作物生产与环境

二、生态因子对作物的作用
（二）生态因子的作用规律 4.临界百分率理论 4.临界百分率理论 Macy（1936）：以产量和植株养分含量来表达提供 Macy（1936）：以产量和植株养分含量来表达提供 ）： 养分与植株反应之间的关系。 养分与植株反应之间的关系。 最低养分百分率范围内 增加养分可提高产量， 在最低养分百分率范围内，增加养分可提高产量， 但不提高组织养分百分率； 贫乏调节范围内 但不提高组织养分百分率；在贫乏调节范围内，增加 养分可提高产量和组织养分百分率； 养分可提高产量和组织养分百分率；在奢侈消耗范围 增加养分不提高产量，但增加组织养分百分率。 内，增加养分不提高产量，但增加组织养分百分率。
风 乙烯
寄生虫 土壤质地 水分状况 矿质营养

一、作物生长环境与生态因子
作物的环境：作物外部的全部要素组成的整体； （二）作物的环境：作物外部的全部要素组成的整体； 或者说，是指某作物体或作物群体以外的空间， 或者说，是指某作物体或作物群体以外的空间，以 及直接、 及直接、间接影响该作物体或群体生活生存的一切 事物的总和。 事物的总和。 由太阳辐射、大气、水体、土壤、生物所组成的作 由太阳辐射、大气、水体、土壤、 自然空间环境； 物自然空间环境； 除自然环境外，还包括人工环境 如各种温室、 人工环境， 除自然环境外，还包括人工环境，如各种温室、覆 盖物、人工气候室、辅助光源及灌溉设施等。 盖物、人工气候室、辅助光源及灌溉设施等。 人工环境可克服自然环境的不利影响， 人工环境可克服自然环境的不利影响，创造出更适 于作物生活、发挥作物产量潜力的条件。 于作物生活、发挥作物产量潜力的条件。
2 学时

第一章 作物生产与环境
内容提要
作物生长环境与生态因子；（0.5h） ；（0.5h 一、作物生长环境与生态因子；（0.5h） 生态因子对作物的作用；（0.6h） ；（0.6h 二、生态因子对作物的作用；（0.6h） 环境与作物生产力；（0.6h） ；（0.6h 三、环境与作物生产力；（0.6h） 提高作物产量的途径。（0.3h） 。（0.3h 四、提高作物产量的途径。（0.3h）
环 境 引 发 相 应 的 信 号 转 导 程 。 过 因 子 及 其 强 度 都 能 分 别 被 植 物 感 受 并
图 影 响 植 物 生 长 发 育 的 各 种 环 境 因 子
土壤微生物 有毒物质 病原体 光合作用的光 光形态建成的光 温度
重力
光周期 湿度 草食动物

一、作物生长环境与生态因子
（三）作物环境因素 根据对作物的作用特点分为： 根据对作物的作用特点分为： 生态因子：环境中对作物的生长、发育、生殖、 生态因子：环境中对作物的生长、发育、生殖、行 为和分布有直接或间接影响的环境要素。 为和分布有直接或间接影响的环境要素。 各生态因子间的相互组合、 各生态因子间的相互组合、相互制约及时空分布 的不同，可构成多种多样的作物生存环境。 的不同，可构成多种多样的作物生存环境。 生存因子：生态因子中对作物生存所不可缺少的因 生存因子：生态因子中对作物生存所不可缺少的因 如光、 肥等。 子，如光、温、水、气、热、肥等。 对作物起作用的生态因子并非都是生存因子。 对作物起作用的生态因子并非都是生存因子。

二、生态因子对作物的作用
（二）生态因子的作用规律 Blackman（1905）指出， Blackman（1905）指出，当一个过程的进行速度 以若干个别的因子为条件时， 以若干个别的因子为条件时，这一过程的速度受这 些因子中的最慢因子的节律所限制。 些因子中的最慢因子的节律所限制。 2.耐性定律 2.耐性定律 作物对任一生态因子的适应，均存在生态、 作物对任一生态因子的适应，均存在生态、生理 上的最小 最大量的界限 最小和 的界限， 上的最小和最大量的界限，超越此界限则会危及生 温度三基点” 协调生长最适温度” 存。如“温度三基点”、“协调生长最适温度”。

