作物培植学教案.docx
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1、作物培植学教案农学院:李向东第一章概论 第一节绪言 一、作物生产在国民经济中的地位农业是国民经济的根底,这是由于农产品具有特别的使用价值,是人类生存最根本、最必须的 生活资料。作物生产又是农业生产的根底,这是由于作物生产不但直接供应人类所需的生活资料, 而且还要供应农业中的畜牧业、渔业等所需的饲料。可见,作物生产的开展对整个国民经济的开展 和社会的稳定均起着十分重要的作用,作物生产的产品数量和质量关系到我国十几亿人吃饭穿衣的 大事,与人们物质生活水平的提高息息相关。作物生产的地位和作用主要表现在以下几个方面。一人民生活资料的重要来源古人日:“人之情不能无衣食,衣食之道必始于耕织,可见农业生产是
2、人类生存之本,衣食之 源。我国是世界第一人口大国,解决吃饭问题是头等大事,人民生活中所消费的粮食、水果、蔬菜 几乎全部由作物生产提供。穿衣在人民根本消费方面也占有重要的地位。目前,我国服装原料的80% 来白作物生产,合成纤维仅占20%左右。随着人类生活水平的提高,资源可连续利用和环保安全意 识的加强,人们将会越来越喜欢可以再生的、经济的植物纤维。由此可见,作物生产具有举足轻重 的地位和作用。二工业原料的重要来源农产品为工业生产提供了重要的原材料。目前,我国约40%工业原料、70%的轻工业原料来源于 农业生产。随着我国工业的开展和人民消费结构的变化,以农产品为原料的工业产值在工业产值中 的比重会
3、有所下降,但有些轻工业,如制糖、卷烟、造纸、食品等的原料只能来源于农业,且主要 来白作物生产业,所以农产品在我国工业原料中占有较大比例的局面短期内不会改变。随着人民生 活水平的提高,对未加工的农产品的需求将不断下降,对农产品加工品的需求会不断增加,也就是 说,目前人们直接消费的某些农产品今后需要加工后才能进入消费。可以估量,在今后一个相当长 的时期内,我国轻工业的开展仍旧受制于农业生产,特别是经济作物的生产状况。因此,开展作物 生产业,必将推动我国工业和轻工业的开展,后者的开展反过来必将促进作物生产业进步。三出口创汇的重要物资目前,我国工业与世界先进水平还有相当大的差距,在世界市场上的竞争力还
4、较弱,而农副产品 及其加工产品在国家总出口额中占有较大的比重。从未来的开展趋势看,农副产品及其加工产品的 出口比重会有所下降,但仍将是出口物资的重要来源之一。可见,作物生产在农业增效和农民增收 方面起到主要作用。四农业的根底产业农业是由种植业、畜牧业、林业和渔业组成。畜牧业和渔业的开展极大程度上依赖于种植业即作 物生产的开展。在我国,种植业占的比重最大,是农业的根底,具有举足轻重的地位和作用。虽然, 近年来由于养殖业畜牧业和渔业)的开展,种植业在农业中的比重有所下降。但是,由于我国人 口压力大、口粮任务重,加上养殖业的开展在很大程度上依赖于作物生产业提供饲料,因此我国种其中,粮食作物900余种
5、,经济作物1000种,饲料、绿肥400余种。从野生种中驯化成作物的任务是很艰巨的。几乎全部作物都有几千年的驯化史,其中只有少数 变为培植种。如向日葵由70多个种,亚麻由200多个种中选出。世界植物起源中心划分(瓦维洛夫、苏联)(8个1 .中国起源中心:是培植植物最早、最大的起源中心,有136种,如黍、稷、粟、稗、大麦、 养麦、大豆、红小豆、山药、大麻、茴麻、紫云英等。2 .印度起源中心:主要农作物有稻、绿豆、甘蔗、黄麻、芋、芝麻等。3 .中亚起源中心:主要农作物有小麦、豌豆、蚕豆、亚麻等。4,近东起源中心:小麦、二棱大麦、黑麦、燕麦、紫花苜蓿等。5 .地中海起源中心:波兰小麦、大粒蚕豆、甜菜、
