物与空气中其他气体的关系五、作物与空气中其他气体的关系2、有毒气体、有毒气体 大气污染产生大量有毒气体，主要有大气污染产生大量有毒气体，主要有SO2、、HF和和O3。
二氧化硫 二氧化硫：改变细胞液：改变细胞液pH值，使叶绿素失去镁而丧失功能；值，使叶绿素失去镁而丧失功能； 与细胞中的羟酸形成羟基磺酸，破坏细胞结构和功能，抑制代谢过程 与细胞中的羟酸形成羟基磺酸，破坏细胞结构和功能，抑制代谢过程 酸雨 酸雨氟氟化化氢氢：：植植物物慢慢性性氟氟中中毒毒的的症症状状，，首首先先出出现现在在叶叶尖尖和和叶叶缘缘，，后后发发展展至至内内如如果果空空气气中中HF浓浓度度大大于于3X10-3ppm，，叶叶肉肉组组织织将将发发生生酸酸型型伤伤害害叶叶脉脉间间隙隙组组织织首首先先发发生生水水渍渍斑斑点点，，以以后后逐逐渐渐干干枯枯，，变变为为棕棕黄黄色色或或淡淡黄黄棕棕色色，，且且在在健健康康组组织织和和坏坏死死组组织织间间有有一一条条明明显显的的过过渡带 臭臭氧氧：：与与细细胞胞膜膜接接触触后后，，能能将将质质膜膜上上的的氨氨基基酸酸、、蛋蛋白白质质的的活活性性基基因因和和不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸的双键氧化，使细胞膜丧失选择半透性功能，内含物质大量外渗的双键氧化，使细胞膜丧失选择半透性功能，内含物质大量外渗 当空气中臭氧与当空气中臭氧与SO2和和NO2同时存在时，不良影响更大。
同时存在时，不良影响更大 作物学通论作物学通论五、作物与空气中其他气体的关系五、作物与空气中其他气体的关系3、温室效应、温室效应 温室效应主要由大气中的温室效应主要由大气中的CO2、、CH4、、N2O等气体含量增加引起等气体含量增加引起CH4来源于稻田、自然湿地、天然气的开采、煤矿等来源于稻田、自然湿地、天然气的开采、煤矿等封中的硝化和反硝化过程，导致封中的硝化和反硝化过程，导致N2O的生成与释放的生成与释放影响：影响：（（1））地地区区间间气气候候差差异异变变大大气气温温上上升升，，高高纬纬度度地地区区比比赤赤道道地地区区增增温温明明显显两两极极冰帽消融引起海平面上升冰帽消融引起海平面上升降降雨雨分分布布发发生生变变化化赤赤道道及及50度度以以上上地地区区降降雨雨增增加加，，10~50度度地地区区减减少少，，土土壤壤含含水量减少水量减少2）大气中）大气中CO2浓度增加产量增加，但栽培植物与野生植物竞争加剧浓度增加产量增加，但栽培植物与野生植物竞争加剧3）病虫害影响导致气温与降雨变化，进而影响病虫害的发生病虫害影响导致气温与降雨变化，进而影响病虫害的发生 作物学通论作物学通论第六节 作物与肥料（矿质营养）第六节 作物与肥料（矿质营养） 一、大量元素和微量元素一、大量元素和微量元素 大量元素：一般占干物重含量的大量元素：一般占干物重含量的0.1%以上以上 碳碳（（C））、、氢氢（（H））、、氧氧（（O））、、氮氮（（N））、、磷磷（（P））、、钾钾（（K）） 钙（ 钙（Ca）、镁（）、镁（Mg）、硫（）、硫（S）、）、（中量元素）（中量元素）微量元素：一般占干物重含量的微量元素：一般占干物重含量的0.1%以下以下 铁（ 铁（Fe）、锰（）、锰（Mn）、硼（）、硼（B）、锌（）、锌（Zn）、铜（）、铜（Cu）、）、 氯（ 氯（Cl）、钼（）、钼（Mo），），镍（镍（Ni））C主主要要来来自自空空气气（（CO2）），，O和和H来来自自水水（（H2O）），，其其它它元元素素都都来来自自土土壤壤矿矿物物质质或或有有机质的矿化分解，称为机质的矿化分解，称为矿质营养元素矿质营养元素，，除除了了必必需需元元素素外外，，某某些些作作物物对对特特定定的的非非必必要要元元素素需需要要量量很很大大，，如如水水稻稻对对Si的的需需求求很很大大，，茶茶树树产产量量和和品品质质与与Al有有很很大大关关系系，，钴钴(Co)，，是是豆豆科科作作物物根根瘤瘤菌菌固固氮氮时时必必需需的的元元素素，，称称 农农业业上上的的必必需需元元素素（（增增益益元元素素）），，钠钠(Na)、、碘碘(I)、、硒硒(Se)、、锶锶（（Sr））钒钒(V)等等也也是是有有益元素。
益元素超超微微量量元元素素是是指指那那些些在在植植物物体体中中含含量量很很少少很很少少的的(在在十十万万分分之之几几以以下下)非非必必需需元元素素，，其其中有些是有益元素，如硒、镉、汞等元素中有些是有益元素，如硒、镉、汞等元素 作物学通论作物学通论第六节 作物与肥料（矿质营养）第六节 作物与肥料（矿质营养） 二、作物矿质营养生理二、作物矿质营养生理1、氮、氮 氮氮是是作作物物需需要要较较多多的的营营养养元元素素，，一一般般作作物物含含氮氮量量占占干干重重的的0.3~5%，，是是含含量量较较高高的元素之一，常限制作物的的产量、品质（如蛋白质）的提高的元素之一，常限制作物的的产量、品质（如蛋白质）的提高 组成蛋白质 组成蛋白质 （生命元素） （生命元素） 氮素还是组成核酸、叶绿素、酶和多种维生素的重要成分 氮素还是组成核酸、叶绿素、酶和多种维生素的重要成分 在在作作物物缺缺氮氮时时，，蛋蛋白白质质和和酶酶含含量量减减少少，，叶叶绿绿素素合合成成少少，，叶叶片片黄黄化化，，导导致致生生长长延延缓，植株瘦弱，叶薄、黄、小，出现早衰，产量、品质降低缓，植株瘦弱，叶薄、黄、小，出现早衰，产量、品质降低。
缺氮时明显特征是下部叶片先开始退绿黄化，逐渐向上部叶片蔓延缺氮时明显特征是下部叶片先开始退绿黄化，逐渐向上部叶片蔓延氮肥用量过多，易遭受病虫害等各种逆境影响氮肥用量过多，易遭受病虫害等各种逆境影响 易易于于倒倒伏伏，，徒徒长长，，贪贪青青迟迟熟熟氮素过多，还会降低甜菜、西瓜的含糖量氮素过多，还会降低甜菜、西瓜的含糖量 作物学通论作物学通论第六节 作物与肥料（矿质营养）第六节 作物与肥料（矿质营养） 二、作物矿质营养生理二、作物矿质营养生理1、氮、氮 小小麦麦、、玉玉米米、、棉棉花花以以及及以以生生产产茎茎叶叶为为主主的的作作物物如如甘甘蔗蔗、、烟烟草草、、麻麻类类作作物物，，对对氮氮素要求较多，素要求较多，水稻、油菜、高梁、粟、甘薯、马铃薯等相对耗氮较少，水稻、油菜、高梁、粟、甘薯、马铃薯等相对耗氮较少，而大豆、花生等豆科作物因生物固氮作用，对氮的需求更少而大豆、花生等豆科作物因生物固氮作用，对氮的需求更少根根系系从从土土壤壤溶溶液液中中吸吸收收NO3态态氮氮后后，，输输送送到到叶叶片片（（也也可可由由叶叶片片直直接接吸吸收收喷喷施施在在叶片上的氮肥），在硝酸还原酶的作用下，进入体内氮素代谢过程。
叶片上的氮肥），在硝酸还原酶的作用下，进入体内氮素代谢过程吸收吸收NH4态氮后，先合酰胺，再运输到地上部态氮后，先合酰胺，再运输到地上部氮氮在在土土壤壤中中的的含含量量一一般般很很少少，，而而且且多多为为有有机机态态存存在在，，难难被被作作物物直直接接利利用用在在我我国国广广大大农农田田中中，，除除黑黑土土、、暗暗粟粟钙钙土土含含量量稍稍多多以以外外，，其其它它类类型型的的土土壤壤大大多多数数缺缺乏乏氮素，需要施用氮肥氮素，需要施用氮肥 作物学通论作物学通论第六节 作物与肥料（矿质营养）第六节 作物与肥料（矿质营养） 二、作物矿质营养生理二、作物矿质营养生理2、磷、磷 有机态磷，约占全磷量的有机态磷，约占全磷量的85%，以核酸、磷脂等形态存在以核酸、磷脂等形态存在无机态磷，仅占全磷量的无机态磷，仅占全磷量的15%，主要以钙、镁、钾的磷酸盐形态存在主要以钙、镁、钾的磷酸盐形态存在 磷磷是是组组成成核核酸酸、、核核蛋蛋白白、、磷磷脂脂、、高高能能化化合合物物如如ATP和和许许多多酶酶等等重重要要化化合合物的成分物的成分磷参与作物体内的各种代谢过程磷参与作物体内的各种代谢过程磷具有提高作物抗逆性和对外界环境条件适应性的作用。