二、生态因子对作物的作用
（二）生态因子的作用规律 5.生态因子综合作用定律 5.生态因子综合作用定律 诸因子的综合效应： ① 诸因子的综合效应：作物最终表现是多种因素综 合作用的结果。 合作用的结果。 相互促进或制约的交互作用： ② 相互促进或制约的交互作用：如作物吸水和吸肥 的关系。 的关系。 作用的主次性：如种子的萌发过程。 ③ 作用的主次性：如种子的萌发过程。 作用的阶段性：如作物的光周期反应。 ④ 作用的阶段性：如作物的光周期反应。 直接和间接作用：如水对作物的作用。 ⑤ 直接和间接作用：如水对作物的作用。 不可代替性和补偿作用： ⑥ 不可代替性和补偿作用：如CO2和光照对光合作用 的影响。 的影响。
一、作物生长环境与生态因子
作物的生长发育和形态表现从根本上讲， 作物的生长发育和形态表现从根本上讲，是基因表 达的结果， 达的结果，而基因的表达在时间和空间上受到环境的 影响。同一作物在不同环境条件下其生长发育、 影响。同一作物在不同环境条件下其生长发育、产量 和品质可能不同。 和品质可能不同。 （一）环境 广义而言，环境是指某一主体周围一切事物的总和。 广义而言，环境是指某一主体周围一切事物的总和。 是指某一主体周围一切事物的总和

三、环境与作物生产力
3.实际产量（ yield）：在现有自然、 ）：在现有自然 3.实际产量（Actual yield）：在现有自然、生产条 实际产量 件和平均技术水平下获得的产量，或者指由于逆境 件和平均技术水平下获得的产量，或者指由于逆境 条件的存在和一般栽培技术水平而得到的实际产量 的存在和一般栽培技术水平而得到的实际产量。 条件的存在和一般栽培技术水平而得到的实际产量。 可以一个地区的平均产量为标准。 可以一个地区的平均产量为标准。 逆境条件造成作物产量的损失可达70%以上；其中， 逆境条件造成作物产量的损失可达70%以上；其中， 70%以上 干旱造成作物产量的损失， 干旱造成作物产量的损失，可达非生物逆境损失总 量的50%以上。 50%以上 量的50%以上。 生物逆境：如病虫害、杂草、鼠害等生物因素； 生物逆境：如病虫害、杂草、鼠害等生物因素； 非生物逆境：如高温、冷害、干旱、水涝、 非生物逆境：如高温、冷害、干旱、水涝、冰暴 和环境污染等。 和环境污染等。

二、生态因子对作物的作用
（二）生态因子的作用规律 上述理论虽可解释某些因素影响作物生长的情况， 上述理论虽可解释某些因素影响作物生长的情况， 但由于作物的生长过程是复杂的， 但由于作物的生长过程是复杂的，而且不同因素间 存在相互影响，或相互替代的作用关系。因此， 存在相互影响，或相互替代的作用关系。因此，在 多数情况下， 多数情况下，尚不能全面反映生态因素对作物 光 春 黑 麦 的 产 量 变 化 照 、 土 壤 湿 度 和 肥 料 同 时 影 响 下

三、环境与作物生产力
作物的实际产量是由其遗传潜力与所处环境条件 作物的实际产量是由其遗传潜力与所处环境条件 遗传潜力与所处 的相互作用所决定的，即作物的生产潜力（ 的相互作用所决定的，即作物的生产潜力（遗传潜 力），只有在保持最适环境条件下，才能充分表达。 ），只有在保持最适环境条件下，才能充分表达。 只有在保持最适环境条件下 然而，在作物生长发育和产量形成过程中， 然而，在作物生长发育和产量形成过程中，其综 合环境因素并非始终处于最适状态， 合环境因素并非始终处于最适状态，其潜在生产力 受到不良环境的极大制约，产量损失可达60 70%。 60受到不良环境的极大制约，产量损失可达60-70%。

图
生物对生态因子的耐受曲线 Putman等 1984） （Putman等，1984）

二、生态因子对作物的作用
（二）生态因子的作用规律 3.报酬递减律 3.报酬递减律 Mitscherlich（1909）：当生长在仅一种养分为限 Mitscherlich（1909）：当生长在仅一种养分为限 ）： 制因子的土壤中，作物的生长速率与这种元素的供应 制因子的土壤中， 量成正比，但这种元素成为非限制因子 非限制因子时 量成正比，但这种元素成为非限制因子时，生长量不 与供应量成正比。 与供应量成正比。

