植物生产环境概论.docx

第一节植物生产与环境总论。(一)人民生活资料的重要来源。人们生活消耗的粮食、水果、蔬菜几乎全部来自于植物生产；服装原料80%来自于植物生产。（二）工业原料的重要来源植物生产为工业生产提供原料。我国40%的工业原料、70%的轻工业原料来源于植物生产。（三）出口创汇的重要物质。我国的农产品及农副产品一直在我国的总出口额中占有较大的比例。随着产业结构的升级，这一比例将有所下降。（四）农业的基础产业。畜牧业、渔业、林业等很大程度上依赖于植物生产。（五）农业现代化的组成部分。植物生产是农业的基础，没有现代化的植物生产，就没有现代化的农业。二、植物生产的特点。植物生产是以植物为对象，以自然环境条件为基础，以人工调控为手段，以社会经济效益为目标的社会性产业。具有以下几个鲜明的特点。（一）系统的复杂性。（二）技术的实用性。（三）生产的连续性。（四）植物生长的个体生命周期性。（五）明显的季节性。（六）严格的地域性。三、环境条件对植物生产的重要性。一）光对植物生产的重要性。植物生产所需的能量主要来自太阳光，其次为各种人工光源。光是植物生产的基本条件之一。（二）温度对植物生产的重要性。植物生长发育要求一定的温度。（三）水分对植物生产的重要性。水是生命起源的先决条件，没有水就没有生命。（四）土壤对植物生产的重要性。土壤是植物生长发育的“基地”，是植物生产的根本。（五）肥料对植物生产的重要性。肥料是植物的“粮食”，是土壤养分的主要来源。四、“植物生产与环境”课程的学习方法。植物生产与环境课程是一门理论性较强的课程，但。学习理论的目的在于指导实践。因此，对本课程的学习。一定要注意将所学的理论与农业生产的实践紧密结合。在学习过程中，一定要结合本地区的实际情况，从实际出发，灵活运用教材内容。复习思考。1.简述植物生产在我国农业及国民经济中的地位和作用。2.与其他物质生产相比，植物生产的特点有哪些？3.简述环境条件对植物生产的重要性。第二节植物的生长发育与环境一、植物的生长发育。（一）生长和发育的概念。生长是指植物在体积和重量上的增加，是一个不可逆的量变过程。发育是指植物的形态、结构和机能上发生的质的变化过程。（二）生长和发育的关系。区别：生长是植物生命过程的量变过程；而发育是植物生命过程的质变过程。联系：在植物生活周期中，生长和发育是交织在一起的，二者互相依存不可分割，具有密切的“互为基础”关系。（三）植物的营养生长和生殖生长。营养生长：植物的营养器官根、茎、叶等的生长称为营养生长；生殖生长：植物的生殖器官花、果实、种子等的生长称为生殖生长。二、种子的萌发与环境。（一）种子萌发的过程。1吸胀种子吸水后逐渐变为溶胶状态，种子便慢慢膨胀。2萌动种子胚乳和子叶中贮藏的养料分解转化，用于构成新细胞，使胚生长，出现萌动。当胚根突破种皮，露出白嫩的根尖时，即称萌动（露白）。3发芽种子萌动后，胚根伸长扎入土中形成根，胚轴伸长生长将胚芽推出地面，当根与种子等长，胚芽等于种子一半时，称发芽。（二）种子的萌发的条件。1种子萌发的内部条件具有生活力的种子或具有完整而健康的胚的种子。2种子萌发的环境条件适当的水分、适宜的温度和足够的氧气。三、植物营养生长与环境。（一）植物生长的周期性。1植物生长大周期植物生长所呈现的“慢快慢”的规律，叫生长大周期。用坐标表示呈S曲线。2昼夜周期昼夜周期是指植物的生长速率随昼夜温度变化而发生有规律变化的现象。3季节周期季节周期是指植物在一年中的生长随季节的变化而呈现一定的周期性规律。（二）植物的衰老。1概念衰老是指一个器官或整个植株生理功能逐渐恶化，最终自然死亡的过程，是生长界普遍规律。2特征对整株植物来说，衰老首先表现在叶片和根系。3影响因素植物衰老受内在因素的影响。除了遗传原因之外，许多试验证明植株体内脱落酸和乙烯含量的增多，可促使叶片衰老。另外，环境因素如高温、干旱、缺少氮肥、短日照等都能促进衰老。尤其是短日照，它是引起自然衰老的主要因素。（三）植物生长的相关性。1地上部分与地下部分的相关性。2主茎与侧枝的相关性（顶端优势-aqical。dominance）顶端优势是指由于植物的顶端生长占优势而抑制侧芽生长的现象。3营养生长和生殖生长的相关性。（四）植物的极性与再生。1极性现象是指植物某一器官的上下两端，在形态和生理上有明显差异，通常是上端生芽下端生根的现象。