作物栽培学第三章---作物产量与品质形成课件.ppt

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1、第三章第三章 作物产量与品质形成作物产量与品质形成本章重点：本章重点：作作物物产产量量和和品品质质形形成成的的基基本本特特征征和和高高产产优优质质的的调控途径。调控途径。难难 点：点：作物生长分析；作物高产的源、库、流特征。作物生长分析；作物高产的源、库、流特征。光光合合作作用用效效率率和和物物质质吸吸收收效效率率是是作作物物生生物物学学产产量量的的主主要要生理基础。生理基础。第一节第一节 作物的产量及其形成作物的产量及其形成1、作物产量概念、作物产量概念1.1 生物产量生物产量作物产量包括两个层次上的概念作物产量包括两个层次上的概念生物产量（生物产量（biological yield）经济产

2、量（经济产量（economic yield）作物在生长发育过程中生产和积累的有机物质总量作物在生长发育过程中生产和积累的有机物质总量。一一般般指指不不包包括括根根系系（以以根根为为收收获获产产品品的的包包括括根根系）的植株体总干物质的收获量。系）的植株体总干物质的收获量。不同的作物所需收获的产品器官是不同的：不同的作物所需收获的产品器官是不同的：谷类、油料等作物以风干籽实为产品；谷类、油料等作物以风干籽实为产品；水果、瓜类作物以新鲜果实为产品；水果、瓜类作物以新鲜果实为产品；蔬菜、绿肥作物以新鲜叶或茎、根为产品；蔬菜、绿肥作物以新鲜叶或茎、根为产品；棉花以种子纤维和种子为产品。棉花以种子纤维和

3、种子为产品。1.2 经济产量经济产量作物栽培目的所需要的产品收获量作物栽培目的所需要的产品收获量。经经济济产产量量是是生生物物产产量量的的一一部部分分，以以籽籽实实或或果果实实为为产产品品的的作作物物经经济济产产量量所所占占比比重重较较小小，而而以以营营养养器器官官为为产产品的作物经济产量所占比重比较大。品的作物经济产量所占比重比较大。系指生物产量转化为经济产量的转化效率。系指生物产量转化为经济产量的转化效率。即：即：收获指数收获指数=经济产量经济产量/生物产量生物产量1.3 经济系数经济系数经济系数亦称收获指数（经济系数亦称收获指数（harvest index）。）。在在一一定定的的生生物物

4、产产量量下下，收收获获指指数数越越高高，经经济济产产量量越越高，植株群体积累有机物的利用价值越高；高，植株群体积累有机物的利用价值越高；在在相相对对稳稳定定的的收收获获指指数数下下，适适当当提提高高生生物物产产量量可可提提高经济产量。高经济产量。公式表明：公式表明：2、作物产量构成因素、作物产量构成因素 是决定产量高低的直接参数。是决定产量高低的直接参数。产量为单位面积上各产量构成因素的乘积。产量为单位面积上各产量构成因素的乘积。田间测产时，只要测得各构成因素的平均值，田间测产时，只要测得各构成因素的平均值，便可计算出理论产量。便可计算出理论产量。2.1 2.1 产量构成的主要因素：（群体）产

5、量构成的主要因素：（群体）产量构成的主要因素：（群体）产量构成的主要因素：（群体）l禾谷类作物：单位面积穗数（株数禾谷类作物：单位面积穗数（株数穗数穗数/株）、每穗株）、每穗实粒数（每穗颖花数实粒数（每穗颖花数结实率）、粒重结实率）、粒重l薯类作物：单位面积薯块数（株数薯类作物：单位面积薯块数（株数薯块数薯块数/株）、单株）、单薯重薯重l豆类作物：单位面积有效荚果数（株数豆类作物：单位面积有效荚果数（株数荚果数荚果数/株）、株）、每荚果实粒数、粒重每荚果实粒数、粒重l棉花：单位面积有效铃数（株数棉花：单位面积有效铃数（株数铃数铃数/株）、单铃重、株）、单铃重、衣分衣分l油菜：单位面积有效角果数

6、（株数油菜：单位面积有效角果数（株数角果数角果数/株）、每株）、每角果实粒数、粒重角果实粒数、粒重l茎用作物：单位面积有效茎数、单茎重茎用作物：单位面积有效茎数、单茎重l叶用作物：单位面积有效叶数（株数叶用作物：单位面积有效叶数（株数有效叶数有效叶数/株）、株）、单叶重单叶重l根用作物：单位面积有效根数、单根重根用作物：单位面积有效根数、单根重 一一般般情情况况下下，产产量量构构成成因因素素单单穗穗（荚荚、角角）粒粒数数、粒粒重重、铃铃重重、衣衣分分、单单茎茎（根根）重重等等主主要要受受作作物物品品种种遗遗传传性性决决定定，变化较小；变化较小；穗穗数数、铃铃数数、角角（荚荚）果果数数、根根茎茎