三、环境与作物生产力
1.潜在产量（ yield）： ）：在最适环境条件下 1.潜在产量（Potential yield）：在最适环境条件下 潜在产量 作物的生产产量， 作物的生产产量，或在不受技术限制的情况下作物可 能达到的产量。 能达到的产量。 “不受技术限制”：包括可以获得的最优良品种、 不受技术限制” 包括可以获得的最优良品种、 最佳栽培、管理方式和最佳劳动力因素等。可以用记 最佳栽培、管理方式和最佳劳动力因素等。可以用记 产量（最高观测产量）作为标准。 录产量（最高观测产量）作为标准。 2.可获得产量（ yield）：合理运用现有 ）：合理运用 2.可获得产量（Attainable yield）：合理运用现有 可获得产量 条件达到的产量，即在一般生产条件下，通过改善水、 条件达到的产量，即在一般生产条件下，通过改善水、 肥等耕作条件而获得的产量。可用当地 当地作物高产栽培 肥等耕作条件而获得的产量。可用当地作物高产栽培 试验产量为标准。 试验产量为标准。

一、作物生长环境与生态因子
（三）作物环境因素 气候因子： 气候因子：光、温、水、气、热、风、气候四季变 化等； 化等； 土壤因子：质地、结构、矿质元素、化学性质等； 土壤因子：质地、结构、矿质元素、化学性质等； 地理因子：海拔、纬度、坡向等； 地理因子：海拔、纬度、坡向等； 生物因子：动物、植物、微生物等有害和有益因素； 生物因子：动物、植物、微生物等有害和有益因素； 人为因子：农业生产的干预措施。 人为因子：农业生产的干预措施。人为因子除影响 作物本身外，还影响其他环境因素。 作物本身外，还影响其他环境因素。

二、生态因子对作物的作用
（二）生态因子对作物的作用规律 1.限制因子定律 1.限制因子定律 德国Liebig（1862）提出，当缺少或缺乏一种必需 德国Liebig（1862）提出， Liebig 营养成分时，即使其他所有成分都充分存在， 营养成分时，即使其他所有成分都充分存在，在这种 土壤中的作物仍生长不好。又称为“木桶理论” 土壤中的作物仍生长不好。又称为“木桶理论”。 作物的生活、 作物的生活、生存必需满足其对多种生态因子的需 求，当某种生态因子不足或过量时，不仅直接影响作 当某种生态因子不足或过量时， 物的生存发展，而且也限制其他因子的有效性。 物的生存发展，而且也限制其他因子的有效性。
wwwbiodiscovercomfig1各种外部信号影响植物的生长发育重力光合作用的光光形态建成的光温度光周期湿度病原体草食动物乙烯寄生虫矿质营养土壤微生物有毒物质水分状况土壤质地wwwbiodiscovercom一作物生长环境与生态因子二作物的环境

第一章 作物生产与环境

第一章 作物生产与环境
• 重点： 重点： 影响作物生产力的主要环境因素及其作用。 影响作物生产力的主要环境因素及其作用。 • 难点： 难点： 环境因素影响作物生产力的作用规律和机制。 环境因素影响作物生产力的作用规律和机制。


二、生态因子对作物的作用
（一）生态因子对作物的基本作用 1.提供作物生活所必需的能量和物质来源； 1.提供作物生活所必需的能量和物质来源； 提供作物生活所必需的能量和物质来源 2.环境及其周期性变化， 2.环境及其周期性变化，提供作物完成生长发育进 环境及其周期性变化 程所需的信息和条件； 程所需的信息和条件； 信息和条件 3.环境胁迫危及作物正常生活乃至死亡； 3.环境胁迫危及作物正常生活乃至死亡； 环境胁迫危及作物正常生活乃至死亡 4.环境的多种因素可能引起作物的遗传变异 4.环境的多种因素可能引起作物的遗传变异改变其 环境的多种因素可能引起作物的遗传变异改变其 遗传本性。 遗传本性。