作物栽培学 总论复习题要点总结考试包过.doc

第一章 绪论本章重点：作物生产和作物学的地位，作物的起源、分类与分布,作物栽培学性质。难 点：作物生产的本质与地位，作物栽培学研究的基本方法。作物与作物学作物 : 广义的作物是指由野生植物经过人类不断的选择、驯化、利用，演化而来的具有经济价值的被人们所栽培的一切植物。农作物 作物 林木作物狭义的作物：田间大面积栽培的农艺作物，即粮、棉、油、麻、丝、茶、糖、烟和饲料等物。又称大田作物。对广义的作物进行栽培与管理的行业就是种植业。对狭义的作物进行栽培与管理就是作物栽培。作物学 ： 一般指大田作物生产管理和遗传改良的科学理论与技术体系。作物学范畴：作物栽培学与耕作学 作物遗传育种学作物栽培学与耕作学主要研究作物生长发育、产品品质形成规律及其与环境条件的关探索通过生长调控、管理优化决策实现作物高产、优质、高效与可持续发展的理论、方法与技术。作物遗传育种学主要研究作物种质资源利用与品种选育、遗传改良以 及种子生产等理论、方法和技术作物学性质 应用学科：自然学科： 主要应用于对农业资源和社会经济资源的利用；获取产品高产、优质、高效； 产品生产过程保护生态环境。 可持续发展的生态学科：人类所需的农产品数量、质量的安全平衡 人类所从事的作物生产利用的资源的平衡 生产系统可持续发展作物生产的特点：作物种植的地域性 作物生产的持续性作物种植的季节性 作物生产的综合性 作物生长的周期性作物生产的重要性：人民生活资料的主要来源 工业生产的重要原料 出口创汇的重要物 资 重要的生物质能源作物栽培学 研究作物生长发育、产量和品质形成规律及其与环境条件的关系，探索通过栽培管理、生长调控和优化决策等途径，实现作物高产、优质、高效及可持续发展的理论、方法与技术的科学。作物栽培学的研究对象：2个规律：作物生长发育规律、产量及品质形成规律。1个关系：作物生长发育规律、产量及品质形成规律及其与环境条件的关系。1个探讨：作物高产、优质、高效及可持续发展的栽培理论和技术措施。研究对象：以农田作物栽培系统为研究对象，研究环境、作物及措施三者关系的一门科学。作物栽培学的任务： 根据作物品种的生长发育要求，为其提供适宜的环境条件，采取与之相配套的栽培技术措施；实现作物栽培品种的基因型得以表达，使其遗传潜力得到充分发挥；实现自然资源的充分利用和安全保护。 换句话说，作物栽培就是通过良种良法相配套，充分发挥作物品种和自然资源的潜力。作物栽培学的研究法：生物观察法：采用肉眼观察和仪器测量对作物生长发育、器官建成、产量形成和物质积累的过程进行跟踪研究。生长分析法：间隔一定的天数，在田间进行取样调查，测定叶面积和植株体干物重，有时还将植株不同器官分别进行测定，以便进行分析比较。发育研究法：是在作物生育期间，每隔一定的天数测量植株的生长状况，譬如稻、麦，则特别注意分蘖消长、穗分化状况等的测定，因为这些性状直接关系到稻麦的最终产量构成和产量。生长发育研究法：生长发育研究法是在生长分析法和发育研究法的基础上形成的。生长发育研究法的做法是，根据器官形成规律，调查各营养器官的分化、发展和衰亡时期及其持续时间；观察穗分化（禾谷类作物）和花芽分化进程，追踪小穗、小花（或花芽）分化数、退化数（或脱落数）和成粒数及其临界期；测定不同时期有效叶面积及各器官的干重、碳素和氮素的含量以及碳氮比等；最后分析查明产量构成的各个因素。20世纪作物栽培学科的主要成就代表性理论成就 作物产量源库理论 作物叶龄模式理论 作物群体质量理论 作物化学调控理论标志性技术成果：精量播种与培育壮苗技术、 优化施肥技术、 节水灌溉技术、设施栽培技术、规范化栽培技术、轻简栽培技术等。作物栽培科学技术的未来方向：优质高产栽培 节本简化栽培 机械化栽培技术 绿色安全栽培 标准化栽培 设施栽培 信息化栽培12个作物起源中心作物传播的途径 自然界植物的传播途径是多方面的，而作物的传播，则以人类活动，即人类迁徙为主要传播途径，包括：陆路途径随迁徙的渐进，形成带状传播 水路途径有海岸线传播和跨越型传播起源于我国的本土作物有：稻、小麦、裸燕麦、六棱 大麦、粟（谷子）、稷、黍、穇子、高梁、荞麦、大豆、赤小豆、苦荠、山药、芋、紫芋、麻芋、紫苏、油菜、大麻、苎麻、红麻、中国甘蔗、紫云英、草木樨等。作物的分类 由作物的定义可知，作物包括农作物、园艺作物和林木作物，其中林木作物划入林业生产，园艺作物由园艺专业讨论，在此不予讨论，仅讨论农作物。农作物的分类方法农作物大田作物、庄稼 其分类一般有下列方法： 按作物用途和植物学系统相结合分类按作物生物学特性分类按作物播种或收获季节分类其他分类方法按作物用途和植物学系统相结合的方法 主要分为粮食作物、工业原料作物和饲料及绿肥作物。 