作物生长发育与环境

4、作物水分亏缺敏感度（λ）：
Y/Ym＝ Π（ETi/ETmi）λi Y ――实际产量； Ym――潜在产量；λ――作物水分亏缺敏感度；ETi ――实际蒸散量；ETmi ――潜在蒸散量；i――作物生育期；当ETi/ETmi＝1时， 该生育期对产量无影响；当ETi/ETmi＝0时，作物死亡。
例如在甘肃河西走廊，春小麦水分亏缺敏感度λ是抽穗期（0.1775）＞ 播种分蘖期（0.1270）＞灌浆成熟期（0.1085），说明抽穗期是春小麦的水分 敏感期；在北美大平原，春小麦开花成熟期（0.65）＞孕穗开花期（0.29）＞ 拔节孕穗期（0.21），说明该地区小麦开花成熟期是水分敏感期；
第二节 作物生长发育与温度
一、温周期与作物生产
温周期：作物生长发育与温度变化的同步现象称之 为温周期。
温度是热量的量度单位；昼夜变温对作物生长有很 大影响。一般来说：水稻以白天24－26℃，夜 温14－16℃，最有利于籽粒灌浆；小麦以白天 20℃，夜温17℃，最有利于麦穗中的小穗的形 成；同时，小麦籽粒中蛋白质含量与日夜温差 呈正相关R＝0.85。
2、作物需水量：是指作物在适宜的土壤水分和肥力水平下，经过 正常生长发育、获得高产时的植株蒸腾、株间蒸发以及构成植株体的 水量之和。
由于构成植株体的水量很少很少，所以一般作物需水量等于植 株蒸腾量、蒸发量之和；通常单位是mm或m3/hm2 ；例如广东早稻 需水量490 m3/亩；河北冬小麦182 m3/亩；河南夏玉米282 m3/亩；
大豆：光照长短对大豆的蛋白质、脂肪季脂肪酸组分有明显 的影响。开花后延长光照，可使蛋白质含量下降，脂肪含量 上升；油酸、软脂酸占脂肪酸的比例下降；亚油酸、亚麻酸 和硬脂酸的比例上升。
三、光谱成分对作物的作用
光波长为390－760nm纳米（0.39－0.76um）的光 能被绿色植物吸收40－50％。
九、极端温度对作物的为害及防御
1、低 温：作物种类不同，生长发育阶段不同，对低温的抵抗能 力不同。如水稻、棉花、花生在0.5－5℃温度下，34－36 h便可 死亡；而冬小麦越冬期在－20℃气温时，不易受冻。低温为害主 要有冻害、冷害和霜冻。
冻害 是指植物体冷却 至冰点以下，引 起作物组织结冰 而造成伤害或死 亡。冻害的发生 有两种情况。
注意点：田间最大持水量的概念；土壤含水量一般 是粘土（高达30％）＞壤土（不超过25％）＞砂 土（较低）。
三、作物对水分平衡的反应
作物水分平衡反应一般是指作物吸水、用水、 失水三者之间的动态平衡关系。（1）供水 不足，气孔变小，蒸腾作用减弱；（2）吸 水过多，可能出现吐水现象，容易使作物 徒长或倒伏；（3）蒸腾作用大于吸水作用 时，叶片萎焉下垂，作物生长受到抑制； 可见作物吸水与失水维持动态平衡（吸水 和失水相等）时，作物才能进行旺盛的生 命活动。
可见作物的需水规律包括：水分临界期（水分关键期）；作物耗水 量（蒸散量），它包括蒸发量和蒸腾量两部分；水分利用率三个方面。
3、作物水分临界期：作物一生中对水分缺乏最敏感、 最容易受害的时期。通常作物水分临界期是花粉母细胞 四分体形成期，例如水稻是孕穗至开花期；玉米是开花 至乳熟期；小麦是孕穗至抽穗期；甘蔗是分蘖至拔节期； 甘薯是蔓薯并长期；花生是开花下针期；大豆是开花至 鼓粒期。（讲义表11－5）
（3）可以确定是丰收年还有歉收年。
