作物与生态环境概论

本文格式为Word版，下载可任意编辑——作物与生态环境概论第五章作物与生态环境作物学通论第一节作物的生态因子与生长调理一生态因子1生态因子的概念作物存在的生态系统称为农田生态系统农田生态系统与其它生态系统一样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与作物相关的全体环境因子统称生态因子作物学通论第一节作物的生态因子与生长调理一生态因子2生态因子的分类1气候因子包括光照温度水分空气等诸多因子随地理位置和海拔高度而变化2土壤因子土壤水分土壤空气和土壤布局土壤温度土壤酸碱度土壤肥力土壤有机质土壤生物等3地形因子高原山地平原低地以及坡度的大小和坡向等4生物因子动物如哺乳动物昆虫等其中昆虫对作物影响较大植物中除作物本身外还有各种杂草微生物中包括对作物有益的微生物和有害的病原菌等5人为因子栽培措施作物学通论3生态因子的作用机制与限制方式1生态因子的作用机制生态因子作用的主次效应在确定的环境条件下众多的生态因子中总有一两个因子起着主导性的抉择性的作用而其它因子那么处于次要的地位生态因子的交互作用效应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生态因子的直接作用和间接作用有些生态因子如光温水气和土壤养分等生活因子能直接影响或参与作物的新陈代谢另一些生态因子如纬度海拔地形等那么是通过影响上述因子间接作用于作物生态因子作用的阶段性在农田环境中各个生态因子及其组合会随着时间的推移而发生阶段性的变化加上不同生育阶段的作物对生态因子有不同的回响因此生态因子的作用往往表现出确定的阶段性特点作物学通论3生态因子的作用机制与限制方式2生态因子的限制方式李比希最小因子定律德国化学家李比希提出了植物的生长取决于数量最缺乏的那一种养分物质的观点即最小因子律限制因子条件第一这确定律只有相对稳定的条件下才能运用其次务必考虑因子间的相互作用报酬递减律从经济学移植到农业生产上从确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步裁减作物学通论3生态因子的作用机制与限制方式2生态因子的限制方式谢尔福德耐性定律在最小因子定律的根基上人们察觉某些因子的过量也会成为限制因子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因子的耐性范围也不同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时那么生物对其它一些生态因子的耐性范围缩小D对主要生态因子耐性范围宽的生物种其分布范围广E同一生物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作物学通论二作物的生态适应性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地区性和季节性而季节性又是其核心作物各生育时期对环境有一个综合要求不利的环境因子降低了其它适合因子的作用适合的环境因子能片面弥补不利因子的不良作用作物的生态适应性就是每种作物具有的遗传生理生态等属性和环境相统一的特性一般生态适应性可分为强中弱和不适应四个等级同一种生物包括作物的不同个体群长期生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生态形态和生理特性不同的基因型类群称为生态型种以下不同种的生物作物在自然和人工选择条件下形成具有类似形态生理和生态特性的生物作物类群称为生活型种以上作物学通论三作物生长的环境调理1环境因子在自然界中并非孤立存在而是彼此影响相互制约的2采取各种应变措施处理好作物与环境的相互关系既要让作物适应当时当地的环境条件又要使环境得志作物的要求作物学通论其次节作物与光照一光照度对作物的影响1太阳光的性质光是太阳辐射能以电磁波的形式投射到地球外观的辐射线太阳放射出不同频率和波长的电磁波组成太阳光谱到达地球的太阳光谱范围是2504000nm之间作物学通论其次节作物与光照一光照度对作物的影响1太阳光的性质光的波长及其所含的能量对作物有分外重要的意义1热效应辐射是作物体与外界环境举行能量交换的主要形式太阳能被作物截获后大片面转化为热能用于蒸腾以及维持作物的体温保证各代谢过程以适合的速率举行2光合作用作物把吸收的太阳辐射能的一片面用于光合作用它是作物将光能转化为化学能举行生产的根基3光形态建成太阳辐射的数量光强和光谱成份光质对作物的生长和发育的调整起着重要作用4诱发性突变太阳光中紫外线X射线等波长很短的高能量辐射对生物有杀伤作用同时它们也能变更遗传物质的布局引起突变作物学通论其次节作物与光照一光照度对作物的影响1太阳光的性质不同光谱成分对作物生育和产形成的作用作物学通论其次节作物与光照一光照度对作物的影响2光照强度及其变化太阳光照强度在地球大气层上方根本上是恒定的大约在13959Wm2这一数值称为太阳常数太阳光通过大气层时由于散射反射和被气体水蒸气空气中的尘埃微粒所吸收强度减弱并且举行了重新调配在穿过作物冠层时太阳辐射又会大大减弱在自然界中光照强度和光合有效辐射photosyntheticactiveradiationPAR是随时随地变化的这些变化与天气太阳高度角纬度海拔坡向等有紧密关系作物学通论其次节作物与光照一光照度对作物的影响3光照度对作物的影响叶片光合速率与呼吸速率相等净光合速率为零这时的光强称为光补偿点在确定范围内低光强区光合速率随光强的增加而呈比例增加超过确定光强后光合速率增加变慢当达成某一光强时光合速率就不再随光强而增加呈现光饱和现象开头达成光合速率最大值时的光强称为光饱和点此点以后的阶段称为光饱和阶段不同作物光照光合曲线不同光补偿点和光饱和点也有差异作物学通论C3植物C4植物和CAM植物的某些光合特征和生理特性其次节作物与光照一光照度对作物的影响3光照度对作物的影响群体的光合作用大豆单叶光饱和点27000lx光补偿点1700lx吉林13号赵述文1981右图群体内光照处境铁丰18号沈阳农学院1981作物学通论其次节作物与光照二日照长度对作物的影响1日照长度及其变化除赤道以外地球上各纬度的白昼长度都是随季节而变更的自然界中一昼夜间的光暗交替称为光周期2光周期现象和作物光周期类型作物在发育的某一阶段要求确定长短的昼夜交替才能开花这种现象叫作物的光周期现象1长日照作物这一类作物要求在24小时昼夜周期中日照长度长于某一个临界日长才能成花小麦黑麦大麦油菜甜菜菠菜萝卜等2短日照作物这一类作物要求在24小时昼夜周期中日照长度短于某一个临界日长才能成花水稻玉米大豆高梁烟草大麻黄麻等3日中性作物这类作物的成花对日照长度不敏感在任何长度的日照下均能开花棉花黄瓜茄子辣椒番茄等作物学通论其次节作物与光照二日照长度对作物的影响3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抉择因素尤其是短日作物对不同波长光的研究中察觉红光最为有效而远红光的作用相反作物学通论其次节作物与光照二日照长度对作物的影响4光周期理论在生产上的应用1引种一般在同纬度地区只要肥水条件好像引种轻易告成从不同纬度的地区引种时确定要举行试验且忌盲目引进2育种花期相遇南繁北育3操纵花期花卉生产菊花短日照杜鹃山茶花长日照4调理养分生长和生殖生长以养分器官为主要收获物的作物适当推迟开花能够提高产品的产量和品质短日作物从南方引进种子到北方种植能达成这一目的南麻北种就是把我国华南生产的大麻黄麻及红麻的种子运到北方种植不仅提高了产量麻纤维的质量也相应提高利用暗期的光休止处理可以抑制甘蔗开花从而提高产量作物学通论第三节作物与温度作物生长发育需要确定的热量表示热量的是温度各种作物生长发育都要求确定的温度条件同时温度也会引起其它环境因子发生变化如土壤水分大气湿度及土壤肥力等真正影响作物生理生化活动的是作物的体温而作物是变温的有机体它的体温虽然可以有确定程度偏离环境温度但又总是趋向于环境温度环境温度包括大气温度和土壤温度作物学通论第三节作物与温度一温度的变化节律及其对作物的影响气温变化可分为周期性变化节律性变温与非周期性变化非节律性变温两大类1气温的时间变化温度在一天内有一个最高值和一个最低值最高值与最低值之差称为气温的日较差日较差的大小因纬度季节海陆天气状况的不同而异一年内有一个最高值和一个最低值一年中最高月平均气温最热月与最低月平均气温最冷月之差称为气温的年较差在北半球最热月展现在7月大陆上和8月海洋上最冷月展现在1月大陆和2月海洋作物学通论第三节作物与温度一温度的变化节律及其对作物的影响2气温的空间变化1气温的水平分布气温在水平方向上的变化称为水平地理分布气温的水平地理分布与地理纬度海陆分布等因素紧密相关赤道到两极可以划分为热带亚热带温带和寒带一般纬度每增加一度年平均温度降低05两半球的年平均温度由赤道向极地降低各纬度之间年平均温度的变化及其强度并不一致在赤道与20度纬线之间纬度每隔10度温度下降不到2度而在两半球2050度之间温度下降加快有的地方每隔纬度10度下降1013由80度到极地温度下降的速度略为减退南半球各纬度的年平均温度比北半球同纬度要低一些全球年平均温度为143而北半球为152南半球为133全球平均最高气温不在赤道而在北纬10度邻近温度年较差也是由赤道向极地增大在北半球温度年较差自20度纬线开头显著增大而南半球要从南纬50度起才显著增加由于北半球自20度纬线向北大陆面积显著扩大而南半球由赤道到南纬50度大陆面积始终很小这就缓和了这里温度的年较差作物学通论第三节作物与温度一温度的变化节律及其对作物的影响2气温的空间变化2气温的垂直分布气温随海拔高度的变化称为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100米温度降低的数值称为气温直减率在对流层的不同高度气温直减率也不一致平均为065hm在对流层内有时上层空气比接近地面的空气更热这种现象称为逆温形成逆温的理由主要是在天晴风小的夜晚尤其是冬季地面因长波辐射猛烈大量失去热量地面温度显著降低以贴近地面的空气层温度也随之冷却这种逆温叫辐射逆温它往往导致展现低雾霜露等天气现象山地上部冷空气顺坡下沉到谷底把谷地原来的暖空气排挤到上部这种由地形影响而形成的逆温称为地形逆温我国山地面积很广研究地形逆温具有重要意义进展热带亚热带经济作物通常要在南坡谷底以上3050m为宜作物学通论第三节作物与温度一温度的变化节律及其对作物的影