粮食作物a、禾谷类作物b、豆菽类作物c、薯类作物 工业原料作物a、纤维作物b、油料作物c、糖料作物d、嗜好类作物e、其他专用作物（香料染料编织材料药料）饲料及绿肥作物 豆科的苕子、紫云英、苜蓿、田菁、草木犀雨久花科的水葫芦，天南星科的水浮莲 按作物的生物学特性分类按感光周期反应特性分：长日照作物（小麦、油菜、蚕豆）短日照作物（水稻、棉花、玉米、大豆）日中性作物（ 荞麦、豌豆）定日照作物（甘蔗）按感温反应特性分：喜温作物（最低最适最高（10-8-30-40）稻棉烟、 耐寒作物（1-3-20-25-28-30）麦 油菜按光合作用CO2同化途径分为C3作物（稻、麦、棉、豆类、油菜）C4作物（玉米、高粱、甘蔗）CAM作物（菠萝）按感水反应特性分为水生作物（莲、菱、萍）、喜水作物（水稻、茭瓜）、耐涝作物（高粱、麻）、耐旱作物（粟、棉花）；按根系形态分为直根系作物（棉花、油菜、大豆、烟草、麻、花生）和须根系作物（稻、玉米）；按茎秆形态分为高秆作物（玉米、红麻、甘蔗、向日葵）、矮秆作物（稻、麦、油菜、大豆、棉花）和蔓茎作物（甘薯、苕子） 。按播种或收获季节分类 春播作物（棉花、玉米）、夏播作物（水稻、大豆、花生、玉米）、秋播作物（小麦、蚕豆、油菜）；夏收作物（小麦、油菜、蚕豆）、秋收作物（水稻、玉米、棉花、花生、甘蔗、甘薯、大豆） 。作物的区域分布与光照、温度、水分等自然资源分布相适应（海拔、纬度、江河湖），也与消费习惯、科技水平、社会经济资源密切相关；我国种植业结构、布局的现状及其改进：目前，稻、麦、玉米是我国主要粮食作物。这三大作物产量的地区间差异和高低产田间的差异还很大。小宗粮食作物如豆类、谷子、高梁等种植面积有所压缩。今后，应继续调整粮食作物的生产布局，适当调整粮食作物内部构成。在主攻粮食单产的同时，要特别注意改善品质；要逐步增加小宗粮食作物的面积，发挥其增产潜力。对经济作物要注意择优种植，适当集中，提高商品率。我国种植业划分为10个一级区和31个二级区：第二章 作物的生长发育特性本章重点：作物生长发育的基本规律；作物生长相关性及调节原理；作物温光反应基本理论及在作物生产上的应用。难 点：作物生长的S形曲线；作物温光反应基本理论生长与发育 生长作物个体、器官、组织和细胞在体积、重量和数量上的增加，是一个不可逆的量变过程。分化从一种同质的细胞类型转变成形态结构和功能与原来不相同的异质细胞类型的过程。发育作物的组织、器官或整体在形态结构和功能上在生命周期中的变化过程。生长、分化和发育之间关系密切，有时交叉或重叠在一起。生长是量变，是基础；分化是质变；而发育则是器官或整体有序的量变与质变。没有生长和分化，就不能进行发育。但同时，生长和分化又受发育的制约。作物生长、分化与发育的关系可分为四个类型：协调型 徒长型 早衰型 僵苗型作物生长的一般进程 “S”形生长过程：作物的个别器官、整个植株的生长以及作物群体的建成和产量的积累均经历前期较缓慢、中期加快、后期又减缓以至停滞衰落的过程，这个过程遵循一条“S”形的曲线。“S”形生长进程理论的应用 S形曲线可作为检验作物生长发育进程是否正常的依据之一。同一作物的不同器官，通过S形生长周期的步伐不同，生育速度各异，在控制某一器官生育的同时，应注意这项措施对其他器官的影响。种子萌发植物学意义：真正的种子，由种子植物经过有性生殖形成的胚珠发育成的繁殖器官。共识的植物学种子：由被子植物经过有性生殖形成的胚珠或子房发育成的种子或果实。作物学意义：泛指用于播种繁殖下一代的播种材料，包括三类繁殖器官。胚珠发育而成的种子子房发育而成的果实无性繁殖器官 有性繁殖种子及其萌发 形态和构造 主要的作物种子形态具有很多差别（形态、大小、颜色、重量）。例如：稻谷、麦粒、玉米、大豆、蚕豆、棉籽、向日葵、花生、油菜籽、烤烟等种子。一般来说，种子的构造包括三部分：种皮 种胚 胚乳A、种皮保卫组织 薄膜类：大豆、菜籽 坚硬类：棉籽、蓖麻包裹果皮类：稻谷、大麦、小麦B、种胚种胚占种子很小部分 例如：玉米、小麦、稻谷等禾谷类种子种胚一般子叶肥大，是种子萌发的营养源（双子叶作物）例如：棉花、大豆、油菜、向日葵、瓜子胚的构造：胚芽形成作物茎、枝、叶、芽；胚根形成作物根系；胚轴形成根、茎过渡区或茎；C、胚乳 种子内贮藏营养物质的组织。一类种子的胚乳很发达。例如：水稻、小麦、玉米、蓖麻、番茄一类种子的胚乳退化为一层薄膜（种子萌发过程中被吸收掉）。种子休眠：在适宜萌发的条件下，作物种子和供繁殖的营养器官暂时停止萌发的现象。两类休眠：初生休眠：尚未完全通过生理成熟，给予适当条件仍不能发芽，又称生理休眠、自然休眠。一般作物种子都经历该休眠过程。次生休眠：因未获得发芽必需的条件，被迫处于静止状态。意义：种子休眠是适应环境保持作物种进化的生态特征。避免发芽种子的贮藏休眠的原因：经历种胚的后熟过程 组织成熟 生理成熟 硬实造成透性不良（水、 气）存在发芽抑制物质破除休眠物理处理，如辐射、电、波、磁处理、机械磨损；化学处理，如激素、氧化剂浸种处理 。