五、地温与作物根系生长
据研究认为：各种作物根系伸长的适宜温度是：水稻32－35℃；玉米 24℃；大豆22－27℃；甘薯21－30℃。另据研究认为：在低温条件下所 生长的根系，呈白色、多汁、粗大、分枝少、皮层生存较久；相反，在高 温干旱条件下，呈褐色、汁液少、细小而分枝多、木栓化程度高，皮层破 坏较早。
冷害 作物遇到零 上低温，生 命活动受到 损伤或死亡 的现象，称 为冷害。
(又称白 霜)。
2、高 温：作物开花结实期易受高温为害，例如水稻高温 主要是伤害雄性器官，使得空粒率增加； 十、作物温光生产潜力
温光生产潜力是指CO2、水分、土壤肥力、农业技术措 施全部满足的条件下，由当地辐射和温度所决定的最高作 物产量。 十一、农艺措施对温度的影响
几种作物开花期对最低、最适和最高温度要 求的三基点是；油菜5、14－18和30℃；水 稻20、25－30和40－45℃；玉米18、25－ 28和38℃；花生16、25－18和38℃。
四、积温
1、积温：是指某一生育时期或某一时段内，日平均气温积 累之和。它是热量资源的表示方法。 2、活动积温和有效积温： （1）活动积温：大于或等于生物学零度的日平均温度累加 值总和。生物学零度是喜温作物10℃，耐寒作物是0℃。 （2）有效积温（生长度日）：日平均温度与生物学零度差 值的累加值。 3、积温在生产上的指导意义： （1）是制定农业气候区划、合理安排作物布区的依据； （2）是作物熟性划分的标准。
四、作物需水量和水分临界期
1、基本概念： 土壤含水量（土壤含水率、土壤湿度）：主要有重量含水量
(（湿土质量－干土质量）/干土质量×100)；容积含水量（土壤容积/ 土壤总容积×100）；相对含水量（土壤含水量和田间持水量的比 值）；土壤水储量；田间持水量；土壤萎篶系数（植物因根系无法吸 水而发生永久性萎篶时的土壤含水量）；土壤有效水最大含量等。
＞0.72um（＞720nm），远红光； 0.71－0.61 um(710 －610 nm)，红、橙光；利于碳水化合物的合成。 0.61－0.51 um(610 －510 nm)，绿光。 0.51－0.40 um(510 －400 nm)，蓝、紫光，利于蛋白质的合成。 ＜0.40 um（＜400 nm），紫外光；对果实成熟有促进作用，并增加
七、温度对产量品质的影响
草莓在形成甜味和着红色是要求中等到较高的温度,但在形成香味时要求 10℃左右的温度；哈密瓜和吐鲁番葡萄香甜是由于当地的温度日较差较大的 原因，番茄开花时如遇低温会造成畸形果，春播小萝卜在春寒时易分叉、纤 维多和品质下降。
八、温度与作物分布
根据作物对温度要求的不同可将作物分为喜温作物和喜凉作物，喜凉作物 又分为喜凉耐寒型（如冬小麦、冬大麦、冬黑麦可以耐－20℃～―18℃的低 温）和喜凉耐霜型（如油菜、豌豆、菠菜等适宜生长的温度是15－20℃， 12－18℃也能生长，可耐－8℃～―5℃的低温，不怕霜冻），喜温作物又 分为温凉型（如大豆、谷子、甜菜适宜生长的温度是20℃－28℃）和温暖型 （如水稻、玉米、甘薯等）；我国各种地带适宜种植的作物见表10－7。
当然不同的作物、同一种作物的不同品种，期水分临界 期的长短有所不同，短者说明适应不良水分条件的能力 强，反之则弱。当然我们在实施作物节水种植时，要将 有限的水资源放在临界期使用，例如生产上经常采用的 对玉米等作物的蹲苗及大喇叭口时期的水肥齐放措施就 是利用这一原理在非需水关键期控制水分，在需水关键 期步水，以达到节水增产的目的。
