《现代农业种植技术》课件-项目四 作物生长与环境需求

1.作物对光照的要求在影响作物的生长发育的环境因子中，光照发挥着至关重要的作用。光照的强弱直接影响气温和地温的变化，同时光照也是作物进行光合作用的必要条件，也直接影响作物的形态建成。相关概念地球上一切生命活动需要的能量，主要来自太阳光能。太阳光能只有通过绿色植物才能转化为地球上生命活动所能利用的化学能，才能将简单的无机物转化为复杂的有机物，这一过程称光合作用。光合作用相关概念依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成，就称为光形态建成，亦即光控制发育的过程。光形态建成相关概念暗中生长的植物表现出各种黄化特征，茎细而长，顶端呈钩状弯曲，叶片小而呈黄白色，这种现象称为暗形态建成或黄化现象。暗形态建成光照对作物生长的影响是多方面的，其作用主要是通过光质、光照强度和光周期等来实现。作物生长的光照要求作物生长的光照要求光质对作物生长发育的影响光谱成分不同波长的光对作物的光合速率影响不同，如红橙光的光合作用效率相对较高，蓝紫光次之，绿光最差。这就是为什么绿色地膜可以作除草膜。光质对作物生长发育的影响波长范围（u）植物的反应>1.0对植物无效1.0～0.72，远红光引起作物的伸长反应0.72～0.61，红橙光被植物叶绿素吸收0.61～0.51，绿光作物没有特殊响应0.51～0.40，蓝紫光矮化植物，使叶片增厚0.40～0.31为强烈的叶绿素吸收带0.31～0.28对作物有损害作用<0.28对作物有致死作用由于玻璃阻隔紫外光的透过，所以玻璃温室内的作物易徒长。长波光（如远红光）对促进细胞的伸长生长有效，短波光（紫外光）则抑制细胞过分伸长生长。光质影响细胞伸长光质对作物生长发育的影响波长范围（u）植物的反应>1.0对植物无效1.0～0.72，远红光引起作物的伸长反应0.72～0.61，红橙光被植物叶绿素吸收0.61～0.51，绿光作物没有特殊响应0.51～0.40，蓝紫光矮化植物，使叶片增厚0.40～0.31为强烈的叶绿素吸收带0.31～0.28对作物有损害作用<0.28对作物有致死作用这就是温室作物生产维生素C的含量低于露地生产、紫色作物着色也比较浅的原因。紫外光有利于维生素C的合成和花青素的形成。光质还会影响作物的品质光照强度对作物生长发育的影响光照强度指单位时间内单位面积上所接受的热量，国际计量系统用Lx表示。光照强度直接影响着作物的光合强度。光照强度对作物生长发育的影响包括玉米、水稻、西瓜等大部分粮食作物，此类作物喜强光，遇阴雨天气，产量低、品质差。第一类是阳性作物根据作物对光照强度要求的不同，可将其分为三类：光照强度对作物生长发育的影响包括大部分白菜类、萝卜、胡萝卜和葱蒜等根茎类作物，此类作物生长期间不要求很强光照，但光照太弱时生长不良。第二类是中性作物根据作物对光照强度要求的不同，可将其分为三类：光照强度对作物生长发育的影响包括生姜和莴苣、芹菜、菠菜等。此类作物在中等光强下生长良好，强光下生长不良，耐荫能力较强。第三类阴性作物根据作物对光照强度要求的不同，可将其分为三类：光合速率504030201002468101214161820光照强度（µE/m²•s）×100光照强度对作物叶片光合速度的影响（邹冬生，1989）测定时气温25+0.3°C，相对湿度70%，CO浓度327~343ppm,均为植株中部叶位叶2（mgCO/dmh).22关于光照强度影响光合作用的指标光饱和点在一定的光强范围内，植物的光合速率随光照强度的增加而增强，当光照强度达到某一数值之后，继续增加光照强度，光合速率不再增加。这时的光照强度的数值称为光饱和点。玉米高粱大豆甜菜蚕豆豌豆光合速率504030201002468101214161820光照强度（µE/m²•s）×100光照强度对作物叶片光合速度的影响（邹冬生，1989）测定时气温25+0.3°C，相对湿度70%，CO浓度327~343ppm,均为植株中部叶位叶2（mgCO/dmh).22关于光照强度影响光合作用的指标光补偿点是指在光饱和点以下，当光照强度降低时，光合速率也随之降低。当植物通过光合作用制造的有机物质与呼吸作用消耗的有机物质相平衡时的光照强度，称为光补偿点。玉米高粱大豆甜菜蚕豆豌豆关于光照强度影响光合作用的指标光补偿点作物的光补偿点多在1500-2000勒克斯之间。在农业生产中，作物的种植密度，影响作物的生长发育。作物都是喜光的，不存在真正耐荫作物。如植株种植过密，株间光照不足，由于顶端的趋光性，植株会过度伸长，节间会过分拉长，影响分蘖和分枝；光照不足还影响花芽分化。开花期间光照弱，常造成落蕾、落花和落果。光周期导入退休工人老于，最近在种菜时遇到了一个问题。让我们一起来帮他解决一下。案例导入光周期现象在一天中，白天和黑夜的相对长度叫做光周期。作物通过感受昼夜长短变化而控制开花的现象叫做光周期现象。日长变化光周期现象日长变化在二十四节气中，春分、夏至、秋分、冬至四个节气表示一年中昼夜长短的变化。春分→夏至昼变长，夏至→秋分昼变短。光周期对作物生长的影响长日照作物短日照作物日中照作物定日照作物日照时间长于某一临界（12～14h)时数才能开花的作物，否则延迟开花或不开花，如麦类、油菜、萝卜等。