作物栽培与环境

1、第一节第一节 作物的生态因子与生长调节作物的生态因子与生长调节第二节第二节 作物与光照作物与光照第三节第三节 作物与温度作物与温度第四节第四节 作物与水分作物与水分第五节第五节 作物与空气作物与空气第六节第六节 作物与肥料作物与肥料第七节第七节 作物与土壤作物与土壤四章四章 作物与生态环境作物与生态环境第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论2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

2、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。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论32 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。（

3、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。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论43 3、生态因子的作用机制、生态因子的作用机制 主次效应主次效应 在一定条件下，众多的生态因子中总有一、两在一定条件下，众多的生态因子中总有一、两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。个因子起着主导性的、

4、决定性的作用，其它因子处于次要地位。 如春化阶段的低温、光周期现象中的日照长度，小麦灌浆期的干热风如春化阶段的低温、光周期现象中的日照长度，小麦灌浆期的干热风（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） 交互效应交互效应 当作物受到多个生态因子的作用时，各个因子当作物受到多个生态因子的作用时，各个因子对作物的效应会表现出某种交互作用。对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。 一般情况下，某一生态因子不能由其它因子代替，但在特一般情

5、况下，某一生态因子不能由其它因子代替，但在特殊条件下，某一因素量的不足可由其它因素的增加而得到调剂。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。 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。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论5 直接作用和间接作用直接作用和间接作用 在对作物生长发育状况和作物分在对作物生长发育状况和作物分布进行分析时，应区别于环境因子的直接和间接作用。布进行分析时，应区别于环境因子的直接和间接作用。 如光、温、水、气和土壤养分等，直接影响作物的新陈代谢；如纬如光、温、水、气和土

6、壤养分等，直接影响作物的新陈代谢；如纬度、海拔、地形等则是通过影响上述因子起间接作用。度、海拔、地形等则是通过影响上述因子起间接作用。 生态因子作用的阶段性生态因子作用的阶段性 同一环境因素或组合，对同一同一环境因素或组合，对同一作物的不同发育阶段所起的生态作用是不同的；作物一生中，作物的不同发育阶段所起的生态作用是不同的；作物一生中，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。 如低温在小麦春化时是必需条件，在小花分化时则会导致小花不孕，如低温在小麦春化时是必需条件，在小花分化时则会导致小花不孕，对作物有害。对作物有害。第五章 作物与生态环境 作物

7、栽培学总论64 4、生态因子的限制方式、生态因子的限制方式 最小因子律最小因子律 德国化学家德国化学家李比希李比希提出了提出了“植物的生长取决植物的生长取决于数量最不足的那一种营养物质于数量最不足的那一种营养物质”的观点，即最小因子定律。的观点，即最小因子定律。（限制因子）（限制因子）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。 报酬递减律报酬递减律 从一定的土地上所得到的报酬随着向该土地从一定的土地上所得到的报酬随着向该土地投入的劳动和资本量的增大而有所增加，但随

8、着投入的单位劳投入的劳动和资本量的增大而有所增加，但随着投入的单位劳动和资本量的增加，报酬增加的幅度却在逐渐减少。动和资本量的增加，报酬增加的幅度却在逐渐减少。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论7 耐性定律耐性定律 某些因子的过量也会成为限制因子。某些因子的过量也会成为限制因子。谢尔福德谢尔福德把最大量和最小量限制作用的概念合并为耐性定律。即对某作把最大量和最小量限制作用的概念合并为耐性定律。即对某作物而言，生态因子都存在着一个生物学上的上限和下限，它们物而言，生态因子都存在着一个生物学上的上限和下限，它们之间的幅度就是该种生物对某一生态因子的之间的幅度就是该种生物对某一生态因子的耐性范围

9、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、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。因子的耐性范围也不同。 B B、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 C C、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、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。时，则生物对其它一些生态因子的耐性范围缩小。 D D、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

10、围广。 E E、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、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。多种生态因子的不同耐性范围，从而形成生态型的分化。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论8二、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

