第五章2--作物与温度.ppt

1、2020/7/13,1,第三节 作物与温度,温度是一个状态函数，标志着物质分子平均动能水平。 环境温度包括大气温度和土壤温度。,2020/7/13,2,一、温度的节奏性变化与作物生产 二、温度对作物的影响及作物生育的 温度范围 三、积温及无霜期 四、温度逆境对作物的危害及防御措,2020/7/13,3,(一）、气温变化 1.周期性变化: 非周期性变:化 温周期：作物生育与温度变化的同步现象。 2. 日变化及年变化,一、温度的节奏性变化与作物生产,2020/7/13,4,(二）、土壤温度变化 1.土壤热量特征,热容量,导热率,重量热容量（1g 1度）,容积热容量 （1cm3 1度),土壤的增热程

2、度也受土壤导热性的影响。本身导热性不大，主要由土壤颗粒间隙中的空气与水分状态决定,2020/7/13,5,二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围,（一）、温度对作物的影响 1. 温度对作物生长的影响 2. 温度对发育的影响 A.温度对成花的诱导效应 春化作用：经过低温诱导植物 开花的作用。 B.作物的感温性,2020/7/13,6,（二）、作物生育的温度范围,1. 三基点温度：最低、最适、最高 2. 温度临界期：对外界温度最敏感的时期。,2020/7/13,7,作物维持生命的温度范围较宽，生育的温度范围窄些，最适发育的温度范围则更窄（图1-3）。,2020/7/13,8,图1-3 作物对温度

3、的适应范围（.，1976）,2020/7/13,9,三基点温度的特征：,不同作物三基点温度不同，根据对温度的不同要求，分为喜温作物（生长起点10)和耐寒作物(3 )。 种子萌发的三基点低于营养生长期的，营养生长期又低于生殖器官发育期的。开花期对温度最为敏感。 一般最适应温度接近于最高温度。 最高温度多在30-40 之间,生产中也不常见.所以低温造成的危害较多。,2020/7/13,10,（一）、积温 1.概念：,三、积温及无霜期,指某一生育时期或某一时段内，逐日平均气温累积之和。,2. 积温两种表达方式,A活动积温B有效积温 GDD,大于或等与生物学零度的日平均温度逐日累加起来。,将日平均温度

4、与生物学零度的差值累加。,2020/7/13,11,3. 积温在农业生产中的应用 可以估计作物的生育速度和各生育期到来的时间，并可确定作物安全播种期 可以对某一个地区某年产量进行预测，确定丰收年还是歉收年。 一个地区的积温代表了此地区的热量资源，为正确制定农业计划、安排作物布局、确定种植制度提供了依据。,2020/7/13,12,无霜期长短是衡量一个地区热量资源的又一个指标。（春季最后一次霜冻秋季最早一次霜冻） 作物布局和确定种植制度的依据,（二）、无霜期,2020/7/13,13,四、温度逆境对作物的危害及防御措施,对作物不利的温度叫做温度逆境 TEMPERATURE STRESS,2020

5、/7/13,14,（一）、低温对作物的危害,低温:对作物的危害有冷害和霜冻。 1.寒害:是0以上的低温对作物的伤害。 水分合成失调、蛋白质合成受阻、碳水化合物减少、代谢紊乱 2.霜冻:是指春秋季节气温下降到0以下，组织内部发生冰冻而引起的伤害。 原生质失水、冰融速度、蛋白质沉淀、原生质的机械损伤。,2020/7/13,15,间接伤害高温使呼吸加强，蒸腾加速，水分平衡和物质供需平衡被破坏，植株萎蔫。,（二）、高温对作物的危害,直接伤害 间接伤害,蛋白质合成受阻、有毒物质生成、饥饿、旱害,蛋白质变性、脂溶,2020/7/13,16,（三）、对逆境温度的防御,培育和选育抗寒或耐热的品种。 低温锻炼。

6、甘薯育苗 化学诱导。玉米、棉花种子福美双处理 合理肥料配比。磷肥、钾肥提高抗寒力,2020/7/13,17,第四节 作物与水分,水分对生命的存在起起决定性的作用，他的多少在很大程度上决定了作物的种植制度。 一、作物对水分的需求特点 二、水分逆境对作物的影响,2020/7/13,18,一、作物对水分的需求特点,（一）、水对作物的生理生态作用 1.生理作用： （1）原生质的主要成分； （2）光合作用的基本原料； （3）代谢过程的反应物质； （4）作物生化反应和物质吸收、运输的溶剂； （5）维持细胞的膨胀状态； （6）细胞分裂与伸长的必需因子。,2020/7/13,19,生态作用：改善田间小气候，如

7、大气湿度，土壤及其表面的空气温度，土壤空气含量、微生物状况、土壤养分利用率等。,2020/7/13,20,（二）、水与作物生长及产量的关系,缺水对作物形态、生理产生不良影响，最终导致产量降低。 作物光合作用和蒸腾作用与作物生产关系极大，水分缺乏对光合作用的影响是对叶绿素合成及气孔影响的综合结果。,2020/7/13,21,2020/7/13,22,2020/7/13,23,1.作物需水量 蒸腾系数：每形成1g干物质所消耗水分的克数。 国内外研究概括作物的蒸腾系数如表。 蒸腾系数也不是固定不变的。 气象因素和土壤因素等都影响作物的需水量， 同一种作物不同品种的需水量也不一样。,（三）、作物的需水