7、数数主主要要受受栽栽培培条条件件和和环环境等影响，因而是作物高产栽培的主导因素。境等影响，因而是作物高产栽培的主导因素。密密度度较较高高时时，个个体体生生长长发发育育量量较较小小，密密度度较较低低时时，个体生长发育量较大；个体生长发育量较大；群体总穗数、总铃数、总角（荚）果数较多时，每群体总穗数、总铃数、总角（荚）果数较多时，每穗粒数与粒重、铃重、单角（荚）果粒数与粒重趋降低；穗粒数与粒重、铃重、单角（荚）果粒数与粒重趋降低；相反就增高；相反就增高；2.2 产量构成因素间相关性产量构成因素间相关性产量构成因素间相互协调发展：产量构成因素间相互协调发展：双子叶作物产量的形成过程双子叶作物产量的形

8、成过程播种（移栽）播种（移栽）花芽分化花芽分化 现蕾现蕾 开花结果开花结果 果实成熟期果实成熟期单位面积果实数单位面积果实数 每果实粒数每果实粒数粒重（果实重）粒重（果实重）决定阶段决定阶段巩固阶段巩固阶段巩固阶段巩固阶段决定阶段决定阶段决定阶段决定阶段 产量因素在其形成过程中具有自动调节现象，这种产量因素在其形成过程中具有自动调节现象，这种调节主要反映在对群体产量的补偿效应上。调节主要反映在对群体产量的补偿效应上。3.2 3.2 干物质积累与分配干物质积累与分配干物质积累与分配干物质积累与分配l作物产量形成的全过程包括光合器官、吸收器官及产作物产量形成的全过程包括光合器官、吸收器官及产品器官

9、的建成，离不开干物质的形成、运输、分配和品器官的建成，离不开干物质的形成、运输、分配和积累。积累。l从物质生产的角度分析，作物产量实质上是通过光合从物质生产的角度分析，作物产量实质上是通过光合作用直接或间接形成的，取决于光合产物的生产、运作用直接或间接形成的，取决于光合产物的生产、运输、分配与积累。输、分配与积累。生物产量生物产量=光合面积光合面积光合能力光合能力 光合时间光合时间消耗消耗 经济产量经济产量=生物产量生物产量 经济系数经济系数 =（光合面积（光合面积 光合能力光合能力 光合时间光合时间消耗）消耗）经济系数经济系数作物的干物质积累动态遵循作物的干物质积累动态遵循Logistic曲

10、线曲线(S形曲线形曲线)模式，即经历缓慢增长期、指数增长期或直线增长模式，即经历缓慢增长期、指数增长期或直线增长期和减慢停止期。期和减慢停止期。干物质的生产、运输、分配和积累随作物、作物的干物质的生产、运输、分配和积累随作物、作物的品种、生育时期及栽培条件而异。品种、生育时期及栽培条件而异。（1）相对生长率）相对生长率(Relative growth rate，RGR)单位时间单位重量植株的重量增加，通常用单位时间单位重量植株的重量增加，通常用g/g.d或或g/g周周表示。表示。（2）净同化率）净同化率(Net assimilation rate，NAR)表示单位叶面积在单位时间内的干物质增长

11、量，表示单位叶面积在单位时间内的干物质增长量，g/m2d （3）叶面积比率）叶面积比率(Leaf area ratio，LAR)叶面积与植株干重之比称叶面积比率，即单位干重的叶面积与植株干重之比称叶面积比率，即单位干重的叶面积。叶面积。（4）比叶面积）比叶面积(Specific leaf area，SLA)比叶面积也称叶面积干重比，为叶面积与叶干重之比，比叶面积也称叶面积干重比，为叶面积与叶干重之比，在某种意义上是叶子相对厚度的一种度量。在某种意义上是叶子相对厚度的一种度量。一一类类是是能能进进行行光光合合作作用用并并输输出出光光合合产产物物的的绿绿色色器器官，如叶、茎、果皮等；官，如叶、茎、

12、果皮等；一一类类是是暂暂时时贮贮存存光光合合产产物物、继继而而向向产产品品器器官官转转运运有机养分的非产品器官，如茎、果皮、种皮等。有机养分的非产品器官，如茎、果皮、种皮等。4、作物的、作物的“源、库、流源、库、流”理论理论4.1 源、库、流在产量形成中的功能概念源、库、流在产量形成中的功能概念源（源（source）：是指产生和输出同化产物的器官或组织是指产生和输出同化产物的器官或组织。库（库（sink）：是指消耗或积累同化物的器官或组织是指消耗或积累同化物的器官或组织。一类是最终接纳和贮藏有机养分的产品器官；一类是最终接纳和贮藏有机养分的产品器官；如如籽粒、果实、花籽粒、果实、花一类是接纳有

13、机养分进行代谢活动的器官；一类是接纳有机养分进行代谢活动的器官；如如幼芽、幼叶、根系等幼芽、幼叶、根系等一一类类是是暂暂时时接接纳纳有有机机养养分分，继继而而转转运运有有机机养养分分给给产品器官的非产品器官。产品器官的非产品器官。如如茎、果皮、种皮等茎、果皮、种皮等不不能能简简单单地地视视“流流”为为某某些些器器官官或或部部位位，而而应应是是“代谢势代谢势”。流流（flow）：产产量量形形成成过过程程产产量量内内容容物物（光光合合产产物物）由由“源源”向向“库库”转运和分配的能力（潜力）。转运和分配的能力（潜力）。作作物物形形成成的的生生物物产产量量和和经经济济产产量量是是“源源、库库、流流”

