農作物生產技術：作物栽培學總論4

1作物栽培學總論

第五章作物的產量、品質和生產潛力2各種作物的產量和品質形成過程各有特點，將在有關作物中詳細敘述。本節(jié)只簡要介紹與產量和品質形成有關的概念。第五章

作物的產量、品質和生產潛力3第一節(jié)作物的產量和產量形成第二節(jié)作物產量構成因素第三節(jié)作物產量的源庫關系第四節(jié)作物的群體和群體結構第五節(jié)作物的產量潛力與增產途徑第五章

作物的產量、品質和生產潛力4第一節(jié)作物的產量和產量形成一、作物的生物產量和經濟產量二、作物的經濟系數(shù)5一、作物的生物產量和經濟產量作物栽培的目的是獲得較多的有經濟價值的農產品。因此，為了區(qū)分光合產物是否有經濟價值，常把作物的產量分為生物（學）產量和經濟產量。作物形成的干物質的總重量，叫做生物產量或生物學產量（biologicalyield）。經濟產量（economicyield）是指栽培目的所需要的有經濟價值的主產品的數(shù)量。6一、作物的生物產量和經濟產量由于栽培目的不同，不同作物主產品的器官也不相同，即經濟產量也不相同。禾谷類和油料作物是籽粒；薯類作物是塊根或塊莖；棉花是種皮纖維；黃、紅麻是莖稈韌皮纖維；甘蔗為莖；煙草和茶是葉；綠肥是全部莖葉。同一作物栽培目的不同時，產量概念也隨之變化。如：纖維用亞麻產量是麻皮，油用亞麻的產量是種子。粒用玉米產量是籽粒，飼用時產量指地上部全部。7二、作物的經濟系數(shù)在一定的生物產量中，究竟能取得多高的經濟產量，就要看生物產量轉化為經濟產量的效率。作物的生物產量轉化為經濟產量的效率就叫做經濟系數(shù)，也就是經濟產量與生物產量的比值。即：經濟系數(shù)=經濟產量/生物產量經濟系數(shù)是前蘇聯(lián)作物學學者尼奇波羅維奇（A.A.Nichiporovich）提出的。在西方國家，同樣含義的概念叫做收獲指數(shù)（HarvestIndex），是由Donald提出的。8二、作物的經濟系數(shù)經濟系數(shù)只表明光合產物轉運到產品器官中去的能力，而不表明經濟產量的高低。在正常情況下，經濟產量的高低與生物產量成正比，要提高經濟產量，只有在提高生物產量的基礎上提高經濟系數(shù)，才能達到目的。9經過數(shù)千年的選擇和培育，作物的經濟系數(shù)已達到相當高的水平。例如：禾谷類作物中的水稻和小麥為0.35~0.5，玉米為0.3~0.4；薯類作物為0.7~0.85,甜菜為0.6;油菜為0.28,大豆0.25~0.35;棉花籽棉為0.35~0.4,皮棉為.13~0.16;煙草為0.6~0.7,葉菜類和牧草可接近1。二、作物的經濟系數(shù)10由這些例證可見，不同作物的經濟系數(shù)差異很大，這與人們所需要的器官及其化學成分有關。一般說，凡以營養(yǎng)器官為主產品的作物，形成主產品的過程比較簡單，經濟系數(shù)較高。以生殖器官為主產品的作物，其經濟產量的形成要經過生殖器官的分化發(fā)育直到結實成熟，同化產物要經過復雜的轉化過程，因而經濟系數(shù)較低。二、作物的經濟系數(shù)11主產品的化學成分不同，經濟系數(shù)也不一樣。產品以碳水化合物為主的，在形成過程中需要的能量較少，因此經濟系數(shù)較高；而含蛋白質和脂肪較多的產品，在形成過程中需要的能量較多，因此經濟系數(shù)較低。因此，大豆、花生和油菜籽的經濟系數(shù)都較禾谷類作物的低，但它們的單位重量產量所含有的能量卻較多。二、作物的經濟系數(shù)12第二節(jié)作物產量構成因素影響作物產量的直接函數(shù)，叫做作物產量構成因素（CropYieldComponent

