作物高产理论与实践2016(在职)

作物高产理论与实践宁夏大学代晓华第一章作物产量栽培作物的目的——获得较高的目标数量即产量，从而获得较高的经济效益。

第一节作物产量形成一、作物产量——作物目标产品的数量。（一）生物产量：作物在整个生育期间通过物质和能量转化所生产和积累的有机物质的总量，即植株全部地上部干物质的收获量。（二）经济产量：是指栽培目的所需要的有经济价值的主产品的收获量。不同作物其经济产品器官不同禾谷类、豆类、油料作物为籽粒；薯类为块根、块茎；麻类为茎或叶纤维；烟草为叶；绿肥为茎叶。同一作物不同栽培目的其经济产量概念不同。（三）经济系数

经济系数=经济产量／生物产量（即生物产量转化为经济产量的效率）生物产量高是高产的基础，经济系数高是高产的必要条件。决定经济系数因素1、所利用器官：收获营养器官的作物，经济系数高于收获子实的作物。2、收获产品的成分：产品含碳水化合物多的比含蛋白质和脂肪为主的作物经济系数高。3.同一作物和同一品种还决定于栽培条件和水平。不同作物的经济系数作物经济系数水稻和小麦0.35~0.50玉米0.30~0.40薯类作物0.70~0.85甜菜0.60油菜0.28大豆0.25~0.35籽棉0.35~0.40皮棉0.13~0.16烟草0.60~0.70叶菜类1.0三者的关系

产量＝生物产量×经济系数生物产量是基础，经济产量的高低与生物产量成正比，生物产量转化为经济产量取决于转化效率，即经济系数。二、作物产量构成因素及其相互关系株数单株有效穗（分枝）每果粒数粒重（一）作物产量单位土地面积上作物群体的经济产品的数量，即由个体产量或产品器官数量所构成。作物产量可以分解为以下几个构成因素。每穗（分枝）粒（果荚）数

产量=单位面积穗数×单株粒数×单粒重量不同作物产量构成因素作物产量构成因子禾谷类穗数、每穗实粒数、粒重豆类株数、每株有效分枝数、每分枝荚数、每荚实粒数、粒重薯类株数、每株薯块数、单薯重棉花株数、每株有效铃数、每铃籽棉重、衣分率油菜株数、每株有效分枝数、每分枝角果数、每角果粒数、粒重甘蔗有效茎数、单茎重烟草株数、每株叶数、单叶重绿肥株数、单株重（二）产量构成因素特点产量各构成因素形成和决定的时间不同，有一定的顺序性；越早决定的因素变异越大，受环境影响越大，人为促控的效果越大。越晚出现的决定因素越稳定，较多受遗传特性控制，人为促控效果较小；（穗数﹥粒数﹥粒重）以收获营养器官为目的的作物：营养期收获，栽培管理技术比较简单；

禾谷类：产量构成从生育前期、中期、后期交替完成；收获种子的作物：豆类：前期决定果数，中后期决定每果粒数和粒重；

1.产量构成因素的形成特点1)作物产量形成具有一定顺序性，在作物整个生育期内不同时期依次而重叠进行。生育前期——营养生长——光合产物用于根茎叶蘖生长生育中期——生殖器官分化和营养器官旺盛生长——生殖器官多少决定产量潜力大小。生育后期——结实成熟阶段——光合产物运往籽粒，营养器官停止生长。2）各产量构成因子在产量形成过程中各具特点：

穗数是产量因素中调节幅度较大的因素。

小穗、小花分化数量是穗粒数潜力的基础，对产量有一定的补偿作用。

粒数和粒重取决于开花结实及光合产物向籽粒转移的程度。3）产量构成因子间具有补偿作用主要表现为生长后期形成的产量因素可以补偿生长前期损失的产量因素(粒数补偿穗数).产量构成因子间的补偿作用株数／㎡穗数／㎡粒数／㎡粒重／㎡粒数／穗单粒重（mg）小麦54427.517484.8809.240.946.3114495.016978.5767.534.345.2149585.018544.5806.731.743.5水稻179480.032400.0868.367.526.8293550.532589.6870.259.226.7627649.531565.7842.848.626.7674673.527546.2724.540.926.3玉米33.71627.9392.3446241.065.82064.8458.8356222.296.91758.7350.0256198.9128.31627.2317.3179194.6水稻产量因素形成的特点（三）产量构成因子之间的关系1、产量构成因素之间为乘积关系各产量构成因子的数值越大，产量就越高。但各产量构成因子是相互制约。2、产量构成因素相互间很难同步增长，往往彼此之间存在着负相关关系。3、株数(穗数)与单株产品器官(粒数)数量间的负相关关系较明显4、在产量构成因素中，株数是基础，粒数和粒重对株数有一定的补偿作用。

禾谷类作物产量构成因素变化作物基本苗(万/hm2)穗数(万/hm2)每穗粒数千粒重(g)产量（kg/hm2)水稻60.0387.075.226.07576.5120.0492.061.526.17945.5240.0526.551.726.17938.0439.5552.048.726.07642.5小麦60.0300.036.5438401.5120.0540.033.943.58908.5180.0555.032.143.28847.0240.0690.029.542.58665.5一、产量的物质来源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、运输、分配与积累。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的建成，干物质形成、运输、分配和积累。光合作用是产量形成的生理基础。