2植物再生现象是指植物失去某一部分后，在适宜环境条件下，能逐渐恢复所失去的部分，再形成一个完整的新个体的现象。（五）环境因素对植物营养生长的影响。影响植物营养生长的环境条件主要有：温度（三基点温度）、光、水分、矿质营养等。四、植物的生殖生长与环境。（一）春化作用。（考）许多秋播植物在其营养生长期必须经过一段低温诱导，才能转为生殖生长（开花结实）的现象，称为春化作用。（二）光周期现象（定义、分类）许多植物在开花之前的一段时间，要求每天有一定的昼夜相对长度的交替影响才能开花的现象，称为光周期相现象。（三）植物成花原理在农业生产上的应用。1引种。2育种。3控制花期。五、控制植物生长发育的途径。（一）合理利用环境资源。1选择适宜的生态区植物的生长发育规律是长期在一定的光、温、水、肥、土等生态条件下形成的，因此，必须选择适宜的生态区进行种植才能使其正常发育，获得最好产品和品质。2选择适宜的土壤不同植物对土壤的质地、酸碱度、肥力水平等要求不同。3选择适宜的生长季节在种植时应考虑到植物对温、光、水等生态因素的要求，并根据栽培目的选择适宜的生长季节，使植物的生长发育符合人们的愿望。4合理间作、套种和轮作将不同种类的作物，根据其生育特点和对营养需求的差异，进行合理的间作、套种和轮作，可以更充分地利用土壤肥力和光能。（二）人工控制环境条件。1.改善植物的光照条件植物的光照条件主要是指光照度、光照时间、光照质量和光的分布四个方面。改善植物的光照条件主要包括三方面内容：一是增强和完善光照条件，二是遮光，三是人工补光。2.温度条件的调控温度条件调控的原则是：春季提高温度，以利适时播种或促苗早发；夏季适当降温，防止干旱和热害；秋冬季节保温和增温，使植物及时成熟或安全越冬。3.土壤水分的调控土壤水分的调节控制主要包括三方面的内容：一是土壤水分的保持，二是增加土壤水分（增湿），三是降低土壤水分（降湿）。4.气体条件的调控二氧化碳（CO2）加强栽培管理，如合理做畦、合理密植、合理搭架、合理进行植株调整，改善栽培植物群体内部的CO2供应状况；进行CO2施肥是最根本的方法；施用有机肥料也可增加田间的CO2浓度。氧气（O2）选择地势较高、疏松、透气性良好的地块；增施有机肥料，改善土壤透气状况；合理灌溉，忌大水漫灌，防止地面积水；雨季注意田间排水；灌水（雨）后墒情适宜时及时中耕松土，防止土壤板结；采用地膜覆盖，避免践踏，保持土壤疏松等等。（三）调整植株。1整枝修剪整技修剪可调节植物体内营养分配，保证生殖器官的生长发育；提高植物的光合作用效率，有利于合理密植，提高产量。2摘心打杈棉花栽培中，到生育中期通常要摘心、打杈，保证部分果枝蕾铃正常成熟；有些玉米品种常发生分蘖，与主茎争夺营养，也需及时打杈。3摘蕾摘叶根茎类作物及时摘去花蕾，以提高产量和改善品质；而对一些如番茄、茄子、菜豆等植物，通过摘除下部的病叶、老叶，可减少养分消耗，通风透光，促使上部茎叶良好发育。4支架压蔓对于蔓生或不能直立的植物如黄瓜、番茄等可采用支架栽培以增加栽植密度，充分利用空间，增加产量；一些匍匐生长的植物如西瓜、南瓜等可采用压蔓来调节植株生长和促生不定根的作用。5疏花疏果果树上通过疏花疏果，减少养分消耗，培育大果优果，提高果实商品价值。疏花疏果对培育优质种子具有重要作用。（四）植物激素及应用。目前已发现的有五大类激素：生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸等。激素名称作用生长素（IAA）促进生长；促进插条生根；对养分的调运作用；生长素可促进菠萝开花，诱导雌花分化。赤霉素（GA）促进生长；诱导开花；打破休眠，促进发芽；促进雄花分化；防止果实脱落。细胞分裂素。促进细胞分裂和扩大；促进芽的分化；促进侧芽发育，消除顶端优势;；打破种子休眠；延缓叶片衰老。脱落酸（ABA）促进休眠；促进气孔关闭；抑制生长；促进脱落。乙烯。改变生长习性；促进成熟；促进脱落；促进开花和雌花分化；诱导插枝不定根的形成；打破种子和芽的休眠，诱导次生物质的分泌等。复习思考。1.种子萌发的过程包括哪三个阶段？影响种子萌发的环境条件有那些？。2.控制植物生长发育的主要途径有哪些？。3.目前已发现的植物激素有哪五大类？各有何主要生理作用？如何来指导农业生产实践？