11、综合作用于作物：不利的因子降低了其它适宜因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。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。 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。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论9 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。 生态型（生态型（ecotypeecotype）：同一种生物同一种生物的不同个体群，长期生的不同个体群，长期生活在

12、不同的生态环境或人工培育条件下，发生趋异适应，经自活在不同的生态环境或人工培育条件下，发生趋异适应，经自然和人工选择分化形成了然和人工选择分化形成了生态、形态和生理特性不同生态、形态和生理特性不同的基因型的基因型类群，称为生态型。类群，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） 生活型生活型(life form)(life form)：不同种的生物长期生长在相同的自不同种的生物长期生长在相同的自然和人工培育环境条件下，会发生趋同适应。然和人工培育环境条件下，会发生趋同适应。在自然和人工选在自然和人工选择条件下，形成具有择条件下，形成具有类似形态、生理和生态

13、特性类似形态、生理和生态特性的生物（作物）的生物（作物）类群，称为生活型。类群，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）第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论10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、环境因子在自然界中并非孤、环境因子在自然界中并非孤立存在，而是互相影响相互制立存在，而是互相影响相互制约的。约的。 如光增强，温度就会升高，土壤如光增强，温度就会升高，土壤湿度就会减小。湿度就会减小。2 2、采取各种应变措施，处理好、采取各种应变措施，处理好作物与环境的关系，既要让作作物与环境的关系，既要让作物适应当

14、时当地的环境条件，物适应当时当地的环境条件，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。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论11第二节作物与光照第二节作物与光照2004年年2月月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” 远处景物反射出的光线进远处景物反射出的光线进入空气时，由于空气上下层的入空气时，由于空气上下层的温度不同，密度不同，折射率温度不同，密度不同，折射率也不同。也不同。 我们可以把海面的空气看我们可以把海面的空气看作是由折射率不同的许多空气作是由折射率不同的许多空气组成的，海面温度较低，空气组成的，海面

15、温度较低，空气密度较大，折射率也较大；密度较大，折射率也较大； 上层气温较高，空气密度上层气温较高，空气密度较小，折射率也较小。入射角较小，折射率也较小。入射角i i小于折射角小于折射角r r。当。当i i大于临界角大于临界角时便会出现全反射而折下来。时便会出现全反射而折下来。地面的景物的影像就会在空中地面的景物的影像就会在空中形成，便是形成，便是海市蜃楼，海滋。海市蜃楼，海滋。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论13一、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。第五章 作物

16、与生态环境 作物栽培学总论14 (1) (1) 热效应热效应：太阳能被作物截获后大部分转化为热能，用：太阳能被作物截获后大部分转化为热能，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) 光合作用光合作用：作物吸收的太阳能一部分用于光合作用，：作物吸收的太阳能一部分用于光合作用，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) 光形态建成光形态建成：太阳光强（辐射量）和光质（光谱成：太阳光强（辐射量）和光质（光谱成分），对作物的生长和发育的调整起着重要作用。分），对作物的生长和发育的调

17、整起着重要作用。 (4) (4) 诱发性突变诱发性突变：紫外线、：紫外线、X-X-射线等波长很短的高能量辐射线等波长很短的高能量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。 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论152 2、光照强度及其变化、光照强度及其变化 太阳常数太阳常数：地球上方垂直于太阳：地球上方垂直于太阳光的平面上所接受的辐射大约在光的平面上所接受的辐射大约在1395.9 W/m1395.9 W/m2 2。 太阳光通过大气层时，由于散射、太阳光通过大气层时，由于散射、反射和水气、尘埃的吸收，强度减弱，反射和水气、尘埃的

18、吸收，强度减弱，并且进行了重新分配。在穿过作物冠并且进行了重新分配。在穿过作物冠层时，太阳辐射又会大大减弱。层时，太阳辐射又会大大减弱。海平海平面上只有面上只有907.3w/m907.3w/m2 2。 光强和光合有效辐射光强和光合有效辐射(PAR)(PAR)是随是随时随地变化的，与天气、太阳高度角、时随地变化的，与天气、太阳高度角、纬度、海拔、坡向等有密切关系。纬度、海拔、坡向等有密切关系。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论163 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 作物对光强的要求通常用光补偿点作物对光强的要求通常用光补偿点（低限）和光饱和

