作物栽培学(刘正辉)第4章作物的产量形成

第4章作物的产量形成 第1节作物的产量类型第2节作物产量构成因素第3节作物产量形成的生理机制第4节作物高产途径 本章思考题 1 生物产量 经济产量 经济系数和产谷阈值 今后提高经济产量的关键是哪一个 2 禾谷类作物和棉花 油菜的产量构成因素 3 源 库 流的概念 4 光合速率 净同化率 光合势的概念 5 构成生物学产量的物质大约有多少来自光合作用 给你何种启迪 6 产量库 吸力 或 拉力 的真实含义 7 Still提出作物产量的4个 A 具体指什么 第1节作物的产量类型 一 产量的概念 作物产量包括3个层次的概念生物产量 biologicalyield 经济产量 economicyield 收获指数 harvestindex HI 或经济系数 economicindex 作物在生育过程中积累的干物质总量 即整个植株 一般不包括根系 总干物质的收获量 生物产量 籽粒 块茎 纤维 指被利用产品的收获量 不同作物被利用产品的部分不同 如 禾谷物类 籽粒 薯类 块根块茎 棉花 纤维和棉籽 甘蔗 茎杆 经济产量 茎杆 收获指数 经济产量 生物产量 指生物产量转化为经济产量的效率 收获指数 对一种作物来说 收获指数值相对稳定 不同作物的收获指数有差异 收获营养器官的作物比收获种子的作物高 收获产品碳水化合物含量高的作物比蛋白质和脂肪含量高作物的高 产谷阈值在作物生产过程中 只有当生物产量超过一定值之后 才能形成经济产量 这个值称为 临界株重或产谷阈值 二 生物产量与经济产量的关系 假设以1g为基数 产谷阈值 且单株籽粒重 株重 1g 0 5 则单籽粒产量 YE 与单株重 YB 的关系为 YE 0 5 YB 1 生物产量是基础在作物生产过程中 提高作物自身的生物产量 是提高经济产量的基础 在获得一定生物产量的基础上 提高收获指数是获得高产的关键 第2节作物产量构成因素 一 禾谷类作物 经济产量 单位面积穗数 每穗实粒数 粒重或单位面积穗数 每穗颖花数 结实率 粒重 二 薯类作物 经济产量 单位面积薯块数 单薯重或单位面积株数 每株薯块数 单薯重 三 豆类作物 经济产量 单位面积有效荚果数 每荚果实粒数 粒重或单位面积株数 每株有效荚果数 每荚果实粒数 粒重 籽棉产量 单位面积株数 每株有效铃数 单铃重皮棉产量 单位面积株数 每株有效铃数 单铃重 衣分 四 棉花 五 油菜经济产量 单位面积株数 每株有效角果数 每角果实粒数 粒重六 麻类作物麻产量 单位面积有效茎数 单茎重 出麻率 第3节作物产量形成的生理机制 一 源 库 流的概念 源 source 即代谢源 指产生或输出同化物的器官或组织 如成熟的叶片 绿色的茎 鞘 和果皮或种皮及芒等 库 sink 即代谢库 指消耗或储藏同化物的组织 器官或部位 如作物的种子 果实 块茎 块根 根尖 幼叶等当时的生长中心器官 流 Flow 指作物源器官形成的同化产物向库器官的转移过程 狭义的概念通常指运输器官 如茎杆维管束等 光合面积指含叶绿素能进行光合作用的部分 常用LAI表示 LAI小于最适值时 净光光合产物量随LAI增加而增加 LAI大于最适值时 因叶层相互遮荫 下部叶光合作用受阻 呼吸消耗仍在进行 净光合产物量而降低或不再增加 二 作物产量的物质来源 90 95 光合产物5 10 矿质元素 生物产量的组成 生物产量 光合面积 光合能力 光合时间 消耗 光合能力光合能力一般以光合强度或光合生产率为指标 光合强度也称光合速率 是指单位时间内单位叶面积吸收 同化二氧化碳的毫克数 光合生产率又称为净同化率 netphotosyntheticrate 通常以每平方米叶面积在较长时间内 一昼夜或一周 增加的干物质重量 净光合速率 光合速率 光呼吸速率 光合时间光合时间一般以光合势为指标 光合势指群体叶面积与其持续时间的乘积 m2 日 一般光合势越强 产量越高 这是 高产不早熟 早熟不高产 的缘由之一 花生总光合势与生物产量和荚果产量的关系 引自 江苏油料科学 1995 作物光合生产过程中的呼吸消耗约占总生产干物质量的25 50 其中大多数C3作物光呼吸消耗量约20 27 C4作物 甘蔗 玉米 高粱等 光呼吸消耗仅2 5 消耗 作物光合产物需要适宜的库容量接纳才能形成产量 作物的繁殖器官或储藏器官就是这种仓库或容器 水稻产量库容 穗数 每穗颖花数 谷壳容积 高产必需有较大的产量库容 较大的库容还可以促进源提高生产效率 称为库 吸力 或 拉力 三 作物产量物质的接受库 同化产物的运输运输部位 韧皮部的筛管运输形式 碳水化合物 蔗糖 少量含氮化合物 氨基酸 运输速度 40 100cm h C4比C3快运输动力 主动运输和被动运输 四 作物产量物质的运输和分配 流 同化物的分配主要取决于库的吸力大小及库与源相对距离的远近 维管束通道之间的联系方式和环境也起一定制约作用 第4节作物高产途径 一 作物的产量潜力 美国学者Still在1991年提出了作物产量的4个 A 即 A1绝对产量 品种的遗传潜力 A2可达到的产量 受环境条件制约的产量 A3合算产量 受栽培管理和经济条件制约的产量 A4实际产量 现实的产量 目前作物生物产量对光能利用率为1 2 理论推算至少可达5 按此推算 长江流域稻谷绝对产量产量达1500kg