生物产量=光合面积*光合能力*光和时间-呼吸消耗三、作物产量形成的机理作物光合生产的能力包括叶片、茎、叶鞘及结实器官能够进行光合作用的绿色表面积，其中绿叶面积是构成光合面积的主体光合作用进行的时间是指在单位时间内单位叶面积同化CO2的毫克数或积累干物质的克数光合时间光合效率光合面积叶面积、叶层结构光和强度、光合生产率生育期、光照时数、太阳辐射强度、光合器官的功能期光合产物的消耗作物生命活动需要消耗能量。呼吸消耗、器官脱落、病虫害、不良环境条件等。结论在适宜范围内，光合面积愈大，光合时间愈长，光合效率又较高，光合产物非生产性消耗少，运输畅，分配利用较合理，就能获得较高的经济产量。二、产量物质的运输和分配作物的干物质积累动态遵循Logistic曲线(S形曲线)模式，即经历缓慢增长期、指数增长期或直线增长期、减慢停止期。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。同化产物的运输运输部位——韧皮部；运输方式——蔗糖的形式运输；影响因素——内部因素：输导组织发达程度；外部因素：温度、光照强度、水肥条件；同化产物的分配取决于各种库的吸力大小和距离源的远近；还受维管束连接方式的约束代谢旺盛的幼嫩器官、库源相对位置较近的、分配同化产物多；小麦旗叶、水稻剑叶、玉米棒三叶库多同时竞争一种有限的同化物时，物质分配明显偏向较大的库，如玉米多穗。四、作物高产的途径作物产量潜力潜在生产力

在充分理想条件下所能形成的产量，即作物产量的潜力得到充分发挥时所能达到的产量，称为潜在生产力或理论生产力现实生产力

在具体的生产条件下所能形成的产量，称为现实生产力。一般生产力平均生产力现实生产力纪录产量潜在生产力最大生产力>>>>生产中一般的平均产量水稻413.8kg/亩，仅为高产国家的64.9％；小麦267.3kg/亩，仅为高产国家47.7％；玉米328.3kg/亩，仅为高产国家53.4%。目前实际生产中得到的最高产量单位土地面积上，单位时间内作物形成有机物的最大能力

作物产量潜力：在最适条件下，单位面积、单位时间内由光能所决定的作物生产潜力。光合作用的本质：吸收利用太阳能的过程；光能利用率的高低与作物产量密切相关。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部分（占总辐射的44.4%）进行光合作用，称为有效辐射。叶片反射、漏光10%，叶绿体以外的部分吸收的光10%，叶绿体能量转化效率为22.4%，呼吸消耗为1/3。

实际上进行光合作用的可见光只有

(100-10-10)×22.4％×2/3＝12％

以玉米为例：华北每天太阳辐射为500卡/cm2，玉米生育期按100天计，全生育期50千卡/cm2，每亩666.6×50×104=3.33亿千卡。（1）有效辐射=3.33×44.4%=1.48亿千卡/亩（2）光合能力=1.48×12%=1776万千卡/亩，每克生物产量（CH2O）需4千卡。（3）玉米子粒产量=1776万/4×0.4（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。

光能利用率光能转化率><高产田光能利用率在1-5%，一般低产田只有0.4%光能转化效率为18.7-28%？光能利用率：作物光合作用所贮存的化学能占光能总投入量的百分比。Eu（%）＝ΔW•H∑S×100%ΔW：测定期间干物质的增加量，单位g•m-2H：每克干物质所含能量，一般作物为16744-17800J•g-1，平均按17270J•g-1或17.27KJ•g-1∑S：测定期间太阳能累积量，单位KJ•m-2光能转化率：作物光合产物所贮存的化学能占光合作用所吸收的光合有效辐射能的百分比。Ec（%）＝CGR•HPAR×100%CGR：最大的日平均生产率，单位g•m-2•d-1H：每克干物质所含能量，一般作物为16744-17800J•g-1，平均按17270J•g-1或17.27KJ•g-1PAR：光合有效辐射（400-700nm），单位KJ•m-2光合有效辐射13叶绿体吸收量4光饱和损失2反射、透射损失呼吸损失5光波不可见光线宇宙射线γ射线Χ射线紫外线可见光线不可见光线红外线微波长波超长波150～4000nm380～760nm这部分能量只是太阳总辐射的44%左右。6能量转化效率影响因子影响光能利用率的因子2反射、透射损失反射、透射等损失为5-30%，平均为15%被绿色组织吸收的70-90%，其余10-30%是被非绿色组织吸收。3叶绿体吸收量因为光饱和损失的能量大约为10-30%，就整个群体来说，中后期一般为5%左右。4光饱和损失光照强度光合速率光饱和点呼吸消耗的损失大约为40%，C3作物因光呼吸要消耗的更多些。呼吸损失5光合有效辐射44%13叶绿体吸收量80%4光饱和损失5%2反射、透射损失15%呼吸损失40%56能量转化效率22%影响因子Eu（%）＝Q*0.44

