作物栽培与环境.ppt

第四章第四章 作物与生态环境作物与生态环境第一节作物的生态因子与生长调节第一节作物的生态因子与生长调节一、生态因子一、生态因子1 1、生态因子的概念、生态因子的概念与作物相关的所有环境因子，统称生态因子。与作物相关的所有环境因子，统称生态因子。作物存在的生态系统称为作物存在的生态系统称为农田生态系统农田生态系统.农田生态系统也是由生物因子和非生物因子所组成。农田生态系统也是由生物因子和非生物因子所组成。农作物本身是这个系统生物因子中的一个种群。农作物本身是这个系统生物因子中的一个种群。2 2、生态因子的分类、生态因子的分类（1 1）气候因子）气候因子 光、温、水、气等，随地理位置和海拔而变化。光、温、水、气等，随地理位置和海拔而变化。（2 2）土壤因子）土壤因子 土壤理化性质、土壤生物和微生物等。土壤理化性质、土壤生物和微生物等。（3 3）地形因子）地形因子 高原、山地、平原、洼地、坡度、坡向等。高原、山地、平原、洼地、坡度、坡向等。（4 4）生物因子）生物因子 动物如哺乳动物、昆虫等，昆虫影响较大；动物如哺乳动物、昆虫等，昆虫影响较大；植物中除作物本身外还有各种杂草；植物中除作物本身外还有各种杂草；有益微生物和有害病原菌等。有益微生物和有害病原菌等。（5 5）人为因子）人为因子 栽培措施，整枝、打杈，耕地、施肥、灌水等。栽培措施，整枝、打杈，耕地、施肥、灌水等。3 3、生态因子的作用机制、生态因子的作用机制 主主次次效效应应 在在一一定定条条件件下下，众众多多的的生生态态因因子子中中总总有有一一、两两个个因子起着主导性的、决定性的作用，其它因子处于次要地位。因子起着主导性的、决定性的作用，其它因子处于次要地位。如如春春化化阶阶段段的的低低温温、光光周周期期现现象象中中的的日日照照长长度度，小小麦麦灌灌浆浆期期的的干干热热风风（气温（气温3030以上、大气相对湿度以上、大气相对湿度30%30%以下、风速以下、风速3m/s3m/s）交交互互效效应应 当当作作物物受受到到多多个个生生态态因因子子的的作作用用时时，各各个个因因子子对对作物的效应会表现出某种交互作用。作物的效应会表现出某种交互作用。如同时给旱地施肥和灌水，效果要大于单独施肥和单独灌水。如同时给旱地施肥和灌水，效果要大于单独施肥和单独灌水。一一般般情情况况下下，某某一一生生态态因因子子不不能能由由其其它它因因子子代代替替，但但在在特特殊殊条件下，某一因素量的不足可由其它因素的增加而得到调剂。条件下，某一因素量的不足可由其它因素的增加而得到调剂。如增加如增加COCO2 2浓度，可补偿由于光照减弱而引起的光合效率降低的效应。浓度，可补偿由于光照减弱而引起的光合效率降低的效应。直直接接作作用用和和间间接接作作用用 在在对对作作物物生生长长发发育育状状况况和和作作物物分分布布进行分析时，应区别于环境因子的直接和间接作用。进行分析时，应区别于环境因子的直接和间接作用。如如光光、温温、水水、气气和和土土壤壤养养分分等等，直直接接影影响响作作物物的的新新陈陈代代谢谢；如如纬纬度度、海拔、地形等则是通过影响上述因子起间接作用。海拔、地形等则是通过影响上述因子起间接作用。生生态态因因子子作作用用的的阶阶段段性性 同同一一环环境境因因素素或或组组合合，对对同同一一作作物物的的不不同同发发育育阶阶段段所所起起的的生生态态作作用用是是不不同同的的；作作物物一一生生中中，所需环境因素也是随着生长发育的推移而变化的。所需环境因素也是随着生长发育的推移而变化的。如如低低温温在在小小麦麦春春化化时时是是必必需需条条件件，在在小小花花分分化化时时则则会会导导致致小小花花不不孕孕，对作物有害。对作物有害。4 4、生态因子的限制方式、生态因子的限制方式 最最小小因因子子律律 德德国国化化学学家家李李比比希希提提出出了了“植植物物的的生生长长取取决决于于数数量量最最不不足足的的那那一一种种营营养养物物质质”的的观观点点，即即最最小小因因子子定定律律。（限限制制因子）因子）应用条件：第一，这一定律只有相对稳定的条件下才能运用。应用条件：第一，这一定律只有相对稳定的条件下才能运用。第二，必须考虑因子间的相互作用。第二，必须考虑因子间的相互作用。报报酬酬递递减减律律 从从一一定定的的土土地地上上所所得得到到的的报报酬酬随随着着向向该该土土地地投投入入的的劳劳动动和和资资本本量量的的增增大大而而有有所所增增加加，但但随随着着投投入入的的单单位位劳劳动动和资本量的增加，报酬增加的幅度却在逐渐减少。