磷具有提高作物抗逆性和对外界环境条件适应性的作用作作物物缺缺磷磷，，表表现现为为生生长长迟迟缓缓，，植植株株矮矮小小，，结结实实差差严严重重缺缺磷磷，，植植株株会会停停止生长 作物学通论作物学通论第六节 作物与肥料（矿质营养）第六节 作物与肥料（矿质营养） 二、作物矿质营养生理二、作物矿质营养生理2、磷、磷 作物根系吸收土壤溶液中的无机磷（作物根系吸收土壤溶液中的无机磷（H2PO4-），直接进入磷素代谢过程直接进入磷素代谢过程某某些些作作物物对对磷磷素素营营养养反反应应非非常常敏敏感感，，通通常常称称为为喜喜磷磷作作物物，，如如油油菜菜、、大大豆豆、、花生、蚕豆、荞麦等花生、蚕豆、荞麦等一般来说这些作物施用磷肥都有不同程度的增产效果一般来说这些作物施用磷肥都有不同程度的增产效果缺磷土壤和氮肥过多的田块施磷的肥效也很显著缺磷土壤和氮肥过多的田块施磷的肥效也很显著土壤中含磷一般也不多，许多土壤缺乏磷素，特别是南方的红壤、黄壤土壤中含磷一般也不多，许多土壤缺乏磷素，特别是南方的红壤、黄壤 作物学通论作物学通论第六节 作物与肥料（矿质营养）第六节 作物与肥料（矿质营养） 二、作物矿质营养生理二、作物矿质营养生理3、钾、钾 作作物物体体内内含含钾钾量量（（K2O））一一般般占占干干物物重重的的0.3%～～5%。
钾钾在在作作物物体体内内以以离离子子状状态态存存在在，，在在作作物物体体内内容容易易流流动动，，再再分分配配和和再再利利用用的的能能力力很很强强，，大大部部分分集集中中在幼嫩、生命活动旺盛的部位和茎、根的尖端在幼嫩、生命活动旺盛的部位和茎、根的尖端 钾是许多酶的辅基，与作物生命活动极其重要钾是许多酶的辅基，与作物生命活动极其重要钾钾对对作作物物体体内内的的糖糖类类的的形形成成，，转转化化和和贮贮藏藏有有很很大大的的关关系系，，可可促促进进作作物物体体内内糖糖类类物物质质的形成，增加作物体内的淀粉和纤维素含量，使作物生长健壮的形成，增加作物体内的淀粉和纤维素含量，使作物生长健壮钾钾还还可可以以促促进进对对氮氮素素的的吸吸收收利利用用，，促促进进作作物物体体内内蛋蛋白白质质的的合合成成，，提提高高作作物物产产品品品品质质钾在维持细胞膨压、调节气孔开闭、促进叶绿素合成和光合作用钾在维持细胞膨压、调节气孔开闭、促进叶绿素合成和光合作用钾促进光合产物向贮藏器官的运输，从而提高作物的结实率、粒重和品质钾促进光合产物向贮藏器官的运输，从而提高作物的结实率、粒重和品质钾钾可可以以促促进进根根系系发发达达，，茎茎杆杆坚坚韧韧，，增增强强抗抗倒倒伏伏及及抗抗病病虫虫害害的的能能力力，，增增强强作作物物的的抗抗逆逆性。
性 作物学通论作物学通论第六节 作物与肥料（矿质营养）第六节 作物与肥料（矿质营养） 二、作物矿质营养生理二、作物矿质营养生理3、钾、钾 作作物物缺缺钾钾时时，，根根系系不不发发达达，，植植株株矮矮小小，，茎茎杆杆纤纤细细瘦瘦弱弱，，分分枝枝（（蘖蘖））少少，，叶叶片片下下披披，，叶叶色发暗绿色，形成蛋白质少，可溶性氮积累；色发暗绿色，形成蛋白质少，可溶性氮积累；严重确钾时，根茎生长点枯死，叶片皱缩、枯焦严重确钾时，根茎生长点枯死，叶片皱缩、枯焦钾钾与与蛋蛋白白质质合合成成密密切切相相关关，，所所以以某某些些籽籽粒粒富富有有蛋蛋白白质质的的作作物物，，籽籽粒粒含含钾钾量量高高，，如如豆豆科科作物大豆、花生的籽粒含钾量较禾谷类作物高作物大豆、花生的籽粒含钾量较禾谷类作物高一一些些糖糖类类化化合合物物比比较较丰丰富富的的作作物物，，如如糖糖、、淀淀粉粉、、纤纤维维类类作作物物对对钾钾肥肥的的反反应应敏敏感感，，称称为为喜喜钾钾作作物物，，如如甘甘薯薯、、甜甜菜菜、、甘甘蔗蔗、、烟烟草草、、大大豆豆、、花花生生等等都都属属于于这这一一类类禾禾谷谷类类中中的的水水稻对钾肥的增产效果也较显著稻对钾肥的增产效果也较显著。
随随着着作作物物产产量量的的不不断断提提高高，，作作物物对对钾钾的的需需求求也也不不断断增增加加，，加加之之近近年年来来许许多多地地区区的的农农田田出出现现只只施施化化肥肥不不用用有有机机肥肥的的情情况况，，出出现现了了缺缺钾钾现现象象，，局局部部地地区区相相当当严严重重另另外外，，红红黄黄壤是缺钾严重的土壤一般情况下，氮肥、磷肥、钾肥同时施用，效果是最好的壤是缺钾严重的土壤一般情况下，氮肥、磷肥、钾肥同时施用，效果是最好的 作物学通论作物学通论第六节 作物与肥料（矿质营养）第六节 作物与肥料（矿质营养） 二、作物矿质营养生理二、作物矿质营养生理4、硫、硫 在植株各部位广泛分布在植株各部位广泛分布硫硫是是氨氨基基酸酸（（半半胱胱氨氨酸酸、、甲甲硫硫氨氨酸酸））的的组组成成元元素素，，这这些些氨氨基基酸酸是是几几乎乎所所有有蛋蛋白白质质的构成分子的构成分子半胱氨酸半胱氨酸——胱氨酸系统是细胞进行氧化还原、电子传递的一种形式；胱氨酸系统是细胞进行氧化还原、电子传递的一种形式；谷谷胱胱甘甘肽肽（（含含硫硫））是是作作物物细细胞胞的的第第二二信信使使，，也也是是清清除除体体内内超超氧氧化化物物等等有有毒毒物物质质的的重重要要的的保保护护性性非非酶酶类类物物质质之之一一（（其其他他非非酶酶类类物物质质主主要要是是VC等等）），，因因此此硫硫与与氧氧化化还还原过程和细胞保护系统活动性有关。
原过程和细胞保护系统活动性有关硫硫也也是是辅辅酶酶A（（CoA））的的成成分分之之一一，，其其为为作作物物体体内内生生物物合合成成、、转转化化的的非非常常活活跃跃的的又非常重要的能量化合物，如脂肪、淀粉、生长素等的生物合成离不开辅酶又非常重要的能量化合物，如脂肪、淀粉、生长素等的生物合成离不开辅酶A硫硫也也是是许许多多维维生生素素的的组组成成元元素素之之一一作作物物从从土土壤壤溶溶液液中中吸吸收收SO42-，，直直接接进进入入体体内硫代谢内硫代谢 作物学通论作物学通论第六节 作物与肥料（矿质营养）第六节 作物与肥料（矿质营养） 二、作物矿质营养生理二、作物矿质营养生理5、钙、钙 作物直接从土壤溶液中吸收钙离子钙主要存在于成熟器官组织中，一般不易移动作物直接从土壤溶液中吸收钙离子钙主要存在于成熟器官组织中，一般不易移动钙是作物细胞壁的组分之一，是重要的结构元素钙是作物细胞壁的组分之一，是重要的结构元素钙又是作物体内重要的第二信使，在体内以钙调蛋白的形式，完成信使功能钙又是作物体内重要的第二信使，在体内以钙调蛋白的形式，完成信使功能如如当当植植株株受受到到逆逆境境胁胁迫迫时时，，钙钙调调蛋蛋白白和和ABA共共同同完完成成一一系系列列复复杂杂的的生生理理过过程程，，调调控控基因表达，调动体内物质，进行适应性变化。