14、三三者者在一定生态条件下相互协调统一的结果。在一定生态条件下相互协调统一的结果。产量源产量源=光合面积光合面积光合能力光合能力光合时间呼吸消耗光合时间呼吸消耗 4.2 作物产量形成过程的源、库、流调节作物产量形成过程的源、库、流调节4.2.1 作物产量源的调节作物产量源的调节光合产物源的影响因素：光合产物源的影响因素：9095%光合产物（产量源）光合产物（产量源）510%矿质元素矿质元素生物学产量组成生物学产量组成产量源要素的调节产量源要素的调节塑造适宜的光合面积塑造适宜的光合面积适宜的最适叶面积指数和叶面积消长动态。适宜的最适叶面积指数和叶面积消长动态。小麦叶面积指数的适宜动态：小麦叶面积指

15、数的适宜动态：越越冬冬期期1.01.5，返返青青期期2，拔拔节节期期4，孕孕穗穗期期67，灌浆期，灌浆期3.5。不同作物的最适叶面积指数：不同作物的最适叶面积指数：稻、麦稻、麦 57 棉花棉花 3.54 玉米玉米 45 油菜油菜 45 甘薯甘薯 3.54.5 大豆大豆 4.56棉花叶面积指数的适宜动态：棉花叶面积指数的适宜动态：苗苗期期0.030.06，现现蕾蕾期期0.20.4，开开花花期期11.5，盛花期盛花期3.54.0，吐絮期，吐絮期2.53.0 叶叶面面积积指指数数小小于于最最适适叶叶面面积积指指数数时时，光光合合产产物物量量随随叶面积指数增加而增加；叶面积指数增加而增加；叶叶面面积积

16、指指数数大大于于最最适适叶叶面面积积指指数数时时，光光合合效效率率因因叶叶层遮蔽而降低，因而光合产物量不再增加或下降。层遮蔽而降低，因而光合产物量不再增加或下降。绿色的茎、枝、果皮、种壳等也是光合面积。绿色的茎、枝、果皮、种壳等也是光合面积。光合能力以光合速率（光合能力以光合速率（photosynthetic rate）表达。）表达。作作物物生生产产要要求求维维持持较较高高的的净净光光合合速速率率（net photosynthetic rate）净光合速率净光合速率 =真正光合速率真正光合速率 呼吸速率呼吸速率 作作物物进进行行光光合合生生产产过过程程中中呼呼吸吸消消耗耗的的干干物物质质量量约

17、约占占总总生生产产干干物物质质量量的的2550%，其其中中大大多多数数作作物物光光呼呼吸吸消消耗耗量量约约2027%。C4作作物物（甘甘蔗蔗、玉玉米米、高高粱粱等等）光光呼呼吸吸消消耗耗仅仅2%5%。维持充分的光合能力和较少的呼吸消耗维持充分的光合能力和较少的呼吸消耗作作物物光光合合代代谢谢源源的的同同化化产产物物需需要要适适宜宜的的库库容容量量接接纳纳才才能能形成产量，一定的目标产量必需保持足够的库容量。形成产量，一定的目标产量必需保持足够的库容量。产品库容器官是代谢库，产品库容量不可能无限扩大。产品库容器官是代谢库，产品库容量不可能无限扩大。产品库容量的构成因素：产品库容量的构成因素：4.

18、2.2 作物产量库的调节作物产量库的调节作物产品库容量的潜力调节作物产品库容量的潜力调节禾谷类作物：单位面积穗数禾谷类作物：单位面积穗数每穗有效颖花数每穗有效颖花数单谷粒可容量单谷粒可容量果实类作物：单位面积有效花数果实类作物：单位面积有效花数成果率成果率单果实可容量单果实可容量根茎类作物：单位面积有效块根（茎）数根茎类作物：单位面积有效块根（茎）数单根（茎）可容量单根（茎）可容量上述库容量构成因素在一定程度上受遗传性决定上述库容量构成因素在一定程度上受遗传性决定。调节调节目标目标：尽可能大的库容量尽可能大的库容量调节思路：调节思路：调节库容量的各构成因素调节库容量的各构成因素产品库容量的调节

19、产品库容量的调节其中关键主导因素：穗数、果实数、根茎数其中关键主导因素：穗数、果实数、根茎数库库容容潜潜力力大大因因素素：不不受受机机械械组组织织局局限限的的果果实实如如玉玉米、瓜果、果实、块根（茎）米、瓜果、果实、块根（茎）生理实质：产品库对光合产物源的较强的竞争能力。生理实质：产品库对光合产物源的较强的竞争能力。产品库是代谢活动中心；产品库是代谢活动中心；产品库内生长物质分布量较多。产品库内生长物质分布量较多。产品库容量对源的反馈作用（产品库容量对源的反馈作用（feedback）指库容量主动影响、调控源生产效率的功能。指库容量主动影响、调控源生产效率的功能。增加库容量可促进光合器官的光合效