和资本量的增加，报酬增加的幅度却在逐渐减少。耐耐性性定定律律 某某些些因因子子的的过过量量也也会会成成为为限限制制因因子子。谢谢尔尔福福德德把把最最大大量量和和最最小小量量限限制制作作用用的的概概念念合合并并为为耐耐性性定定律律。即即对对某某作作物物而而言言，生生态态因因子子都都存存在在着着一一个个生生物物学学上上的的上上限限和和下下限限，它它们们之之间的幅度就是该种生物对某一生态因子的间的幅度就是该种生物对某一生态因子的耐性范围耐性范围。A A、一种生物对各种生态因子的耐性范围不同；不同生物对同一生态因、一种生物对各种生态因子的耐性范围不同；不同生物对同一生态因子的耐性范围也不同。子的耐性范围也不同。BB、同一种生物在不同发育阶段对生态因子的耐性范围不同、同一种生物在不同发育阶段对生态因子的耐性范围不同CC、由于生态因子间的相互作用，在某个生态因子不是处于最适状态时，、由于生态因子间的相互作用，在某个生态因子不是处于最适状态时，则生物对其它一些生态因子的耐性范围缩小。则生物对其它一些生态因子的耐性范围缩小。DD、对主要生态因子耐性范围宽的生物种，其分布范围广。、对主要生态因子耐性范围宽的生物种，其分布范围广。EE、同一种内的不同品种，长期生活在不同的生态环境下，会形成对多、同一种内的不同品种，长期生活在不同的生态环境下，会形成对多种生态因子的不同耐性范围，从而形成生态型的分化。种生态因子的不同耐性范围，从而形成生态型的分化。二、作物的生态适应性二、作物的生态适应性系指作物对环境的要求与实际环境的吻合程度。系指作物对环境的要求与实际环境的吻合程度。即作物生长发育和产量形成的节律与环境节律的吻合程度即作物生长发育和产量形成的节律与环境节律的吻合程度。作物的生态适应性具有作物的生态适应性具有地区性地区性和和季节性季节性（核心）。（核心）。环境条件综合作用于作物：不利的因子降低了其它适宜因子环境条件综合作用于作物：不利的因子降低了其它适宜因子的作用，适宜的环境因子能部分弥补不利因子的不良作用。的作用，适宜的环境因子能部分弥补不利因子的不良作用。如：山东半岛是优质苹果基地，种在沈阳附近，则果小味酸。如：山东半岛是优质苹果基地，种在沈阳附近，则果小味酸。云贵高原出名茶。云贵高原出名茶。一般生态适应性可分为：强、中、弱和不适应四个等级。一般生态适应性可分为：强、中、弱和不适应四个等级。生生态态型型（ecotypeecotype）：同同一一种种生生物物的的不不同同个个体体群群，长长期期生生活活在在不不同同的的生生态态环环境境或或人人工工培培育育条条件件下下，发发生生趋趋异异适适应应，经经自自然然和和人人工工选选择择分分化化形形成成了了生生态态、形形态态和和生生理理特特性性不不同同的的基基因因型型类类群，称为生态型。群，称为生态型。（种以下，如早、中、晚熟水稻品种）（种以下，如早、中、晚熟水稻品种）生生活活型型(life(lifeform)form)：不不同同种种的的生生物物长长期期生生长长在在相相同同的的自自然然和和人人工工培培育育环环境境条条件件下下，会会发发生生趋趋同同适适应应。在在自自然然和和人人工工选选择择条条件件下下，形形成成具具有有类类似似形形态态、生生理理和和生生态态特特性性的的生生物物（作作物物）类类群，称为生活型。群，称为生活型。（种以上，如喜温作物、耐旱作物）（种以上，如喜温作物、耐旱作物）环境环境措施措施作物作物产品产品三、作物生长的环境调节三、作物生长的环境调节1 1、环环境境因因子子在在自自然然界界中中并并非非孤孤立立存存在在，而而是是互互相相影影响响相相互互制制约的。约的。如如光光增增强强，温温度度就就会会升升高高，土土壤壤湿度就会减小。湿度就会减小。2 2、采采取取各各种种应应变变措措施施，处处理理好好作作物物与与环环境境的的关关系系，既既要要让让作作物物适适应应当当时时当当地地的的环环境境条条件件，又要使环境满足作物的要求。又要使环境满足作物的要求。做到天时、地利、人和。做到天时、地利、人和。第二节作物与光照第二节作物与光照20042004年年2 2月月1 1日山东烟台出现海市蜃楼日山东烟台出现海市蜃楼“蓬莱阁蓬莱阁”远远处处景景物物反反射射出出的的光光线线进进入入空空气气时时，由由于于空空气气上上下下层层的的温温度度不不同同，密密度度不不同同，折折射射率率也也不同。不同。