总论第三章作物产量和产品品质形成

精心整理第三章作物产量和产品品质的形成第一节作物产量及其构成因素一、作物产量栽培作物的目的是获得较多的有经济价值的产品。

作物产量即是作物产品的数量。

作物产量通常分为生物产量和经济产量。

生物产量是指作物一生中，即全生育期内通过光合作用和吸收作用，即通过物质和能量的)。

)的0.60—0.70，水稻、小麦为0.35—0.50，玉米0.30一0.50，大豆0.25一O.40，油菜0.28左右，棉花(籽棉)为0.35—0.40，皮棉为0.13—0.16。

禾谷类作物的经济系数还与植株高度有关。

据观测(四川农学院，1978)，株高不同的小麦品种，其经济系数有明显差异。

株高由60cm增高到100cm以上，其经济系数由0.51下降到0.34，两者呈负相关，株高在50cm左右的超矮秆品种，经济系数最小，仅为0.24左右。

可见，植株偏高或过矮，经济系数都不高，产量也相应降低，前者生物产量高，后者生物产量低。

虽然不同作物的经济系数有其相对稳定的数值变化范围，但是，通过品种改良、优化栽培技术及改善环境条件等，可以使经济系数达到高值范围，在较高的生物学产量基础上获得较高的经济产量。

二、产量构成因素作物产量是指单位土地面积上的作物群体的产量，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几个构成因素(Engledow，1923；松岛，1957)，并依作物种类而异(表3—1)。

例如，禾谷类作物的产量构成为:产量＝穗数×单穗粒数×粒重，或产量＝穗数×单穗颖花数×结实率×粒重，豆类作物为：产量＝株数×单株有效分枝数×每分枝荚数×单荚实粒数×粒重表3—4(一)产量因素的形成是在作物整个生育期内不同时期依次而重叠进行的。

如果把作物的生育期概分为3个阶段，即生育前期、中期和后期。

那么以子实为产品器官的作物，生育前期为营养生长阶段，光合产物主要用于根、叶、分蘖或分枝的生长；生育中期为生殖器官分化形成和营养器官旺盛生长并进期，生殖器官形成的多少决定产量潜力的大小；生育后期是结实成熟阶段，光合产物大量运往籽粒，营养器官停止生长且重量逐渐减轻，穗和子实干物质重量急剧增加，直至达到潜在贮存量。

一般说来，前一个生育时期的生长程度有决定后一个时期生长程度的作用，营养器官的生长和生殖器官的生长相互影响，相互联系。

生殖器官生长所需要的养分，大部分由营养器官供应，因此，只有营养器官生长良好，才能保证生殖器官的形成和发育。

据报道(余德谦，1987；陈彩虹等，1987；莫惠栋，1974)，棉花现蕾期或初花期单株根、茎、叶总干重与单株果节数呈明显正相关；水稻颖花数及谷粒重量随茎蘖干重增加而增加。

由此可见。

营养器官的生长和生殖器官的生长存在着数量关系。

因而，在高产栽培中，应通过合理密植、施肥、灌溉等措施，建成适度的营养体，为形成较多的结实器官，增加产量提供物质基础。

产量因素在其形成过程中具有自动调节现象，这种调节主要反映在对群体产量的补偿效应上。

不同作物的自动调节能力亦不同，分蘖作物如水稻、小麦等，自动调节能力较强；主茎型作物，如玉米、高梁等，自动调节能力稍弱。

穗数是禾谷类作物产量因素中调节幅度较大的因素。

分蘖作物的有效穗数是生育期内分蘖)和结构不同，小穗小花分化顺序亦不同。

小麦的小穗分化先由穗的中下部开始，然后向上下两端发展，玉米雌穗则从幼穗基部开始向顶部分化。

一般说来，从第一个小穗原基出现到穗顶端小穗原基出现的时间较长，就可能提供增加小穗数的机会。

小穗原基对产量的补偿能力因品种、植株营养状况及小穗分化期的环境条件而异。

一般在小麦产量水平较高和幼穗分化期较长的条件下，主茎和有效分蘖具有形成较多小穗的能力；若早期分蘖少，小穗分化期植株营养供应充足，环境条件适宜，有利于小穗原基的大量形成，对产量的补偿作用明显；反之，小穗原基发生少，使继后的小花数和粒数受到限制，则对产量的补偿作用削弱。

水稻的颖花数由分化的颖花数和退化颖花数决定。

据调查(杜金泉，1964)，伴随二次枝梗退化的颖花量占90.7％，伴随一次枝梗退化的占8.3％，直接退化仅占1％。

因此，在水稻穗分化前到颖花分化期，特别是枝梗分化期改善植株的营养及环境条件。

是增加颖花数的关键。

粒数和粒重取决于开花结实及其后的光合产物向籽粒转移的程度。

开花受精对环境条件十分敏感，如果该时期遇到水分亏缺或降水过多、湿度过大，温度低等不利气候条件以及营养不足，则结实减少，造成缺粒。

缺粒多发生在顶部小穗和基部小穗中，以及小穗内的上部小花上。

禾谷类作物籽粒在形成过程中，其形态、体积和重量发生一系列变化。

籽粒形成阶段干物质积累较慢，千粒重日增长量很小。

据观察，小麦千粒重日增重只有0.3—0.9g，到此期末期粒重仅为成熟期粒重的15％—20％(华中农业大学，1986—1988)，玉日增重8010％。

官、吸收器官及产品器官的建成及产量内容物的形成、运输和积累。

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，并取决于光合产物的积累与分配。

作物光合生产的能力与光合面积、光合时间及光合效率密切相关。

光合面积，即包括叶片、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；光合时间是指光合作用进行的时间；光合效率指的是单位时间，单位叶面积同化CO2的毫克数或积累干物质的克数。