20、率增加库容量可促进光合器官的光合效率；减少库容量可降低光合器官的光合效率。减少库容量可降低光合器官的光合效率。本本质质：光光合合产产物物源源转转运运给给产产品品库库的的有有机机产产物物流流的的生物学中继站。生物学中继站。一一般般先先显显示示库库的的功功能能（幼幼嫩嫩期期），后后具具备备库库和和源源双重功能。双重功能。非产品库容量的调节非产品库容量的调节调节途径：调节途径：幼幼嫩嫩期期尽尽可可能能加加大大库库容容量量（如如油油菜菜茎茎、棉棉铃铃铃壳、幼叶）铃壳、幼叶）功功能能期期稳稳定定适适宜宜库库容量，促进源功能容量，促进源功能控制氮素代谢和营养生长控制氮素代谢和营养生长促进可溶性物质转运促进

21、可溶性物质转运抑制、去除新生营养器官的生长优势，促进生殖生长。抑制、去除新生营养器官的生长优势，促进生殖生长。禾禾谷谷类类作作物物分分蘖蘖期期抑抑制制主主茎茎生生长长促促进进分分蘖蘖的的平平衡衡生生长长和和维管束发育。维管束发育。光合产物的分配调节（光合产物的分配调节（partition）竞竞争争力力强强的的代代谢谢库库，如如新新生生幼幼叶叶、幼幼果果、（生生长长物物质质含量多）成长果实。含量多）成长果实。与与源源距距离离近近的的代代谢谢库库，如如棉棉花花果果枝枝叶叶与与棉棉铃铃、穗穗与与穗穗下叶。下叶。输输导导组组织织直直接接连连通通的的代代谢谢库库，如如二二级级分分蘖蘖直直接接与与一一级级

22、分蘖相通。分蘖相通。光合产物的分配方向：光合产物的分配方向：光合产物的分配调节光合产物的分配调节作作物物产产量量的的高高低低以以源源、库库、流流综综合合协协调调发发展展为为基基础础；源足、库大、流畅是作物高产的基本条件。源足、库大、流畅是作物高产的基本条件。培培育育功功能能叶叶光光合合效效率率高高、产产品品器器官官个个体体较较大大（大大穗穗、大大铃铃、大大果果、大大粒粒）和和光光合合产产物物向向产产品品分分配配效效率率较较高高的的品种；品种；定向塑造高效率的源、库、流群体结构和个体株型；定向塑造高效率的源、库、流群体结构和个体株型；辅之营养、水分和生长物质等微观调控。辅之营养、水分和生长物质等

23、微观调控。*思思考考题题：试试述述作作物物“源源、库库、流流”理理论论及及其其在在作作物物栽栽培中的应用。培中的应用。4.2.4 作物产量源、库、流的综合协调作物产量源、库、流的综合协调5.2 作物群体的层次结构作物群体的层次结构l作物的群体结构：是指组成这一群体的各个单株及总作物的群体结构：是指组成这一群体的各个单株及总叶面积、总茎数、总根重在空间的分布和排列的动态叶面积、总茎数、总根重在空间的分布和排列的动态情况。情况。根据作物群体结构的功能及其与环境条件的关系，根据作物群体结构的功能及其与环境条件的关系，把整个群体分为三个层次：把整个群体分为三个层次：l光合层光合层l支架层支架层l吸收层

24、吸收层 一般认为，优良的群体生产结构是：一般认为，优良的群体生产结构是：群体内植株地上部各个器官（主要是叶群体内植株地上部各个器官（主要是叶片）的数量及其空间配置有利于最有效片）的数量及其空间配置有利于最有效地利用太阳辐射能，地下部根系的数量地利用太阳辐射能，地下部根系的数量和分布有利于最有效地吸收土壤中的水和分布有利于最有效地吸收土壤中的水分和养分，最终有利于同化物的积累和分和养分，最终有利于同化物的积累和经济产量的形成。经济产量的形成。5.3 影响作物群体结构及物质生产的因素影响作物群体结构及物质生产的因素l株型株型l环境因子：光、二氧化碳、温度、水分、环境因子：光、二氧化碳、温度、水分、

25、风速风速l种植密度和种植方式种植密度和种植方式l肥料肥料 1991年年“作作物物产产量量的的生生理理和和决决定定”国国际际学学术术研研讨讨会会，美国学者美国学者Still提出了作物产量的提出了作物产量的4个个“A”：A1绝对产量（绝对产量（absolute yield）A2可达到的产量（可达到的产量（attainable yield）A3合算产量（合算产量（affordable yield）A4实际产量（实际产量（actual yield）6、作物产量潜力和增产途径、作物产量潜力和增产途径 在在充充分分理理想想条条件件下下所所能能形形成成的的产产量量，即即作作物物产产量量的的潜潜力力得得到到充