我我们们可可以以把把海海面面的的空空气气看看作作是是由由折折射射率率不不同同的的许许多多空空气气组组成成的的，海海面面温温度度较较低低，空空气气密密度较大，折射率也较大；度较大，折射率也较大；上上层层气气温温较较高高，空空气气密密度度较较小小，折折射射率率也也较较小小。入入射射角角i i小小于于折折射射角角r r。当当i i大大于于临临界界角角时时便便会会出出现现全全反反射射而而折折下下来来。地地面面的的景景物物的的影影像像就就会会在在空空中中形形成成，便是便是海市蜃楼，海滋。海市蜃楼，海滋。一、光照度对作物的影响一、光照度对作物的影响1 1、太阳光谱的性质、太阳光谱的性质 太阳光谱范围是太阳光谱范围是2502504,000nm4,000nm之间。之间。(1)(1)热热效效应应：太太阳阳能能被被作作物物截截获获后后大大部部分分转转化化为为热热能能，用用于蒸腾及维持体温，保证各代谢过程的顺利进行。于蒸腾及维持体温，保证各代谢过程的顺利进行。(2)(2)光光合合作作用用：作作物物吸吸收收的的太太阳阳能能一一部部分分用用于于光光合合作作用用，它是作物将光能转化为化学能进行生产的基础。它是作物将光能转化为化学能进行生产的基础。(3)(3)光光形形态态建建成成：太太阳阳光光强强（辐辐射射量量）和和光光质质（光光谱谱成成分分），对作物的生长和发育的调整起着重要作用。，对作物的生长和发育的调整起着重要作用。(4)(4)诱诱发发性性突突变变：紫紫外外线线、X-X-射射线线等等波波长长很很短短的的高高能能量量辐辐射对生物有杀伤作用，同时也改变遗传物质的结构引起突变。射对生物有杀伤作用，同时也改变遗传物质的结构引起突变。2 2、光照强度及其变化、光照强度及其变化 太太阳阳常常数数：地地球球上上方方垂垂直直于于太太阳阳光光的的平平面面上上所所接接受受的的辐辐射射大大约约在在1395.91395.9W/mW/m2 2。太太阳阳光光通通过过大大气气层层时时，由由于于散散射射、反反射射和和水水气气、尘尘埃埃的的吸吸收收，强强度度减减弱弱，并并且且进进行行了了重重新新分分配配。在在穿穿过过作作物物冠冠层层时时，太太阳阳辐辐射射又又会会大大大大减减弱弱。海海平平面上只有面上只有907.3w/m907.3w/m2 2。光光强强和和光光合合有有效效辐辐射射(PAR)(PAR)是是随随时时随随地地变变化化的的，与与天天气气、太太阳阳高高度度角角、纬度、海拔、坡向等有密切关系。纬度、海拔、坡向等有密切关系。3 3、光照度对作物的影响、光照度对作物的影响（1 1）光强与光合作用）光强与光合作用 作作物物对对光光强强的的要要求求通通常常用用光光补补偿偿点点（低低限）和光饱和点（高限）表示。限）和光饱和点（高限）表示。夜夜晚晚，光光在在0 0点点，作作物物只只有有呼呼吸吸消消耗耗，没有光合积累，光合速率为负值。没有光合积累，光合速率为负值。随随着着光光强强的的增增强强，COCO2 2的的吸吸收收逐逐渐渐增增加加，在在一一定定光光强强下下，实实际际光光合合速速率率和和呼呼吸吸速速率率达达到到平平衡衡，表表观观光光合合速速率率等等于于0 0，此此时时的的光强即为光强即为光补偿点光补偿点。随随着着光光强强的的增增加加，光光合合速速率率也也逐逐渐渐上上升升，当当达达到到一一定定值值后后，光光合合速速率率便便再再不不受受光光强强的的影影响响而而趋趋于于稳稳定定，此此时时的的光光强强称称为为光光饱饱和点和点。(2)C3(2)C3、C4C4和和CAMCAM作物作物PGAPGA：3-3-磷酸甘油酸，磷酸甘油酸，OOAOOA：草酰乙酸，：草酰乙酸，PEPPEP：烯醇式磷酸丙酮酸，：烯醇式磷酸丙酮酸，RuBPRuBP：核酮糖二磷酸：核酮糖二磷酸C4C4光呼吸弱，光呼吸弱，COCO2 2补偿点低，净光合速率高。补偿点低，净光合速率高。高温、强光和低高温、强光和低COCO2 2条件下，条件下，C4C4高光合效率更明显示。高光合效率更明显示。（3 3）光强对作物生长的影响）光强对作物生长的影响 弱弱光光-黄黄化化现现象象。节节间间伸伸长长，叶叶片片小小，无无侧侧枝枝，水水分分含含量量高高，不能形成叶绿素，只形成胡萝卜素和叶黄素，植株黄色或黄白色。不能形成叶绿素，只形成胡萝卜素和叶黄素，植株黄色或黄白色。强强光光-光光抑抑制制。稻稻、麦麦、棉棉、豆豆中中午午前前后后经经常常出出现现光光抑抑制制，光光合速率暂时降低，过后恢复或不能恢复。合速率暂时降低，过后恢复或不能恢复。