这类作物都在春季开花。长日照作物短日照作物日中照作物定日照作物日照时间短于某一临界时数（一般为12h）才能开花的作物，否则不开花或延迟开花，如水稻、大豆、玉米、甘薯、棉花、烟草、扁豆、豇豆等。典型的短日照作物，在春季长日照条件下难以形成花芽。到了夏秋季节，日照缩短，扁豆自然会开花结荚。扁豆光周期对作物生长的影响长日照作物短日照作物日中照作物定日照作物开花对日照长短要求不严，在较长或较短的日照条件下都能开花，如荞麦、豌豆、黄瓜、番茄、茄子、菜豆等。光周期对作物生长的影响长日照作物短日照作物日中照作物定日照作物只有在某一定中等长度的日照条件下才能开花，甘蔗。光周期对作物生长的影响光周期现象对作物生产的指导意义光周期对作物生长的影响夏季日照加长，会加速发育，但由北向南引种时，会延迟发育甚至不能开花结实。长日照作物由南向北引种夏季日照较长，延迟发育，营养生长旺盛，由北向南引种则提前开花结实。生产上采用适于本地日照变化的品种，才能获得较高的产量。短日照作物由南向北引种光周期对作物生长的影响播期调节要考虑作物对光周期的反应，将其生育期安排在温度和光周期最适宜的季节。春小麦这类长日照作物宜在早春播种，如过晚播种，营养生长期加长，易造成茎叶徒长，影响产量。人为调节温室栽培等。光周期现象对作物生产的指导意义今天我们主要学习了光质、光照强度和光周期现象对作物生长发育的影响。本次课的重点是作物的光周期特性及其在生产中的应用。希望同学们能够通过今天学习的理论知识，解决生产中常见的实际问题。小结2.作物生长的温度要求作物的生长发育及产品产量的形成一方面取决于作物本身的遗传特性，另一方面取决于外界环境条件。作物生长基本环境条件作物生长基本环境条件温度光照水分土壤气体作物生长的温度要求土壤温度对作物生长的影响04不同生育时期的温度要求02作物的温周期现象03作物生长的基本温度01PART01作物生长的基本温度作物生长的温度要求生育适温生活适应温度低温伤害高温伤害最适温度最高温度最低温度临界致死高温临界致死低温植物名称基本温度（°C）最低最适最高大麦3～4.52028～30玉米8～1032～3540～44水稻10～1230～3236～38牧草3～42630烟草13～142835甜菜4～52828～30小麦3～4.52530～32豌豆1～23035即最低温度、最适温度和最高温度。超出这个温度范围就会出现高温伤害和低温伤害。不同种类作物对温度的要求是不同的。1、作物生长的三基点温度作物生长的温度要求作物长期适应环境温度的规律性变化，形成其生长发育对温度的感应特性。耐寒植物与喜温植物耐寒植物喜温植物根据各种作物对温度条件的不同要求及能耐受的温度可将作物分为两大类作物生长的温度要求耐寒植物喜温植物温度的三基点是30℃，20~25℃和3℃。温度的三基点是36~38℃，30~32℃和10~12℃。耐寒植物与喜温植物作物生长的温度要求2、生长的最适温度：植物生长最快的温度。3、协调最适温度：使植株健壮生长的适宜温度。常要求在比生长最适温度略低的温度下进行。PART02不同生育期对温度的要求不同生育期对温度的要求作物在不同生育期对温度要求不同。种子萌发温度营养生长温度生殖生长温度<<不同生育期对温度的要求种子萌发期可忍耐较低的温度，但“催芽温度”要求较高，耐寒作物一般在15~20℃，喜温作物一般在20~30℃。幼苗期幼苗对温度适应的可塑性较大，根据需要温度可稍高或稍低，进行“炼苗”。营养生长盛期是根茎叶营养器官主要形成期，也是叶菜类、根菜类、茎菜类作物产量形成期。不同生育期对温度的要求种子萌发期可忍耐较低的温度，但“催芽温度”要求较高，耐寒作物一般在15~20℃，喜温作物一般在20~30℃。营养生长盛期是根茎叶营养器官主要形成期，也是叶菜类、根菜类、茎菜类作物产量形成期。幼苗期幼苗对温度适应的可塑性较大，根据需要温度可稍高或稍低，进行“炼苗”。营养休眠期要求低温→“抑制呼吸消耗”不同生育期对温度的要求幼苗期幼苗对温度适应的可塑性较大，根据需要温度可稍高或稍低，进行“炼苗”。生殖生长期要求较高的温度→“籽实产量形成”营养生长盛期是根茎叶营养器官主要形成期，也是叶菜类、根菜类、茎菜类作物产量形成期。营养休眠期要求低温→“抑制呼吸消耗”PART03作物的温周期现象作物的温周期现象在自然条件下气温是呈周期性变化，许多作物适应温度的这种节律性变化，并通过遗传其生物学特性的现象。CO2O2H2O（CH2O）nCO2O2（CH2O）n白天有较高温度以利于光合作用，制造更多的同化物质夜间则需要较低的温度，减少呼吸消耗作物的温周期现象在自然条件下气温是呈周期性变化，许多作物适应温度的这种节律性变化，并通过遗传其生物学特性的现象。CO2O2H2O（CH2O）nCO2O2（CH2O）n白天有较高温度以利于光合作用，制造更多的同化物质夜间则需要较低的温度，减少呼吸消耗作物对自然界昼夜温度周期性变化的适应性，称为温周期现象。四段变温管理大温差育苗温周期现象为理论依据PART04土壤温度对作物生长的影响土壤温度土温过低根系生长受抑制，蔬菜易感病；土温过高

