作物栽培學總論-第4章課件

第4章作物的產量形成第1節(jié)作物的產量類型第2節(jié)作物產量構成因素第3節(jié)作物產量形成的生理機制第4節(jié)作物高產途徑第4章作物的產量形成第1節(jié)作物的產量類型1本章思考題1、生物產量、經濟產量、經濟系數(shù)和產谷閾值？今后提高經濟產量的關鍵是哪一個？2、禾谷類作物和棉花、油菜的產量構成因素？3、源、庫、流的概念？4、光合速率、凈同化率、光合勢的概念？5、構成生物學產量的物質大約有多少來自光合作用？給你何種啟迪？6、產量庫“吸力”或“拉力”的真實含義？7、Still提出作物產量的4個“A”具體指什么？本章思考題1、生物產量、經濟產量、經濟系數(shù)和產谷閾值？今后2第1節(jié)作物的產量類型一、產量的概念作物產量包括3個層次的概念

生物產量（biologicalyield）經濟產量（economicyield）經濟系數(shù)（economicindex）或收獲指數(shù)（harvestindex，HI）

作物在生育過程中積累的干物質總量，即整個植株（一般不包括根系）總干物質的收獲量。

生物產量第1節(jié)作物的產量類型一、產量的概念作物產量包括3個層次的3籽粒塊莖纖維指被利用產品的收獲量。不同作物被利用產品的部分不同。如：禾谷物類——籽粒；薯類——塊根塊莖；棉花——纖維和棉籽；甘蔗——莖桿。經濟產量莖桿籽粒塊莖纖維經濟產量莖桿4收獲指數(shù)=經濟產量/生物產量，指生物產量轉化為經濟產量的效率。

經濟系數(shù)或收獲指數(shù)

薯類作物0.70~0.85油菜0.28水稻0.5大豆0.3小麥0.3~0.4棉花(籽棉)0.35~0.4玉米0.25~0.4甜菜0.5~0.65對一種作物來說，收獲指數(shù)值相對穩(wěn)定。不同作物的經濟系數(shù)有差異:

收獲營養(yǎng)器官的作物比收獲種子的作物高；收獲產品以碳水化合物為主的作物比以蛋白質和脂肪為主作物的高。經濟系數(shù)或收獲指數(shù)薯類作物0.70~0.85油菜0.28水5產谷閾值在作物生產過程中，只有當生物產量超過一定值之后，才能形成經濟產量，這個值稱為“臨界株重或產谷閾值”。二、生物產量與經濟產量的關系假設以1g為基數(shù)（產谷閾值），且單株粒重與株重扣除1g后的部分之比為0.5，則單籽粒產量（YE）與單株重(YB)的關系為：

YE=0.5（YB-1）。產谷閾值二、生物產量與經濟產量的關系假設以1g為基數(shù)（6生物產量是基礎在作物生產過程中，提高作物自身的生物產量是提高經濟產量的基礎。在獲得一定生物產量的基礎上，提高經濟系數(shù)是獲得高產的關鍵。生物產量是基礎7第2節(jié)作物產量構成因素一、禾谷類作物經濟產量=單位面積穗數(shù)×每穗實粒數(shù)×粒重或單位面積穗數(shù)×每穗穎花數(shù)×結實率×粒重二、薯類作物經濟產量=單位面積薯塊數(shù)×單薯重或單位面積株數(shù)×每株薯塊數(shù)×單薯重第2節(jié)作物產量構成因素一、禾谷類作物經濟產量=單位面積穗8三、豆類作物經濟產量=單位面積有效莢果數(shù)×每莢果實粒數(shù)×粒重或單位面積株數(shù)×每株有效莢果數(shù)×每莢果實粒數(shù)×粒重籽棉產量=單位面積株數(shù)×每株有效鈴數(shù)×單鈴重皮棉產量=單位面積株數(shù)×每株有效鈴數(shù)×單鈴重×衣分四、棉花三、豆類作物經濟產量=單位面積有效莢果數(shù)×每莢果實粒數(shù)×粒重9五、油菜經濟產量=單位面積株數(shù)×每株有效角果數(shù)×每角果實粒數(shù)×粒重六、麻類作物麻產量=單位面積有效莖數(shù)×單莖重×出麻率五、油菜10第3節(jié)作物產量形成的生理機制一、源、庫、流的概念源

(source)即代謝源，指產生或輸出同化物的器官或組織。如成熟的葉片、綠色的莖（鞘）和果皮或種皮及芒等。第3節(jié)作物產量形成的生理機制一、源、庫、流的概念源(s11庫

(sink)即代謝庫，指消耗或儲藏同化物的組織、器官或部位。如作物的種子、果實、塊莖、塊根、根尖、幼葉等當時的生長中心器官。流（Flow）指作物源器官形成的同化產物向庫器官的轉移過程。狹義的概念通常指運輸器官，如莖桿維管束等。庫(sink)即代謝庫，指消耗或儲藏同化物的組織、器官或12光合面積指含葉綠素能進行光合作用的部分，常用LAI表示。