（4 4）光强对作物发育的影响）光强对作物发育的影响 光光周周期期诱诱导导后后，开开始始花花芽芽分分化化，光光照照时时间间越越长长，强强度度越越大大，有有机物积累多，有利于花的发育。机物积累多，有利于花的发育。籽粒饱满，水果变红，含糖量和香味增加。籽粒饱满，水果变红，含糖量和香味增加。二、日照长度对作物的影响二、日照长度对作物的影响1 1、日照长度及其变化、日照长度及其变化自然界中一昼夜间的光暗交替称为自然界中一昼夜间的光暗交替称为光周期光周期。2 2、光周期现象和作物光周期类型、光周期现象和作物光周期类型 光光周周期期现现象象：作作物物在在发发育育的的某某一一阶阶段段，要要求求一一定定长长短短的的昼昼夜夜交替，才能开花，这种现象叫作物的交替，才能开花，这种现象叫作物的光周期现象光周期现象。（1 1）长长日日照照作作物物：24h24h昼昼夜夜周周期期中中，日日照照长长度度长长于于某某一一个个临临界界日长才能成花。日长才能成花。小麦、黑麦、大麦、油菜、甜菜、菠菜、萝卜小麦、黑麦、大麦、油菜、甜菜、菠菜、萝卜（2 2）短短日日照照作作物物：24h24h昼昼夜夜周周期期中中，日日照照长长度度短短于于某某一一个个临临界界日长才能成花。日长才能成花。水稻、玉米、大豆、高粱、烟草、大麻、黄麻水稻、玉米、大豆、高粱、烟草、大麻、黄麻（3 3）日日中中性性作作物物：对对日日照照长长度度不不敏敏感感，在在任任何何长长度度的的日日照照下下均均能开花。能开花。棉花、黄瓜、茄子、辣椒、番茄等。棉花、黄瓜、茄子、辣椒、番茄等。（4 4）中日照作物）中日照作物3 3、光周期诱导的机理、光周期诱导的机理 在在植植物物的的光光周周期期诱诱导导中中，暗暗期期的的长长度度是是植植物物成成花花的的决决定定因因素，尤其是短日作物。素，尤其是短日作物。对对不不同同波波长长光光的的研研究究中中发发现现，红红光光最最为为有有效效，而而远远红红光光的的作用相反。作用相反。4 4、光周期理论的应用、光周期理论的应用（1 1）引引种种：一一般般在在同同纬纬度度地地区区，只只要要肥肥水水条条件件相相似似，引引种种容容易易成成功功。不同纬度的地区引种时，一定要进行试验，忌盲目引进。不同纬度的地区引种时，一定要进行试验，忌盲目引进。（2 2）育种：）育种：促进花期相遇促进花期相遇。南繁北育，加代繁殖南繁北育，加代繁殖。如如北北方方红红薯薯不不能能开开花花结结实实，短短日日处处理理后后，正正常常开开花花结结实实。水稻、玉米海南岛，小麦夏季黑龙江、冬季云南。水稻、玉米海南岛，小麦夏季黑龙江、冬季云南。（3 3）控制花期（花卉）控制花期（花卉）：菊菊花花是是短短日日照照作作物物，一一般般秋秋季季开开花花，遮遮光光处处理理后后，缩缩短短了了光光照照时时间，可提前至夏季开花。间，可提前至夏季开花。再如杜鹃、山茶花是长日照作物，延长光照处理，也可提前开花。再如杜鹃、山茶花是长日照作物，延长光照处理，也可提前开花。（4 4）调节营养和生殖生长）调节营养和生殖生长 营养器官为收获物：适当推迟开花能够提高产量和品质。营养器官为收获物：适当推迟开花能够提高产量和品质。“南南麻麻北北种种”，即即华华南南生生产产的的大大麻麻、黄黄麻麻及及红红麻麻的的种种子子，运运到到北北方方种植，既提高产量，麻纤维的质量也相应提高。种植，既提高产量，麻纤维的质量也相应提高。利用暗期的光间断处理，可以抑制利用暗期的光间断处理，可以抑制甘蔗甘蔗开花，从而提高产量。开花，从而提高产量。三、光谱成分对作物的影响三、光谱成分对作物的影响1 1、光谱成分的时空分布、光谱成分的时空分布 太阳高度角增大，紫外线和可见光的比例增大，红外线所占的比太阳高度角增大，紫外线和可见光的比例增大，红外线所占的比例减小。例减小。低纬度地区短波光多，高纬度地区长波光多；低纬度地区短波光多，高纬度地区长波光多；海拔高的地区短波光多，海拔低的地区长波光多。海拔高的地区短波光多，海拔低的地区长波光多。夏季短波光多，冬季长波光多。夏季短波光多，冬季长波光多。中午短波光多，早晚长波光多。中午短波光多，早晚长波光多。2 2、不同光谱成分对作物的作用、不同光谱成分对作物的作用（1 1）光合作用）光合作用 光合有效辐射光合有效辐射：400-760nm400-760nm。（约占总辐射的。（约占总辐射的40-50%40-50%）生理有效光：红光、橙光，具有最大的光合活性。生理有效光：红光、橙光，具有最大的光合活性。蓝光、紫光也能被叶绿素、胡萝卜素强烈吸收。蓝光、紫光也能被叶绿素、胡萝卜素强烈吸收。