根系生长细弱，吸收能力减弱，植株易早衰。直接影响作物的根系发育及对土壤养分的吸收。土壤温度的高低一般作物根系生

长的适宜温度为24~28℃。土壤温度小水勤浇地面覆盖降低地温中耕松土地膜覆盖提高地温控制浇水根据对温度要求的不同，将作物分为耐寒作物与喜温作物两大类。请同学们记住各类作物对温度要求的差异。同时，了解了不同生育期作物对温度的要求，就掌握了生产中许多管理措施的理论依据。另外，掌握温周期现象和土壤温度对作物生长发育的影响，对指导作物生产具有重要意义。小结3.作物生长的水分要求水是生命之源任何生物的正常生长发育都离不开水的作用。在作物生长过程中，水分供应尤为重要。有收无收在于水。水对作物生长的重要性3水是各种生理生化反应和运输物质的介质，是养分运输的载体。各种营养元素只有在水溶液的状态下才能被植物吸收。PARTO1水对作物生长的重要性水对作物生长的重要性1水是绿色植物进行光合作用的主要原料，没有水的参与，叶片就不能形成同化物，植物无法生长。2水是植物细胞的主要成分，含水量在的高低。75～90%以上，影响作物产量水对作物生长的重要性4水能使植物保持固有的姿态，利于植物捕获得光能、交换气体等。5水具有重要的生态意义，调节体温，改善了间小气候。PARTO2作物对水分的吸收作物对水分的吸收是连接土壤-作物-大气这一系统的介质，水在吸收、输导和蒸腾过程中把土壤、作物和大气联系在一起。水作物对水分的吸收大气降水地下水灌溉水作物吸收的水分主要来源作物对水分的吸收吸收水分的主要器官是作物的根，吸收部位是根尖的根毛区，因此作物根的发达程度与生长状况决定于对水分的吸收能力；作物通过根系从土壤中吸收大量水分，但只有0.1～0.2%用于制造有机物，连同组成作物体内的水分在内也不超过所吸收水分的1%，其余绝大部分的水通过蒸腾作用而散失掉；作物对水分的吸收作物吸收水分的方式主动吸收被动吸收根压蒸腾拉力PARTO3作物需水量与需水临界期作物需水量与需水临界期生理需水生态需水满足植物生理活动所需要的水分利用水的理化特性,调节植物周围的环境所需要的水分作物的需水量主要包括二方面作物需水量与需水临界期取决于气侯条件（如日照、土温、空气湿度、风速、气压、降水等）、作物种类和品种、土壤性质以及栽培条件。这些因素对作物田间需水量的影响是相互联系，错综复杂的。作物需水量的多少及变化作物需水临界期同一作物不同生育阶段对水分的要求也是不同的。需水临界期在作物全生育期中对水分亏缺最敏感、需水最迫切以至对产量影响最大的时期作物需水临界期生育前期因植株幼小，需水量较少，且以棵间蒸发为主；生育中期随着茎叶的迅速增长生长旺盛，需水较多，且以作物蒸腾为主；生育后期随着籽粒逐渐成熟、叶片逐渐衰亡，需水量又减少。作物需水临界期主要作物需水临界期作物需水临界期作物需水临界期水稻稻穗形成期黍类抽花序～灌浆麦类孕穗～抽穗豆类、花生开花期玉米开花～乳熟向日葵葵盘形成～灌浆棉花开花结铃期马铃薯开花～块茎形成大多数作物的需水临界期均在生殖器官发育至开花期，或正当开花时期。PARTO4水分失调对作物的危害水分失调对作物的危害旱害是指长期持续无雨，又无灌溉和地下水补充，致使作物需水和土壤供水失去平衡，对作物生长发育造成的伤害。缺水干旱常对作物造成旱害。-旱害水分失调对作物的危害大气干旱是气温高而相对湿度小，作物蒸腾过于旺盛，破坏了作物体内的水分平衡，使植株发生萎蔫，光合作用降低。若土壤的水分含量足，大气干旱造成的萎蔫则是暂时的，作物能恢复正常生长。大气干旱由于土壤水分不足，根系吸收不到足够的水分，如不及时降雨或灌溉，会造成根毛死亡甚至根系干涸，地上叶片严重萎蔫，直至植株死亡。