）。農業(yè)生產中的作物產量，是按單位土地面積上有經濟價值的產品數(shù)量來計算的。把單位土地面積上的作物產量分解為幾個構成因素的方法，是Engledow（1923）提出的，至今在作物學研究中仍盛行不衰。作物種類不同，其產量構成因素也不同（表）。13各類作物的產量構成因素注：在我國，粒重常用千粒重、百粒重等表示。14各個產量構成因素的數(shù)值越大，產量也就越高。但是，在生產上各產量構成因素很難同步增長。它們之間有一定的相互制約關系。例如：增加禾谷類作物的穗數(shù)，單穗粒數(shù)或粒重就有降低的趨勢。第二節(jié)作物產量構成因素15但是，不同作物在特定地區(qū)和特定栽培條件下，有其獲得高產的產量構成因素的最佳組合。這就說明，了解作物產量構成因素的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律和物質分配與積累關系的協(xié)調關系，采用適宜的技術以獲得高產是可能的。第二節(jié)作物產量構成因素16第三節(jié)作物產量的源庫關系作物產量的形成首先要有制造光合產物的器官——葉其次要有產量容器——種子、果實或塊根、塊莖等因此，就作物體中某物質的供求關系看，可以分為供給的“源”（source）、負責貯存的“庫”（sink）和進行運轉的“流”（transpotation）。17第三節(jié)作物產量的源庫關系不同生育階段這三類器官的種類可以有所轉換。但強源大庫通暢流是高產所必需的。源、庫、流之間的平衡對取得高產也是十分重要的。18第四節(jié)作物的群體和群體結構一、作物群體二、作物的群體結構三、作物的合理群體結構（三）作物的合理群體結構19一、作物群體作物生產的目的在于大面積豐收。因此，在生產上最有實際意義的不是作物的單株（plant，即個體），而是單位土地面積上所有單株的總和即群體（crop，community，population）。作物群體是指密集于同一田塊上的相互作用相互影響的作物個體群。20一、作物群體個體是群體的組成單位，群體是許多個體組成的整體。一種作物組成的群體是單作群體，兩種或兩種以上作物組成的群體是復合群體，如間、套作的情況。群體有不同于個體的性能和發(fā)展變化規(guī)律。21二、作物的群體結構作物的群體結構（canopyarchitecture，architectureofcommunity），是指組成群體的各個單株以及總葉面積、總莖數(shù)、總根重等在平面和空間的分布和排列的動態(tài)情況。22二、作物的群體結構作物的群體結構可分為三個層次：光合層（葉、穗層），包括所有綠色葉片及穗和莖的一部分。主要功能是光合作用和蒸騰作用。支架層（莖層），在光合層之下。主要功能是支持光合層，并行使地上與地下部之間的運輸傳導功能。吸收層（根層），在地面以下。主要功能是吸收，也進行部分合成和代謝。一般來說，群體結構主要指光合層的葉面積、孔隙的數(shù)量、比例和配置形式。23三、作物的合理群體結構作物的合理群體結構，指群體內植株地上部的各個器官（尤其是葉片）的數(shù)量及空間配置有利于光在群體中的“均勻”、“合理”分布。所謂“均勻”是指，上部葉片不超過光飽和點，下部葉片不超過光補償點；所謂“合理”是指，光集中于正在行使光合功能的主要葉片。24第五節(jié)作物的產量潛力和增產途徑一、輻射資源與作物產量潛力二、提高產量潛力的途徑25一、輻射資源與作物產量潛力作物產量潛力是人們關心的問題。作物產量來源的構成公式：經濟產量＝[（光合面積×光合能力×光合時間）－呼吸消耗]×經濟系數(shù)式中()中的3個參數(shù)是影響光合總量的3個方面，減去呼吸消耗就是生物產量。經濟系數(shù)表示光合產物的分配情況。也就是說，光合面積大，能力高，時間長，消耗少，光合產物分配合理，產量就高。26一、輻射資源與作物產量潛力可見，生物產量主要來自光合作用。要提高產量，就要考慮太陽輻射資源及其中可為光合作用利用的能量有多少。其次要考慮作物對光能的截獲能力和利用效率。27地球上全年輻射能的分布，通常是由低緯度到高緯度逐漸減少。赤道地區(qū)全年輻射分布較均勻，但也受天氣影響有很大變化，高緯度則變化更大。一、輻射資源與作物產量潛力28我國各地年總輻射量變化于85~200千卡/cm2之間。一般說西北部高于東南部，高原多于平原。華北平原一般在120~140千卡/cm2之間。這種差異，主要是由日照時數(shù)和日照百分率的高低決定的。一、輻射資源與作物產量潛力29輻射能分布與作物生育有密切關系。由于各種作物在不同地區(qū)的生育期有限，并受溫度、降水等因素的影響，所以各種作物只能利用其生育期中的一部分輻射資源。例如，北京水稻生育期內的輻射資源為63千卡/cm2

，若產量為6000kg/hm2稻谷，光能利用率為0.81%；銀川春小麥生育期中的輻射能為54.7，產量為6577.5kg/hm2時，光能利用率為1.72%；一、輻射資源與作物產量潛力30作物并不能利用投射到地面的全部輻射能。只能利用可見光部分，約占太陽總輻射能的45%~50%；投射到葉層被反射、漏射等損失約占30%；葉層吸收后轉化為化學能的轉換率為20%；呼吸消耗30%；形成1g干物質需4000~4250卡能量。一、輻射資源與作物產量潛力31就目前看，各地區(qū)的實際產量與潛在生產力的差距還比較大，而高產地區(qū)與現(xiàn)實生產力已比較接近。一、輻射資源與作物產量潛力32迄今為止，我國見諸報道的糧食作物最高產量為：湖南666.7m2水稻，13372.5kg/hm2

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