生理无效光生理无效光：绿光（反射和透射，很少被利用）：绿光（反射和透射，很少被利用）长波光促进糖类的合成；长波光促进糖类的合成；短波光促进短波光促进AAAA和蛋白质的合成和积累。和蛋白质的合成和积累。不同光谱成分对作物生育和产量形成的作用不同光谱成分对作物生育和产量形成的作用（2 2）对作物生长的影响）对作物生长的影响 蓝紫光与青光蓝紫光与青光抑制作物伸长，促进变矮变粗；抑制作物伸长，促进变矮变粗；红光红光促进茎伸长。蓝光引起胚芽鞘的向光性、叶绿体的运动。促进茎伸长。蓝光引起胚芽鞘的向光性、叶绿体的运动。红外线红外线促进茎的伸长，促进种子萌发和提高作物体温度。促进茎的伸长，促进种子萌发和提高作物体温度。紫外线紫外线抑制茎的伸长，促进花青素的形成，水果着色良好。抑制茎的伸长，促进花青素的形成，水果着色良好。冬前，观察校园内人行道两侧梧桐树落叶的情况，并分析原因冬前，观察校园内人行道两侧梧桐树落叶的情况，并分析原因。第三节作物与温度第三节作物与温度 环境温度包括大气温度和土壤温度。环境温度包括大气温度和土壤温度。一、温度的变化节律及其对作物的影响一、温度的变化节律及其对作物的影响气温变化可分为气温变化可分为:周期性变化周期性变化(节律性变温节律性变温)非周期性变化非周期性变化(非节律性变温非节律性变温)1 1、气温的时间变化、气温的时间变化气温的气温的日较差日较差：日最高温度（午后：日最高温度（午后2 2时）与日最低温度（日出之时）与日最低温度（日出之前）的差。热带平均为前）的差。热带平均为1212，温带，温带88，极地，极地3-43-4。夏季较冬季数值大；晴天较阴天大；低海拔较高海拔大。夏季较冬季数值大；晴天较阴天大；低海拔较高海拔大。气温的气温的年较差年较差：最热月均温与最冷月均温之差。：最热月均温与最冷月均温之差。在北半球，在北半球，最热月最热月出现在出现在7 7月（大陆）和月（大陆）和8 8月（海洋），月（海洋），最冷月最冷月出现在出现在1 1月（大陆）和月（大陆）和2 2月（海洋）。月（海洋）。气温的年较差随纬度增加（海拔升高）而增加（降低）。气温的年较差随纬度增加（海拔升高）而增加（降低）。海洋比陆地小，沿海比内陆小，湿润地比干燥地方小。海洋比陆地小，沿海比内陆小，湿润地比干燥地方小。2 2、气温的空间变化、气温的空间变化（1 1）气温的水平分布（水平地理分布）气温的水平分布（水平地理分布）气温的水平分布与纬度、海陆分布等因素密切相关。气温的水平分布与纬度、海陆分布等因素密切相关。一般纬度每增加一般纬度每增加11，年平均温度降低，年平均温度降低0.50.5。全全球球年年平平均均温温度度为为14.314.3，北北半半球球为为15.215.2，南南半半球球为为13.313.3。全球平均最高气温在北纬。全球平均最高气温在北纬1010附近。附近。温度年较差由赤道向极地增大。温度年较差由赤道向极地增大。（2 2）气温的垂直分布）气温的垂直分布 一一般般对对流流层层的的温温度度随随海海拔拔高高度度的的升升高高而而降降低低。海海拔拔每每升升高高100100米温度降低的数值，称为米温度降低的数值，称为气温直减率气温直减率。对流层气温直减率平均为对流层气温直减率平均为0.650.65/100m/100m。但有时上层空气比接近地面的空气更热。称为但有时上层空气比接近地面的空气更热。称为“逆温逆温”。形成逆温的原因主要是：形成逆温的原因主要是：辐辐射射逆逆温温:夜夜晚晚（或或冬冬季季）由由于于地地面面温温度度显显著著降降低低，近近地地空空气气层温度也随之冷却。往往导致出现低雾、霜、露等天气现象。层温度也随之冷却。往往导致出现低雾、霜、露等天气现象。地地形形逆逆温温:山山上上冷冷空空气气顺顺坡坡下下沉沉，谷谷底底暖暖空空气气被被近近上上升升。发发展展热带、亚热带经济作物，通常要在南坡谷底以上热带、亚热带经济作物，通常要在南坡谷底以上303050m50m为宜。为宜。3 3、土壤温度及其变化、土壤温度及其变化（1 1）土壤的热量特征）土壤的热量特征主要影响因素：土壤的热容量和导热率，主要影响因素：土壤的热容量和导热率，土壤的热容量分为土壤的热容量分为:重量热容量（土壤比热）重量热容量（土壤比热）：1g1g土壤增温土壤增温1 1所需的热量，所需的热量，容积热容量容积热容量：1cm1cm3 3土壤增温土壤增温1 1所需的热量。所需的热量。空气空气的容积热容量比的容积热容量比水水小，因此冬季灌水可以抵抗低温。