=Q*3.75%*(1-0.15)*0.8*(1-0.05)*(1-0.4)*0.2201按全生育期的太阳辐射能估算法02按产量形成期的太阳辐射能估算法03简单估算法04按含氮量估算法最高理论产量按产量形成期的太阳辐射能估算法如以宁夏水稻为例，按其抽穗后30d计算，在这30d中，每天每平方米土地的太阳辐射投入量为1.758×104KJ•m-2•d-1，请计算每亩的最高理论产量。175801758030d前期漏光损失较多；光合产物主要用来形成营养器官；没有区别不同生育时期对产量的不同贡献。每亩太阳能总收入＝1.758×104KJ•m-2•d-1×30×666.7＝3.516*108KJ•666.7m-2每千克干物质所含能量以1.727*104KJ计算，则：÷1.727*104＝763kg•666.7m-21.32*107每亩的生物产量为：＝687kg•666.7m-2763*0.9以上干物质输送到籽粒中的量以90%计算：根据各项扣除折合为：3.516*108KJ•666.7m-2×0.44×0.85×0.8×0.95×0.6×0.22=1.32*107KJ•666.7m-2＝1030kg•666.7m-2687÷2/3水稻营养生长期内，茎秆中贮存的碳水化合物转移到穗中去的约占1/3，而花后的光合产物约占产量的2/3即：Eu（%）＝763*172703.516*108KJ•666.7m-2×100%=3.75%谷壳约占粒重的19%：1030÷（1-0.19）=1271.6kg

我国18亿亩耕地每年约接受5×1018KJ的太阳辐射，如果光能利用率按2%计算，我国粮食的产量潜力是多少？太阳能总收入＝5

*1018×2%＝1*1017KJ每千克干物质所含能量以1.727*104KJ计算，则：÷1.727*104＝5.8*1012kg有机物58亿吨1*1017每年耕地可生产5.8*1012×0.4=2.3*1012kg23亿吨粮食可折合粮食(经济系数0.4)2.3*1012×0.6=14亿吨粮食如果以60%的耕地种植粮食则2%？2%？如果某作物生长期间，每亩获得太阳能为17.72×108KJ，亩产粮食1000kg，经济系数为0.4，则其光能利用率为？Eu（%）＝1000÷0.4*1727017.72*108×100%=2.4%二、提高作物产量的途径1．培育高光效品种：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。2、提高光能利用率1）采用优良株型增加太阳辐射能的俘获使所俘获的太阳能在作物冠层内合理分布提高整个作物冠层的光合效率2）适宜的种植密度：采用合理的栽培措施，加强田间管理，保证群体适宜，使叶面积系数保持较高水平，维持较长时间，促进光合产物的积累和运转，当提高密度对干物质的积累有利，经济系数最高时，产量最高。3）间复套种：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。4）化学调控：（1）粮食作物立体复合种植小麦套种玉米(麦/玉)；小麦套种玉米间大豆(麦/玉‖豆)；小麦套种马铃薯(固原)(麦/薯)；荞麦套种马铃薯(盐池)立体农业发展的模式图增加对太阳能的俘获第一阶段采用间套复种立体农业发展的模式图增加对太阳能的俘获第一阶段采用间套复种第二阶段改进间套复种方式，提高光能的俘获提高光能利用率例如麦套玉米的适宜带比等，这实际上也好象改进株型一样，能使太阳光能在立体复合群体内部最均匀合理的分布，达到充分俘获光能。第三阶段选择最适宜的作物组合立体农业发展的模式图提高能量转化效率第一阶段采用间套复种第二阶段改进间套复种方式，提高光能的俘获例如，小麦套种玉米就是充分利用玉米这种C4作物低光呼吸和高光合效率的特点，充分发挥立体复合群体的增产潜力的。实质：一是增加对太阳能的俘获，二是增加能量的转化效率——提高光合作用效率。所以，立体农业，实质上就是提高对太阳能的俘获和提高能量转化效率的农业。（二）中国立体农业获得作物高产的实质5）采用先进的栽培技术措施，抑制光呼吸，CO2施肥，增施有机肥→CO2。

3．排除“障碍因素”安全生产，盐碱地，涝洼地改造等。4．补助“营养限制因素”，发挥作物生产能力，“光、温、水、气、肥”

，改善水肥条件。二、作物“源、流、库”理论及其应用作物源库流的概念作物流库在产量形成中的互动源库理论在生产中的应用源作物产量的形成是通过叶片的光合作用进行的。源是指生产和输出光合同化物的叶片。作物群体则是指群体的叶面积及其光合能力。

禾谷类作物开花前光合作用生产的物质主要供给穗、小穗和小花等产品器官形成的需要，并在茎、叶、叶鞘中有一定量的贮备供花后所需。开花后的光合产物直接供给产品器官。源的供给能力禾谷类作物开花前光合产物产量器官贮备在茎、叶、鞘在现代高产栽培情况下，产量大部分来自于花后的光合产物。在栽培上控制好源器官，使叶面积指数在灌浆期间具有较高值和维持较长时间。不同部位的叶片对产量的贡献不同1、穗子顶生作物籽粒碳水化合物主要来自于穗和最上部3片叶的光合作用，但不同叶片的贡献不同。2、玉米棒三叶，特别是穗位叶的光合产物主要供给果穗；3、大豆各层次叶面积与豆粒间的相关显著；4、油菜花后主要光合部位是角果。同化物的运输方向源的同化产物有就近输送的特性。1、就近运输每个叶片生产的同化物首先或大量地运到距它最近的需求器官。2、同侧运输有些作物叶片生产的同化物运向同侧的需求器官。增强源的供给能力的措施1、延长光合时间2、提高光合强度3、增加光合面积4、二氧化碳充足库