6、三叶草等。6 埃塞俄比亚起源中心:高梁、豌豆、亚麻、芝麻、薄麻、大麦等。7 ,墨西哥南部和中美洲起源中心:玉米、甘薯、陆地棉等。8 .南美起源中心:花生、马铃薯、烟草、木薯、海岛棉等。传播:战挣、旅游、迁移、外交、灾难、水力、风力、地壳变动、生物传播。二、作物的概念rk:是指对:类有利用价值,为人类培植的各种植物(地球上植物有4。多万种,被利用的植 物有25003000多种)。狭义:是指农作物,目前主要培植的作物有90多种,我国有50多种。粮、 棉、油,糖、麻、烟,茶、桑、果,菜、药、杂,统称为“庄稼)三、作物的分类一)按用途和植物学系统分类(四大部门九大类别)1 .粮食作物禾谷类作物:主要是
7、禾本科植物 小麦、大麦、燕麦、黑麦、稻、玉米、谷、高梁、黍类等 豆类作物:主要是豆科植物 大豆、豌豆、小豆、绿豆、蚕豆、或豆、菜豆、小扁豆等薯、芋类作物(根茎类作物:甘薯、马铃薯、山药、芋、木薯等2 .经济作物 纤维作物 油料作物 糖料作物 其它作物3 .经济作物 纤维作物 油料作物 糖料作物 其它作物工业原料作物)棉花、花生、甜菜、烟草、麻类(大、荷、红、黄、亚麻等) 油菜、芝麻、向日葵、红花、蔑麻甘蔗、茶叶、甜叶菊薄荷、咖啡、啤酒花等4 .绿肥及饲料作物 绿肥及饲料作物 4.药用作物药用作物人参、田菁、苕子、苜蓿、草木樨、沙打旺等。枸杞等。随着农业的开展和市场经济的需要,越来越多的野生植物
8、被培植利用,己培植作物的用途愈加 广泛棉花:油用、纤维用、三合板等),因此分类不是绝对的,随着开展应有所变化。花生一食 用二)按生物学特性分类1 .依据对温度的要求分类喜温作物 生长适温2030C,我国多数地区气候温暖,故喜温作物是农业生产的主体。i温 凉型:如大豆、谷子、甜菜等。ii温暖型:如水稻、玉米、棉花、甘薯。iii耐热型:如高粱、花生、 烟草、苜蓿。喜凉作物 生长盛期适温1520,可以忍耐冬春低温。i喜凉耐寒型,如冬小麦、黑麦、大 麦、豌豆等。ii喜凉耐霜型,如春小麦、大白菜等。2 .依据对光照的要求分类长日照作物:每天日照长度超过某小时才开花结果的作物,如小麦、大麦、黑麦、豌豆等一
9、 些秋播作物(南移开花推迟或不开花)。短日照作物 每天日照长度短于某小时才能开花结果的作物,如大豆、棉花、玉米、高粱、 甘薯(春播)。中性作物 对光照长短不敏感,如蕃茄、四季豆、黄瓜及水稻、棉花、烟草、花生的某些品 种。喜光作物 大多数作物喜光、光弱不能正常生长发育。耐阴作物不是绝对的 叶菜类、萝卜、辣椒、菜豆等作物,光照较弱时仍能生长良好。3 .依据作物对水分的要求分类耐旱怕涝作物,谷子、廿薯、花生等;耐旱耐涝作物,高粱、田菁;避旱涝型,生育期较短的作物;中间水分型,既不耐旱,也不耐涝,如大豆、玉米、小麦、棉花等。喜湿润型,如旱稻、烟草、叶菜类喜水耐涝型 如水稻、苜蓿、黄麻、田菁等。三)按培
10、植特性分类分春播(早春、晚春):夏播、秋播作物,夏收、秋收作物。其它,依据作物对CO2同化途径的特点,将作物分为C3作物(光合最Xian形成的中间产物是 带3个C原子的磷酸甘油酸)和C4作物(光合最xian形成的中间产物是带4个C原子的草酰乙酸 等双较酸)。四、作物的产量(一)作物的产量包含生物产量和经济产量两局部。生物产量:指在生育期间生产和累积的有机物的总量(一般 不包含根),在组成作物躯体的全部干物质中,有机物质占9095%,矿物质占510%,因此,光 合作用形成的有机物质的生产和累积是农作物产量形成的主要物质根底;经济产量:培植目的所需 要产品的收获量即一般所指的产量);经济系数:生物
11、产量转化为经济产量的效率。经济系数=经 济产量/生物产量。经济产量可以是生殖体(籽粒、荚果、果实,也可以是营养体根、茎、叶)。小麦500公斤的籽粒产量,必须有1000公斤的生物产量为根底,但1000公斤的生物产量不肯 定有500公斤的籽粒产量。生物产量高是高产的根底,经济系数高是高产的必要条件。决定经济系 数的因素:与所利用的产品器官有关:以营养器官为产品的作物较高,如薯类0.750.85,以生殖器官的 一局部作为产品的作物较低,如禾谷类、豆类等,小麦0.304水稻05大豆只有0.3。与收获产品的化学成分有关:以碳水化合物为产品的较高,以含脂肪、蛋白质为产品的较低。同一作物和同一品种,经济系数