LAI小于最適值時，凈光光合產物量隨LAI增加而增加；LAI大于最適值時，凈光合產物量因葉層遮蔽而降低或不再增加。二、作物產量的物質來源90~95%光合產物5~10%礦質元素生物產量的組成

生物產量≈光合面積×光合能力×光合時間－消耗光合面積二、作物產量的物質來源90~95%光合產物13光合能力光合能力一般以光合強度或光合生產率為指標。光合強度也稱光合速率，是指單位時間內單位葉面積吸收、同化二氧化碳的毫克數(shù)。光合生產率又稱為凈同化率（netphotosyntheticrate）

，通常以每平方米葉面積在較長時間內（一晝夜或一周）增加的干物質重量。凈光合速率=光合速率—光呼吸速率光合能力14光合時間光合時間一般以光合勢為指標。光合勢指群體葉面積與其持續(xù)時間的乘積（m2.日）。一般光合勢越強，產量越高。這是“高產不早熟、早熟不高產”的緣由之一?；ㄉ偣夂蟿菖c生物產量和莢果產量的關系（引自《江蘇油料科學》，1995）光合時間花生總光合勢與生物產量和莢果產量的關系15

作物光合生產過程中的呼吸消耗約占總生產干物質量的25~50%，其中大多數(shù)C3作物光呼吸消耗量約20~27%，C4作物（甘蔗、玉米、高粱等）光呼吸消耗僅2~5%。消耗

作物光合生產過程中的呼吸消耗約占總生產干物質16

作物光合產物需要適宜的庫容量接納才能形成產量，作物的繁殖器官或儲藏器官就是這種倉庫或容器。水稻產量庫容=穗數(shù)×每穗穎花數(shù)×谷殼容積。高產必需有較大的產量庫容，較大的庫容還可以促進源提高生產效率，稱為庫“吸力”或“拉力”。三、作物產量物質的接受庫作物光合產物需要適宜的庫容量接納才能形成產量17同化產物的運輸運輸部位：韌皮部的篩管運輸形式：碳水化合物（蔗糖）少量含氮化合物（氨基酸）運輸速度：40-100cm/h，C4比C3快運輸動力：主動運輸和被動運輸四、作物產量物質的運輸和分配——流同化產物的運輸四、作物產量物質的運輸和分配——流18同化物的分配

主要取決于庫的吸力大小及庫與源相對距離的遠近；維管束通道之間的聯(lián)系方式和環(huán)境也起一定制約作用。同化物的分配19第4節(jié)作物高產途徑一、作物的產量潛力美國學者Still在1991年提出了作物產量的4個“A”，即：

A1絕對產量——品種的遺傳潛力；

A2可達到的產量——受環(huán)境條件制約的產量；

A3合算產量——受栽培管理和經濟條件制約的產量；

A4實際產量——現(xiàn)實的產量。目前作物生物產量對光能利用率為1%~2%。理論推算至少可達5%，按此推算，長江流域稻谷絕對產量產量達1500kg/畝，實際最高產量低于900kg/畝。第4節(jié)作物高產途徑一、作物的產量潛力美國學者Still20二、提高產量的途經——培育高光效作物品種：增加生物量；——塑造高光合效率株型：提高光能利用率；——調節(jié)作物產量形成時期與最佳光溫季節(jié)同步：提高經濟系數(shù)；——適宜的群體結構：增源、或擴庫、或源庫并重。二、提高產量的途經——培育高光效作物品種：增加生物量；21本章結束本章結束22第4章作物的產量形成第1節(jié)作物的產量類型第2節(jié)作物產量構成因素第3節(jié)作物產量形成的生理機制第4節(jié)作物高產途徑第4章作物的產量形成第1節(jié)作物的產量類型23本章思考題1、生物產量、經濟產量、經濟系數(shù)和產谷閾值？今后提高經濟產量的關鍵是哪一個？2、禾谷類作物和棉花、油菜的產量構成因素？3、源、庫、流的概念？4、光合速率、凈同化率、光合勢的概念？5、構成生物學產量的物質大約有多少來自光合作用？給你何種啟迪？6、產量庫“吸力”或“拉力”的真實含義？7、Still提出作物產量的4個“A”具體指什么？本章思考題1、生物產量、經濟產量、經濟系數(shù)和產谷閾值？今后24第1節(jié)作物的產量類型一、產量的概念作物產量包括3個層次的概念

生物產量（biologicalyield）經濟產量（economicyield）經濟系數(shù)（economicindex）或收獲指數(shù)（harvestindex，HI）

作物在生育過程中積累的干物質總量，即整個植株（一般不包括根系）總干物質的收獲量。

生物產量第1節(jié)作物的產量類型一、產量的概念作物產量包括3個層次的25籽粒塊莖纖維指被利用產品的收獲量。不同作物被利用產品的部分不同。如：禾谷物類——籽粒；薯類——塊根塊莖；棉花——纖維和棉籽；甘蔗——莖桿。經濟產量莖桿籽粒塊莖纖維經濟產量莖桿26收獲指數(shù)=經濟產量/生物產量，指生物產量轉化為經濟產量的效率。

經濟系數(shù)或收獲指數(shù)