基因表达，调动体内物质，进行适应性变化钙和钾一样，也是体内重要的离子平衡元素钙和钾一样，也是体内重要的离子平衡元素钙钙也也是是体体内内清清除除毒毒害害的的重重要要元元素素，，如如有有机机酸酸（（主主要要是是草草酸酸））过过多多而而产产生生伤伤害害时时，，钙钙即可与其形成钙盐，免除伤害；钙也与植株抗病性有关即可与其形成钙盐，免除伤害；钙也与植株抗病性有关 作物学通论作物学通论第六节 作物与肥料（矿质营养）第六节 作物与肥料（矿质营养） 二、作物矿质营养生理二、作物矿质营养生理6、镁、镁 作物直接从土壤溶液中吸收镁离子作物直接从土壤溶液中吸收镁离子镁和钾、磷一样，主要分布于幼嫩器官和组织中，成熟时集中于种子中镁和钾、磷一样，主要分布于幼嫩器官和组织中，成熟时集中于种子中镁是叶绿素组分之一，是作物的叶绿体的重要组成元素镁是叶绿素组分之一，是作物的叶绿体的重要组成元素DNA和和RNA的的合合成成以以及及蛋蛋白白质质合合成成过过程程中中的的氨氨基基酸酸活活化化，，以以及及核核蛋蛋白白体体（（组组装装合合成成蛋白质的结构）的功能，需镁的参与蛋白质的结构）的功能，需镁的参与镁也是许多酶（如己糖激酶）的辅基，可促进呼吸作用等。
镁也是许多酶（如己糖激酶）的辅基，可促进呼吸作用等镁可促进作物对磷的吸收，故需磷多的作物需镁也多镁可促进作物对磷的吸收，故需磷多的作物需镁也多一般土壤虽不缺乏，但施用钙镁磷肥对许多作物增产显著一般土壤虽不缺乏，但施用钙镁磷肥对许多作物增产显著 作物学通论作物学通论二、作物矿质营养生理二、作物矿质营养生理7、微量元素、微量元素 （（1）铁）铁 作物从土壤溶液中主要吸收氧化态的铁铁进入体内后，不易移动作物从土壤溶液中主要吸收氧化态的铁铁进入体内后，不易移动铁有两个重要功能：铁有两个重要功能：酶的辅基酶的辅基和和合成叶绿素必须元素合成叶绿素必须元素铁铁是是许许多多氧氧化化酶酶，，如如铁铁氧氧还还原原蛋蛋白白、、血血红红蛋蛋白白（（细细胞胞色色素素和和细细胞胞色色素素氧氧化化酶酶））等等的的活活化化剂剂和和辅辅基基，，参参与与电电子子传传递递过过程程铁铁又又是是生生物物固固氮氮酶酶的的铁铁蛋蛋白白、、钼钼铁铁蛋蛋白白的的金金属属成分铁对叶绿素合成，特别是叶绿体构造作用明显铁对叶绿素合成，特别是叶绿体构造作用明显2））锰锰 锰锰是是糖糖酵酵解解中中的的许许多多酶酶（（如如己己糖糖磷磷酸酸激激酶酶、、烯烯醇醇化化酶酶、、羧羧化化酶酶等等））的的活活化化剂剂，，也也是是三三羧羧酸酸循循环环中中的的某某些些酶酶（（如如异异柠柠檬檬酸酸脱脱氢氢酶酶、、α-酮酮戊戊二二酸酸脱脱氢氢酶酶和和柠柠檬檬酸酸合合成成酶酶等等））的的活活化化剂剂，，所所以以能能提提高高呼呼吸吸作作用用。
锰锰是是硝硝酸酸还还原原酶酶的的活活化化剂剂，，参参与与氮氮素素代代谢谢锰锰是是光光合合作作用用的的光光水水解解过过程程活活化化剂剂，，是是叶叶绿绿体体的的结结构构成成分分，，缺缺锰锰或或铁铁时时，，叶叶绿绿素生物合成受阻，叶绿体结构会破坏解体素生物合成受阻，叶绿体结构会破坏解体3）硼）硼 硼与游离态的糖结合，硼与游离态的糖结合，使糖能够通过质膜，促进使糖能够通过质膜，促进糖运输糖运输对对花花器器形形成成，，生生殖殖过过程程尤尤其其重重要要油油菜菜是是对对硼硼敏敏感感的的作作物物，，甘甘蓝蓝型型油油菜菜“花花而而不不实实”就是缺硼的缘故就是缺硼的缘故 作物学通论作物学通论二、作物矿质营养生理二、作物矿质营养生理7、微量元素、微量元素 （（4）锌）锌 锌是吲哚乙酸（生长素）合成必须的锌是吲哚乙酸（生长素）合成必须的锌锌是是碳碳酸酸酐酐酶酶（（促促进进碳碳酸酸分分解解为为水水和和二二氧氧化化碳碳））的的活活化化剂剂，，也也是是许许多多脱脱氢氢酶酶（（如如谷谷氨酸脱氢酶、乙醇脱氢酶、脂肪氧化酶）的活化剂氨酸脱氢酶、乙醇脱氢酶、脂肪氧化酶）的活化剂5））铜铜 是是许许多多氧氧化化酶酶（（如如抗抗坏坏血血酸酸氧氧化化酶酶、、多多酚酚氧氧化化酶酶））的的成成分分，，也也是是参参与与光光合合作用中电子传递体系的一种重要元素。
作用中电子传递体系的一种重要元素6））钼钼 钼钼是是硝硝酸酸还还原原酶酶的的金金属属成成分分，，又又是是生生物物固固氮氮参参与与元元素素，，Mo是是氮氮素素代代谢谢的的一种重要功能元素钼对花生、大豆等豆科作物的增产作用明显一种重要功能元素钼对花生、大豆等豆科作物的增产作用明显7））氯氯 氯氯是是活活化化光光合合作作用用的的水水光光解解过过程程中中的的重重要要元元素素，，促促进进氧氧的的释释放放和和NADP还还原 作物学通论作物学通论第六节 作物与肥料（矿质营养）第六节 作物与肥料（矿质营养） 二、作物矿质营养生理二、作物矿质营养生理必需矿质元素在作物体内的主要功能有：必需矿质元素在作物体内的主要功能有：（（1）细胞结构物质的组成成分；）细胞结构物质的组成成分；（（2）作物生命活动的调节者，参与酶的活动；）作物生命活动的调节者，参与酶的活动；（（3）电化学作用，即离子平衡、胶体稳定、电荷中和等；）电化学作用，即离子平衡、胶体稳定、电荷中和等；（（4）能量代谢能量代谢大多数大量元素具有以上所有生理作用，而微量元素一般只有酶促功能大多数大量元素具有以上所有生理作用，而微量元素一般只有酶促功能。
每每一一种种必必需需元元素素在在作作物物生生命命活活动动和和产产量量品品质质形形成成中中各各有有特特殊殊作作用用，，不不能能被被其其他他元素替代，如钙和镁理化性质很相似，却不能互相替代；元素替代，如钙和镁理化性质很相似，却不能互相替代；但但是是，，锰锰可可部部分分地地替替代代铁铁；；有有些些非非必必需需元元素素还还能能部部分分替替代代必必须须元元素素，，如如钠钠能能部部分替代钾等分替代钾等 作物学通论作物学通论第六节 作物与肥料（矿质营养）第六节 作物与肥料（矿质营养） 二、作物矿质营养生理二、作物矿质营养生理微量元素参与作物体内的许多代谢过程，是作物体内酶的组分之一微量元素参与作物体内的许多代谢过程，是作物体内酶的组分之一微微量量元元素素还还能能提提高高作作物物对对不不良良环环境境条条件件的的抵抵抗抗能能力力：：如如硼硼、、锰锰、、锌锌能能提提高高作作物物的抗旱、抗热性的抗旱、抗热性当当土土壤壤微微量量元元素素含含量量过过高高时时，，也也会会引引起起作作物物的的伤伤害害，，如如盐盐土土地地上上的的氯氯离离子子毒毒害害，，而锰、锌、铜毒害也经常发生在酸性土壤上而锰、锌、铜毒害也经常发生在酸性土壤上。
一一般般情情况况下下，，土土壤壤微微量量元元素素的的含含量量均均能能满满足足作作物物需需要要，，但但不不同同的的土土壤壤有有一一定定的的差差异异，，特特别别是是微微量量元元素素的的有有效效性性，，如如碱碱性性土土壤壤容容易易缺缺硼硼、、锌锌、、铜铜；；在在酸酸性性土土壤壤中中，，有有效效铜铜较较少少；；在在水水分分多多的的条条件件下下，，有有效效钼钼较较少少；；当当然然有有的的作作物物还还有有对对某某些些微量元素的特殊要求微量元素的特殊要求 作物学通论作物学通论第六节 作物与肥料（矿质营养）第六节 作物与肥料（矿质营养） 三、作物的需肥规律三、作物的需肥规律 （一）作物的需肥量和需肥特性（一）作物的需肥量和需肥特性 1、不同作物对营养元素的需要量是不同的不同作物对营养元素的需要量是不同的一一般般地地，，产产品品器器官官和和生生物物器器官官含含蛋蛋白白质质、、脂脂肪肪高高的的作作物物，，对对氮氮、、磷磷、、钾钾的的需需求求量量大大于于含含淀淀粉类物质的作物粉类物质的作物2、同一作物的不同品种，对养分的要求也不一样同一作物的不同品种，对养分的要求也不一样水稻的矮杆籼稻耐肥，粳稻次之，高杆籼稻耐肥性最差水稻的矮杆籼稻耐肥，粳稻次之，高杆籼稻耐肥性最差甘蓝型油菜品种比白菜型品种耐肥。