26、充分分发发挥挥时时所所能能达达到到的的产产量量，称称为为潜潜在在生生产产力力或或理理论论生生产产力力；在在具具体体的的生生产产条条件件下下所所能能形形成成的的产产量量，称称为为现现实实生生产产力。力。6.1 作物产量潜力及影响条件作物产量潜力及影响条件6.1.1 太阳辐射与光合生产潜力太阳辐射与光合生产潜力 作物对光能的吸收：作物对光能的吸收：照照射射到到地地面面上上的的太太阳阳光光的的波波长长范范围围为为250-4000nm250-4000nm。植植物物在在光光合合作作用用中中所所能能利利用用的的波波长长为为400-700nm400-700nm的的可可见见光光，其其余余是是波波长长为为700

27、nm700nm以以上上的的红红外外光光和和波波长长为为400nm400nm以以下下的的紫紫外外光光，这这些些光光对对光光合合作作用用都都是是无无效效的的。植植物物在在光光合合作作用用中中只只吸吸收收利利用用可可见见光光，可可见见光光部部分分通通常常称称为为光光合合有有效效辐射，又称生理辐射。生理辐射占总辐射的辐射，又称生理辐射。生理辐射占总辐射的50%50%左右。左右。投投射射到到叶叶面面上上的的太太阳阳辐辐射射能能，一一部部分分被被反反射射，一一部部分被透射，另一部分被吸收。分被透射，另一部分被吸收。光合生产潜力的计算：光合生产潜力的计算：主要介绍按全生育期的太阳辐射估算法：主要介绍按全生育

28、期的太阳辐射估算法：以贵阳地区为例，其一季中稻的理论产量推算如下：以贵阳地区为例，其一季中稻的理论产量推算如下：水稻本田期，每亩太阳辐射能量约为水稻本田期，每亩太阳辐射能量约为2.7108千卡，用于光合作用的可见光按千卡，用于光合作用的可见光按50%计算，则计算，则投射到水稻植株群体叶层上的太阳光能为：投射到水稻植株群体叶层上的太阳光能为：2.7108千卡千卡0.5=1.35108千卡千卡群体叶层表面反射和非同化器官吸收的无效光能约为群体叶层表面反射和非同化器官吸收的无效光能约为20%，漏光率和光饱和的损失约为，漏光率和光饱和的损失约为10%，两项合计按，两项合计按30%计，则计，则 1.35

29、108千卡千卡0.7=9.45107千卡千卡群体叶层吸收和利用的光能转变为化学能的光能转化率按群体叶层吸收和利用的光能转变为化学能的光能转化率按20%计算，则以光合产物形态贮计算，则以光合产物形态贮藏的潜能为：藏的潜能为：9.45107千卡千卡0.2=1.89107千卡千卡光合产物中消耗于呼吸作用的按光合产物中消耗于呼吸作用的按30%计算，则：计算，则：1.89107千卡千卡0.7=1.323107千卡千卡按形成一克干物质需要能量按形成一克干物质需要能量4.25千卡计算，形成一斤干物质需要能量千卡计算，形成一斤干物质需要能量2.13103千卡，则：千卡，则：水稻的理论生物产量水稻的理论生物产量

30、=（1.323107千卡）千卡）/（2.13103千卡）千卡）=6211斤斤/亩亩水稻的经济系数按水稻的经济系数按0.5计算，则：计算，则：水稻的理论经济产量或稻谷产量水稻的理论经济产量或稻谷产量=6211斤斤/亩亩0.5=3106斤斤/亩亩 通过计算，太阳总辐射的最大利用率的理论通过计算，太阳总辐射的最大利用率的理论通过计算，太阳总辐射的最大利用率的理论通过计算，太阳总辐射的最大利用率的理论值为值为值为值为5%5%左右左右左右左右。黄黄维维秉秉等等根根据据全全国国各各地地年年总总辐辐射射量量的的分分布布，进进行行了了年年光光合合生生产产潜潜力力的的估估算算。结结果果与与我我国国生生产产实实际

31、际现现状状几几乎乎呈呈相相反反趋趋势势，原原因因主主要要是是光光合合生生产产潜潜力力并并不不等等于于作作物物生生产产潜潜力力，在在光光合合潜潜力力转转化化为为实实际际产产量量过过程程中中，还还有有温温度度、水水分分、土土壤条件等将它壤条件等将它“衰减衰减”了。了。6.1.2 温度资源与光温生产潜力温度资源与光温生产潜力 作作物物对对温温度度的的反反应应及及温温度度资资源源在在估估算算作作物生产潜力时都是非常有用的。物生产潜力时都是非常有用的。目目前前可可采采用用的的温温度度指指标标是是气气温温，包包括括平平均均温温度度、最最高高温温度度、最最低低温温度度、各各种种积积温温和和无无霜霜期。期。孙

32、孙惠惠南南对对光光合合生生产产潜潜力力的的温温度度订订正正时时，采采用用了了无无霜霜期期这这一一指指标标。如如果果设设某某地地无无霜霜期期为为n n天天，以以n/365n/365表表示示光光合合生生产产潜潜力力的的温温度度有有效效系系数数T T，该该地地作作物物的的光光温温生生产产潜潜力力就就是是将将各各地地区区的的温温度度有有效效系系数数乘乘上上光光合合生生产产潜潜力力，便便可可计计算算出各地区的光温生产潜力。出各地区的光温生产潜力。6.1.3 水资源与光温水生产潜力水资源与光温水生产潜力 水水在在作作物物产产量量形形成成中中的的作作用用是是十十分分重重要要的的。孙孙惠惠南南在在对对光光温温