南方中稻水分敏感度λ是抽穗开花期（0.5923）＞拔节孕穗期（0.5236） ＞分蘖期（0.4872）＞乳熟期（0.1504）；
湖北漳河是：
Y/Ym＝（ETi/ETmi）0.1130·（ETi/ETmi）0.3999·（ETi/ETmi）0.6968· （ETi/ETmi）0.2393 分蘖期（0.1130）；拔节孕穗期（0.3999）；抽穗开花期（0.6968）；乳 熟期（0.2393）；可见湖北漳河中稻水分敏感期是抽穗开花期。
果实的含糖量 。
青藏高原蓝紫光丰富，所以春小麦屡出高产记录。另外，浅 蓝色薄膜可以透过光合作用所需要的380－760 nm波长的 光，因此可以促进作物增加产量，改善品质；它们目前在 蔬菜栽培中具有广泛的用途。
四、作物对光能的利用
目前理论光能利用率是3－5％；高产田可达到2.4－3％，光能利用 率较低的原因是： 1、漏光损失：作物生长前期叶面积很小，日光大部分漏射地面而损 失； 2、光饱和浪费：稻麦光饱和点约为全日照的1/3－1/2，更强的光不能 提高光合速率，而形成浪费（自然光强度10－21万lx，而稻麦的光饱 和点2.4－3.0万lx）； 3、条件限制：环境条件不合适，矿质元素缺乏，CO2供应不足，病 虫害为害等。
二、作物对温度要求的三基点
作物生长发育过程中，每一个生理过程对温度都有最低、 最适和最高点的要求，这种现象称之为作物对温度要求的三 基点。喜温作物适宜生长的温度较高，生长的起点温度也较 高，一般在10℃总以上（如水稻、棉花、玉米、大豆、麻类 和甘薯等）；而耐寒作物适宜生长的温度较低，生长的起点 温度也较低，一般在2－3℃（如小麦、大麦、油菜、蚕豆和 甜菜等）。
南方双季早稻水分敏感度λ（广西桂林多年平均）是抽穗开花期 （0.6968）＞拔节孕穗期（0.3999）＞乳熟期（0.2393）＞分蘖期（0.1130）；
南方双季晚稻水分敏感度λ（广西桂林多年平均）是拔节孕穗期（0.4919） ＞抽穗开花期（0.2339）＞分蘖期（0.2219）＞乳熟期（0.0892）；
1、光补偿点：就是光合速率等于零时的光照强度(低限)； 阴生植物的光补偿点是100lx,喜光作物是500－1000 lx，大 豆1700 lx；水稻600－700 lx；玉米1800－3000lx。 2、光饱和点：就是光合速率不受光照强度增大的影响而趋 于最大光合速率时的光照强度（高限）。阴生植物的光饱 和点时5000－10000 lx，喜光作物是2000－25000 lx，大 豆冠层可接受的光照强度达到126000lx；单叶光饱和点达 到27000 lx；水稻40000－50000lx；玉米25000lx。 一般来讲；夏季晴天中午前后，作物冠层顶部的光照强度 可达到10－21万lx或者更多。
作物的生育时期不同，所要求的温度三基点也不同，总 的说来是种子萌发＜营养器官生长＜生殖器官发育。一般最 适温度比较接近最高温度，而较远离最低温度；低温危害比 高温危害多，如培育的抗寒型小麦品种能将小麦种植的北界
向北推移至少500公里。
三、温度的临界期
作物对外界温度要求最敏感的时期称之为作 物温度的临界期。一般而言，作物性细胞 减数分裂期和开花期对外界温度要求最敏 感，此时如遇低温和高温都会造成作物的 严重减产。