产品器官的容积和接纳营养物质的能力.库的潜力存在于库的构建中。

库正在生长的幼嫩组织暂时性的贮藏器官永久性的贮藏器官库的容积禾谷类穗数、每穗颖花数、籽粒大小

开花前花期和花后灌浆期薯类单位土地面积上的块茎块根数、和薯块大小。库的贮积能力灌浆持续期灌浆强度库的贮积能力

光生态条件对库的建成有明显影响水养分流

指作物植株体内输导系统的发育状况及其运转速率。

流的主要器官是叶、鞘、茎中的维管系统，其中穗颈维管束可看作源通向库的总通道，同化物质运输的途径是韧皮部，韧皮部薄壁细胞是运输同化物的主要组织。

同化物的运输受多种因素的制约。韧皮部输导组织的发达程度，是影响同化物运输的重要因素流强度及影响因素

源器官膨压库

库器官不断吸收与消耗蔗糖，库强高，源强才高，流通畅。流度量用光合产物的运输速度衡量。韧皮部的横截面积与输入量成正比；流大小=穗茎维管束总数*平均通量*有效输导时间

源-库-流关系源库类型：源限制型库限制型源库互作型源库流关系：源是库形成和充实的基础；库对源的大小和活性有反馈作用；流受源库调节，也与源库互作；源库大小对流的方向、速率、数量都有影响；

源流库对产量的限制分析

在产量水平较低时，源不足是限制产量的主导因素。同时，单位面积穗数少，库容小，也是造成低产的原因。增产的途径是增源与扩库同步进行，重点放在增加叶面积和增加单位面积的穗数上。当叶面积达到一定水平，继续增穗会使叶面积超出适宜范围，此时，增源的重点应及时转向提高光合速率或适当延长光合时间两方面，扩库的重点则应由增穗转向增加穗粒数和粒重。作业从光能利用的角度，试论提高作物生产潜力的途径。（要求3000字，符合综述论文格式：题目、摘要、关键词、前言、正文（论点、论据、结论）、参考文献）第三节小麦高产理论与实践一、小麦生产概况世界：小麦在世界分布极广，各大洲均有种植。主产国：有俄罗斯、中国、美国、印度、法国、加拿大、澳大利亚、英国。生产水平：平均单产最高的国家是荷兰，小面积单产最高的是联邦德国，亩产1333kg。俄罗斯、加拿大、澳大利亚等国依赖扩大种植面积而发展小麦生产。荷兰、英国、法国等由于土地资源少，以单位面积高产量来弥补耕地的不足。中国、美国不论在面积、总产、单产上都较接近，也是依赖面积夺总产，单产虽高于世界水平，但距离荷兰等国家差距还较大。世界小麦种植面积和产量2013年全球小麦种植面积2.2亿公顷，产量6.978亿吨。

我国小麦概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。我国小麦栽培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。小面积过千斤。我国小麦商品率低，全国平均30%，人均年消费86公斤，以传统食品为主，近年小麦比较效益低，小麦生产大幅滑坡。

全国小麦近年生产表2010年2014年播种面积（千公顷）总产量（万吨）单产（kg/hm2）播种面积（千公顷）总产量（万吨）单产（kg/hm2）2425711518.1

4748.32406412617.15243.1

小麦生产面临的主要问题小麦品质：小米品种普遍加工品质低，大多数无法加工面包、饼干、糕点达不到机械化生产优质面条的要求。小麦产量潜力低；小麦产区病害加重；

宁夏小麦生产小麦是宁夏的主要粮食作物。与全国相比，平均单产低，但灌区高于全国水平，主要由于山区水分条件限制，产量较低。宁夏小麦在全国产麦省区中，具有一定的比较优势，但优势集中在灌区。1990年2000年2010年2011年2012年2013年总产量（吨）78000744618703325629759620447463158面积（公顷）148825单产（千克/公顷）254025463327311634673112单产低于全国平均水平，但引黄灌区高于全国平均水平30%。二、小麦的分布与栽培区划

分布：小麦是分布最广的作物，自赤道附近的低纬度起至两极圈附近的高纬度，皆有小麦栽培。由负海拔到海拔3000一4000m左右的尼泊尔、秘鲁以及我国青藏高原都有小麦种植。小麦主要分布在北纬20°—60°及南纬20°—40°间，40％左右分布在年降雨500—800mm的地区，主要以欧亚大陆和北美面积最大，占全世界85％以上，以冬麦为主，冬、春麦面积约为3：1。我国小麦分布很广，北起黑龙江的漠河，南到海南岛，西至新疆，东抵沿海以及台湾省，南北跨越寒、中、暖三温带和各类型的亚热带及热带。海拔高度由不及10m至4460m处的西藏，都可正常生长。全国一年中1—10月均有小麦收获，生育期短者100天左右，长者300天左右。主产区在N20°—N41°，河南、山东、河北、安徽，产量占全国一半以上，以冬麦为主，占世界总产量的12％，几乎与美国或印度的产量相等。其次在东北、西北春麦区，面积小，故总产量少。