33、生生产产潜潜力力进进行行水水分分有有效效系系数数订订正正时时，采采用用了了降降水水与与蒸蒸发力的比值。即可求得光温水生产潜力发力的比值。即可求得光温水生产潜力P Pw w=P=Pf fTWTW。通通过过上上述述光光、温温、水水资资源源与与作作物物生生产产潜潜力力分分析析，可可以以得出如下结论：得出如下结论：（1）我我国国广广大大地地区区光光照照条条件件较较好好，光光合合生生产产潜潜力力高高，作作物产量水平较低的西部地区，光资源比东部好；物产量水平较低的西部地区，光资源比东部好；（2）东东部部地地区区温温度度、水水分分条条件件与与光光照照条条件件配配合合协协调调，生生产潜力高；产潜力高；（3）限

34、限制制光光合合生生产产潜潜力力的的主主要要因因子子，西西部部地地区区是是水水分分不不足，青藏高原和东北地区是低温；足，青藏高原和东北地区是低温；（4）气气候候生生物物生生产产潜潜力力与与实实际际生生产产力力变变化化趋趋势势相相一一致致，可作为确定产量目标的依据。可作为确定产量目标的依据。影响产量潜力的因素主要有：影响产量潜力的因素主要有：作物品种的产量潜力作物品种的产量潜力空气中的空气中的CO2浓度浓度温、湿度，肥料、土壤及病虫草害温、湿度，肥料、土壤及病虫草害作物群体结构及个体株型作物群体结构及个体株型 目前光能利用率低的原因：目前光能利用率低的原因：漏光损失漏光损失光饱和浪费光饱和浪费条件

35、限制条件限制影响产量潜力的因素主要有：影响产量潜力的因素主要有：目前光能利用率低的原因：目前光能利用率低的原因：漏光损失漏光损失光饱和浪费光饱和浪费条件限制条件限制培育高光效作物品种培育高光效作物品种调节作物产量形成时期与最佳光温季节同步调节作物产量形成时期与最佳光温季节同步塑造高光合效率株型塑造高光合效率株型配置适宜的群体结构（合理密植、复种与间、套种）配置适宜的群体结构（合理密植、复种与间、套种）改善水肥条件改善水肥条件增加田间增加田间CO2浓度浓度使用植物生长调节剂使用植物生长调节剂6.2 增产途径增产途径增产的主要调控途径增产的主要调控途径：增产调控途径必须协调配套。增产调控途径必须协

36、调配套。作物产品品质的具体内涵包括：作物产品品质的具体内涵包括：作物产品的实用性、安全性、商品性作物产品的实用性、安全性、商品性第二节第二节 作物产品的品质及其形成作物产品的品质及其形成1、作物产品的品质、作物产品的品质1.1 品质的概念品质的概念作物产品品质作物产品品质：是指产品达到某种用途要求的适合度是指产品达到某种用途要求的适合度。1.2 作物产品的品质指标作物产品的品质指标实用性指标实用性指标实用性指标包括生化、物理、生物学三方面。实用性指标包括生化、物理、生物学三方面。食用与营养性状食用与营养性状工艺性状工艺性状加工性状加工性状生命活动性状生命活动性状作物产品的实用性涉及作物产品的实

37、用性涉及生物学指标：指用做种子（苗）的生命活动性状。生物学指标：指用做种子（苗）的生命活动性状。如含水率、发芽率、纯净度、抗逆力等。如含水率、发芽率、纯净度、抗逆力等。生化指标：指产品中生物化学物质含量。生化指标：指产品中生物化学物质含量。如如淀淀粉粉（支支链链/直直链链）、蛋蛋白白质质与与氨氨基基酸酸组组成成、脂脂肪肪、维生素、有机酸、糖、纤维素、生物碱、矿物质等。维生素、有机酸、糖、纤维素、生物碱、矿物质等。物理指标：指产品利用的直感、工艺、加工的性状。物理指标：指产品利用的直感、工艺、加工的性状。如如出出糙糙率率、出出粉粉率率、出出糖糖率率、衣衣分分、出出油油率率、垩垩白白度度、透透明明

38、度度、胶胶稠稠度度、胀胀性性、面面筋筋量量、香香味味、纤纤维维长长度度、纤纤维维强强度、纤维成熟度、果实成熟度、燃烧性、紧密度等。度、纤维成熟度、果实成熟度、燃烧性、紧密度等。实用性指标可以是综合性的，也可是单项性或组合性的。实用性指标可以是综合性的，也可是单项性或组合性的。转基因产品的安全性状转基因产品的安全性状安全性指标安全性指标这是一类与保障身体健康和生命安全相关的生化指标。这是一类与保障身体健康和生命安全相关的生化指标。产品自身含有的生化物质产品自身含有的生化物质 如芥酸、硫代葡萄糖苷、棉酚、焦油、尼古丁等有机物如芥酸、硫代葡萄糖苷、棉酚、焦油、尼古丁等有机物 产品接受外来的生化物质产