萌发经历的过程: 吸胀（物理过程禾谷类种子 吸足种子重量60%水分；豆类种子 吸足种子重量100%水分；花生种子 吸足种子重量40%水分；棉花种子 吸足种子重量60%水分。）萌动 生理生化过程物理过程（高分子有机物-低分子有机物-高分子有机物（组织）需要条件6%左右的土壤含氧量；温度。）发芽生理生化过程物理过程胚根、胚芽伸长突破种皮发芽标准：胚根长到与种子等长、胚芽长达到种子长度一半 种子的寿命 种子寿命因作物而异。大多数农作物种子在一般贮藏条件下寿命13年；淀粉类种子如蚕豆、绿豆可达611年；高含油量作物种子如大豆、棉花一般只1年。种子寿命因贮藏条件而异。干燥、低温条件下贮藏种子寿命较长；高温、高湿条件下贮藏种子寿命较短。种子寿命随贮藏时间延长，生活力逐渐降低。无性繁殖萌发特性 由“种”萌发数个芽，形成数个分枝，芽数决定苗数； 繁殖材料上幼芽萌发存在“顶端优势”； 萌发过程不经历吸胀过程，因此温度是主要限制因素。须根系类型 单子叶作物水稻、小麦、玉米等。直根系类型 双子叶 作物棉花、花生、大豆等。肉质根类型 ，甜菜、萝卜、胡萝卜根系的功能支撑地上部作物体；吸收水分和养分（矿质养分）；合成某些生物物质，如氨基酸、生长物质、生物碱 （豆科作物具有生物固氮能力）；分泌有机酸，维持根际土壤pH值平衡；贮存产品器官，如甘薯、甜菜、胡萝卜等；繁殖器官，如甘薯、苎麻。须根系作物 种子萌发出生的初生根（种子根）1条类型：水稻、玉米、高粱多条类型：麦类作物37条须根系建成：初生根上发生次生侧根构成初生根系，初生根系在幼苗期和苗期发挥功能。在基部茎节上发生的不定根（节根）和气生根以及次生的侧、支根构成次生根系 禾谷类作物的不伸长茎节一般都可发生不定根，该茎节部位发生分蘖，因而在最高分蘖期达最大根系量。 伸长茎节一般不发生不定根直根系建成：双子叶作物的胚根伸长延续形成主根。 主根上发生侧根和次生侧根构成强大的直根系；豆科作物的直根系上着生根瘤，因而具备生物固氮功能块根建成：最初的种子根或初生根膨大形成肥大的肉质根，块根上着生细根。肉质根的形状有圆筒形、圆锥形、扁圆形、圆形。影响根系生长的条件两方面的条件影响根系的生长：第一方面：供给根系生长发育的有机物质，决定于地上部的光合作用和给根系的输送量。地上部营养体过分茂盛或瘦小，根系生长差。地上部矮壮，根系生长强大。第二方面：根系生长发育所处的环境条件 土壤质地疏松与紧实 有利与不利土壤温度、湿度适宜，有利；偏高低不利。如干旱条件下，主根和根群向地下深处下扎； 湿润条件下，主根停止下扎，根群集中于地表。如地膜覆盖条件下：主根易夭折，根群集中于地表。土壤速效磷丰富，促进根系生长发育，根冠比大；氮丰富，促进地上部生长，根冠比小。茎和分枝的形成与生长 禾谷类作物 的茎和分蘖一般为圆柱形，稻麦由56个伸长节间组成，玉米、高粱由812个伸长节间组成，茎节一般中空，籽粒灌浆物质1030%来自于茎蘖积累。茎或分蘖的基部茎节不伸长密集于地表处称为分蘖节（tillering node） 。分蘖节上着生的腋芽在一定的条件下发育为分蘖； 伸长节上着生的腋芽一般处于休眠状态。分蘖力：禾谷类作物产生分蘖的特性和能力叫分蘖力。玉米、高粱为弱分蘖性作物。分蘖规律：主茎上发生的分蘖为第一次分蘖，一次分蘖上发生的分蘖为第二次分蘖。叶蘖同伸规律：主茎（蘖）第N 叶出生时，N3叶的腋芽发育出生分蘖，即：N叶出生 （N 3）节位发生分蘖分蘖期:全田有50%植株出现第一分蘖的时间称为分蘖期早期发生的低位（低次）分蘖能正常抽穗结实（单穗结实5粒以上）称为有效分蘖。有效分蘖具有独立的次生根系。禾谷类作物茎、蘖的生长 禾谷类作物的茎或蘖的顶端同时分化形成茎节和叶原基，以后茎节居间分生组织伴随叶鞘的伸长而伸长。节间伸长一般由下部节开始，依次向上。主茎或分蘖基部第一伸长节间伸长达23时称为拔节。 禾谷类作物的茎或蘖的顶端同时分化形成茎节和叶原基，以后茎节居间分生组织伴随叶鞘的伸长而伸长。节间伸长一般由下部节开始，依次向上。主茎或分蘖基部第一伸长节间伸长达23时称为拔节主茎基部的早生分枝为有效分枝。主茎顶部的分枝为有效分枝。主茎基部几个早生分枝不直接开花结果，向上的分枝直接开花结果。禾本科（单子叶）作物出生的第一片叶为不完全叶，称为胚芽鞘（不含叶绿素）叶片和叶鞘连接着生处的叶耳、叶舌、叶枕状况可作为品种的区别.双子叶作物出生最早的两片子叶，一般多为无托叶的不完全叶。由叶片、叶柄和托叶组成叶龄余数：总叶数与当前叶龄的差数。叶龄指数：当前叶龄与总叶数的比值。叶面积指数（LAI）：单位土地面积上总绿叶面积与土地面积的比率。叶片功能期：自叶片定型至二分之一叶片发黄的时期。叶的功能光合作用 提供物质蒸腾作用 调节作物体温度、产生输导的动力呼吸作用 提供能量贮藏作用 烟草、叶菜繁殖作用 花卉日高夜低（昼夜温差）较恒温加快生长速度。