小，因此冬季灌水可以抵抗低温。土壤湿度高可增加土壤导热性。土壤湿度高可增加土壤导热性。（2 2）土壤温度的变化）土壤温度的变化 时时间间变变化化：日日变变化化（下下午午1 1时时左左右右土土表表温温度度最最高高,日日出出时时最最低低）与年变化（与年变化（1-21-2月低，月低，7-87-8月最高）月最高）空间变化：越深，越低，变幅也越小。空间变化：越深，越低，变幅也越小。二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围1 1、温度对作物的影响、温度对作物的影响(1)(1)温度对生长的影响温度对生长的影响0 03535的范围内，温度上升，生长加速，温度降低，生长减慢。的范围内，温度上升，生长加速，温度降低，生长减慢。温温度度对对生生长长的的影影响响是是建建立立在在作作物物各各种种代代谢谢过过程程共共同同作作用用的的基基础础上上的，代谢过程受影响时，作物生长也势必受影响。的，代谢过程受影响时，作物生长也势必受影响。(2)(2)温度对发育的影响温度对发育的影响 低温对成花的诱导效应（即春化作用）低温对成花的诱导效应（即春化作用）作物的感温性（暖季作物）作物的感温性（暖季作物）较较高高的的温温度度促促进进发发育育，提提早早抽抽穗穗开开花花，缩缩短短营营养养生生长长期期；反反之之，则反。这种现象称为则反。这种现象称为作物的感温性作物的感温性。2 2、作物生育的温度范围、作物生育的温度范围(1)(1)温度三基点温度三基点最适、最低、最高温度。最适、最低、最高温度。作物的三基点温度有如下特征：作物的三基点温度有如下特征：不同作物的三基点温度不同。不同作物的三基点温度不同。喜温作物喜温作物适温较高，生长的起点温度适温较高，生长的起点温度1010，主要有水稻、，主要有水稻、棉花、玉米、大豆、麻类、甘薯等春播作物；棉花、玉米、大豆、麻类、甘薯等春播作物；耐寒作物耐寒作物适温较低，生长起点温度一般在适温较低，生长起点温度一般在2 23 3，主要有小，主要有小麦、大麦、油菜、蚕豆、甜菜等秋播作物。麦、大麦、油菜、蚕豆、甜菜等秋播作物。生育时期不同，三基点不同。生育时期不同，三基点不同。如棉花苗期蕾期开花期如棉花苗期蕾期开花期不同器官三基点也不同。不同器官三基点也不同。地上部分地下部分，种子营养器官生殖器官地上部分地下部分，种子营养器官生殖器官最适温度比较接近于最高温度，最高温度多在最适温度比较接近于最高温度，最高温度多在30304040之间，之间，生产中往往高温危害少。低温危害多。生产中往往高温危害少。低温危害多。作物名作物名最低温度最低温度最适温度最适温度最高温度最高温度油菜油菜 小麦 大豆大豆 水稻 玉米玉米 花生花生 棉花 5 10 13 20 18 16 1820 1418 20 2528 2530 2528 2528 253030 32 29 4045 38 38 35(2)(2)温度临界期温度临界期 作作物物性性细细胞胞进进行行减减数数分分裂裂和和开开花花时时，对对外外界界温温度度最最敏敏感感，如如遇遇低低温温或或高高温温都都会会导导致致严严重重减减产产。这这种种对对外外界界温温度度最最敏敏感感的时期称为的时期称为温度临界期。温度临界期。几种作物开花期的温度三基点（几种作物开花期的温度三基点（）3 3、积温与无霜期、积温与无霜期（1 1）积温）积温指某一生育时期或某一时段内，逐日平均气温累积之和。指某一生育时期或某一时段内，逐日平均气温累积之和。通常用通常用00及及1010期间的积温值来表示。期间的积温值来表示。活动积温：活动积温：是指是指 生物学零度的日平均温度的累积值。生物学零度的日平均温度的累积值。生物学零度一般指最低温度，喜温作物多用生物学零度一般指最低温度，喜温作物多用1010，耐寒作物常用，耐寒作物常用0 0。有有效效积积温温或或生生长长度度日日(GDD)(GDD)：它它指指日日均均温温与与生生物物学学零零度度的的差差值的累加值。准确性较高。值的累加值。准确性较高。为了提高估算作物生育进程的准确度，有的学者提出了温光积。为了提高估算作物生育进程的准确度，有的学者提出了温光积。（2 2）积温在农业生产上的应用：）积温在农业生产上的应用：1 1）确确定定作作物物安安全全播播种种期期，估估计计作作物物的的生生育育速速度度和和各各生生育育期期到来的时间。到来的时间。2 2）预测产量）预测产量。可确定是属于丰收年还是歉收年。