甘蓝型油菜品种比白菜型品种耐肥小麦矮杆品种与葡匐性品种，比高杆或直立性品种易受缺钾的影响；小麦矮杆品种与葡匐性品种，比高杆或直立性品种易受缺钾的影响；马马铃铃薯薯的的早早熟熟品品种种应应用用相相对对地地多多施施氮氮而而少少施施些些磷磷，，否否则则易易因因早早衰衰而而减减产产，，晚晚熟熟品品种种则则反反之之，，磷能使其营养生长及时停止有利于薯的形成和膨大磷能使其营养生长及时停止有利于薯的形成和膨大 3、同一种作物在不同的生育期对养分的需要也不相同同一种作物在不同的生育期对养分的需要也不相同 作作物物生生长长初初期期吸吸收收养养分分很很少少，，将将近近开开花花结结果果时时吸吸收收营营养养物物质质最最多多，，其其后后又又衰衰退退，，到到了了种种子子成熟时，养分停止进入，衰老时甚至有部分营养物质从根部成熟时，养分停止进入，衰老时甚至有部分营养物质从根部“倒流倒流” 作物学通论作物学通论第六节 作物与肥料（矿质营养）第六节 作物与肥料（矿质营养） 三、作物的需肥规律三、作物的需肥规律 （二）营养临界期（二）营养临界期作作物物在在生生长长发发育育过过程程中中，，常常常常有有一一个个时时期期对对某某种种元元素素的的要要求求绝绝对对量量虽虽不不多多但但很很迫迫切切，，如如缺缺乏乏该该营营养养元元素素，，生生长长发发育育就就会会受受到到很很大大的的影影响响，，以以后后很很难难纠纠正正或或弥弥补损失，这个时期叫做补损失，这个时期叫做营养临界期营养临界期。
如如各各种种作作物物对对磷磷临临界界期期为为幼幼苗苗期期，，棉棉花花、、油油菜菜在在出出苗苗后后10—20天天内内，，对对缺缺磷磷特特别别敏敏感感，，此此时时缺缺磷磷对对后后期期生生长长影影响响很很大大，，为为磷磷的的临临界界期期玉玉米米则则在在出出苗苗后后一一周周进进入入磷磷的的临临界界期期，，其其他他作作物物也也有有类类似似情情况况一一般般作作物物苗苗肥肥早早施施，，增增产产效效果果常常比比同样肥料迟施好也说明前期需肥的迫切性同样肥料迟施好也说明前期需肥的迫切性 氮氮的的临临界界期期，，一一般般要要晚晚于于磷磷，，往往往往是是在在营营养养生生长长转转向向生生殖殖生生长长的的时时候候，，如如水水稻稻、、小麦在分蘖期和幼穗分化期，玉米在穗分化期，棉花在现蕾期小麦在分蘖期和幼穗分化期，玉米在穗分化期，棉花在现蕾期 作物学通论作物学通论第六节 作物与肥料（矿质营养）第六节 作物与肥料（矿质营养） 三、作物的需肥规律三、作物的需肥规律 （三）营养最大效率期（三）营养最大效率期在在作作物物一一生生中中，，还还有有一一个个养养分分需需求求量量和和吸吸收收速速度度都都很很大大的的时时期期这这时时的的施施肥肥作作用用最最明明显显，，增增产产效效果果也也往往往往最最好好。
这这一一时时期期称称为为作作物物营营养养的的最最大大效效率率期期作作物物营营养养最最大大效效率率期期往往往往都都在在作作物物生生长长最最旺旺盛盛的的中中期期，，此此时时作作物物吸吸收收养养分分能能力力最最强强，，表表现现出出的的生生长长速速度度也也最最快快例例如如，，小小麦麦在在拔拔节节至至抽抽穗穗，，玉玉米米在在大大喇喇叭叭口口至至抽抽雄雄，，棉棉花花在在盛盛花花至至结结铃铃等等但但有有些些作作物物的的营营养养最最大大效效率率期期也也因因养养分分不不同同而而异异，，如如甘甘薯薯生生长长初初期期，，氮氮营营养养的的效效果果较较好好，，而而块块根根膨膨大大时时，，磷、钾营养的效果较好等磷、钾营养的效果较好等 作物学通论作物学通论第六节 作物与肥料（矿质营养）第六节 作物与肥料（矿质营养） 三、作物的需肥规律三、作物的需肥规律 （四）营养的特殊性（四）营养的特殊性某些作物对某些特定的营养元素需求特别敏感，或吸收特别多，如：某些作物对某些特定的营养元素需求特别敏感，或吸收特别多，如：水稻对硅元素需求量大，硅有利于水稻形成壮秆大穗；水稻对硅元素需求量大，硅有利于水稻形成壮秆大穗；甘蓝型油菜对硼素有特殊要求，从苗期至花角期都对土壤有效硼含量要求较高；甘蓝型油菜对硼素有特殊要求，从苗期至花角期都对土壤有效硼含量要求较高；花花生生对对钙钙需需求求量量大大，，钙钙有有利利于于花花生生果果壳壳生生长长发发育育，，形形成成饱饱果果，，花花生生的的果果针针入入土土后后，，可可直直接接吸吸收收土土中中的的Ca元元素素，，用用于于荚荚果果果果壳壳形形成成和和子子粒粒发发育育所所需需。
所所以以花花生生施施钙钙肥肥于结荚层中，增产显著于结荚层中，增产显著 作物的肥料运筹应与作物的需肥规律相符合，发挥最大肥效，减少肥料流失作物的肥料运筹应与作物的需肥规律相符合，发挥最大肥效，减少肥料流失 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 一、土壤的基本概念及其作用一、土壤的基本概念及其作用 土壤是地壳表面风化形成的风化壳的表层，土壤是地壳表面风化形成的风化壳的表层，我我国国土土壤壤主主要要类类型型有有南南方方的的红红、、黄黄壤壤，，东东北北平平原原的的黑黑土土类类型型，，温温带带草草原原的的钙钙质质土土和荒漠土壤，黄淮平原的棕壤类型以及水成土壤、盐碱土壤、高山山地土壤等和荒漠土壤，黄淮平原的棕壤类型以及水成土壤、盐碱土壤、高山山地土壤等衡衡量量土土壤壤好好坏坏的的指指标标是是地地力力地地力力又又叫叫土土壤壤肥肥力力，，是是指指土土壤壤不不断断提提供供满满足足作作物物对对水、肥、气、热的需求的能力水、肥、气、热的需求的能力土壤是种植业生产力形成和发展速度的限制性因素：土壤是种植业生产力形成和发展速度的限制性因素：（（1））光光能能供供应应在在某某地地区区是是一一定定的的，，大大气气中中环环境境因因子子的的自自由由度度大大于于土土壤壤中中，，土土壤壤中中诸诸因因素素的的改变、交换、分配均匀度都很小。
改变、交换、分配均匀度都很小2））对对作作物物的的生生育育条条件件的的改改善善，，基基本本上上都都要要在在土土壤壤中中进进行行，，例例如如对对旱旱、、涝涝、、盐盐碱碱、、酸酸性性土土壤的改良利用，农田灌溉、排水、耕翻、镇压、施肥等壤的改良利用，农田灌溉、排水、耕翻、镇压、施肥等3））作作物物的的生生长长发发育育需需要要土土壤壤经经常常不不断断地地供供给给一一定定的的水水分分、、养养粉粉、、空空气气和和热热量量作作物物根根系系生长的好坏，是作物整个生育过程的基础，而土壤是根系生长发育的基地生长的好坏，是作物整个生育过程的基础，而土壤是根系生长发育的基地4））在在作作物物生生长长的的初初期期，，生生长长好好坏坏取取决决于于土土壤壤的的理理化化条条件件这这时时整整个个作作物物能能否否发发育育并并不不在在于于地地上上部部分分的的光光、、热热和和CO2，，而而只只取取决决于于父父代代所所累累积积光光合合产产物物的的能能量量向向子子代代的的转转化化是是否否顺顺利利，，即依靠播于土层内种子的发育程度即依靠播于土层内种子的发育程度 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 二、土壤性质及其对作物的影响二、土壤性质及其对作物的影响土土壤壤性性质质包包括括土土壤壤的的物物质质组组成成、、质质地地、、结结构构及及空空气气、、水水分分、、热热量量等等物物理理性性状状，，矿矿物物质质营营养养、、有有机机质质、、酸酸碱碱度度等等化化学学性性质质，，以以及及土土壤壤微微生生物物等等。