光照抑制茎、叶的生长 光照提高茎、叶内IAA氧化酶活性 减少生长素含量 增加生长抑制物黑暗条件下茎、叶生长最快，弱光条件下茎细长、叶大而薄，强光条件下茎粗而短、叶小而厚 。供水充足茎生长快，茎长而嫩；叶生长快，叶片大而薄，叶柄长。供水短缺茎生长慢，茎短、细；叶生长慢，叶小、叶色黄。过多供水或严重干旱抑制生长，促进茎、叶衰老。N适当增氮，促进出叶速度和分蘖速度，叶片增大，寿命延长；过量增氮，叶大而薄，叶柄长，披散，茎增粗，茎嫩，软长（物质积累少）；供氮不足，叶片发黄、寿命缩短，出叶速度减慢、停止，茎木质化快、短。K供钾充足，叶厚而韧，茎坚实；供钾不足，叶薄色黄质脆，茎柔细。P供磷充足，叶厚色深，功能期长，茎健壮；供磷不足，叶薄色暗，功能期短，茎细短。生长物质生长素类、赤霉素、细胞分裂素等促进叶、茎的生长，叶大、叶柄长，茎嫩、细长。乙烯和ABA（脱落酸）抑制叶、茎的生长，促进叶的衰老和脱落。生长抑制物质（剂）PP333（多效唑）、DPC（缩节胺）抑制叶、茎的生长，减慢出叶速度，叶小而厚，茎粗壮而短。 禾谷类作物的花序称为“穗”按植物学分类，“穗”有如下花序类型：圆锥花序：水稻、高粱、燕麦、粟及玉米的雄穗。穗状花序：小麦、大麦、黑麦。肉穗花序：玉米雌穗。构成花序的基本单位小穗水稻：每个小穗包含1朵小花，具雌蕊1个，雄蕊6个，内外稃各一片，小穗着生于枝梗上；小麦：每个小穗包含39朵小花，具雌蕊1个，雄蕊3个，小穗着生于穗轴上；大麦：每个穗轴节片着生并列3个小穗。每一种作物，数量不同的花按照一定的方式和顺序逐个开花、受精，形成不同的开花习性。每一朵花，在完成全部分化进程和性发育后开花禾谷类作物开花的标志一般为花药伸长出颖壳外（扬花）；其他作物开花的标志为花冠伸长展开。作物全株开第1朵到结束开花的时间为花期。禾谷类作物510天；大多数豆类作物1570天；十字花科作物（油菜）2050天；棉花、番茄5070天；花生50120天。水稻、小麦、棉花、大豆、油菜等811时，1517时；高粱凌晨23时；花生57时。小麦530分水稻12小时棉花1012小时主茎、分枝并列开花型：一般主茎先开花，顺序一次分枝、二次分枝如水稻、小麦、油菜分枝由下向上开花型：下部分枝先开花，依次向上如棉花、小麦、水稻、花生分枝由上向下开花 型顶花序先开花，由上部分枝开花，依次向下如油菜每个分枝（花序）内开花类型由内（下）向外（上）顺序开花。如棉花、花生、豆类、油菜中部首先开花，然后同时向上、向下开花。如小麦、大麦、玉米顶端首先开花，然后由下向上开花。如水稻、高粱等多数作物的受精为双受精过程。即花粉粒在柱头上萌发形成花粉管，伸入子房的两个精细胞分别与卵细胞和极核相结合形成合子（受精卵）和初生胚乳胚核，分别发育为胚乳和幼胚的过程。双受精一般在24小时内完成。完成正常的受精过程要求：具有生活力的花粉和发育健全的子房；适宜的温度（2030）和湿度(大气相对湿度7080%)；协调的有机养分、矿质营养和激素平衡。（棉花有机养分亏缺、激素失衡，导致脱落；油菜缺硼 、缺锌导致“花而不实籽粒发育历经3个时期，约需40天左右：籽粒形成期（花后1015天内）形成具有萌发能力的幼胚，籽粒长度达最大值3/4；胚乳灌浆充实，干物质积累量占籽粒最后重的15%；含水率70%以上。乳熟期（花后1530天）籽粒长度、宽度、厚度达最大值；迅速积累以淀粉为主乳胶状有机物，干物质积累量占籽粒最后重的70%；期末籽粒体积最大，含水率约40%。蜡熟期（花后3040天）进一步积累有机物质，积累量占总量1213%；水分减少，籽粒变硬呈蜡状，含水率20%；成熟收获。开花至成熟角果发育期约需3045天，经历：角果体积增大（花后20天内）过程长度、宽度达最大值；角果光合生产力旺盛，角果壳鲜重达最大值； 种胚器官分化完成，具发芽能力。种子发育充实（花后1535天）角果光合生产力旺盛，干物质积累角果壳达最大值，种子鲜重达最大；种子干物质积累迅速。角果成熟（花后40天左右）角果、种子干重达最大值退化与脱落是生理调节的结果花器官发育的时间、空间优劣势差异，优存劣汰。相关性意义 作物的器官、组织间在生长发育上的相互联系、相互影响的特性为生长发育相关性。地下部与地上部间的相关性主要表现为形态上的相关性和物质积累上的相关性。物质积累相关性根系、茎、叶、花、果实各器官在生长过程中消耗需求和积累同化物、水、矿物质等物质的生理活动的协调结果，最终表现出一定的干物质重量的比例。根冠比：指根系干物重与地上部茎、叶、花、果实干物重或鲜重的比值。根冠比系相对参数根冠比大：可能是根系的绝对重量大也可能是地上部绝对重量根冠比小：可能是根系的绝对重量小也可能是地上部绝对重量大不同作物、同一作物不同品种、同一作物不同生育阶段表现不同根冠比。 某一作物的生长发育进程中维持适当的根冠比值是高产、优质的基础，例如：甜菜生长前期0.14左右，接近收获时1.76左右。