可确定是属于丰收年还是歉收年。3 3）制制定定种种植植制制度度。一一个个地地区区的的积积温温代代表表了了此此地地区区的的热热量量资资源，根据积温确定农业区划，安排作物布局。源，根据积温确定农业区划，安排作物布局。如如1010的的积积温温在在36003600以以下下的的地地区区只只适适于于一一年年一一熟熟，3600360050005000可以一年两熟，可以一年两熟，50005000以上可以一年三熟。以上可以一年三熟。（3 3）无霜期）无霜期 是是指指某某地地春春季季最最后后一一次次霜霜冻冻至至秋秋季季最最早早一一次次霜霜冻冻出出现现的的这这一段时间。一段时间。无无霜霜期期的的长长短短是是衡衡量量一一个个地地区区热热量量资资源源的的又又一一个个指指标标，也也是作物布局和确定种植制度的依据。是作物布局和确定种植制度的依据。无无霜霜期期又又是是满满足足作作物物生生长长安安全全温温度度的的一一个个指指标标，在在无无霜霜期期内内，各各种种作作物物能能够够正正常常生生长长，而而在在有有霜霜期期，由由于于温温度度较较低低，并并经常出现霜冻，喜温作物会受到冻害。经常出现霜冻，喜温作物会受到冻害。4 4、温度逆境对作物的危害及防御措施、温度逆境对作物的危害及防御措施对作物不利的温度（低温或高温）叫做对作物不利的温度（低温或高温）叫做温度逆境温度逆境。(1)(1)低温对作物的危害低温对作物的危害 冷害（寒害）冷害（寒害）：零度以上的低温引起喜温作物的伤害。：零度以上的低温引起喜温作物的伤害。水分平衡失调，蛋白质合成受阻，碳水化合物减少，代谢紊乱。水分平衡失调，蛋白质合成受阻，碳水化合物减少，代谢紊乱。如水稻、棉花、花生在如水稻、棉花、花生在0.50.55 5温度中，温度中，343436h36h便可死亡。便可死亡。冻冻害害：冰冰点点以以下下的的低低温温，引引起起作作物物组组织织结结冰冰造造而而成成伤伤害害或或死死亡。亡。(分为细胞间隙结冰和细胞内直接结冰分为细胞间隙结冰和细胞内直接结冰)原生质失水危害，冰融速度，蛋白质沉淀，原生质的机械损伤。原生质失水危害，冰融速度，蛋白质沉淀，原生质的机械损伤。冬冬小小麦麦在在越越冬冬期期间间-20-20左左右右的的气气温温中中，不不易易受受冻冻，拔拔节节期期在在-2-2-3-3的的低温中，便可冻死。低温中，便可冻死。霜害（白霜霜害（白霜）：霜的出现而使植物受害。）：霜的出现而使植物受害。黑霜黑霜：无霜使作物受害的天气。（即冻害天气）：无霜使作物受害的天气。（即冻害天气）(2)(2)作物对低温的适应作物对低温的适应 （主主要要表表现现为为原原生生质质特特性性的的变变化化：即即细细胞胞水水分分的的减减少少及及细细胞液浓度的增加）胞液浓度的增加）在低温下，在低温下，一方面一方面是细胞中水分的减少，细胞汁浓度增加；是细胞中水分的减少，细胞汁浓度增加；另一方面另一方面，淀粉的水解，细胞液内糖类逐渐积累。，淀粉的水解，细胞液内糖类逐渐积累。同同时时，作作物物生生长长减减慢慢，糖糖类类等等物物质质的的消消耗耗减减少少，提提高高了细胞液的渗透压，减少了细胞间隙的脱水。了细胞液的渗透压，减少了细胞间隙的脱水。细细胞胞内内糖糖类类、脂脂肪肪和和色色素素物物质质增增加加，能能降降低低作作物物的的冰冰点，防止原生质萎缩和蛋白质的凝固。点，防止原生质萎缩和蛋白质的凝固。抗抗寒寒锻锻炼炼：秋秋播播作作物物在在冬冬前前气气温温逐逐渐渐下下降降，体体内内发发生生抗抗寒寒的的生理生长变化过程。生理生长变化过程。作物不同生育时期的耐寒能力作物不同生育时期的耐寒能力（3 3）高温对作物的危害）高温对作物的危害 高温对作物的伤害，可以分为高温对作物的伤害，可以分为间接伤害和直接伤害间接伤害和直接伤害。间接伤害间接伤害:蛋白质合成受阻蛋白质合成受阻;有毒物质生成有毒物质生成;饥饿饥饿;高温引起的旱害高温引起的旱害直接伤害直接伤害:蛋白质变性蛋白质变性;脂溶脂溶（4 4）作物对高温的适应）作物对高温的适应降低含水量降低含水量，细胞内原生质浓度的增加，增强了抗凝结能力。，细胞内原生质浓度的增加，增强了抗凝结能力。作物代谢减慢作物代谢减慢，增强了抗高温能力。，增强了抗高温能力。促进作物进入休眠状态促进作物进入休眠状态，干燥的种子更能抵抗高温。，干燥的种子更能抵抗高温。加强蒸腾作用加强蒸腾作用，降低体温，避免高温对作物的伤害，降低体温，避免高温对作物的伤害，当气温升到当气温升到4040以上，以上，气孔关闭气孔关闭，作物失去蒸腾能力而受害。