区划以年极端最低气温-24为界分为冬、春麦区，在地理上以长城以南、岷山以东为冬麦区，面积占83%左右；其余为春麦区，但也有零星冬麦分布。根据各地的气候特点、耕作栽培制度，品种类型分布、播种和成熟期早晚、将我国小麦划分为十个麦区，三个主区以播性命名，十个亚区按“地域一播性一冬春性”三级命名。1、春麦区东北春麦区：黑、吉、辽中北部北方春麦区：辽宁西部，内蒙古与宁夏大部，甘肃东北部和河北长城以北以及陕西、山西北部西北春麦区：甘肃西部，青海东部新疆冬春麦区：新疆全部青藏春冬麦区：青海西部和西藏2、冬麦区北方冬麦区：京、津、河北中北部、晋中-东南、甘肃陇东、陕西渭北高原和延安、宁夏固原、辽宁锦州沿海、山东胶东半岛北部气候特点：日照丰富，小麦生育期降水100-150mm，且分布不均，冬季寒冷，多风小麦生产：一年一熟或两熟，小麦品种为冬性或强冬性，生育期长，分蘖力强，成穗率高，产量不高但潜力大。存在问题：冬春干旱少雨，夏初高温缺水，有高温逼熟灾害黄淮海冬麦区：山东、河北中南部、河南江苏安徽的淮河以北地区、山西南部、陕西关中平原、甘肃天水和定西地区气候特点：气候温和、日照充足、小麦生长期降雨120-250mm小麦生产：冬性、半冬性品种，多于玉米、棉花套作。产量高而稳存在问题：水不足，灌浆期干热风危害，生育后期白粉病、锈病等病害严重。盐碱地低产田面积较大。

长江中下游冬麦区：上海、江西、湖南、湖北、河南江苏安徽的淮河以南地区、浙江北部、陕西安康地区气候特点：冬季温和湿润，降水充沛，小麦生长季500-800mm降水小麦生产：多与水稻、棉花、杂粮复种，半冬性或春性品种，产量低而不稳。存在问题：日照不足，多雨易涝，种收不易（烂耕烂种、穗发芽），产量较低。赤霉病、白粉病、锈病、蚜虫、杂草危害重西南冬麦区：四川、重庆、云南、贵州、陕西汉中华南冬麦区：福建、广东、广西、浙南。现小麦很少三、小麦群体结构与产量形成(一）产量量构成产量＝单位面积穗数×每穗粒数×粒重

小穗数、小花数、结实率基本苗、分蘖数、分蘖成穗率灌浆速率、灌浆强度（二）群体结构1.群体结构——指群体内个体的数量、生育状况，以及在空间和平面上的分布，包括群体大小、组成，动态变化等。2.合理群体结构的内容和指标1）群体大小（1）基本苗数：群体发展的起点，以品种特性、地力、播期栽培方式而定（春小麦34—40万不等，冬小麦8-20万/亩，灌区春小麦40－45万苗）。（2）总茎数：反映了麦田群体变化情况，与分蘖习性有关，抽穗前反应了群体大小，孕穗期定单位面积穗数。一般茎数是计划穗数的2倍左右。（灌区春小麦50－55万）。（3）穗数：是反映群体大小的最终体现，根据品种地力条件等而定，一般大、中、小穗品种分别以35-40，40-45，50-60万/亩。

（4）叶面积系数：是群体结构的综合体现。在一定范围内与产量呈正比，不同品种、不同生育时期最适叶面积系数不同。冬前起身拔节挑旗灌浆1±1.5-2.03－45-64－3（5）干物质积累分配：出苗－拔节干物质占总量20％，拔节－乳熟占65％以上，乳熟－成熟占15％。合理群体结构：指群体的大小、分布、组成、动态等都适合小麦的品种特性及当地的地力条件、生产条件、气候因素等，使群体与个体协调发展的结构。经济有效地利用阳光、地力、达到高产，稳产、低成本的目的。2）群体长相——指群体结构的外观表现，包括叶片大小、挺披程度、叶色、封垄早晚，整齐度等。叶片以驴耳形为好，马耳形弱苗，猪耳形为旺苗。在叶片大小上，应立促基部叶片增大，控制中部叶片不过大，保持上部叶片适当大。

弱苗（马耳朵）壮苗（驴耳朵）旺苗（猪耳朵）长相长势心叶对比：在最上一片叶展开时弱苗心叶露尖很少壮苗心叶长度达到前一片展开叶片长度的一半旺苗心叶尚未展开，它包裹着的新叶已露尖。叶色：苗期—N代谢为主叶色显“青”；拔节—碳水化合物增多叶色显“黄”;孕穗—又以N代谢为主，叶色显“青”;花后—同化物的转运与贮存，叶色显“黄”高产田合理长相：

苗期：麦苗葡萄、分蘖茁壮，呈鸡爪状；

拔节期：叶片青绿，形似驴耳，麦垄似封未封，透光好；

挑旗—抽穗：远看郁郁葱葱，行垄不分，近看青枝绿叶，可见地面；

开花以后：保持4片绿叶，穗头整齐，下落穗少；

成熟时：落黄正常，一片金黄，若有青绿并发白色则不正常称为青枯。3）群体分布：小麦植株垂直分布和水平分布。垂直分布包括叶片大小、角度、层次分布、株高。水平分布包括行株距、植株分布均匀度。4）群体组成