12、还决定于培植条件和培植水平。(二)作物产量的构成因素作物产量=生物产量X经济系数=光合面积X光合能力X光合时间)一呼吸消耗X经济系数, 称为光合性能的五个方面。作物产量是由单株个体)产量和单位面积株数(群体)来决定的,如小麦产量=亩穗数义穗粒数X千粒重/1000,棉花=亩株数X株铃数X铃重X衣分,花生二亩株数X单株果数X果重(三)产量的形成过程作物经济产量的形成过程,一般可以划分为三个时期时期营养生长时期营养生长生殖生长并进时期生殖生长时期营养中心根、叶、茎分化、分蕤发 生茎伸长、穗分化花序分化)开花结实 产量形成营养特点 (产物分配)营养体形成生殖器官建成 搭丰产架子结实器官充实,形成产 量
13、,开始衰老主攻方向促壮苗早发营、生生长协调防技老,防贪青作物干物质的累积过程,大体可划分为三个阶段:1.缓慢增长期:生长初期,苗小,叶少,干物质累积与叶面积呈正比。2.指数增长或直线增长期:干重(W)增长决定于初始干重Wo)、相对生长率或干重增长系数)R、和生长时间(th之间可用指数方程W二WoeR表示。3.减缓停止期:随叶片衰老,同化物由营一生殖器官,群体干物质累积减慢,当进入成熟期, 干物质累积停止。总之,呈“S型生长曲线。五、作物的增产潜力及提高产量的途径(一)作物的增产潜力提高光能利用率是提高产量的重要途径。作物只能利用太阳辐射的可见光局部(占总辐射的 44.4%)进行光合作用,称为有
14、效辐射。1 .太阳辐射的可见光局部44.4% (进行光合)一一有效射辐。2 .叶片反射、漏光10%,叶绿体以外的局部汲取的光10%,叶绿体能量转化效率为22.4%,呼 吸消耗为l/3o3 .实际上进行光合作用的可见光只有:(10TT)x22.4%x2/3 = 12%4 .以玉米为例:华北每天太阳辐射为500卡/lcm2,玉米生育期按100天计,全生育期50千米 /cm2,每亩 666.6x50义1。4=3.33 亿千卡。1)有效辐射=3.33x44.4%= 1.48亿千卡/亩 光合能力=1.48xl2%=1776万千卡/亩,每克生物产量CH2O)需4千卡。3)玉米子粒产量=1776万/4X0.
15、4 (经济系数)=1776kg/亩,光能利用率每提高1%,就增加 产量150公斤左右。实际产量记录,玉米1113kg,小麦1013kg,稻891.5kg/亩。(二)提高作物产量的途径1 .提高光能利用率确定适宜的种植密度采纳合理的培植措施,加强田间治理,保证群体适宜,使叶面积系数 保持较高水平,维持较长时间,促进光合产物的累积和运转,当提高密度对干物质的累积有利,经 济系数最gao时,产量最gao。充分利用生长季,安排好茬口,如套种、间作、育苗移栽、地膜覆盖等。采纳高光效品种,选用株型紧凑,适当矮,光合能力强,呼吸消耗低,光合时间长、叶面积 适当的品种。采纳提高光合效率的直接措施:抑制光呼吸,
16、CO2施肥,增施有机肥一82。2 .排解“障碍因素安全生产,盐碱地,涝洼地改造等。3 .补助“营养限制因素,发挥作物生产能力,“光、温、水、气、肥六、世界农作物生产概况我国占世界7%的耕地,养育了近22%的人口,奇迹。人口耕地谷物产量单产人均耕地亩)世界52.01(亿)205.95(亿亩)18.65亿吨169 (kg/亩)4.0中国11.2014.94.52651.3日本1.230.60.14399.70.5印度8.0424.91.93123.93.2英国0.571.050.22384.71.8法国0.562.70.6403.64.8美国2.4928.22.84298.711.3加拿大0.26
17、6.90.47145.726.55原苏联2.8834.22.00120.711.85我国在谷物、小麦、稻谷、棉花、花生生产上居首位,玉米居第二,大豆居第三。第三节 我国的生产区化与作物分布我国地大物博,气候类型丰富多彩,土壤资源富饶,诸因素配合较好,主要分为以下农业区:内蒙古高原区新疆甘肃灌溉区青藏高原区东北区黄土高原区华北区长江 流域区东南沿海区云贵高原区。我省属华北区其它还包含河北、河南、皖北及陕西渭河、山西汾河等平原),依据地理位置和 气候条件等因素,大体可分为胶东、鲁东、鲁西南、鲁中和鲁南五局部。我省属温暖带季风气候区,四季清楚、气候和气、雨热同季、光热资源充分,土壤类型多样, 适宜于