19、点（高限）表示。（低限）和光饱和点（高限）表示。 夜晚，夜晚，光在光在0 0点，作物只有呼吸消耗，点，作物只有呼吸消耗，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。 随着随着光强的增强，光强的增强，COCO2 2的吸收逐渐增加，的吸收逐渐增加，在一定光强下，实际光合速率和呼吸速率在一定光强下，实际光合速率和呼吸速率达到平衡，表观光合速率等于达到平衡，表观光合速率等于0 0，此时的，此时的光强即为光强即为光补偿点光补偿点。 随着随着光强的增加，光合速率也逐渐上光强的增加，光合速率也逐渐上升，当达到一定值后，光合速率便再不受升，当达到一定值后，光合速率便再不受光强的影响而趋于稳定，

20、此时的光强称为光强的影响而趋于稳定，此时的光强称为光饱和点光饱和点。(2)C3(2)C3、C4C4和和CAMCAM作物作物PGA：3-磷酸甘油酸，磷酸甘油酸，OOA：草酰乙酸，：草酰乙酸，PEP：烯醇式磷酸丙酮酸，：烯醇式磷酸丙酮酸，RuBP：核酮糖二磷酸：核酮糖二磷酸第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论18 C4 C4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 弱光弱光-黄化现象。黄化现象。节

21、间伸长，叶片小，无侧枝，水分含量节间伸长，叶片小，无侧枝，水分含量高，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。白色。 强光强光-光抑制。光抑制。稻、麦、棉、豆中午前后经常出现光抑制，稻、麦、棉、豆中午前后经常出现光抑制，光合速率暂时降低，过后恢复或不能恢复。光合速率暂时降低，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 光周期诱导后，开始花芽分化，光照时间越长，强度越大，光周期诱导后，开始花芽分化，光照时间越长，强度越大，有机物积累多，有利于花的发育。有机物积累多，有利于花的发育。 籽粒饱满，

22、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。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论19二、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。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论202 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 光周期现象光周期现象：作物在发育的某一阶段，要求一定长短的昼：作物在发育的某一阶段，要求一定长短的昼夜交替，才能开花，这种现象叫作物的夜交替，才能开花，这种现象叫作物的光周期现象光周期现象。（1 1）长日照作物）长日照作

23、物：24h24h昼夜周期中，日照长度长于某一个临界昼夜周期中，日照长度长于某一个临界日长才能成花。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）短日照作物）短日照作物：24h24h昼夜周期中，日照长度短于某一个临界昼夜周期中，日照长度短于某一个临界日长才能成花。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）日中性作物）日中性作物：对日照长度不敏感，在任何长度的日照下均：对日照长度不敏感，在任何长度的日照下均能开花。能开花。 棉花、黄瓜、茄子、辣椒、番茄等。棉花、黄瓜、茄子、辣椒、

24、番茄等。（4 4）中日照作物）中日照作物：甘蔗：甘蔗11.5-12.5h11.5-12.5h第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论213 3、光周期诱导的机理、光周期诱导的机理 在植物的光周期诱导中，暗期的长度是植物成花的决定在植物的光周期诱导中，暗期的长度是植物成花的决定因素，尤其是短日作物。因素，尤其是短日作物。 对不同波长光的研究中发现，对不同波长光的研究中发现，红光红光最为有效，而最为有效，而远红光远红光的作用相反。的作用相反。 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论224 4、光周期理论的应用、光周期理论的应用（1 1）引种：）引种：一般在同纬度地区，只要肥水条件相似，引种容易成功。

25、一般在同纬度地区，只要肥水条件相似，引种容易成功。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。 如北方红薯不能开花结实，短日处理后，正常开花结实。如北方红薯不能开花结实，短日处理后，正常开花结实。 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）： 菊花是短日照作物，一般秋季开花，遮光处理后，缩短了光照时菊花是短日照作物，一般秋季开花，遮光处理后，缩短了光照时间，可