组成群体的作物种类和品种，主茎与分蘖、有效蘖与无效蘖，主茎穗与分蘖穗，大穗与小穗的比例，套种作物比例等。5）群体的动态变化

小麦的生长发育是系统的发育过程，其动态变化主要包括蘖数、叶面积系数、植株高度和干物质增长的动态变化，各时期都有一定指标范围，如果该期内达不到以后无法挽回。3.群体结构的自动调节群体自动调节——随着种植条件变化，作物分蘖的消长随之变化，层层调节，群体大小趋于一致，这种性能称自动调节。基本苗少，单株分蘖多，增加迅速，但总蘖数增加较慢，到达高峰期晚，反之则分蘖期延迟，其它均相反。不同基本苗的群体冬前总蘖数相差较大，中期较小，后期更小。但从个体发育指标看则相反，差异越往后越大。在相同穗数情况下，基本苗少的穗子大于基本苗多的，产量亦高；从单株来看，单株具有较多穗数的穗子常大于穗数少的，单株穗数与单株平均穗粒数，穗粒重呈正相关。群体结构的自动调节特征：有一定的时间性：（其调节能力是小麦对环境适应的过程，出现越早的指标其调节能力越强，蘖数﹥穗数﹥穗粒数﹥千粒重）顺序性:（肥水→分蘖数→穗数→粒数→粒重→产量），而且影响逐渐减小。有一定的限度：过密或过稀的群体，最终都不会调到理想水平，产量较低，因此自动调节是次要的，主要是人工调节，自动调节是在人工调节的基础上进行的。（三）建立合理群体结构的途径合理群体结构与地力、肥水条件、气候条件、栽培技术、水平、品种特性有关。1.以分蘖数为主（高产田）：基本苗较少（10万左右），最高分蘖少（100万左右），分蘖成穗率高（50%以上），通过减少基本苗控制无效分蘖，防止群体过大；通过提高成穗率获得足够的穗数（45-55万），夺取高产。2.主茎穗与分蘖穗并重（中产田）：基本苗20万左右，最高分蘖不超过110万，穗数40万±，群体不过大，个体发育良好，采用大穗型品种。3.以主茎穗为主（晚播冬麦田和春麦田）：基本苗40万，春季最大分蘖120-150万，穗数55万左右，多采用小穗型品种。作业以宁夏灌区春小麦为例，论述小麦生产的制约因素及小麦高产栽培的主攻措施。（要求3000字，符合综述论文格式：题目、摘要、关键词、前言、正文（论点、论据、结论）、参考文献）水稻高产理论与实践水稻是我国最重要的粮食作物之一

水稻是世界第二大粮食作物，播种面积和总产量仅次于小麦。我国播种面积占粮食作物播种面积的30％左右，而稻谷产量占粮食总产的40％以上，播种面积和总产量均居粮食作物之首。全国约有2/3的人口以稻米为主食。水稻的分布与生产概况世界分布水稻在世界上的分布非常广泛，世界各大洲都有水稻生产，其中90％的水稻集中在亚洲，美洲次之。种植面积较大的国家依次是印度、中国、印尼，但是中国稻谷的总产量居世界第一。中国水稻生产概况和分布1、生产概况我国是稻谷生产大国。水稻总产量世界第一，面积最大的省（市）依次是湖南、四川、江西；均在4000万亩以上。单产最高的是辽宁，平均亩产518kg。2、分布

从黑龙江到海南，东起台湾西至新疆都有分布，以秦岭淮河为界，分南方稻区和北方稻区，南方稻区占全国总面积的92%，以籼稻为主，两季或三季，北方以粳稻为主，占全国8%面积，单季稻。3、区划Ⅰ.华南双季稻作带（区）：本区位于南岭以南。双季稻为主，品种有早、中、晚籼稻。Ⅱ.华中单双季稻作区：本区位于南岭以北，秦岭淮河以南。双季稻为主，品种早、中籼。Ⅲ.西南高原单双季稻作区：本区位于云贵高原和青藏高原。稻麦（蚕豆）两熟，双季稻或单季稻、低地多籼稻，高地多粳稻。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ又叫南方稻区，占全国面积的92％；除云贵高原有少量粳稻外，主要品种为籼稻。Ⅳ.华北单季稻作区：本区位于秦岭淮河以北，长城以南。单季春稻及稻麦两熟，中粳为主。Ⅴ.东北早熟单季稻作区：本区位于辽东半岛和长城以北，大兴安岭以东。单季春稻，早粳为主。Ⅵ.西北单季稻作区：本区位于大兴安岭以西，长城、祁连山与青藏高原以北。单季春稻，早粳为主。Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ又叫北方稻区，占全国面积的8％；主要品种为粳稻。普通栽培稻的类型1、栽培稻分为籼稻与粳稻两个亚种籼稻与粳稻是在不同温度条件下形成的两个亚种，籼稻主要分布在秦岭、淮河以南的平原，粳稻主要分布在秦岭淮河以北及以南的高寒山区。2、每一亚种根据生育期长短又分为早、中稻和晚稻。凡全生育期（播种一成熟）125天以内的叫早稻，125—150天为中稻，150天以上为晚稻。3、每类又分水稻和陆稻2个土壤生态型陆稻是人们从水稻中选择驯化出的具有耐旱性的一种土壤生态型。4、每个土壤生态型又分为粘稻和糯稻二个变种粘米中含10%-30％的直链淀粉和70%-90％的支链淀粉，糯米中几乎全为支链淀粉。水稻产量形成一、产量构成因素及其相互关系产量＝生物产量×经济系数

=草重（地上部藁杆重）×谷／草（谷草比）产量＝粒(重)叶比×最大叶面积1、产量构成因素单位面积穗数×每穗粒数（每穗颖花数）×成粒率×粒重2、各因素相互关系穗数＝株数×单株分蘖数×分蘖成穗率粒数：长穗期，幼穗分化过程中小穗数和小穗发育程度决定粒数。成粒率、粒重：结实期，由籽粒形成期谷壳大小和灌浆期物质积累状况决定。（叶片早衰、贪青徒长、不利气候因素、单位面积小穗数过多造成秕粒）单位面积穗数与每穗粒数存在显著负相关。光合产物的积累与分配水稻产量物质积累动态遵循logistic曲线模式。