一般说来，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，分配利用较合理，就能获得较高的经济产量。

对丹玉13玉米光合系统与产量关系的研究表明(沈秀瑛，1986—1989)，最大叶面积指数由3.24增大到4.10，每公顷总光合势增加了44.25×104 m2·d，小花分化期至开花期的净同化率在7.0g／m2·d左右，生物产量和经济产量分别提高12.72％和6.76％，其中，叶面积指数和光合势是产量的制约因素。

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、直线增长期和减慢停止期。

作物生长初期，植株较小，叶片和分蘖或分枝不断发生，并进行再生产。

此期干物质积累量与叶面积成正比。

随着植株的生长，叶面积的增大，净同化率因叶片相互荫蔽而下降，但由于单位土地面积上叶面积总量大，群体干物质积累近于直线增长。

此后，叶片逐渐衰老，功能减退，群体干物质积累速度减慢，同化物质由营养器官向生殖器官转运，当植株进入成熟期，生长停止，干物质积累亦停止。

作物30％—30％—％一30的1991980)Bingham(1969)对冬小麦干物质分配的研究指出，矮秆品种的粒秆比为1.15—1.49，高秆品种为0.9—1.10，表明矮秆品种的干物质分配对籽粒产量形成有利。

这正是近年来麦稻中矮秆和矮秆品种很受重视的原因之一。

(三)生长分析作物的干物质生产和积累是通过作物的生长过程实现的。

生长既能描述植物大小的不可逆性，还能描述数量的变化，如用重量来表示，干物重即是于物质生产量的指标。

作物生长过程中，植株个体和群体生物产量的增长与增长速度、光合器官生产干物质的能力等有关。

按照作物生长与时间呈指数函数关系的规律，植物在生长过程中，植株越大(越重)，而且生产效能越高，则所形成的干物质也越多。

生产的干物质用于形成植株体，从而为下一步的生长奠定了更大的生长基础，这种生长过程称之为植物生长的复利法则，就是说，在某个阶段的植株体的干物重是按照该阶段前的本利合计，增长率为“利率”，干物质增加部分为“利息”，本阶段开始时的原有干物重为“本金”。

按照复利法则，植株干物重便不断增加，植株不断长大。

衡量作物生长的方法较多，其中“生长分析法”是最常见的一种，主要有以下几个指标。

1.相对生长率(Relativegrowthrate ，RGR)在对不同作物群体或植株生长能力进行比较时，生长速度是一个重要度量。

例如，就群体中个体植株而言，第一次取样称重，一个代表株为g ／g 为式中：R 可用下式来计算：R 一般以克／克·日或克／克·周为单位。

2．净同化率(Netassimilationrate ，NAR)表示单位叶面积在单位时间内的干物质增长量。

其表达式如下：NAR ＝dtdw L 1⋅上式中：L ＝某一时间的叶面积；t ＝时间；dt dw ＝时间t 时的干物质增长速度。

根据实测值计算NAR 时，可用下式进行：式中：L 2、L 1分别是t 2、t 1时的叶面积。

净同化率也可用下式计算：净同化率是生长分析法的一个重要的基本概念，它表示单位叶面积在单位时间内物质增长量，大体上相当于用气相分析法测定的单位叶面积同化效率的数值。

它是从叶片实际同化作用中，扣除了叶片、茎及根系呼吸作用所消耗的部分以及落叶失去的部分。

净同化率的单位可用g ／m 2·周或mg ／dm 2·d 来表示。

3．叶面积比率(Leafarearate,LAR)叶面积对植株干重之比，即作物单位干重的叶面式中：(NAR)4式中：式中：5式中：)式中：A ＝LAI(叶面积指数)；dt L ⋅＝NAR(净同化率) 上式表明，作物群体干物质增长速度与净同化率及叶面积指数成比例。

但由于两者中NAR 变动幅度较窄，所以LAI 对群体干物质增长的作用较大。

在利用试验测定结果计算CGR 时，可用下式：式中：W 2、W 1分别是t 2、t 1时测得的干物重；A 为土地面积。

CGR 的单位是g ／m 2·d 。

生长分析法是以作物生育过程中干物质增长过程为中心进行研究的，在测定干物质增长的同时，也要测定光合器官——叶面积，这是与光合作用的生理功能密切结合的。

由此得出的生育特性与丰产性能的关系，已超越了简单的相关关系，而是生态、生理的因果关系。

采用生长分析方法，对于不同种类的作物，同一作物的不同品种以及同一品种在不同栽培条件下的生长发育差异，均可进行比较研究。

（四）与生长分析有关的2个指标1．叶面积指数(LAI)叶面积指数是指作物群体总绿色叶面积与该群体所占土地面积的比值。

即叶面积指数＝总绿叶面积/土地面积。

例如在666.7m2土地上，有叶面积2000m2,则叶面积指数为3，作物大田生产通常是依靠单位土地面积上的作物群体来进行的，所以计算叶面积指数时要以单位土地面积上的群体叶面积为准而不能以单株叶面积为准。

作物群体叶面积指数随生育进程，一般呈抛物线变化。

出苗后，随植株生长发育，叶面积指数由小到大，大约到群体最繁茂的时候,禾谷类作物在抽穗开花期，双子叶作物在产。

比d 以上)6.Og／LAI与2整个生育时期内群体绿叶面积的逐日累积，光合势的单位以平方米·日来表示。