影响根冠比的外界条件：供氮充足、土壤水分过多可能降低根冠比值；供氮不足、土壤干旱、供磷充足等可能增大根冠比值 。营养生长与生殖生长间的相关性营养生长：根、茎、叶等营养器官的生长。生殖生长：花、果实等生殖器官的生长。营养生长和生殖生长间相互依赖生殖生长是营养生长的基础 一颗种子是生殖生长的最终形式，从本质上讲是新的营养体的原始体，种子萌发标志营养生长开始；营养生长是生殖生长的基础 作物播种后营养体的根、茎、叶生长到一定的数量和质量后，才开始生殖器官的分化、发育和生长。 作物要获得收获的生殖器官的高额产量，必需建立足够的营养生长基础（搭丰产架子）。营养生长和生殖生长相互制约作物生长前期，营养生长过旺或者生长量不足都会推迟生殖生长的发生。作物生长中后期，营养生长过旺或者生长量不足都会导致生殖器官发育不良、退化、脱落。如禾谷类结实率和籽粒重下降、空瘪粒增加。作物生殖生长开始后，抑制营养生长。如烟草、芝麻、蔬菜等现蕾开花后新生叶片变小，老叶迅速衰老 。主要作物的生育时期：禾谷类作物：苗期（秧苗期、分蘖期）、拔节孕穗期、抽穗结实期、成熟期；一般指出苗到生殖器官肉眼可见、或茎秆开始伸长的这一时期；作物体生长的绝对量较小，需肥水量不多；秋播作物的苗期一般经历越冬阶段，因而要占全生育期五分之三的时间。拔节孕穗期（或蕾、薹期一般指开始出现生殖器官或茎秆开始伸长后一段生殖器官分化、发育的时期；作物营养体生长的绝对量较大，以营养生长为主，需肥需水量增大且反应敏感；这一时期约占全生育期四分之一至五分之一 。开花结果期一般指开始开花（抽穗）至结束开花的这一时期（无限生长型作物通常是大量果实形成）；作物体生长趋于缓慢直至定型，形成产品的基本数量，需肥需水量较大，肥水对产量影响大；这一时期约占全生育期五分之一。成熟期一般指结束开花到果实收获的这一时期；产品物质积累、充实、转化达成熟标准，需肥需水量较小但较敏感，易对产量品质产生影响；这一时期约占全生育期三分之一至四分之一。 决定生育期主导条件作物品种的遗传性 早晚中熟相似生态条件下，作物品种的生育期相对稳定。环境条件对生育期的影响敏感因子 日照长度 温度高低 不同作物类型反应各异重要因子：氮素营养：过多生育期延长、成熟推迟过少生育期缩短、成熟提前 水：干旱生育期缩短、成熟提前施用外源调节物质：可能因子： 如对成长中的果实施用乙烯可促进成熟而缩短生育期。作物的温光反应特性 作物由营养生长向生殖生长过渡，要求一定的外界条件。研究证明，温度的高低和日照的长短对许多作物实现由营养生长向生殖生长的质变有着特殊的作用。作物生长发育对温度和光周期诱导反应的特性，称为作物的温光反应特性。作物的感温性可分为： 冬性类型、半冬性类型、春性类型作物的感光性一般分为三种类型:短日照作物、长日照作物、日中性作物栽培作物中，发育的感温和感光特性可以分为两大基本型：高温短日照型即作物要求相对较高的温度通过感温阶段，要求相对较短的日照长度通过感光阶段；代表作物有水稻、玉米、大豆、棉花、花生、烟草等。低温长日照型即作物要求相对较低的温度通过感温阶段，要求相对较长的日照长度通过感光阶段；代表作物有小麦、大麦、蚕豆、油菜等。上述两种发育特性基本型都可能产生变异类型长日照作物的小麦北种南移，生育期变长； 短日照作物的水稻北种南移，生育期变短。在育种上的应用杂交育种(或制种)时，为了使两亲本花期相遇，可根据亲本的温光反应特性调节播种期。缩短育种进程或加速种子繁殖，可根据育种材料的温光反应特性决定其是否进行冬繁或夏繁。在我国春小麦和春油菜区若需以冬性小麦和冬性冬油菜为杂交亲本时，则首先应对冬性亲本进行春化处理，使其在春小麦和春油莱区能正常开花，进行杂交。 在栽培上的应用 品种选用 播种期 密度生态因子的分类：气候因子土壤因子生物因子人为因子生活因子：作物生命活动不可缺少的生态因子，包括光、温、水、养分和空气等。光补偿点 ：指光合作用过程吸收CO2量和呼吸作用释放CO2量相等时的光照强度。光补偿点时的净光合率为零，即光合作用生产的干物质量与呼吸消耗的干物质量相等。作物正常生长要求高于光补偿点的光照强度。 作物正常生长要求高于光补偿点的光照强度。 作物正常生长发育和产量形成要求不高于光饱和点的光照强度。C4作物和景天类作物的光补偿点较C3作物低。光强有利于花发育和果实的成熟。 光周期现象 ：为作物对白天和黑夜的相对长度的反应。短日照作物概念：凡缩短日照能提早开花的作物称为短日照作物。代表作物：大豆、水稻、棉花、烟草、草莓等。短日照作物从低纬度地区向高纬度地区引种，或延迟开花或不开花结实，相反提早开花，但可能减产。 长日照作物概念：凡延长日照能提早开花的作物称为长日照作物。代表作物：小麦、胡萝卜、油菜、甜菜、蚕豆、洋葱、亚麻等。长日照作物从高纬度地区向低纬度地区引种，或延迟开花或不开花结实，相反提早开花，但易遭冻害、可能减产。