插秧－穗分化穗分化－抽穗抽穗－成熟干物质占总量10－20％40％－50％30％－40％稻的经济系数高，一般为0.5－0.6，谷草比1.0－1.5。抽穗后干物质积累与产量呈直线关系。

抽穗前茎鞘中贮藏性物质占产量10％－30％，抽穗后光合产物占70％－90％，剑叶30％，倒二叶36％，倒三叶20％，倒四叶8％。理想株型与高效群体理想株型及高效群体最适LAI和粒／叶的大小与群体内的株型有关，株型即长相。理想株型是指群体中植株在形态与生理机能方面均有利于最大限度地利用光能及其他生态资源，使群体生物产量和经济产量达到应有潜力水平的株型。

50—60年代，水稻劳模陈永康(江苏)和崔竹松(吉林)便提出高产水稻的株型应该是：分蘖期叶片甩开微垂，分蘖整齐叉开，呈“水仙花”或“喇叭筒”形，如果呈“一柱香”或“锥子苗”，需立即追施氮肥，拔节期叶片挺拔，如“牛角状”，稻株清秀老健，孕穗期最上2—3叶逐个缩短，挺立不垂，苗脚清爽，成熟时，弯而不倒，青秆黄穗，活熟到老。杨守仁认为，接近理想株型的品种或组合应该是耐肥抗倒、生长量大和谷草比大。其株高90cm左右，分蘖力中等，穗形偏大，“偏矮秆和偏大穗相结合。日本松岛省三的理想株型是：茎秆矮，穗长要短，二级枝梗少，茎数多，上部三片叶短、宽、厚、直立，茎上保持尽可能多的绿叶数，根在抽穗后要保持吸氮能力。近年来，我国多以偏矮秆大穗或偏大穗品种(组合)为主，推广“小群体、壮个体、高积累”、“稀播稀插”、“旱育稀植”等栽培技术，以大穗高结实率夺取高产。理想株型的水稻

苗期：分蘖期根系发达，抗寒性好，分蘖力强；

拔节后株型紧凑，叶片直立；半矮杆，抗倒伏；抽穗灌浆期穗直立或下垂，通风透光好，根系活力强，叶片不早衰，光合能力强，光合产物多；

源、库、流协调，产量高。衡量群体质量的指标：抽穗至成熟群体光合生产量，叶面积指数、总颖花量、粒叶比、单茎茎鞘重、穗数等；由理想株型组成的群体是高效群体，其特征是：最适LAI大，总颖花量大，有效分蘖率和结实率高、粒叶比大，有效叶面积率高，单茎茎鞘重，生物产量和经济系数高，谷草比大。作业以宁夏灌区直播稻为例，试论直播稻生产的问题及发展的前景。（要求3000字，符合综述论文格式：题目、摘要、关键词、前言、正文（论点、论据、结论）、参考文献）玉米高产理论与实践玉米生产概况

(一)世界玉米生产概况全世界玉米集中在北半球温带，收获面积以北美洲最大，亚洲次之。世界上最适宜种植玉米的有三大玉米带：一是美国中北部玉米带；二是中国玉米带；三是欧洲玉米带。全世界玉米种植面积在14亿公顷左右，面积次于水稻、小麦居第三位，总产和单产均居第一位，单产4336kg/hm2。面积较大的国家有美国、中国、巴西、墨西哥等；产量较高的国家美国、中国、墨西哥、法国，阿根廷等；单产较高的国家：法国、美国、中国、阿根廷；美国玉米产量占世界玉米产量42%，中国占19%，欧盟巴西占6%，墨西哥阿根廷分别占3%，印度、南非分别占2%，玉米在粮食作物中所占比重播种面积总产量位次12345面积美国中国巴西墨西哥印度（千公顷）27091214011147571006000总产美国中国巴西原苏联墨西哥（千吨）20150898823214051600012019单产希腊意大利美国德国西班牙（公斤/公顷）90007575748569606495世界玉米主产国家产况比较我国玉米生产概况我国玉米产量占世界总产的20%左右，是世界第二大玉米生产国。我国玉米分布很广，东起台湾和沿海各省，西至新疆和青藏高原，南自海南省南端以及云南西双版纳，北达黑龙江黑河附近都有玉米种植。玉米种植面积最大的省依次为河北、山东、河南、吉林、黑龙江、辽宁、四川、云南省。我国玉米播种面积常年稳定在20000千公顷（3亿亩）左右，约占粮食播种面积的18%。单产4500kg/公顷左右，在粮食组成中占19.7％。大部分省区单产在3000～4500kg/公顷，高产地区大面积可达9000～10500kg/公顷。目前我国春玉米高产记录是16950kg/公顷，夏玉米16440kg/公顷，均过吨粮。全国玉米平均单产超过4500kg的省市有吉林6238.2kg、辽宁6753.2kg、山东6106.5kg、宁夏6263.9kg。中国玉米作为口粮占7%，主要是饲用、加工、种子在我国玉米消费结构中，饲料消费自八十年代开始占据绝对份额，2000年达到最大为76.51%，由于玉米深加工的快速发展，饲料消费占比开始逐步回落，至2006年占总消费的73%。随近几年我国玉米深加工工业快速发展，玉米工业消费量增加迅速。2001年(包括淀粉消费和酒精消费)仅1300万吨，至2005年已达2800万吨，占国内总消费的20%。尤其是淀粉消费的需求，2001年淀粉消耗玉米仅728万吨，至2005年已达1710万吨。位次12345面积吉林河北山东河南黑龙江（千公顷）2901.52630.62455.12420.42179.5单产辽宁吉林山东河北河南（公斤/公顷）6753.26238.26106.54400.54338.1总产吉林山东河北辽宁河南（万吨）1810.01499.21157.61079.71050.0中国玉米主产省份产况比较宁夏玉米生产简况宁夏是全国玉米产区之一，面积和总产虽较小，但单产居平均水平之上。2004年面积达187.9千公顷，总产117.7万吨，单产6263.9kg/公顷。主要以黄灌区麦套玉米为主，近年新开发引黄灌区和山区种植覆膜玉米，扩大了玉米种植面积，产量水平也提高很大，生产的玉米以饲用为主。我国玉米分布我国的玉米分布极为广泛。集中产区分布在东北、华北和西南山区，形成从东北向西南的狭长的玉米带。玉米的分类