一、植物的环境。广泛的环境（environment）概念是指以某一事物为中心的周围各种条件的总和。据此概念，环境条件随中心事物的变化而变化。植物的环境就是指植物生命活动的外界空间，物质与能量的总和，它不仅包括对其有影响的自然环境条件，而且还包括动物，植物，微生物等生物有机体的影响和作用。有关环境的几个概念。生境(habitat)。通常指生物体生活的具体环境，如水中，路边，林下等生境。微环境（micro_enviroment）指靠近植物个体表面或个体某器官表面的小环境，如根周围的环境受其周围土壤水，养分，温度，微生物活动等变化的影响，从而影响到根的生长，生理活动，因此，根周围的这些影响因子就构成了根的小环境，也称根际环境。人工环境广义的人工环境（domesticated。environment）是指人类活动中，对生物生存的环境进行有意识管理下的环境，如农田，牧场，人工林，甚至人为保护下的自然保护区等等。就以农业生产为例，人们对作物的引种，种植，浇水，施肥，喷洒农药等农田管理，部分改变了作物原来的生境条件从而形成一个新组合的环境。狭义的人工环境是指环境条件主要或部分为人为控制的环境，如航空舱，人工气候温室等。这些环境可以进行人为的调控，如根据热带植物生长特点，对人工气候室的光照，温度，水分等进行调整。人工环境对农林畜牧业生产和植物保护具有重要意义，大多数农林牧产品都直接或间接来自于人工环境，人们可以通过对农田的投入提高粮食产出，可以通过调节温室环境获得反季节蔬菜，瓜果，鲜花。二、生态因子（ecological。factor。）（。定义）（一）生态因子的分类（考）。在研究植物与环境之间相互关系中，常把性质相近的因子归纳到一起，以便在应用时有助于对它们的了解。习惯上把生态因子分为两大类，6个基本类型。非生物因子气候因子,包括光,温度,降水,空气等,各因子还可以再进一步细分,如光又可分为光照强度,光的性质和光周期等。土壤因子，包括土壤的物理性质和化学性质以及土壤生物的作用。地形因子，是间接因子，其本身对植物没有直接影响，但通过地形的变化影响气候和土壤，从而影响植物。地形因子又可以分为高原，平原，湿地，海拔高低，坡度，坡向，等。也有人不把这种间接因子划入生态因子之内。生物因子植物因子植物之间的相互影响,相互作用。如植物间的竞争，共生等。动物因子动物对植物的影响和作用。如动物对植物的传粉，对果实和种子的传播，对植物的取食等。人为因子人类在对植物资源的利用，改造和破坏中给植物带来的影响。如人工造林，放牧，采伐等。(二)。生态因子的限制作用。1.限制因子生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用,其中限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制因子。任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范围，它就会成为这种生物的限制因子。如果一种生物对某一生态因子的耐受范围很广，而且这种因子又非常稳定，那么这种因子就不太可能成为限制因子，相反，如果一种生物对某一生态因子的耐受范围很窄，而且这种因子又易于变化，那么这种因子就可能是一种限制因子。例如，氧气对陆生动物来说，数量多，含量稳定而且易于得到，因此一般不会成为限制因子，但氧气在水中的含量是有限的，而且经常发生波动，因此常常成为水生生物的限制因子。2.利比西最小因子定律他认为每一种植物都需要一定种类和一定数量的营养元素,在植物生长所需的元素中,供给量最小的元素决定着植物的产量。例如，当土壤中的氮，可维持250千克产量，钾可维持350千克产量，磷可维持500千克产量，则实际产量只有250千克；如果多施1倍的氮，产量将停留在350千克，因为这时产量为钾所限制。(三)。生态因子作用的一般规律。（考）1.综合性生活于环境中的植物，必然收到环境中各因子的综合作用。一是植物的生长，繁殖需要能量和各种必需的环境物质，需要生态因子作为生命活动的调节物。任何一个生态因子不可能孤立地对植物发生作用。像光，温度，水，营养物质等植物生活不可缺少和不可代替的因子，称为植物的生存条件。二是植物在其生活的环境中，无论是必需的或是非必需的生态因子都会对植物产生影响，如酸雨，空气污染等。