39、品接受外来的生化物质 如重金属、细菌、农药、生长调节剂等物质如重金属、细菌、农药、生长调节剂等物质作作物物产产品品依依据据实实用用性性、安安全全性性和和商商品品性性指指标标规规范范成成若若干干商品等级。商品等级。商品性指标商品性指标这是一类与产品贸易效益相关的外观物理性状。这是一类与产品贸易效益相关的外观物理性状。如如大小、形态、色泽、气味、整齐度、食味、纯净度等大小、形态、色泽、气味、整齐度、食味、纯净度等1.3 1.3 粮食作物的品质粮食作物的品质粮食作物的品质粮食作物的品质l包括营养品质、食用品质、加工品质和商品品质。包括营养品质、食用品质、加工品质和商品品质。l营养品质是指产品的营养价

40、值，是产品品质的重要方营养品质是指产品的营养价值，是产品品质的重要方面，它主要决定于产品的化学成分及其含量。不同产面，它主要决定于产品的化学成分及其含量。不同产品，其营养品质的要求标准亦不同。品，其营养品质的要求标准亦不同。l食用品质与营养品质、蒸煮食味品质、加工品质及外食用品质与营养品质、蒸煮食味品质、加工品质及外观品质等有关。观品质等有关。l加工品质和商品品质的评价指标随作物产品不同而不加工品质和商品品质的评价指标随作物产品不同而不同。同。1.4 经济作物的品质经济作物的品质l主要包括工艺品质和加工品质。纤维品质由纤维长度、主要包括工艺品质和加工品质。纤维品质由纤维长度、细度和强度决定；油

41、料作物种子的脂肪含量及组分决细度和强度决定；油料作物种子的脂肪含量及组分决定其营养品质、贮藏品质和加工品质；烟叶品质由外定其营养品质、贮藏品质和加工品质；烟叶品质由外观品质、化学成分、香吃味和实用性决定。观品质、化学成分、香吃味和实用性决定。1.5 饲料作物的品质饲料作物的品质 l饲用品质主要决定于茎叶中蛋白质含量、氨基酸组分、饲用品质主要决定于茎叶中蛋白质含量、氨基酸组分、粗纤维含量等。粗纤维含量等。作作物物产产品品品品质质形形成成于于产产品品器器官官的的物物质质积积累累阶阶段段，即果实、子实发育成熟阶段。即果实、子实发育成熟阶段。2、作物产品品质的形成、作物产品品质的形成产产品品品品质质的

42、的形形成成依依赖赖于于果果实实（子子实实）发发育育成成熟熟进进程程累积光合产物类型及光合产物量。累积光合产物类型及光合产物量。产品品质的形成决定于产品器官的生命代谢能力。产品品质的形成决定于产品器官的生命代谢能力。各类作物的品质形成各类作物的品质形成 参见教材参见教材 P573.3.作物品质与环境条件的关系作物品质与环境条件的关系作物品质与环境条件的关系作物品质与环境条件的关系3.1 环境对贮藏态油分的影响环境对贮藏态油分的影响 作作物物籽籽粒粒中中的的油油分分是是碳碳水水化化合合物物转转化化而而来来的的，影影响响光光合合作用的因素也影响油分的含量和组成。作用的因素也影响油分的含量和组成。l（

43、1）不不同同地地理理纬纬度度形形成成了了不不同同的的气气候候因因素素，因因而而对对作作物物的的化化学学组组成成有有很很大大的的影影响响。一一般般说说来来，高高纬纬度度地地带带的的气气候候条条件件，有利于油分的积累。有利于油分的积累。如如：原原产产杭杭州州（36016N）的的大大豆豆品品种种，含含油油量量16.74%，哈哈尔尔滨滨（45045N）为为 19.2%。含含 油油 量量 与与 纬纬 度度 的的 相相 关关 系系 数数r=0.9052*。另另外外，在在同同纬纬度度不不同同季季节节种种植植，含含油油量量也也有有变变动。动。l（2）养分：）养分：N、P、K营养对含油量影响较小，对产油量影营养

44、对含油量影响较小，对产油量影响较大。对油的成分而言，高响较大。对油的成分而言，高N增加芥酸含量，增增加芥酸含量，增P增加油增加油酸含量，降低芥酸含量，缺酸含量，降低芥酸含量，缺Mn降低油菜和大豆油量和油酸降低油菜和大豆油量和油酸含量，而增加亚麻酸和棕榈酸含量。含量，而增加亚麻酸和棕榈酸含量。3.2 3.2 3.2 3.2 环境对蛋白质产量和品质的影响环境对蛋白质产量和品质的影响环境对蛋白质产量和品质的影响环境对蛋白质产量和品质的影响l（1）作物蛋白作物蛋白质质含量常表含量常表现现出明出明显显的地理分布的地理分布规规律性。律性。就麦就麦类类而言随着而言随着纬纬度升高和大度升高和大陆陆性气候的增性