影影响响作作物物生生长长的的土土壤壤条条件件还还包包括括土土层层厚厚度度（（耕耕作作层层熟熟土土的的厚厚度度））、、土土壤壤物理机械性质等物理机械性质等一）（一）土壤物质组成和结构土壤物质组成和结构1、土壤组成、土壤组成组成土壤的基本成分是矿物质、有机质、水分和空气：组成土壤的基本成分是矿物质、有机质、水分和空气： 土壤矿物质土壤矿物质 固体部分 固体部分 土壤有机质（动植物残体及其转化产物和土壤微生物 土壤有机质（动植物残体及其转化产物和土壤微生物土壤组成土壤组成 液体 液体—土壤水分（溶有离子、水分、胶体态有机、无机物）土壤水分（溶有离子、水分、胶体态有机、无机物） 孔隙部分 孔隙部分 气体 气体—土壤空气土壤空气 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 二、土壤性质及其对作物的影响二、土壤性质及其对作物的影响2、土壤结构、土壤结构 土壤结构土壤结构是指土壤中固体部分和孔隙部分所占的比例以及空间上的分布。
是指土壤中固体部分和孔隙部分所占的比例以及空间上的分布 （（1））团团粒粒结结构构 在在有有机机质质含含量量丰丰富富，，质质地地疏疏松松的的土土壤壤中中，，土土壤壤颗颗粒粒在在腐腐殖殖作作用用下下形形成成的的近近似似球球形形、、多多孔孔、、较较疏疏松松、、直直径径0.25~10mm的的小小土土团团团团粒粒结结构构熟熟练练的的多多少少和和分分布布，，在在一一定定程程度上标志着土壤肥力水平度上标志着土壤肥力水平 （（2））块块状状结结构构 在在有有机机质质含含量量少少、、质质地地粘粘重重的的土土壤壤中中，，土土壤壤颗颗粒粒粘粘连连成成为为较较坚坚实实的的土土块块，，直直径径在在10mm以以上上这这种种结结构构，，土土块块间间的的孔孔隙隙大大，，既既漏漏风风跑跑墒墒，，又又蒸蒸发发失失墒墒，，而而土土块块内内部部孔孔隙隙太太小小，，既既不不保保水水，，也也不不透透气气，，微微生生物物活活动动弱弱，，养养分分不不易易释释放放此此外外，，土土块块会会抑抑制制根根系系生生长和影响种子萌发出苗长和影响种子萌发出苗3））片片层层结结构构 在在水水稻稻田田和和旱旱地地的的犁犁底底层层，，土土壤壤颗颗粒粒粘粘结结成成为为坚坚实实紧紧密密的的薄薄土土片片，，成成层层排排列列，，片片状状分分布布，，称称为为片片层层结结构构。
水水稻稻田田的的片片层层结结构构可可防防止止水水肥肥渗渗漏漏，，旱旱地地的的犁犁底底层层的的片片层层结构则影响作物根系生长和水、气、热的交换结构则影响作物根系生长和水、气、热的交换 建建立立合合理理的的土土壤壤结结构构，，团团粒粒结结构构多多，，固固、、液液、、气气三三相相比比例例、、垂垂直直分分布布合合理理，，孔孔隙隙度度、、土土壤壤容容重重适适中中，，有有利利于于土土壤壤其其他他理理化化性性状状的的改改善善，，提提高高通通气气性性和和保保肥肥保保水水能能力力，，促促进进微微生生物物活活动动，，加加快快物物质质转转化化，，就就可可以以为为作作物物根根系系生生长长提提供供良良好好的的环环境境条条件件，，而而作作物物根根系系生生命命活活动动又又改善了土壤结构改善了土壤结构 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 二、土壤性质及其对作物的影响二、土壤性质及其对作物的影响（二）土壤质地（二）土壤质地土壤中各级土粒相互组合的百分数，称为土壤中各级土粒相互组合的百分数，称为土壤质地土壤质地土壤质地的轻重是影响土壤肥力和耕性好坏的决定性因素土壤质地的轻重是影响土壤肥力和耕性好坏的决定性因素。
根据土粒直径的大小，可将土粒分为根据土粒直径的大小，可将土粒分为粗砂（土粒直径粗砂（土粒直径2.0—0.2mm））细砂（土粒直径细砂（土粒直径0.2—0.02mm））粉砂（土粒直径粉砂（土粒直径0.02—0.002mm））粘粒（粘粒（0.002mm以下）以下） 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 二、土壤性质及其对作物的影响二、土壤性质及其对作物的影响（二）土壤质地（二）土壤质地按照土壤质地的不同，一般可以把土壤区分为三类：按照土壤质地的不同，一般可以把土壤区分为三类：我国土壤质地的分类标准（暂行）我国土壤质地的分类标准（暂行）质质 地地 组组 质质 地地 号号质质 地地 名名 称称各粒级百分含量各粒级百分含量/% 砂砂 粒粒/mm 粗粉粒粗粉粒/mm 胶胶 粒粒/mm 1～～0.05 0.05～～0.001 <0.001砂砂 土土 组组 1 粗 粗 砂砂 土土 70 2 细细 砂砂 土土 60～～70 -- <30 3 面 面 砂砂 土 土 50～～60两合土组两合土组 4 砂性两合土砂性两合土>20 >40 <30 5 小 小 粉粉 土土<20 >40 <30 6 两两 合合 土土 >20 >40 7 胶性两合土胶性两合土<20 >40胶泥土组胶泥土组 8 泥泥 土土 30～～35 9 胶泥胶泥 土土 -- 35～～40 10 胶胶 土土 >40 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 二、土壤性质及其对作物的影响二、土壤性质及其对作物的影响（二）土壤质地（二）土壤质地1、、砂砂土土类类 质质地地砂砂性性。
农农业业生生产产性性状状表表现现为为通通透透性性好好，，排排水水通通畅畅，，不不易易受受涝涝，，作作物物易易发发根根和和深深扎扎，，但但根根系系固固着着不不牢牢，，保保水水保保肥肥性性差差，，施施化化肥肥易易流流失失潜潜在在养养分分含含量量低低，，但但矿矿质质养养分分和和有有机机养养分分易易分分解解转转化化耕耕作作省省力力、、耕耕作作质质量量好好、、宜宜耕耕期期长长作物生育前期发苗快，中后期容易脱水脱肥，易早衰作物生育前期发苗快，中后期容易脱水脱肥，易早衰2、、粘粘土土类类 质质地地粘粘重重，，又又称称胶胶泥泥土土农农业业生生产产性性状状表表现现为为通通透透性性差差，，排排水水不不畅畅，，易易涝涝，，作作物物易易扎扎根根差差保保水水保保肥肥性性好好，，有有利利于于有有机机质质积积累累，，潜潜在在养养分分含含量量高高粘粘性性强强、、塑塑性性大大、、耕耕作作费费力力、、耕耕作作质质量量差差、、宜宜耕耕期期短短作作物物生生育育前前期期发发苗苗慢慢，，中中后后期易旺长，不早衰期易旺长，不早衰3、、壤壤土土类类 质质地地疏疏松松，，也也称称两两合合土土，，含含粗粗细细土土粒粒比比例例适适度度，，砂砂粘粘适适度度，，农农业业生生产产性性状状介介于于砂砂土土和和粘粘土土之之间间，，兼兼有有二二者者优优点点，，通通透透性性、、保保蓄蓄性性、、耕耕作作性性均均好好土土壤壤温温度温定、水分和空气比例协调，有利于作物发小苗和后期生长。