26、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。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论23（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。 “ “南麻北种南麻北种”，即华南生产的大麻、黄麻及红麻的种子，运到，即华南生产的大麻、黄麻及红麻的种子，运到北方种植，既提高产量，麻纤维的质量也相应提高。北方种植，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

27、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。第五章 作物与生态环境 作物

28、栽培学总论242 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。第五

29、章 作物与生态环境 作物栽培学总论25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第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论26（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。

30、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。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论27 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（日出时

31、）与日最低温度（日出之前）的差。热带平均为之前）的差。热带平均为1212，温带，温带8 8 ，极地，极地3-4 3-4 。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。 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论28 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

32、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1 1，年平均温度降低，年平均温度降低0.50.5。 全球年平均温度为全球年平均温度为14.314.3，北半球为，北半球为15.215.2，南半球为，南半球为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1

33、010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。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论29（2 2）气温的垂直分布）气温的垂直分布 一般对流层的温度随海拔高度的升高而降低。海拔每升高一般对流层的温度随海拔高度的升高而降低。海拔每升高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0.65/100m0.65/100m。 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：辐射逆温辐射逆温: :夜晚（或冬季）由

34、于地面温度显著降低，近地空气夜晚（或冬季）由于地面温度显著降低，近地空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。地形逆温地形逆温: :山上冷空气顺坡下沉，谷底暖空气被近上升。发展山上冷空气顺坡下沉，谷底暖空气被近上升。发展热带、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。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论303 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

35、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11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11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 时间变化：日变化（下午时间变化：日变化（下午1 1时左右土表温度最高时左右土表温度最高, ,日出时最日出时最低）与年变化（低）与年变化（1-21-2月低，月低，7-8

36、7-8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。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论31二、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。 温度对生长的影响是建立在作物各种代谢过程共同作用的基础上温度对生长的影响是建立在作物各种代谢过程共同作用的基础上的，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，

37、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） 较高的温度促进发育，提早抽穗开花，缩短营养生长期；反之，较高的温度促进发育，提早抽穗开花，缩短营养生长期；反之，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。 第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论322 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。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论33作物的三基点温度有如

38、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2 233，主要有，主要有小麦、大麦、油菜、蚕豆、甜菜等秋播作物。小麦、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

39、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。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论34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 作物性细胞

40、进行减数分裂和开花时，对外界温度最敏感，作物性细胞进行减数分裂和开花时，对外界温度最敏感，如遇低温或高温都会导致严重减产。这种对外界温度最敏感如遇低温或高温都会导致严重减产。这种对外界温度最敏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（）第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论353 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

41、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00。 有效积温或生长度日有效积温或生长度日(GDD)(GDD)：它指日均温与生物学零度的差它指日均温与生物学零度的差值的累加值。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。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论36（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）确定作物安全播种期，估计作物的生育速度和

42、各生育期）确定作物安全播种期，估计作物的生育速度和各生育期到来的时间。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）制定种植制度。）制定种植制度。一个地区的积温代表了此地区的热量资一个地区的积温代表了此地区的热量资源，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的积温在的积温在36003600以下的地区只适于一年一熟，以下的地区只适于一年一熟，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。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总

43、论37（3 3）无霜期）无霜期 是指某地春季是指某地春季最后最后一次霜冻至秋季一次霜冻至秋季最早最早一次霜冻出现的这一次霜冻出现的这一段时间。一段时间。 无霜期的长短是衡量一个地区热量资源的无霜期的长短是衡量一个地区热量资源的又一个指标又一个指标，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。 无霜期又是满足作物生长安全温度的一个指标，在无霜期无霜期又是满足作物生长安全温度的一个指标，在无霜期内，各种作物能够正常生长，而在有霜期，由于温度较低，并内，各种作物能够正常生长，而在有霜期，由于温度较低，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。第五

44、章 作物与生态环境 作物栽培学总论384 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0.50.555温度中，温度中，343436h36h便可死亡。便可死亡。 冻害冻害：冰点以下的低温，引起