18、多种作物的种植。我省粮食作物以小麦、玉米、甘薯为主,大豆、水稻、高梁、谷子等次之; 经济作物以棉花、花生为主,配以烟叶、麻类等。种植制度上以小麦为中心,构成一年二作、二年 三作、一年三作和一年一作制。近年来,粮粮、粮棉、粮油、粮菜等作物的间作套种面积不断扩大。 因而一年一作面积明显减少,一年两作、三作面积迅速增加。小麦、玉米面积稳定,廿薯、谷子、 水稻、高梁、大豆面积减少;经济作物和园艺作物中的花生、棉花、蔬菜的面积增加,逐渐形成以 小麦为中心的立体种植制度。我省年降雨550900mm,但分布不均:春旱多风,夏热多雨,秋旱少雨,冬寒雪小。虽然土壤 类型丰富,但土壤养分含量缺少,有机质约0.61
19、.0% (偏低),全氮0.040.07%缺少)、速效 N4060Ppm,速效磷约为35Ppm严峻缺少),速效钾50120Ppm,局部地区缺钾和微量元素,全 部这些都给作物培植学带来了艰巨的任务。第二章小麦第一节概述小麦是世界各国的重要粮食作物之一,是人们的主要食粮。小麦籽粒营养丰富,其中碳水化合 物含量约为6080%,蛋白质815%,脂肪1.52.0%,矿物质1.52.0%,以及各种维生素等。报导 说明,目前各种矿泉水中的矿物质含量太微,不能被人体汲取利用,还得靠食物来补充。麦秋是优 良的精饲料,麦秆是编织造纸的好原料。目前世界小麦播种面积2亿多公顷,总产5亿多吨,居世 界各种作物之首。小麦在
20、世界分布极广,各国均有种植,主要产国有原苏联、中国、美国、印度、 法国、加拿大、澳大利亚、英国,平均单产最gao的国家是荷兰,217.5万亩平均亩产521kg,小面 积单产最gao的是联邦德国,亩产1333kgo一、我国小麦生产简况小麦在我国是仅次于水稻的主要粮食作物,尤其在北方地区是主要的细粮作物。由于苏联的解 体,我国小麦培植面积和总产居世界首位,面积5亿亩左右,单产200kg/亩左右,总产1亿吨。1978 年青海香日德农场3.91亩春小麦,培创出亩产1013kg的高产纪录。小麦在我国分布很广,南至海 南岛,北到漠河,西起新疆、东抵沿海诸岛均有小麦培植。从512月均有小麦在播种,从49月都
21、 有小麦在收获。1987年,中国农业科学院依据各地的气候特点、耕作培植制度,品种类型分布、播种和成熟期 早晚、并尽可能考虑到行政区的完整,将我国分布为十个麦区:1 东北春麦区2.北方春麦区3.西北春麦区 4.北方冬麦区5.黄淮冬麦区(山东全部 6.长江中下游冬麦区7.西南冬麦区8.华南冬麦区 9.新疆冬、春麦区10.青藏春、冬麦区详见课本 掌握年降雨量无霜期,年均气温,包含地区等(P27表二、小麦生产简况小土是我省种植面积最大的粮食作物,常年收获面积6000万亩,占全省耕地面积的一半以上, 总产150亿kg以上,单产250300kg,面积和总产居全国第二位,仅次于河南总产有时超过河南)。播种面
22、积(万亩)总产(吨)单产公斤全省6296.1818898210300济南321.49944540294青岛400.191421143355淄博205.94668142324枣庄213.13630578296东营131.34374427285烟台429.101275204297潍坊658.962211846336济宁558.841884874337泰安364.361005204276威海212.25700557330日照66.03205254311滨338.551041427308德州458.751605625350第二节小麦的一生与阶段发育聊城489.541566229320临沂683.471
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