度温定、水分和空气比例协调，有利于作物发小苗和后期生长 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 二、土壤性质及其对作物的影响二、土壤性质及其对作物的影响（三）土壤水分（三）土壤水分1、土壤水分性质、土壤水分性质土土壤壤水水分分主主要要来来源源于于降降雨雨、、降降雪雪和和灌灌溉溉水水，，当当地地下下水水位位较较高高时时，，地地下下水水也也可可上上升升补补充充土土壤壤水分水进入土壤后，到大孔隙内的水称为水进入土壤后，到大孔隙内的水称为重力水重力水，这部分水很容易流失这部分水很容易流失进入毛管孔隙称为进入毛管孔隙称为毛管水毛管水进入孔径进入孔径<0.001mm的微孔隙，形成的微孔隙，形成束缚水束缚水，束缚水由于土粒的吸力很大，作物也无法利用束缚水由于土粒的吸力很大，作物也无法利用毛管水是土壤中最重要、最有效的水分，既不会渗漏丢失，又能被作物充分吸收毛管水是土壤中最重要、最有效的水分，既不会渗漏丢失，又能被作物充分吸收毛管水可分为两种：毛管水可分为两种： 毛管悬着水毛管悬着水 降雨或灌溉后，保存在毛管孔内，它与地下水不连接降雨或灌溉后，保存在毛管孔内，它与地下水不连接。
某种土壤能保持最大数量毛管悬着水的含水量，称为该土壤的某种土壤能保持最大数量毛管悬着水的含水量，称为该土壤的田间持水量田间持水量 毛毛管管上上升升水水 这这是是指指地地下下水水位位较较高高，，当当表表土土水水分分由由于于蒸蒸发发和和蒸蒸腾腾消消耗耗，，地地下下水水可可沿沿毛毛管管上上升升而补给表土的水分而补给表土的水分 作物和土壤质地凋萎系数的关系（重量作物和土壤质地凋萎系数的关系（重量%））粗砂土粗砂土细砂土细砂土砂壤土砂壤土壤土壤土粘壤土粘壤土玉玉 米米小小 麦麦水水 稻稻 高高 梁梁 豌豌 豆豆 番番 茄茄1.07 0.88 0.96 0.94 1.02 1.113.1 3.3 2.7 3.6 3.3 3.36.5 6.3 5.6 5.9 6.9 6.99.9 10.3 10.1 10.0 12.4 11.715.5 14.5 13.0 14.4 16.6 15.3 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 二、土壤性质及其对作物的影响二、土壤性质及其对作物的影响（四）（四）土壤空气土壤空气土壤孔隙中的空气是作物生长发育不可缺少的因素。
土壤孔隙中的空气是作物生长发育不可缺少的因素1、、土土壤壤空空气气供供给给作作物物种种子子发发芽芽、、生生根根和和根根系系呼呼吸吸以以及及微微生生物物活活动动所所需需要要的的氧氧气气，，作作物物根根系系和微生物的生命活动要消耗大量的氧气，放出二氧化碳和微生物的生命活动要消耗大量的氧气，放出二氧化碳2、、土土壤壤纯纯化化学学过过程程引引起起氧氧的的消消耗耗与与二二氧氧化化碳碳的的积积累累这这样样使使土土壤壤空空气气和和大大气气中中的的氧氧气气和和二二氧化碳的含量有很大的差别氧化碳的含量有很大的差别土土壤壤空空气气中中的的二二氧氧化化碳碳一一部部分分不不断断地地以以气气体体扩扩散散和和交交换换的的方方式式进进入入近近地地面面空空气气层层，，供供叶叶子子吸收，另一部分二氧化碳也可以直接为根部吸收吸收，另一部分二氧化碳也可以直接为根部吸收但但是是当当土土壤壤中中氧氧气气缺缺乏乏、、二二氧氧化化碳碳积积累累过过多多时时，，例例如如在在大大量量使使用用有有机机肥肥料料或或者者翻翻压压绿绿肥肥的的土土壤壤里里，，土土壤壤空空气气中中的的二二氧氧化化碳碳含含量量可可以以超超过过2%或或更更多多，，则则会会阻阻碍碍种种子子发发芽芽，，使使出出苗苗不不齐齐，，并并且且影影响响根根系系的的呼呼吸吸与与生生长长，，使使根根系系不不能能扩扩散散，，吸吸水水吸吸肥肥能能力力减减弱弱，，甚甚至至因因呼呼吸吸窒窒息息而而死死亡。
产生各种有机酸或硫化氢，甲烷等有毒物质伤害作物根系产生各种有机酸或硫化氢，甲烷等有毒物质伤害作物根系一一般般土土壤壤空空气气中中氧氧气气的的浓浓度度低低于于9—10%，，根根系系发发育育就就要要受受到到影影响响，，到到5%以以下下，，绝绝大大部部分分作作物物的的根根系系停停止止发发育育如如果果土土壤壤空空气气过过分分流流通通，，有有机机物物质质分分解解迅迅速速，，养养分分释释放放太太快快并并造造成成养分的损失，形成的腐殖质也少养分的损失，形成的腐殖质也少 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 二、土壤性质及其对作物的影响二、土壤性质及其对作物的影响（五）（五）土壤温度土壤温度不同类型土壤，其土温有一定的差异，不同类型土壤，其土温有一定的差异，浅色土壤浅色土壤对太阳辐射能的反射强，吸收少，对太阳辐射能的反射强，吸收少，深深色色土土壤壤则则相相反反，，吸吸收收多多，，所所以以在在同同样样强强度度的的太太阳阳辐辐射射下下，，浅浅色色土土的的温温度度比比深深色色土低有有机机质质的的含含量量影影响响土土温温是是多多方方面面的的，，而而且且其其作作用用方方向向也也不不一一样样，，有有机机质质在在分分解解过过程程中中可可以以放放出出热热量量，，同同时时有有机机质质可可使使土土色色变变深深，，这这些些有有利利于于土土温温提提高高，，另另一一方方面面有机质可增加土壤蓄水量，因而又不利于土温上升。
有机质可增加土壤蓄水量，因而又不利于土温上升 在在生生产产上上我我们们往往往往可可以以采采取取适适当当的的措措施施来来调调节节土土壤壤的的温温度度，，如如水水稻稻排排灌灌措措施施保保持持秧秧田田的的土土温温在在霜霜冻冻夜夜间间，，可可满满灌灌秧秧田田水水，，使使秧秧田田土土温温不不至至于于下下降降过过多多，，在在有有太太阳的白天，可排除秧田水，使秧田多接受阳光，增加土温阳的白天，可排除秧田水，使秧田多接受阳光，增加土温 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 二、土壤性质及其对作物的影响二、土壤性质及其对作物的影响（六）土壤酸碱度（土壤反应）（六）土壤酸碱度（土壤反应）土壤酸碱度土壤酸碱度是指土壤溶液的酸碱度，常用是指土壤溶液的酸碱度，常用pH值表示土土壤壤pH影影响响到到土土壤壤的的结结构构，，风风化化和和腐腐殖殖化化过过程程，，特特别别是是影影响响到到养养分分的的活活化化和和离离子子交交换换，，一一般般土土壤壤pH6—7的的微微酸酸性性条条件件下下，，养养分分的的有有效效性性最最高高，，对对植植物物生生长长最最有有利利在在过过酸酸的的土土壤壤中中则则往往往往容容易易引引起起磷磷、、钾钾、、钙钙、、镁镁的的缺缺乏乏，，多多雨雨地地区区还还会会缺缺乏乏硼硼、、锌、钼等元素锌、钼等元素此此外外，，pH值值除除了了对对养养分分的的供供应应有有影影响响外外，，还还直直接接影影响响到到作作物物的的生生活活力力，，在在pH低低于于3和和高高于于9时时，，作作物物根根细细胞胞的的原原生生质质将将受受到到严严重重损损害害；；pH值值也也影影响响土土壤壤中中的的微微生生物物活活动动，，从从而而影影响响养养分分的的有有效效性性和和作作物物的的生生长长。