（一）籽粒特征：籽粒形状、胚乳淀粉结构、有无稃壳分为9种类型（亚种）（1）硬粒型（2）马齿型（3）半马齿型（4）糯质型（5）甜质型（6）爆粒型（7）粉质型（8）有稃型（9）甜粉型1、硬粒型2、粉质型3、马齿型4、爆裂型5、有稃型1、半马齿型2、马齿型3、糯质型

123按生育期长短分类1）早熟品种：春播70～100天，夏播70～85天。植株短小、叶数少（14～17片）、籽粒小，千粒重150～200g。2）中熟品种：春播100～120天，夏播85～95天。植株性状中等，千粒重200～300g。产量较高，适宜地区广。3）晚熟品种：春播120～150天，夏播96天以上，植株高大，叶多（21～25片），籽粒大，千粒重300g左右，产量较高（中晚熟、掖单12、13号）按株型分类1）紧凑型：果穗以上叶片直立、上举，茎叶夹角小于30度。中部叶片长，群体透光性好，适合于密植。2）平展型：果穗叶以上叶片平展，叶尖下垂，茎叶夹角大于45度，上部叶片较长，个体壮大，群体透光性差，不宜密植。3）半紧凑型：介于二者之间。玉米产量构成

产量=单位面积穗数*单株粒数*单粒重单位面积株数*空秆率单穗行数*行粒数、结实性（秃尖度）籽粒大小、容重

群体质量：对于群体的描述是通过一定数量来描述的，所谓质量指标是各项指标中最优化的数值。玉米高产群体质量指标：是指群体结构中与产量具有密切联系的性状指标，高产栽培必须使群体的各项形态、生理指标，不断接近于优化目标，促进高产群体的形成。玉米高产群体质量指标主要有以下几个方面:一、提高吐丝至成熟期群体的物质积累量二、控制吐丝期群体适宜的LAI三、增加总结实粒数四、粒叶比是综合反应群体源库协调水平的质量指标五、改善叶系组成六、提高茎系结构的质量七、群体质量的根系性状描述一、提高吐丝至成熟期群体的物质积累量增产1通过密植、增肥、促进早发，把群体生物产量增加上去（物质基础）2增加K值，创造高产尼契波诺维奇（Nichiponovich）于1954年提出了生物产量与经济产量的概念，并将两者表示为：经济产量=生物产量╳K二、控制吐丝期群体适宜的LAI最适LAI的确定根据门司正三提出的群体叶层消光原理，群体吐丝期最适LAI(F)的理论计算公式：

F=-(lnIs/Io)×1/KA品种株型B当地日照强度C基部叶片正常的受光度二、控制吐丝期群体适宜的LAI最适LAI的确定若某地吐丝至成熟期的光照强度为60000lx，玉米基部叶片的正常受光的光照强度为4000lx，品种叶系消光系数为0.5，则该品种在该地的最适LAI为:

F=-(ln4000/60000)×1/0.5=5.42I0I1I6I2二、控制吐丝期群体适宜的LAI50-70年代初玉米生产水平低，LAI不足是限制产量主要矛盾，LAI由50年代初的1.2左右提高到70年代初的3.5-4.0，提高了光能利用是增产的主导因素。70年代中-90年代初90年代开始品种由平展型改为紧凑型，大大提高了群体最适LAI（最高可达到6左右），光能利用进一步提高，玉米产量大幅度提高。进一步提高产量不仅靠进一步增加LAI，而同时靠提高单位叶面积的光合效率春玉米吐丝期LAI与光合势及净同化率的关系LAI过小或过大，均不能形成最高的花后干物质积累量。吐丝期适宜的LAI一般在4.8-5.1，在这一范围内，光合势和净同化率这对矛盾得到了协调，产生了最大的光合生产量，实现了高产。品种（密度）拔节期吐丝期吐丝期后15天吐丝期后45天收获期产量（千克/亩）郑单958（8081株/亩）2.118.648.744.114.251149.8先玉335（7334株/亩）2.138.568.243.933.81066.8高产玉米群体叶面积指数的变化玉米产量的提高主要在于增加总粒数总粒数对花后物质生产及其分配的影响

1.增加总粒数是促进花后光合生产力的内源机制

2.增加总粒数，促进了光合产物向穗分配运转三、增加总结实粒数四、粒叶比是综合反应群体源库协调水平的质量指标

玉米群体粒叶比的表述方式有两种：

实粒数/叶面积(dm2)粒重(g)/叶面积(dm2)。

可用吐丝期群体叶面积与最终的总粒数及产量求得。粒叶比与产量的关系是:

y(产量kg/666.6m2)=LAI×粒