45、气候的增强强，蛋白，蛋白质质含量的氨基酸含量的氨基酸总总量提高。大豆的蛋白量提高。大豆的蛋白质质含量以南方含量以南方为为高，高，北方北方为为低。低。320N以南以南为为高蛋白高蛋白质质大豆大豆产产区，一般含量在区，一般含量在43.5%以上，以上，33390N为过渡区为过渡区41.043%，400N以上，以上，低蛋白区，一般含量低蛋白区，一般含量40.5%以下。以下。l（2）温温度度：小小麦麦籽籽粒粒建建成成期期间间，特特别别是是成成熟熟前前1520天天，在在32以以内内，蛋蛋白白质质含含量量随随着着温温度度升升高高而而增增加加，3232以以上，随温度升高而降低。上，随温度升高而降低。l（3 3

46、）光照：光照长度（光周期）对大豆蛋白质含量有重）光照：光照长度（光周期）对大豆蛋白质含量有重要影响。要影响。l（4 4）养分：在影响蛋白质含量的养分中，）养分：在影响蛋白质含量的养分中，N N的作用最大。的作用最大。3.3 3.3 3.3 3.3 环境对蔗糖和淀粉形成的影响环境对蔗糖和淀粉形成的影响环境对蔗糖和淀粉形成的影响环境对蔗糖和淀粉形成的影响l（1 1）蔗糖：不同地区，不同年份种植甘蔗的蔗糖含量的变）蔗糖：不同地区，不同年份种植甘蔗的蔗糖含量的变化幅度较大。化幅度较大。甜甜菜菜含含糖糖率率与与甘甘蔗蔗蔗蔗糖糖变变化化相相一一致致。在在东东北北地地区区，8989月月份份，降降雨雨过过多多

47、，减减少少日日照照时时数数和和昼昼夜夜温温差差，不不仅仅使使光光合合性性能能降降低低，蔗蔗糖糖合合成成量量减减少少，而而且且块块根根组组织织含含水水量量增增加加，导致含糖率降低。导致含糖率降低。施用施用N N肥对甜菜含糖率和加工品质有很大影响，增施肥对甜菜含糖率和加工品质有很大影响，增施N N肥，肥，增加氨基酸含量，而降低蔗糖含量。增施增加氨基酸含量，而降低蔗糖含量。增施P P、K K肥，则增加肥，则增加甜菜和甘蔗糖含量。甜菜和甘蔗糖含量。（2）淀粉：其积累受温度、光照、养分的影响。）淀粉：其积累受温度、光照、养分的影响。l如水稻灌浆期间，低温条件下直链淀粉含量平均为如水稻灌浆期间，低温条件下

48、直链淀粉含量平均为18.75%，比在高温条件下降，比在高温条件下降8.87%。l光照强度和光照时间也影响淀粉的积累，小麦开花后光照强度和光照时间也影响淀粉的积累，小麦开花后遮光，淀粉粒数明显减少。遮光，淀粉粒数明显减少。lN、P肥的使用可明显降低贮藏器官中的淀粉含量，原肥的使用可明显降低贮藏器官中的淀粉含量，原因是因是N、P肥可增加贮藏器官中干物质积累总量和蛋白质肥可增加贮藏器官中干物质积累总量和蛋白质等组分的相对含量，而使淀粉的比例相对下降。等组分的相对含量，而使淀粉的比例相对下降。3.4 3.4 3.4 3.4 环境条件对纤维品质的影响环境条件对纤维品质的影响环境条件对纤维品质的影响环境条

49、件对纤维品质的影响l（1 1）温温度度：棉棉花花结结铃铃期期间间的的气气候候条条件件，对对纤纤维维品品质质和和产产量量有有很很大大影影响响。一一般般认认为为，光光照照充充足足，日日温温3030，夜夜温温1818，无无病病虫虫害害，土土壤壤水水分分和和营营养养条条件件适适合合时时，可可得得到到最最大大的的纤纤维维厚厚度度和和强强度度。如如果果温温度度过过高高，会会引引起起纤纤维维细细胞胞蛋蛋白白质质变变性性，降降低纤维合成中酶的活性，使纤维发育迟缓。低纤维合成中酶的活性，使纤维发育迟缓。l（2 2）水水分分：充充足足的的水水分分，有有利利于于韧韧皮皮纤纤维维的的发发育育，防防止止木木质质化，要求

50、保持田间持水量化，要求保持田间持水量80%80%左右为宜。左右为宜。l（3 3）养养分分：N N提提高高棉棉纤纤维维产产量量，但但降降低低纤纤维维系系数数和和品品质质。K K可可使棉纤维细胞壁增厚而提高纤维强度。使棉纤维细胞壁增厚而提高纤维强度。l（4 4）密植：麻类作物密植不仅可以提高群体内的相对湿度，）密植：麻类作物密植不仅可以提高群体内的相对湿度，而且可以减少分枝数，提高麻的工艺长度。而且可以减少分枝数，提高麻的工艺长度。3.5 3.5 3.5 3.5 环境条件对特殊物质含量和品质的影响环境条件对特殊物质含量和品质的影响环境条件对特殊物质含量和品质的影响环境条件对特殊物质含量和品质的影响