45、作物组织结冰造而成伤害或：冰点以下的低温，引起作物组织结冰造而成伤害或死亡。死亡。( (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。 冬小麦在越冬期间冬小麦在越冬期间-20-20左右的气温中，不易受冻，拔节期在左右的气温中，不易受冻，拔节期在-2-2-3-3的低温中，便可冻死。的低温中，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）第

46、五章 作物与生态环境 作物栽培学总论39(2)(2)作物对低温的适应作物对低温的适应 （主要表现为原生质特性的变化：即细胞水分的减少及细（主要表现为原生质特性的变化：即细胞水分的减少及细胞液浓度的增加）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。 同时，作物生长减慢，同时，作物生长减慢，糖类等物质的消耗减少糖类等物质的消耗减少，提高了细胞液的渗透压，减少了细胞间隙的脱水。提高了细胞液的渗透压，减少了细胞间隙的脱水。 细胞内糖类、脂

47、肪和色素物质增加，能降低作物细胞内糖类、脂肪和色素物质增加，能降低作物的冰点，防止原生质萎缩和蛋白质的凝固。的冰点，防止原生质萎缩和蛋白质的凝固。抗寒锻炼：抗寒锻炼：秋播作物在冬前气温逐渐下降，体内发生抗寒的秋播作物在冬前气温逐渐下降，体内发生抗寒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第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论41（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

48、; ;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。，

49、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第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论43（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。 低温锻炼：低温锻炼：将作物在一定的低温条件下，经过一定时间的适将作物在一定的低温条件下，经过一定时间的适应，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。化学诱导：化学诱导：如对玉米、棉花种子播前用福美双处理可提高幼如对玉米、棉花种子播前用福美双处理可提高幼苗的抗寒性。苗的抗

50、寒性。合理的肥料配比：合理的肥料配比：适当增施磷和钾肥，少施速效氮肥，有明适当增施磷和钾肥，少施速效氮肥，有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。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论44 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、生态作用生理需水：生理需水：直接用于作物正常生理活动和保持体内水分平衡所直接用于作物正常生理活动和保持体内水分平衡所需的水分。需的水分。生态需水

51、：生态需水：利用水作为生态因子，造成一个适于作物生长发育利用水作为生态因子，造成一个适于作物生长发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，提高肥料效率第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论452 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

52、要散失：径流、渗漏、作物吸收。平原地区主要是作物主要散失：径流、渗漏、作物吸收。平原地区主要是作物吸收。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 影响叶的伸展和生长，影响叶绿素的合成和气孔的开度，影响叶的伸展和生长，影响叶绿素的合成和气孔的开度，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”第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论464 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1

53、g1g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： 气象条件：气象条件：大气干燥、气温高、风速大，蒸腾作用强，作大气干燥、气温高、风速大，蒸腾作用强，作物需水量多，反之则需水量少。物需水量多，反之则需水量少。 土壤条件：土壤条件：土壤肥沃或施肥后，作物生长良好，干物质积土壤肥沃或施肥后，作物生长良好，干物质积累多，而水分蒸腾并不相应增加，因此需水量增加，尤以缺磷累多，而水分蒸腾并不相应增加，因此需水量增加，尤以缺磷和缺氮时需水量最多，缺钾、硫、镁次之，

54、钙最少。和缺氮时需水量最多，缺钾、硫、镁次之，钙最少。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论47（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第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论48二、水分逆境对作物的影响二、水分逆境对作物的影响 1 1、干旱对作物的影响和作物的抗旱性、干旱对作物

55、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。 大气干旱：温度高而空气的相对湿度低大气干旱：温度高而空气的相对湿度低(10%(10%20%)20%)，作物，作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。 土壤干旱：土壤中缺乏作物能吸收的水分，作物生长困难土壤干旱：土壤中缺乏作物能吸收的水分，作物生长困难甚至停止。受害程度比大气干旱严重。甚至停止。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，便会引起土壤干旱。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论49(1) (1) 旱害对作

