生技133—淡中豪 作物的源流库理论及应用ppt课件.ppt

作物的源流库理论及应用 一源流库的基本概念二源流库之间的关系三源库关系的类型四源流库与作物高产的联系五源流库的协调及应用 1 光合产物的供给源或代谢源 是制造和提供养料的营养器官 物的源是指作物生产和输出光合同化产物的器官或组织 它包括作物的功能叶 绿色的茎杆 叶鞘 穗轴 果皮以及子叶 种皮 胚乳等其他非叶器官 绿色部分 源的表征指标 叶面积指数 光合势和净同化率等 源 一源流库概念 CE 斯卡斯布鲁克和B D 多斯 1973 通过对两个玉米杂交种在3种不同密度下种植的结果 认为叶面积指数 LAI 的提高可使籽粒产量增加 凡特逊等也认为叶片是主要的光台源 要增加产量必须提高适宜的叶面积指数 LAD 实验证明 2 在许多作物上进行的剪叶 减源 遮光 减源限流 环割 截流 等试验证明 认为的减少叶面积或降低叶片的光合效率 会造成源的亏缺 均会引起产品器官的减少 如花器官退化 不育或脱落等 或是产品器官发育不良 如粒重下降 所以要想增强源有机物合成的能力 其实就是要增加叶片的光合效率或在一定程度上增加叶的面积 总而言之 必须从强化源的能力入手 才能争取单位面积 3 源的同化物有就近输送的特性 颖花叶比 叶粒比用来表示源的供给能力或强度 比值越高 说明单位叶面积供给物质量越多 作物群体和个体的发展达到叶面积大 才能使源充足 叶面积 颖花叶比 光和效率高 叶粒比 源充足 4 影响作物源建成和生产力的主要因素 分遗传因素和外在环境条件两个方面 就遗传因素而言 禾谷类作物的出叶速度和叶面积扩展速度快 高产栽培中所要求达到的最适叶面积也相应高一些 如水稻 小麦 玉米 油菜 棉花 C4作物的光合速率高 叶片上举直立 宽厚 株型紧凑的品种光合生产能力强 就环境因素而言 光照和CO2补偿点低 饱和点高 温度适合 肥水分供应合适 大量元素和微量元素充分 种植密度合理 则作物源建成较快 源的生产能力就强 可见作物个体和群体的发展达到叶面积大 光合效率高 才能使源充足 5 流 流的主要器官是叶 鞘 茎中的维管系统 其中穂颈维管束可看作源通向库的总通道 同化物质运输的途径是韧皮部 韧皮部薄壁细胞是运输同化物的主要组织 韧皮部输到组织的发达程度 是影响同化物运输的重要因素 光和产物的运输和分配 与作物体内输到系统发育状况有关 流 6 流反映了植株体内疏导系统的发育状况及其运输能力 对流的研究目前主要集中在连接源端和库端的输导组织 主要是茎秆和叶柄 结构及其性能 如维管束的数目 大小 联系方式等发育状况和流转能力等 流的状况影响着光合产物从源端向库端的输送状况 7 库 代谢库 指大部分输入的同化产物被用来生长作物组织细胞的构建和呼吸消耗 如生长中的根尖和幼叶等 贮藏库 指大部分输入的同化产物被用来贮藏的组织和器官 如作物的种子 果实 块根 块茎等 库 光合产物消耗和储藏的器官 主要指消耗或积累糖类的果实 种子等 8 禾谷类作物 薯类作物 产物器官的容积决定于单位土地面积上的穗数 每穗颖花数和籽粒大校的上限值 籽粒数决定于开花期和话后 潜力因无效化和败育粒而消减 其中未灌浆败育粒主要因子 籽粒大小决定于灌浆成熟期 产物器官的容积决定于单位土地面积上的块根或块茎数和数块大小上限值 数块大小决定于灌浆成熟期 产品器官的容积随作物种类而异 库的潜力存在于库的构造中 9 二源流库之间的关系 1源对库的影响源是库的有机养料供应者 是产量形成和充实的重要物质基础2库对源的影响 1 库依赖于源而生存 库内接纳同化物质的多少 直接受源的同化效率及输出数量决定 二者是供求关系 2 库不单纯是贮藏和消耗养料的器官 同时对源的大小 特别是对源的同化效率具有明显的反馈作用 因此 在高产栽培中 适当增大库源比 