各各种种作作物物对对土土壤壤pH的的适适应应范范围围有有差异，大多数在差异，大多数在5.5-7.5之间 多多数数作作物物适适于于在在中中性性土土壤壤上上生生长长，，典典型型的的“嗜嗜酸酸性性”或或“嗜嗜碱碱性性”作作物物是是没没有有的的不过，有些作物及品种比较耐酸，如荞麦、甘薯、烟草、花生等；不过，有些作物及品种比较耐酸，如荞麦、甘薯、烟草、花生等；能够忍耐轻度的盐碱的作物有甜菜、大麦、棉花、向日葵、紫花苜蓿等能够忍耐轻度的盐碱的作物有甜菜、大麦、棉花、向日葵、紫花苜蓿等紫花苜蓿被称作盐碱土的紫花苜蓿被称作盐碱土的“先锋作物先锋作物” 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 二、土壤性质及其对作物的影响二、土壤性质及其对作物的影响各种作物适宜的土壤各种作物适宜的土壤pH值范围值范围 作作 物物 适宜适宜pH值范围值范围 作作 物物 适宜适宜pH值范围值范围烟草烟草 5.0～～6.0 水稻水稻 6.0～～7.5甘薯甘薯 5.0～～6.0 小麦小麦 6.0～～7.5花生花生 5.0～～6.0 大麦大麦 6.0～～7.5马铃薯马铃薯 5.0～～6.0 高梁高梁 6.0～～8.0荞麦荞麦 5.0～～6.0 蚕豆蚕豆 6.0～～8.0紫云英紫云英 5.5～～6.0 豌豆豌豆 6.0～～8.0玉米玉米 6.0～～7.0 紫花苜蓿紫花苜蓿 6.0～～8.0苕子苕子 6.0～～7.0 棉花棉花 6.0～～8.0油菜油菜 6.0～～7.0 向日葵向日葵 6.0～～8.0黄麻黄麻 6.0～～7.0 甜菜甜菜 6.0～～8.0大豆大豆 6.0～～7.0 甘蔗甘蔗 6.0～～8.0 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 二、土壤性质及其对作物的影响二、土壤性质及其对作物的影响（七）土壤有机质（七）土壤有机质土壤有机质是土壤固相中的一个组成成分，一般含量较低。
土壤有机质是土壤固相中的一个组成成分，一般含量较低华北耕地土壤有机质含量一般华北耕地土壤有机质含量一般0.5%～～1.5%，，西北土壤大多低于西北土壤大多低于1%，，南方水田含量多在南方水田含量多在1.5%～～3.5%，，东北黑土可高达东北黑土可高达8%～～10%虽虽然然土土壤壤有有机机质质含含量量不不多多，，但但对对土土壤壤的的性性状状起起着着决决定定性性的的作作用用，，是是土土壤壤肥肥力力高高低低的重要标志的重要标志 耕耕地地的的土土壤壤有有机机质质来来自自作作物物的的残残留留物物、、根根茬茬、、各各种种有有机机肥肥料料及及还还田田的的秸秸秆秆和和绿绿肥肥土土壤壤微微生生物物的的数数量量也也相相当当巨巨大大，，约约占占土土壤壤有有机机质质1%～～2%，，对对土土壤壤有有机机质质的的转转化化起着特殊作用起着特殊作用有有机机质质的的主主要要成成分分是是纤纤维维素素、、木木质质素素、、淀淀粉粉、、糖糖、、油油指指、、蛋蛋白白质质等等，，其其中中也也含含有有一定量的氮、磷、钾、镁、钙、硫、铁等矿质营养元素一定量的氮、磷、钾、镁、钙、硫、铁等矿质营养元素 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 二、土壤性质及其对作物的影响二、土壤性质及其对作物的影响（七）土壤有机质（七）土壤有机质土壤有机物质经过腐烂分解，转化成为黑褐色较难分解的凝胶物质，叫做土壤有机物质经过腐烂分解，转化成为黑褐色较难分解的凝胶物质，叫做腐殖质。
腐殖质腐殖质保肥保水能力超过粘粒，是水稳性团粒结构形成的重要条件腐殖质保肥保水能力超过粘粒，是水稳性团粒结构形成的重要条件腐腐殖殖质质含含有有较较多多的的养养分分，，在在一一定定条条件件下下能能缓缓慢慢分分解解，，所所以以它它是是作作物物营营养养物物质质的的贮贮存存库库，，如如土土壤壤态态机机态态氮氮、、磷磷在在一一定定的的耕耕作作栽栽培培条条件件下下，，经经土土壤壤微微生生物物的的矿矿化化作作用用，，可以转化为无机态供作物吸收可以转化为无机态供作物吸收腐腐殖殖质质分分解解后后放放出出的的CO2，，能能补补充充地地面面大大气气中中CO2的的浓浓度度，，以以促促进进作作物物的的光光合合作作用用腐腐殖殖质质还还是是异异养养微微生生物物的的重重要要养养料料和和能能源源，，所所以以能能活活化化土土壤壤微微生生物物，，而而土土壤壤微生物的旺盛活动对干作物营养是十分重要的微生物的旺盛活动对干作物营养是十分重要的有有的的腐腐殖殖质质如如胡胡敏敏酸酸还还是是一一种种植植物物生生长长刺刺激激物物质质，，可可促促进进种种子子发发芽芽、、根根系系生生长长，，也可促进作物对矿质养料的吸收和增收和增强作物的代谢活动。
也可促进作物对矿质养料的吸收和增收和增强作物的代谢活动土土壤壤有有机机质质还还能能改改善善土土壤壤的的理理化化性性质质，，对对于于土土壤壤团团粒粒结结构构的的形形成成和和土土壤壤保保水水、、供供水、通气、稳温也有重要作用水、通气、稳温也有重要作用 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 二、土壤性质及其对作物的影响二、土壤性质及其对作物的影响（七）土壤有机质（七）土壤有机质增加土壤有机质的途径有：增加土壤有机质的途径有：A大力发展畜牧业；大力发展畜牧业；B种植绿肥；种植绿肥；C秸秆还田；秸秆还田；D利用农产品加工废液、废渣；利用农产品加工废液、废渣；E合理轮作，用地养地合理轮作，用地养地 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 二、土壤性质及其对作物的影响二、土壤性质及其对作物的影响（八）土壤微生物（八）土壤微生物土土壤壤微微生生物物是是作作物物环环境境中中最最重重要要的的生生物物因因子子土土壤壤里里的的微微生生物物是是多多种种多多样样的的，，它它们们对对作物的影响是利多于弊：作物的影响是利多于弊：（（1））土土壤壤微微生生物物能能分分解解土土壤壤里里的的有有机机质质、、植植物物残残体体，，不不但但供供给给作作物物营营养养，，而而且且实实现现了了土土壤壤生生态态系统中主要物质的转化和循环。
系统中主要物质的转化和循环2）土壤微生物的代谢产物是作物的重要营养物质来源之一，特别是氮素、磷素和硫素土壤微生物的代谢产物是作物的重要营养物质来源之一，特别是氮素、磷素和硫素3））土土壤壤微微生生物物能能改改进进土土壤壤结结构构微微生生物物产产生生的的多多糖糖可可以以把把较较小小的的颗颗粒粒粘粘连连起起来来，，成成为为团团粒粒结结构4）土壤中的某些微生物的代谢产物能刺激作物的生长土壤中的某些微生物的代谢产物能刺激作物的生长5））土土壤壤中中的的某某些些微微生生物物的的代代谢谢产产物物能能抑抑制制病病菌菌的的繁繁殖殖例例如如放放线线菌菌产产生生的的抗抗生生物物质质能能减减轻轻长长蠕孢菌对小麦幼苗的危害蠕孢菌对小麦幼苗的危害6）土壤中的某些微生物某些微生物是作物病害的病原菌土壤中的某些微生物某些微生物是作物病害的病原菌7））某某些些微微生生物物产产生生对对作作物物的的有有毒毒物物质质有有些些微微生生物物在在代代谢谢过过程程中中，，能能产产生生有有毒毒物物质质，，不不利利于于作物的生长，但由于产生的毒物质较少，一般在生产上不至于造成危害作物的生长，但由于产生的毒物质较少，一般在生产上不至于造成危害。