日中性作物概念：不同日照长度条件对开花影响不敏感的作物称为日中性作物。代表作物：番茄、黄瓜、辣椒、四季花卉等。日中性作物适宜于反季节栽培。引种 同纬度内引种容易成功、不同纬度 间引种趋向不易成功。 例: 大豆由低纬度向高纬度跨纬度引种,明显推迟开花甚至不开花，引种要选早熟型品种; 由高纬度向低纬度跨纬度引种,则明显提前开花、花数量陡减、花器官变小，引种要选晚熟型品种。控制花期花卉栽培以缩短光照或延长光照处理诱导定期开花；通过缩短或延长日照处理，调节杂交亲本花期相遇进行杂交制种、以提高制种效率；调节营养生长和生殖生长以营养器官为主要收获产品的作物，通过纬度间引种延迟开花时间提高产量和品质；以生殖器官为收获产品的作物，通过合理的引种提早开花时间，促进早熟。红、橙光被叶绿素吸收最多、光合活性最强，为生理有效光；绿光被作物叶片反射和透射，很少利用，为生理无效光。长波光占光束优势（强光）时，促进糖类合成；短波光占光束优势（弱光）时，促进氨基酸、蛋白质合成蓝紫光、青光抑制作物体伸长、红光促进作物体伸长；紫外线抑制作物体伸长、促进花青素形成，红外线促进作物体伸长、促进种子萌发。 目前光能利用率低的原因 漏光损失、光饱和浪费、条件限制改善光合性能是作物增产的根本途径 光合性能的概念光合面积组成：光合面积主要是叶面积，但有些作物，其他绿色面积所占比例很大，有的光合能力也较强，不应忽视。如油菜角果是油菜后期的主要光合作用器官，其总表面积与总叶面积相当，故必须使其充分生长至应有大小。大小：在群体条件下，叶面积的大小以叶面积系数（指数）来表示，要适宜。分布：就是株型的问题，如紧凑型玉米就具有较理想的株型。动态：理想的状态是前期群体叶面积应较快扩大，后期则需防止过早衰老枯黄。作物的经济产量主要决定于5个方面：光合面积、光合能力、光合时间、光合产物的消耗和光合产物的分配利用。把这5个方面称为光合性能。光合能力 光合能力的强弱一般以光合速率和光合生产率为指标。影响光合能力的因子有 光、二氧化碳、温度肥水。改善光合性能是作物增产的根本途径光合时间 主要决定于一天中光照时间的长短、昼夜比例和生育期的长短。 光合产物的消耗 是光合性能中唯一与产量呈负相关的因素，应尽量减少。要想减少呼吸消耗，主要靠调节温度不使之过高，避免干旱，建立合理的群体结构，改善田间小气候等。作物的生命代谢活动要求在一定的温度条件下进行。作物生长发育的温度三基点最适温度：作物生长发育最快要求的温度最低温度：作物生长发育要求的起点温度（低限）最高温度：作物生长发育所能承受的高限温度 同一作物不同生育时期要求不同的温度三基点。种子萌发营养器官生长期（地上部高于地下部）作物生长健壮、干物质累积量高（高光合效率）的适宜温度通常稍低于最适温度。作物生长发育三基点可以通过育种加以适应性改良。作物温度三基点的应用依据萌发的最适温度确定作物的适宜播期，主要应用 于春播作物；依据温度临界期的温度三基点调节生育期 错开作物开花期不与最高温度相遇，主要应用于夏收作物； 错开作物开花期不与最低温度相遇，主要应用于水稻。积温作物一生或某一生育阶段内所要求的热量总量（一般以逐日平均温度之和计）。积温一般以生物学零度（三基点最低温度）为起点温度。喜温作物 10 喜凉作物 0活动积温生育期或某一生育阶段内大于或等于生物学零度的逐日平均温度之和。有效积温生育期或某一生育阶段内逐日平均温度大于生物学零度部分之和，即（逐日平均温度生物学零度）累积之和。有效积温较活动积温提高了准确性。无霜期 某地最后一次霜冻到最早一次霜冻出现所持续的时间。无霜期在作物生产上的应用确定作物布局和种植制度的依据是满足作物生长安全温度的一个指标寒害亦称冷害，零度以上低温对作物造成的伤害。 如水稻的烂秧、空秕粒，油菜的荫角等。寒害过程的生理效应原生质流动减慢或停止水分平衡失调 光合速率减弱呼吸速率起落大，代谢活动紊乱冻害零度以下低温对作物造成的伤害。冻害过程的生理效应 细胞间结冰导致原生质过度失水（蛋白质、原生质凝固变性）细胞内结冰导致机械损伤生物膜作物幼苗期抗寒性较强，花器官分化完成后抗寒性很弱。作物抗寒性的自我调节在温度渐降过程中降低植株含水量，提高细胞质可溶性糖含量；减弱呼吸强度，减少糖分消耗；形成较多脱落酸，减慢生长速度直至休眠。高温对作物的危害 间接危害：高温导致代谢异常，缓慢渐进伤害作物。间接伤害的生理效应加剧呼吸强度，消耗糖分导致饥饿阻碍含氮化合物合成导致含氮中间产物（氨）过度积累中毒蛋白质合成受阻、降解加剧蒸腾大于吸水，植株缺水代谢受阻直接伤害：高温直接破坏作物细胞质结构，导致死亡直接伤害的生理效应蛋白质变性 生物膜脂溶终止代谢活动作物造成的伤害。作物抗热性的自我调节在温度渐升过程中，降低植株含水量，减慢代谢活动为了减轻低温或高温对作物的危害，可以采取一些防御措施：选育、选用抗寒或耐热的作物品种；采用保护地栽培或设施栽培；地膜覆盖、材料覆盖栽培、人工保护设施。