对增强源的活性和促进干物质的积累均具有重要的作用 3 库在特定时期还可以迫使源细胞中的内含物向库器官转移 10 3源 库各自有调节能力表现为源自身有一定的调节能力 去除部分源后 剩余的源能最大限度的发挥作用以弥补源的不足 4源 库对流的影响源 库的大小及其活性对流的方向 速率 数量都有明显的影响 起着 拉力 和 推力 的作用 11 三 源库关系的类型 这是一种源小库大的类型 限制产量形成的主要因素是源的供应能力水稻上会导致结实率低 空干率高 这是源大库小的类型 限制产量的主要因素是库的接纳能力 导致粒数少或库容小 因此产量不高 这是中间类型 产量是由源库协同调节的 可塑性大 增源增库均可能达到增产目的 影响作物产量形成的源库关系有一下三种类型 源限制性 库限制性 源库互作型 12 在现代作物栽培生理研究中 特别是在超高产栽培理论的探讨中 常用源 流 库理论来阐明作物产量形成的规律 它们相互作用 相互制衡 共同维持作物的生长 四源库流与作物高产的关系 13 1源对产量的影响 源是产量形成的基础 源是籽粒发育的物质基础 源的不足是限制作物产量的主要因子 在对作物通过剪叶 遮光等人为减少叶面积或降低光合速率处理中发现 在源亏缺的情况下 会引起产品器官的减少 或这些器官充实不良 即籽粒灌浆不足 粒重下降等 14 2库对作物产量的影响 库是产量的直接构成者 库的储藏能力是作物产量的限制因子 库是产量的直接构成者 并且产量库容对源的生产具有反馈作用 要提高产量必须不断的扩大库 库的储藏能力是作物产量的限制因子 在高产情况下 籽粒库的增加速率远远小于源的增加速率 使收获指数下降 所以 增大库的容量是增产的重要方向 15 3流对作物产量的影响 流决定这同化产物在植株内的分配 流对产量有限制作用 当维管束的通道能力达到饱和是 将限制籽粒的生长速率 即除源 库外 流也是限制产量的因素 所以 开源 提高光和生产 节流 减少光合产物的消耗和提高经济系数 控制光合产物的运输分配 是提高作物产量的根本途径 16 要提高作物产量 必须在栽培和育种上从源库发面入手 从源方面 要合理的增加叶数和叶面积 提高开花以后的叶面积指数 同时还要提高成熟期叶片净同化率 防止叶片早衰 延长源对库的供应时间 应抑制营养体生长速度 使同化物优先向籽粒分配 在库方面主要是保持单位面积有足够的穗数及粒数 提高库容能力 提高籽粒充实程度 作物的源库流的形成和功能的发挥受遗传和环境因素的制约 三者之间的关系受作物品种 生态条件和栽培技术的影响而不断发生变化 作物获得高 就要创建源库流特征协调 在作物生长发育过程中平衡好群体的源库流关系 17 综上所述 源 库 流在植物代谢活动和产量形成中是不可分割的统一整体 三者的发展水平及其平衡状况决定着作物产量的高低 在实际生产中 作物同一品种植株的输导系统除了发生倒伏或遭受病虫等特殊情况外 一般不会成为限制产量的主要因素 而源 库往往是决定着产量的关键 实践证明 只有使作物群体和个体的发展得到源足 库大 流畅的要求是 才可能获得高产 源库 则限制光合产物的输送分配 降低源的光合效率 或源库都小 均难以获得高产 18 五 源流库的协调及应用 源是产量形成的物质基础 库对源有反馈作用 流是实现作物的生物产量向经济产量转化的必由之路 提高作物产量的总体目标 源足 库大 流畅 高产的关键不仅在于源 库的充分发展 还必须根据作物品种特性 生态及栽培条件 采取相应的促控措施 使源库协调 建立适宜的源库比 19 源库流理论在作物生产上的应用 在育种方面 应培育具有理想株型的品种 形成高光效的群体 即源强 库大 流畅的光合性能 在栽培方面 应应尽量以形成合理冠层 提高群体冠层的光合效率为目的 据研究认为 在低产水平时 源不足是限制作物产量的主导因素 增产的主要途径是增源与扩库同步进行 因此增产