，作物失去蒸腾能力而受害。高温对水稻开花的影响高温对水稻开花的影响高温对水稻结实率的影响高温对水稻结实率的影响高温对水稻千粒重的影响高温对水稻千粒重的影响（5 5）逆温防御措施）逆温防御措施培育和选用抗寒或耐热的品种。培育和选用抗寒或耐热的品种。低低温温锻锻炼炼：将将作作物物在在一一定定的的低低温温条条件件下下，经经过过一一定定时时间间的的适适应，提高其抗寒能力。如育苗移栽时低温炼苗。应，提高其抗寒能力。如育苗移栽时低温炼苗。化化学学诱诱导导：如如对对玉玉米米、棉棉花花种种子子播播前前用用福福美美双双处处理理可可提提高高幼幼苗的抗寒性。苗的抗寒性。合合理理的的肥肥料料配配比比：适适当当增增施施磷磷和和钾钾肥肥，少少施施速速效效氮氮肥肥，有有明明显提高作物抗寒力的作用。显提高作物抗寒力的作用。改善田间小气候：改善田间小气候：防风林带，覆盖，水分管理。防风林带，覆盖，水分管理。调节播种期：调节播种期：避开逆境。避开逆境。第四节第四节 作物与水分作物与水分一、作物对水分的需求特点一、作物对水分的需求特点、水对作物的生理、生态作用、水对作物的生理、生态作用生生理理需需水水：直直接接用用于于作作物物正正常常生生理理活活动动和和保保持持体体内内水水分分平平衡衡所所需的水分。需的水分。生生态态需需水水：利利用用水水作作为为生生态态因因子子，造造成成一一个个适适于于作作物物生生长长发发育育的良好环境所需要的水分。（如水稻）的良好环境所需要的水分。（如水稻）生理生态作用：生理生态作用：原生质的主要成分；原生质的主要成分；光合作用的基本原料；光合作用的基本原料；代谢过程的反应物质；代谢过程的反应物质；物质吸收、运输的溶剂；物质吸收、运输的溶剂；保持作物固有姿态；保持作物固有姿态；改善土壤温度，提高肥料效率改善土壤温度，提高肥料效率2 2、土壤、土壤作物作物大气系统中水分传输大气系统中水分传输主要来源：大气降水。主要来源：大气降水。主主要要散散失失：径径流流、渗渗漏漏、作作物物吸吸收收。平平原原地地区区主主要要是是作作物物吸收。吸收。3 3、水对作物生长及产量的影响、水对作物生长及产量的影响 影影响响叶叶的的伸伸展展和和生生长长，影影响响叶叶绿绿素素的的合合成成和和气气孔孔的的开开度度，从而影响光合作用。从而影响光合作用。“有收无收在于水，收多收少在于肥有收无收在于水，收多收少在于肥”4 4、作物的需水量和需水临界期、作物的需水量和需水临界期(1)(1)作物的需水量作物的需水量（常用蒸腾系数表示）（常用蒸腾系数表示）蒸腾系数：蒸腾系数：指作物每形成指作物每形成1g1g干物质所消耗的水分的干物质所消耗的水分的克数克数。需水量：生育前期和后期需水较少，中期需水较多。需水量：生育前期和后期需水较少，中期需水较多。影响作物需水量的因素：影响作物需水量的因素：气气象象条条件件：大大气气干干燥燥、气气温温高高、风风速速大大，蒸蒸腾腾作作用用强强，作作物物需水量多，反之则需水量少。需水量多，反之则需水量少。土土壤壤条条件件：土土壤壤肥肥沃沃或或施施肥肥后后，作作物物生生长长良良好好，干干物物质质积积累累多多，而而水水分分蒸蒸腾腾并并不不相相应应增增加加，因因此此需需水水量量增增加加，尤尤以以缺缺磷磷和和缺氮时需水量最多，缺钾、硫、镁次之，钙最少。缺氮时需水量最多，缺钾、硫、镁次之，钙最少。（2 2）作物的需水临界期）作物的需水临界期作物一生中对水分最敏感的时期，称作物一生中对水分最敏感的时期，称需水临界期需水临界期。作作物物 需水临界期需水临界期 小麦、大麦小麦、大麦孕穗孕穗抽穗抽穗水稻水稻抽穗抽穗扬花扬花玉米玉米开花开花乳熟乳熟豆类、花生、油菜豆类、花生、油菜开花期开花期棉花棉花花铃期花铃期马铃薯马铃薯开花开花块茎形成块茎形成二、水分逆境对作物的影响二、水分逆境对作物的影响11、干旱对作物的影响和作物的抗旱性、干旱对作物的影响和作物的抗旱性干旱分为：干旱分为：土壤干旱和大气干旱土壤干旱和大气干旱。大大气气干干旱旱：温温度度高高而而空空气气的的相相对对湿湿度度低低(10%(10%20%)20%)，作作物物的蒸腾大于水分的吸收，破坏了作物的水分平衡。的蒸腾大于水分的吸收，破坏了作物的水分平衡。土土壤壤干干旱旱：土土壤壤中中缺缺乏乏作作物物能能吸吸收收的的水水分分，作作物物生生长长困困难难甚甚至停止。受害程度比大气干旱严重。至停止。受害程度比大气干旱严重。大气干旱如果长期存在，便会引起土壤干旱。大气干旱如果长期存在