薯類作物0.70~0.85油菜0.28水稻0.5大豆0.3小麥0.3~0.4棉花(籽棉)0.35~0.4玉米0.25~0.4甜菜0.5~0.65對一種作物來說，收獲指數(shù)值相對穩(wěn)定。不同作物的經濟系數(shù)有差異:

收獲營養(yǎng)器官的作物比收獲種子的作物高；收獲產品以碳水化合物為主的作物比以蛋白質和脂肪為主作物的高。經濟系數(shù)或收獲指數(shù)薯類作物0.70~0.85油菜0.28水27產谷閾值在作物生產過程中，只有當生物產量超過一定值之后，才能形成經濟產量，這個值稱為“臨界株重或產谷閾值”。二、生物產量與經濟產量的關系假設以1g為基數(shù)（產谷閾值），且單株粒重與株重扣除1g后的部分之比為0.5，則單籽粒產量（YE）與單株重(YB)的關系為：

YE=0.5（YB-1）。產谷閾值二、生物產量與經濟產量的關系假設以1g為基數(shù)（28生物產量是基礎在作物生產過程中，提高作物自身的生物產量是提高經濟產量的基礎。在獲得一定生物產量的基礎上，提高經濟系數(shù)是獲得高產的關鍵。生物產量是基礎29第2節(jié)作物產量構成因素一、禾谷類作物經濟產量=單位面積穗數(shù)×每穗實粒數(shù)×粒重或單位面積穗數(shù)×每穗穎花數(shù)×結實率×粒重二、薯類作物經濟產量=單位面積薯塊數(shù)×單薯重或單位面積株數(shù)×每株薯塊數(shù)×單薯重第2節(jié)作物產量構成因素一、禾谷類作物經濟產量=單位面積穗30三、豆類作物經濟產量=單位面積有效莢果數(shù)×每莢果實粒數(shù)×粒重或單位面積株數(shù)×每株有效莢果數(shù)×每莢果實粒數(shù)×粒重籽棉產量=單位面積株數(shù)×每株有效鈴數(shù)×單鈴重皮棉產量=單位面積株數(shù)×每株有效鈴數(shù)×單鈴重×衣分四、棉花三、豆類作物經濟產量=單位面積有效莢果數(shù)×每莢果實粒數(shù)×粒重31五、油菜經濟產量=單位面積株數(shù)×每株有效角果數(shù)×每角果實粒數(shù)×粒重六、麻類作物麻產量=單位面積有效莖數(shù)×單莖重×出麻率五、油菜32第3節(jié)作物產量形成的生理機制一、源、庫、流的概念源

(source)即代謝源，指產生或輸出同化物的器官或組織。如成熟的葉片、綠色的莖（鞘）和果皮或種皮及芒等。第3節(jié)作物產量形成的生理機制一、源、庫、流的概念源(s33庫

(sink)即代謝庫，指消耗或儲藏同化物的組織、器官或部位。如作物的種子、果實、塊莖、塊根、根尖、幼葉等當時的生長中心器官。流（Flow）指作物源器官形成的同化產物向庫器官的轉移過程。狹義的概念通常指運輸器官，如莖桿維管束等。庫(sink)即代謝庫，指消耗或儲藏同化物的組織、器官或34光合面積指含葉綠素能進行光合作用的部分，常用LAI表示。

LAI小于最適值時，凈光光合產物量隨LAI增加而增加；LAI大于最適值時，凈光合產物量因葉層遮蔽而降低或不再增加。二、作物產量的物質來源90~95%光合產物5~10%礦質元素生物產量的組成

生物產量≈光合面積×光合能力×光合時間－消耗光合面積二、作物產量的物質來源90~95%光合產物35光合能力光合能力一般以光合強度或光合生產率為指標。光合強度也稱光合速率，是指單位時間內單位葉面積吸收、同化二氧化碳的毫克數(shù)。光合生產率又稱為凈同化率（netphotosyntheticrate）

，通常以每平方米葉面積在較長時間內（一晝夜或一周）增加的干物質重量。凈光合速率=光合速率—光呼吸速率光合能力36光合時間光合時間一般以光合勢為指標。光合勢指群體葉面積與其持續(xù)時間的乘積（m2.日）。一般光合勢越強，產量越高。這是“高產不早熟、早熟不高產”的緣由之一?；ㄉ偣夂蟿菖c生物產量和莢果產量的關系（引自《江蘇油料科學》，1995）光合時間花生總光合勢與生物產量和莢果產量的關系37

作物光合生產過程中的呼吸消耗約占總生產干物質量的25~50%，其中大多數(shù)C3作物光呼吸消耗量約20~27%，C4作物（甘蔗、玉米、高粱等）光呼吸消耗僅2~5%。消耗

作物光合生產過程中的呼吸消耗約占總生產干物質38

作物光合產物需要適宜的庫容量接納才能形成產量，作物的繁殖器官或儲藏器官就是這種倉庫或容器。水稻產量庫容=穗數(shù)×每穗穎花數(shù)×谷殼容積。高產必需有較大的產量庫容，較大的庫容還可以促進源提高生產效率，稱為庫“吸力”或“拉力”。三、作物產量物質的接受庫作物光合產物需要適宜的庫容量接