植物总是受到环境中各种生态因子的综合作用。2.主导因子作用在多有生态因子中，并不是每个因子对植物都起着相等的作用，有些因子起主要作用，有些因子则起次要作用。对植物某生长时期或整个生长期起关键作用的因子称为主导因子，如冬季低温是冬小麦通过春化作用的主导因子。3.生态因子作用的阶段性每一生态因子或彼此关联的若干因子的结合，对同一植物的各个不同发育阶段所起的生态作用是不同的。如低温在冬小麦春化阶段是必需的条件，但在前后均对小麦有害。4.生态因子间的补偿性自然界中，某个或某些因子发生变化，因子间的相互作用会产生复杂的结果。因子间的不同组合可以形成相似的生态效应。如同样的光合作用强度可以发生于强光照和稀CO2的配合条件下，又可出现于弱光照和弄CO2的配合条件下。虽然这些生存条件不可缺少，也不可完全替代，但确能在一定范围内进行相互补偿。5.生态因子的直接作用和间接作用有些生态因子的变化直接引起植物某方面的变化，如光的强弱对光合作用的影响。另一些因子，如地形，坡向，坡度，海拔和经纬度等，可通过影响光照，温度，降水量，风速及土壤性质等而对植物发生影响。复习思考1.什么是植物的环境?2.限制因子的含义是什么?如何利用限制因子概念分析生态因子在植物的生长和分布中的作用?3.生态因子对植物作用的一般规律是什么?一、生物对环境的适应。（一）生物对环境适应的普遍性。生物对环境的适应是普遍存在的。现在生存的每一种生物，都具有与环境相适应的形态结构、生理特征或行为。植物的根、茎、叶、花、果实和种子等器官都有明显的适应性特征。例如，虫媒花一般都是颜色鲜艳，气味芳香，适于昆虫传粉；风媒花的花粉粒小而数量多，容易随风飘散，适于风媒传粉。（二）生物对环境适应的相对性。生物对环境的适应只是在一定程度上的适应，并不是绝对的、完全的适应，更不是永久性的适应。环境条件的不断变化对生物的适应性也有影响。比如说，池塘里的生物对于水生生活是适应的，如果由于气候的变化或地势的改变，池塘逐渐干涸了，生活在那里的大部分生物就会死亡。（三）生物与环境的相互关系。维持生物的生命活动所需要的物质和能量，都要从环境中取得。环境对生物有着多方面的影响。生物只有适应环境才能够生存下去。生物在适应环境的同时，也能够影响环境。例如，森林的蒸腾作用，可以增加空气的湿度，进而影响降雨量；柳杉等植物可以吸收有毒气体，从而能够净化空气；鼠对农作物、森林和草原都有破坏作用；蚯蚓在土壤中活动，可以使土壤疏松，提高土壤的通气和吸水能力，它的排泄物还可以增加土壤的肥力。由此可见生物与环境是相互影响的，他们是一个不可分割的统一的整体。二、环境对生物的影响。（考）(一)。非生物因素对生物的影响。光没有阳光，绿色植物就不能进行光合作用，也就不能生存。光不仅影响植物的生活，还影响植物的分布。在陆生植物中，有些只有在强光下才能生长得好，如松，杉，柳，槐，玉米等，有些只有在密林下层的弱光下才能生长得好，如药用植物人参，三七等。2.温度地球上温度变化的幅度极大，但适于生物生存的温度范围却很窄。过热或过冷，都会使生物体的新陈代谢无法正常进行，甚至使生物死亡。温度还与植物的分布有着密切关系。3.水一切生物的生活都离不开水。在组成生物体的成分中，大部分是水。植物体的含水量一般为60%80%，有的高达90%以上。(二)。生物因素对生物的影响。自然界中的每一个生物，都受到周围很多生物的影响，在这些生物中，既有同种的，也有不同种的。因此，生物之间的关系可以分为两种：种内关系和种间关系。1.种内关系生物在种内关系上，既有种内互助，也有种内斗争。种内互助对同种生物彼此有利，有利于种族的繁衍。同种生物之间为了争夺阳光，温度，水等生态因素而出现种内斗争现象，其结果就是优胜劣汰，生存下来的个体得到比较充分的生活条件，有利于种群的发展。比如大豆过度密植导致减产。2.种间关系种间关系是指不同种生物之间的关系。有竞争，共生，寄生，他感作用。竞争，指同种或异种的两个或更多个体，利用共同的有限资源，从而发生对环境资源争夺的现象。绿色植物的竞争主要是对光，水，矿质养分和生存空间的竞争。有许多试验证实了种间竞争现象，如多根浮萍和扁种浮萍试验，即当每个种单独培养时各自都能很好生长，一旦他们混合培养，则其中一种将被另一种排斥。当多根浮萍和扁种浮萍分别培