土壤干旱-旱害干旱涝害是指长期持续阴雨，地表积水，土壤缺乏氧气，根系呼吸减弱，久而久之引起作物窒息、死亡的现象。水分失调对作物的危害-涝害水分失调对作物的危害-涝害土壤水分过多，抑制好氧性微生物的活动，土壤以还原反应为主，并会产生大量有毒物质，使作物根系中毒、腐烂，甚至引起死亡。此外，土壤渍水，作物根系发育不良，土壤养分流失，降低作物产量和质量。农谚“有收无收在于水，收多收少在于肥”充分说明了水对作物生产的重要性。请同学们记住各类作物的需水特性和不同生育期的需水特性，作为作物水分管理的理论依据。小结4.作物生长的营养要求植物从外界环境中吸取其生长发育所需的养分，并用以维持其生命活动，称为营养。植物体所需的化学元素称为营养元素。了解作物生长发育所需的营养元素种类、作用和规律，并通过施肥手段为作物提供充足的养分，创造良好的营养条件，从而达到提高作物产量和改善产品品质的目的。PARTO1作物必需营养元素作物必需营养元素是指作物正常生长所必需的，缺乏它作物就不能正常生长，而其功能又不能为其它元素所替代的元素。作物必需营养元素作物必需营养元素-判定标准（1）该元素为所有植物所必需，缺少则植物不能完成其生活周期；（2）缺少该元素，植物出现专一的缺素症状，只有补充该元素，才能缓解或消除症状，其它任何元素都不能替代；作物体内的元素究竟是否是必需营养元素，有三条判断标准：作物必需营养元素-判定标准（3）该元素在作物营养生理上应表现出直接的效果，不是因土壤或培养基的物理、化学、微生物条件的改变，产生的间接效果。作物体内的元素究竟是否是必需营养元素，有三条判断标准：作物必需营养元素-主要生理作用必需营养元素在作物体内主要构成

细胞结构物质的组成成分；作物生命活动的调节者，参与酶的

活动；在作物体内起电化学作用，即离子

浓度的平衡、胶体的稳定和电荷中和等。作物必需营养元素-主要生理作用当作物缺少某种营养元素，作物会表现特有的缺素症。缺铁缺锌正常缺氮缺磷缺钾正常叶片和缺少氮、磷、钾的叶片（玉米）作物必需营养元素-种类植物体内物质的组成十分复杂，通过现代分析技术研究表明，在植物体内可检测出70多种矿质元素，90%～95%主要是碳、氢、氧和氮等元素。作物必需营养元素-种类目前已经发现并已得到公认的植物必需元素共有16种：碳(C)氢(H)氧(O)氮(N)磷(P)钾(K)钙(Ca)镁

(Mg)硫

(S)铁

(Fe)钾

(K)锰(Mn)铜(Cu)锌(Zn)硼(B)钼(Mo)氯(Cl)大量元素(9种)在植物体内的含量一般高于1/1000微量元素(7种)在植物体内的含量一般低于1/1000作物必需营养元素-种类各种必需营养元素在体内是相对稳定的，无论含量的多少都是同等重要，不可代替。作物必需营养元素-肥料三要素C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl肥料三要素来自空气和水分作物必需营养元素-肥料三要素C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl肥料三要素植物通过根系从土壤中吸收，部分由根际微生物的联合固氮和根瘤菌的共生固氮从土壤空气中吸收；作物必需营养元素-肥料三要素C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl肥料三要素来自土壤作物必需营养元素-肥料三要素C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、B、Mn、Zn、Cu