改变土壤、空气湿度；化学诱导或化学保护；调节生育期；适当增施磷、钾肥。春化作用经过低温诱导促使作物开花的作用。不同作物通过春化作用要求的低温和低温经历的时间不同。冬麦、冬油菜较春麦、春油菜要求较低较长时间的低温通过春化阶段，冬性品种要求较春性品种更低更长时间低温。感温性水稻品种在较高温度下促进发育速度、提早抽穗开花、缩短营养生长期，相反延迟抽穗开花、加长营养生长期的现象。不同的品种感温性强弱不同。水对作物的重要意义 水是作物体重要的组分 水是光合作用生产有机物质的原料 水是作物原生质体生命代谢活动的基质 水是连结土壤、作物、大气生态链的介质作物体吸收来自于土壤水分，通过蒸腾作用将水输出体外。维持作物体的正常生活体温形成作物体内物质输导流（蒸腾拉力生理需水作物体内保持水分平衡和正常生理活动所需要的水。生态需水维持作物生长发育良好的环境条件所需要的水。干旱影响包括土壤干旱：土壤缺水 大气干旱：高温下空气湿度低（10%20%）体温升高，减低光合作用、代谢紊乱 原生质脱水，损伤细胞膜 影响产品产量和品质作物的抗旱性包括：抗脱水能力深根、叶片角质层发达作物，如向日葵；抗高温伤害能力如玉米，干旱条件下叶片卷起；兼抗脱水和高温伤害能力抗旱适应性形成旱生结构提高糖浓度和吸水保水能力增加氨基酸，利于抗旱气孔关闭，减少失水水涝影响作物的生理特征抑制呼吸作用抑制对水和矿质营养的吸收抑制光合作用作物的耐涝性 地上部向根系供氧能力大小是耐涝性的主要因素；水稻具有从叶向根输送氧气的通气组织，根系分泌的氧导致根际氧化还原电位高于根外土壤，适应土壤还原状态；作物在逐步淹水的土壤中，随土壤氧的渐降根系相应木质化，限制还原物质侵入，增强耐湿性 。作物对水分逆境的防御选用抗旱性强或耐涝的作物与品种；应用合理的耕作及培肥技术，改良土壤通透性结构，增强土壤的蓄水及渗水能力；配套科学的沟畦排灌体系，维持有利于作物生长的地下水位和地面排水速率；实行节水栽培技术，增强抗旱锻炼； 应用抗旱试剂，增强作物抗旱性。空气中CO2浓度对作物产量的影响日周期CO2浓度与作物光合作用和呼吸作用相关。 午夜至凌晨群体内CO2浓度最高 中午群体内CO2浓度最低年周期CO2浓度与作物生长季节相关。 作物旺盛生长季节CO2浓度稍低 非作物生长季节CO2浓度稍高作物群体内CO2浓度的垂直分布与光合作用上、中部光照充足，但光合作用消耗CO2导致CO2浓度较低； 下部光合作用较弱，但CO2浓度较高； 空气中CO2浓度为300320ppm； 提高作物群体内的CO2浓度及改善透光性可以提高作物产量，生产上须重视通风透光、改善群体内的CO2和光照的合理分布。CO2补偿点一定光强和温度条件下，作物光合作用同化消耗CO2的量与呼吸作用释放CO2的量相等时空气中的CO2浓度。C4作物对CO2同化效率显著高于C3作物提高作物群体内CO2浓度的途径改善群体冠层内的通风条件，加速空气CO2与群体CO2浓度的交换速率。如合理间套作、宽窄行种植。增施CO2。温室效果较好。其它农艺措施，如地膜覆盖等。、O2是作物体呼吸作用产生能量的代谢活动不可缺少因子、O2是作物体呼吸作用产生能量的代谢活动不可缺少因子提高群体内O2浓度的途径改善通风的群体结构，加速空气与群体内O2流通；改善土壤结构、增加土壤空隙度、减少土壤水分等，提高土壤含O2量，促进根系代谢活动。大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S九种元素，一般占干物质含量0.1%以上；微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cl、Mo、Cu七种元素，一般占干物质含量0.1%以下。 16种必须营养元素中，矿质营养元素13种。3种非矿质元素中C元素45%，O元素40%，H元素6%。 现已证明有16种矿质元素为植物生长所必需，即把Si、Na、Ni也列为植物必需的矿质元素，其中Si为大量元素，Na、Ni为微量元素。 营养临界期 作物生长发育一生中，常有一个对某种营养元素需要量虽不多但又很迫切的时期，称为作物的营养临界期。营养临界期 缺乏某种元素时，作物生长发育会受很大影响，此后供给也往往难以弥补或纠正。不同作物的营养临界期有差异：作物营养最大效率期：作物生长发育一生中，有一个养分需求量很大、施肥增产效率最大的时期为作物营养最大效率期。第三章 作物产量与品质形成本章重点：作物产量和品质形成的基本特征和高产优质的调控途径。难 点：作物生长分析；作物高产的源、库、流特征。作物产量包括两个层次上的概念生物产量 经济产量生物产量 作物在生长发育过程中生产和积累的有机物质总量光合作用效率和物质吸收效率是作物生物学产量的主要生理基础。经济产量作物栽培目的所需要的产品收获量。