8）土壤中的某些微生物可降解土壤中的有毒物质，如可降解农药的细菌土壤中的某些微生物可降解土壤中的有毒物质，如可降解农药的细菌 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 三、三、 低产田土壤的改良低产田土壤的改良 (1)红红壤壤 这这类类土土壤壤分分布布在在我我国国热热带带、、亚亚热热带带的的山山、、丘丘、、台台、、岗岗地地带带红红壤壤低低产产的的主主要要原原因因是是：：质质地地粘粘重重，，耕耕性性不不好好，，极极易易板板结结；；土土壤壤侵侵蚀蚀，，水水土土流流失失严严重重，，耕耕层层较较浅浅，，一一般般10～～15cm；；养养分分含含量低，有机质少；酸性偏高量低，有机质少；酸性偏高治治理理红红壤壤要要采采取取全全面面规规划划综综合合治治理理的的方方针针，，增增施施有有机机肥肥料料，，改改土土培培肥肥，，提提高高土土壤壤肥肥力力；；适适量量施施用用石石灰灰，，中中和和红红壤壤土土的的强强酸酸性性；；客客土土掺掺砂砂，，改改善善土土质质；；用用养养结结合合，，合合理理轮轮作作；；深深耕耕结结合合施施肥肥，，加速土壤熟化加速土壤熟化2) 低产水稻土低产水稻土 主要在南方各省区主要在南方各省区冷冷浸浸田田 在在南南方方各各省省的的山山地地、、丘丘陵陵区区，，特特征征是是冷冷、、烂烂、、酸酸、、瘦瘦、、毒毒。
其其改改良良措措施施主主要要是是开开好好防防洪洪沟沟、、排排水水沟沟和和灌灌溉溉沟沟；；加加入入新新土土，，特特别别是是旱旱地地土土壤壤；；增增施施肥肥料料，，施施用用石石灰灰；；水水旱旱轮轮作作，，冬冬耕耕晒晒土沉沉板板田田 是是质质地地过过砂砂或或粗粗粉粉粒粒过过多多的的低低产产稻稻田田，，低低产产原原因因是是缺缺乏乏粘粘粒粒，，有有机机质质含含量量不不高高，，土土壤壤粘粘聚性差改良途径主要是客土掺粘，也可翻淤压砂；增施有机肥料，种植绿肥；改进排灌方式改良途径主要是客土掺粘，也可翻淤压砂；增施有机肥料，种植绿肥；改进排灌方式粘粘结结田田 主主要要是是母母质质中中细细粒粒过过多多，，有有机机质质少少，，土土壤壤紧紧实实，，结结构构差差，，通通透透性性差差，，易易旱旱易易涝涝改改良良途途径是掺砂改粘；增施有机肥料；晒垡径是掺砂改粘；增施有机肥料；晒垡 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 三、三、 低产田土壤的改良低产田土壤的改良 (3) 盐盐碱碱土土 主主要要分分布布在在北北方方干干旱旱、、半半干干旱旱地地区区其其低低产产原原因因复复杂杂，，但但主主要要是是土土壤壤内内盐盐碱碱较较多多，，有有的的pH值值高高达达9.0～～10.0，，肥肥力力低低，，地地下下水水位位高高，，浅浅层层水水质质不不良良，，耕耕性性和和生生产性能差。
产性能差改改良良盐盐碱碱土土一一是是排排除除盐盐碱碱，，二二是是培培肥肥土土壤壤其其具具体体措措施施是是排排水水，，降降低低地地下下水水位位到到临临界界深深度度以以下下，，可可采采用用开开挖挖排排水水渠渠及及竖竖井井排排水水等等方方法法；；此此外外，，灌灌水水压压盐盐，，平平地地深深翻翻，，增增施施有机肥，植树造林等都是改良盐碱地的好方法有机肥，植树造林等都是改良盐碱地的好方法 (4) 风风砂砂土土 主主要要分分布布在在沿沿长长城城一一带带的的干干旱旱和和半半干干旱旱地地区区，，它它是是在在风风力力搬搬运运、、分分选选、、沉沉积积的的风风积积母母质质上上形形成成的的幼幼年年土土壤壤，，机机械械组组成成以以砂砂粒粒为为主主，，粘粘粒粒很很少少其其特特点点是是：：不不抗抗风风，，不不保保土土；；不不抗抗旱旱，，不不保保水水；；土土壤壤贫贫瘠瘠但但它它的的通通透透性性良良好好，，适适耕耕期期长长能能保保证证良良好好的耕作质量的耕作质量改改良良风风砂砂土土首首先先是是植植树树造造林林，，防防风风固固砂砂；；封封砂砂育育草草，，严严禁禁放放牧牧、、打打草草；；在在水水源源充充足足的的地方可引水拉砂，引洪淤灌；在流动风砂土地段设置风障等。
地方可引水拉砂，引洪淤灌；在流动风砂土地段设置风障等 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 四、四、土壤污染对作物产量和品质的影响土壤污染对作物产量和品质的影响（一）土壤污染（一）土壤污染土土壤壤作作为为生生态态环环境境的的重重要要部部分分，，不不仅仅直直接接受受到到污污染染物物的的污污染染，，而而且且也也是是水水污污染染和和大大气气污污染染的的受害者土壤污染物按成分可分为土壤污染物按成分可分为无机污染物无机污染物和和有机污染物有机污染物无无机机污污染染物物包包括括Cd、、Cr、、Hg、、Ni、、Pb、、Zn等等重重金金属属及及As、、S等等非非金金属属，，N、、P等等无无机机盐盐及及酸酸碱物质，放射性物质等碱物质，放射性物质等有有机机污污染染物物包包括括三三氯氯乙乙醛醛、、酚酚、、石石油油、、氰氰化化物物等等有有机机毒毒物物，，耗耗氧氧有有机机污污染染物物质质，，病病原原微微生生物物，，以及农药等以及农药等土壤污染物的来源为工业污染、居民生活消费带来的污染、农业污染土壤污染物的来源为工业污染、居民生活消费带来的污染、农业污染土土壤壤重重金金属属污污染染物物的的来来源源主主要要是是工工矿矿企企业业产产生生的的废废水水、、废废气气、、废废渣渣、、酸酸雨雨，，城城乡乡居居民民生生活活污污水水、、废废旧旧电电池池、、废废旧旧电电子子产产品品、、其其他他废废旧旧生生活活用用品品、、含含有有重重金金属属的的垃垃圾圾也也是是土土壤壤重重金金属属污污染染物物的的来来源源，，而而农农业业污污染染也也带带来来土土壤壤重重金金属属污污染染物物，，如如含含铅铅、、汞汞的的农农药药等等。
镉镉（（Cd））是是我我国国污污染比较普遍的重金属之一，其次是汞、锌、铬、铅染比较普遍的重金属之一，其次是汞、锌、铬、铅有有机机污污染染物物也也主主要要来来自自工工业业污污染染，，特特别别是是化化工工、、冶冶炼炼、、五五金金、、电电镀镀、、造造纸纸等等行行业业企企业业产产生生的的废废水水、、废废气气、、废废渣渣等等农农药药是是农农业业污污染染中中主主要要的的污污染染来来源源，，如如含含有有机机磷磷、、砷砷、、硫硫的的农农药药等等大大多多数数农农药药对对环环境境破破坏坏严严重重，，有有机机氯氯农农药药六六六六六六、、DDT等等，，含含汞汞农农药药赛赛力力散散、、西西力力生生等等，，含含铅、钾、汞的重金属农药，以及某些特异性除草剂，对土壤和作物的污染极为严重铅、钾、汞的重金属农药，以及某些特异性除草剂，对土壤和作物的污染极为严重 作物学通论作物学通论第七节 作物与土壤第七节 作物与土壤 四、四、土壤污染对作物产量和品质的影响土壤污染对作物产量和品质的影响（二）土壤污染对作物品质和产量的影响（二）土壤污染对作物品质和产量的影响土土壤壤中中的的有有毒毒物物质质能能直直接接影影响响作作物物的的生生长长发发育育，，使使作作物物生生长长发发育育减减弱弱，，作作物物的的光合作用和蒸腾作用下降，产量减少，产品品质变劣。
光合作用和蒸腾作用下降，产量减少，产品品质变劣近近年年来来，，农农业业生生产产中中氮氮素素施施用用量量大大幅幅度度增增加加，，特特别别是是为为了了片片面面追追求求蔬蔬菜菜高高产产，，过量施用氮肥，结果造成蔬菜可实用部分硝酸盐的大量积累过量施用氮肥，结果造成蔬菜可实用部分硝酸盐的大量积累对对于于土土壤壤污污染染的的治治理理，，目目前前主主要要有有工工程程治治理理（（物物理理化化学学方方法法治治理理））、、生生物物治治理理、、农业治理等措施农业治理等措施。