56、物的影响旱害对作物的影响 降低作物的各种生理过程降低作物的各种生理过程。如气孔关闭，原生质脱水，。如气孔关闭，原生质脱水， 引起作物体内各部分水分的重新分配引起作物体内各部分水分的重新分配。如幼叶和老叶。如幼叶和老叶。 水分不足影响作物产品的品质水分不足影响作物产品的品质。如油料种子含油率降低。如油料种子含油率降低。 (2) (2) 作物的抗旱性作物的抗旱性 干旱常伴随高温发生，作物的抗旱与抗热常有密切关系干旱常伴随高温发生，作物的抗旱与抗热常有密切关系。 作物的抗旱性包括抗脱水的能力和抗高温伤害的能力。作物的抗旱性包括抗脱水的能力和抗高温伤害的能力。如如玉米抗高温不抗脱水，向日葵抗脱水不抗高

57、温。玉米抗高温不抗脱水，向日葵抗脱水不抗高温。 应加强抗旱锻炼。应加强抗旱锻炼。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论502 2、 水涝对作物的影响水涝对作物的影响 水分过多对作物的不利影响称为水分过多对作物的不利影响称为湿害湿害。（明涝暗渍）（明涝暗渍） 渍害：渍害：土壤含水量超过田间最大持水量，土壤水分处于饱土壤含水量超过田间最大持水量，土壤水分处于饱和状态，对作物造成的不利影响。和状态，对作物造成的不利影响。 涝害：涝害：田间地面积水，作物的局部或全部被淹没。田间地面积水，作物的局部或全部被淹没。(1) (1) 水涝对作物的危害水涝对作物的危害（主要是缺氧）主要是缺氧） 对作物形态与生长

58、的损害对作物形态与生长的损害：植株生长矮小，抑制种子萌发，：植株生长矮小，抑制种子萌发，叶片黄化，根尖变黑。叶片黄化，根尖变黑。 代谢损害代谢损害：抑制光合，限制有氧呼吸。：抑制光合，限制有氧呼吸。 营养失调营养失调：降低根对离子吸收活性。产生大量还原性物质，：降低根对离子吸收活性。产生大量还原性物质，H H2 2S S、FeFe2 2、MnMn2+2+以及有机酸（如丁酸）以及有机酸（如丁酸） 影响品质影响品质：烟叶中尼古丁和柠檬酸含量下降。：烟叶中尼古丁和柠檬酸含量下降。2003年第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论52(2) (2) 作物的抗涝性作物的抗涝性 逐步淹水引起土壤中的氧逐步淹

59、水引起土壤中的氧慢慢下降，引起作物根系木质慢慢下降，引起作物根系木质化，限制了还原物质的侵入。化，限制了还原物质的侵入。 不同作物的耐涝能力也有不同作物的耐涝能力也有所差别。所差别。 地上部分茎叶向根系供氧地上部分茎叶向根系供氧能力的大小，是决定抗涝性的能力的大小，是决定抗涝性的主要因素。主要因素。 有些旱地作物的耐涝性也有些旱地作物的耐涝性也较强，如较强，如高粱高粱。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论53铬对水稻生长的影响铬对水稻生长的影响三、三、 水污染对作物的影响水污染对作物的影响 水体污染源有：工矿废水、农药、生活污水。水体污染源有：工矿废水、农药、生活污水。 临界浓度：临界浓度：

60、1mg/L1mg/L和和0.1mg/L0.1mg/L分别是小麦生长和种子萌发的临界浓度。分别是小麦生长和种子萌发的临界浓度。 污水灌溉：铅、汞、砷等高于清水灌溉。污水灌溉：铅、汞、砷等高于清水灌溉。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论54第五节作物与空气第五节作物与空气一、作物与一、作物与COCO2 21 1、田间、田间COCO2 2浓度的变化浓度的变化（1 1）COCO2 2浓度的时间变化浓度的时间变化午夜与凌晨午夜与凌晨 高；高；中午中午 低；低；生长季节生长季节COCO2 2浓度较低；浓度较低；非生长季节非生长季节COCO2 2浓度高。浓度高。第五章 作物与生态环境 作物栽培学总论55