经济产量是生物产量的一部分，以籽实或果实为产品的作物经济产量所占比重较小，而以营养器官为产品的作物经济产量所占比重比较大。收获指数=经济产量 / 生物产量在一定的生物产量下，收获指数越高，经济产量越高，植株群体积累有机物的利用价值越高；在相对稳定的收获指数下，适当提高生物产量可提高经济产量。作物产量构成因素是决定产量高低的直接参数。产量为单位面积上各产量构成因素的乘积。田间测产时，只要测得各构成因素的平均值，便可计算出理论产量。产量构成的主要因素：（群体）禾谷类作物：单位面积穗数（株数穗数/株）、每穗实粒数（每穗颖花数结实率）、粒重薯类作物：单位面积薯块数（株数薯块数/株）、单薯重豆类作物：单位面积有效荚果数（株数荚果数/株）、每荚果实粒数、粒重棉花：单位面积有效铃数（株数铃数/株）、单铃重、衣分油菜：单位面积有效角果数（株数角果数/株）、每角果实粒数、粒重茎用作物：单位面积有效茎数、单茎重叶用作物：单位面积有效叶数（株数有效叶数/株）、单叶重根用作物：单位面积有效根数、单根重 作物的产量因素形成：是在作物整个生育期内不同时期依次而重叠进行的。产量因素在其形成过程中具有自动调节现象，这种调节主要反映在对群体产量的补偿效应上。作物产量形成的全过程包括光合器官、吸收器官及产品器官的建成，离不开干物质的形成、运输、分配和积累。从物质生产的角度分析，作物产量实质上是通过光合作用直接或间接形成的，取决于光合产物的生产、运输、分配与积累。生物产量=光合面积光合能力 光合时间消耗经济产量=生物产量 经济系数 =（光合面积 光合能力 光合时间消耗） 经济系数作物的干物质积累动态遵循Logistic曲线(S形曲线)模式，即经历缓慢增长期、指数增长期或直线增长期和减慢停止期。干物质的生产、运输、分配和积累随作物、作物的品种、生育时期及栽培条件而异。相对生长率 单位时间单位重量植株的重量增加，通常用g/g.d或g/g周表示。RGR= RGR=净同化率 表示单位叶面积在单位时间内的干物质增长量，g/m2dNAR=叶面积比率 叶面积与植株干重之比称叶面积比率，即单位干重的叶面积。LAR=比叶面积 比叶面积也称叶面积干重比，为叶面积与叶干重之比，在某种意义上是叶子相对厚度的一种度量。SLA=叶干重比 叶干重比是叶的干重与植株干重之比。LWR= RGR=SLALWRNAR作物生长率 作物生长率又叫做群体生长率，它表示在单位时间、单位土地面积上所增加的干物重。CGR=() F=NARLAI源：是指产生和输出同化产物的器官或组织。一类是能进行光合作用并输出光合产物的绿色器官，如叶、茎、果皮等；一类是暂时贮存光合产物、继而向产品器官转运有机养分的非产品器官，如茎、果皮、种皮等。库 ：是指消耗或积累同化物的器官或组织。一类是最终接纳和贮藏有机养分的产品器官；如籽粒、果实、花一类是接纳有机养分进行代谢活动的器官； 如幼芽、幼叶、根系等一类是暂时接纳有机养分，继而转运有机养分给产品器官的非产品器官。 如茎、果皮、种皮等流 ：产量形成过程产量内容物（光合产物）由“源”向“库”转运和分配的能力（潜力）。不能简单地视“流”为某些器官或部位，而应是“代谢势”。作物形成的生物产量和经济产量是“源、库、流”三者在一定生态条件下相互协调统一的结果。 光合产物源的影响因素：产量源 = 光合面积光合能力光合时间呼吸消耗 产量源要素的调节塑造适宜的光合面积适宜的最适叶面积指数和叶面积消长动态。叶面积指数小于最适叶面积指数时，光合产物量随叶面积指数增加而增加； 叶面积指数大于最适叶面积指数时，光合效率因叶层遮蔽而降低，因而光合产物量不再增加或下降。 绿色的茎、枝、果皮、种壳等也是光合面积。光合能力以光合速率表达。 作物生产要求维持较高的净光合速率 净光合速率 = 真正光合速率 呼吸速率作物进行光合生产过程中呼吸消耗的干物质量约占总生产干物质量的2550%，其中大多数作物光呼吸消耗量约2027%。作物生产要求维持较高的净光合速率净光合速率 = 真正光合速率 呼吸速率作物进行光合生产过程中呼吸消耗的干物质量约占总生产干物质量的2550%，其中大多数作物光呼吸消耗量约2027%。大田作物增强光合效率调节 塑造立体高光效株型 塑造挺立型叶片增施CO2肥 配置适宜株行距 施Mg、Fe、Mo素施用光呼吸抑制剂通风透光，提高立体光能、CO2利用效率 提高群体内CO2浓度 加强叶绿素更新 降低光呼吸强度延长光合时间长单叶的功能期塑造高光效株型配置适宜株行距合理施肥维持较长的最适叶面积指数或光合势人工延长光照（设施化栽培，主要在果实成熟期） 作物产品库容量的潜力调节作物光合代谢源的同化产物需要适宜的库容量接纳才能形成产量，一定的目标产量必需保持足够的库容量。产品库容器官是代谢库，产品库容量不可能无限扩大。上述库容量构成因素在一定程度上受遗传性决定 。产品库容量的调节调节目标：尽可能大的库容量调节思路：调节库