8、量和需水临界期,2020/7/13,24,表1-3 各种作物的蒸腾系数,2020/7/13,25,2.作物的需水临界期： 作物一生中对水分最敏感的时期。 在临界期内若水分不足，对作物生育和产量影响最大。一般来说，大部分作物的需水临界期在生殖生长最旺盛时。 如：麦类作物在孕穗到抽穗，黍类作物在抽穗（或开花）至灌浆，其他作物也多在开花到产量形成的盛期。,2020/7/13,26,二、水分逆境对作物的影响（water stress),（一）干旱对作物的影响和作物的抗旱性 1. 干旱分大气干旱和土壤干旱 大气干旱（空气湿度在10%20%），使 作物蒸腾大于水分的吸收，致使需水与供水 失衡。大气长期干旱

9、引起土壤干旱（土壤中 缺乏作物能吸收的水分）。,2020/7/13,27,降低作物的各种生理过程。光合 引起作物体内各部分水分的重新分配。 如水分从水势高的部位流向水势低的部位（幼叶向老叶夺水）；胚胎组织细胞的水分分配到成熟部位的细胞中去（茎从幼穗吸水）。 影响作物产品品质。果树，油料作物等,2. 旱害对作物的影响,2020/7/13,28,大田作物中比较抗旱的是糜子、粟、高粱、甘薯、绿豆等，但在水分充足时同样生育更好并增产。,2020/7/13,29,（二）、水涝对作物的影响,根系涝害 土壤孔隙被水充满通气受阻抑制有氧呼吸阻止水分和矿物元素吸收 高温季节，积累H2S、Fe2+、M2+、及有机

10、酸，直接毒害根系。 2.地上部分涝害 光合停止；植株内部含氧量降低无氧呼吸增加，最终替代呼吸停止 无氧呼吸产物酒精积累毒害细胞。,2020/7/13,30,3. 作物对水涝的适应,根系逐渐木质化。 耐涝作物：水稻、高粱、黑豆 一般作物：小麦苗期耐涝，玉米后期耐涝。 怕涝作物：棉花、甘薯、粟（孕穗期除外）、 花生、芝麻。,2020/7/13,31,不同作物对水分的反应大不相同。但总的看来，在大田作物中，除了水稻属于湿生性作物外，多数都为中生性的。 中生性作物根系和输导系统比湿生性作物发达，以满足植株对水分的需要。中生性作物没有完整的通气组织，不能在积水条件下发育。,2020/7/13,32,第五

11、节 作物与空气,2020/7/13,33,一、作物与二氧化碳的关系 二、作物与氧气的关系 三、空气中其他气体与作物的关系,2020/7/13,34,一、作物与二氧化碳的关系,（一）、田间CO2浓度的变化和CO2平衡 一年中，非作物生长季节，CO2浓度较高。一天中以中午CO2浓度最低。 群体下部供应的CO2约占供应总量的20%。 作物群体上层光照充足，但CO2浓度相对较低；下层恰相反。因此，生产上十分重视田间的通风透光。,2020/7/13,35,空气中CO2的富集虽然能促进作物增产，但其温室效应等带来的气候变化对作物生产的不良影响也是严重的。 下图为地球上CO2浓度的变化：,（二）、CO2体积

12、分数与作物产量,2020/7/13,36,图为近1000年和近1万年的大气CO2含量变化。,2020/7/13,37,CO2补偿点：光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2体积分数。 CO2饱和点：开始达到最大光合速率时CO2体积分数。,2020/7/13,38,在CO2光合曲线的比例阶段，CO2体积分数是光合作用的限制因子。 C4植物CO2的补偿点和饱和点均低于C3植物，说明其可利用较低浓度的CO2，但对于高浓度CO2利用效率较差。 CO2浓度的增加，作物的呼吸速率减弱，光补偿点降低，蒸腾系数减小，水分利用率提高。 CO2浓度对光合作用的影响也受温度和风速等其他条件的影响。,2020/7/13

13、,39,二、作物与氧气的关系,（一）、 作物的呼吸作用 有氧呼吸和无氧呼吸 无氧呼吸是在无氧条件下有机物进行不彻底的氧化分解，同时释放出部分能量的过程。,2020/7/13,40,（二）、 氧气与作物的呼吸作用,1. 长时间无氧呼吸会使作物死亡。（1）酒精引起蛋白质变性；（2）产生能量少，物质消耗多；（3）没有丙酮酸氧化过程，许多中间产物不能合成。 2. 过高的氧浓度反而对作物有毒。以不超过10%为宜。,2020/7/13,41,三、空气中其他气体与作物的关系,（一） 氮气 豆类作物通过与它们共生的根瘤菌，能 固定并利用空气中的氮，但固氮量一般只有其 需氮量的1/4-1/2。因此，除绿肥外，其他豆类 并无养地作用。因为其带走的氮远比固定的多。 在作物栽培