第五章作物与生态环境1作物的生态因子与生长调节PPT课件
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作物与生态环境
例如：沙枣是对干旱沙漠土壤适应形成的生态型作物
生活型（life
type），即经自然和人工选择形成的适应于相近
环境条件的作物类群。
例如：喜温作物、耐旱作物、耐盐作物、耐湿作物
作栽学总论
第三章
作物与生态环境
第二节 作物与光辐射
1、光辐射对作物的意义 1.1 光是作物生命活动的能量源
作物光合作用光量源
作栽学总论
第三章
作物与生态环境
第一节
作物生产系统的生态因子
1、生态因子是作物生产系统的重要组分 作物：系统主体。 作物生产系统 生态因子：系统客体（即环境条件），为 作物提供生存的空间、能源和物质。
2、生态因子的分类及作用方式 2.1 生态因子（ecological factors） 2.1.1 气候因子（climatic elements）
作栽学总论
第三章
作物与生态环境
作物温度三基点的应用
——依据萌发的最适温度确定作物的适宜播期，主要应用 于春播作物； ——依据温度临界期的温度三基点调节生育期 错开作物开花期不与最高温度相遇，主要应用于夏收 作物； 错开作物开花期不与最低温度相遇，主要应用于水稻。
作栽学总论
作栽学总论
第三章
作物与生态环境
——阶段作用效应：节的不同反应。
例如：0~5℃温度对幼苗期半冬性小麦可促进通过春化 阶段而开始穗分化，对拔节期半冬性小麦可能伤害幼穗。
——直接与间接作用效应 直接效应：如光、温、水、气、土壤直接参与作物 代谢活动。 间接效应：如纬度、海拔等通过影响光源、温度进 而影响作物代谢活动。
作栽学总论
第三章
作物与生态环境
作物生长温度三基点特征：
作物与生态环境1作物的生态因子与生长调节
（a.相对稳定条件下； b.必须考虑因子间相互
作用）
2020/12/6
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（2）谢尔福耐性定律
耐受下限
不能耐受带
种 群
没 有 生 物
生 物 不 多
低
生理紧张带 最适范围
最 多 度
分 布 中 心
耐受上限
不能耐受带 生 物没 不有 多生
物 高
图 5-2 耐性定律与生物分布和种群水平的关系
2020/12/6
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一、 光照强度对作物的影响
（一） 光的重要性： 1、热效应 2、光合作用 3、光形态建成 4、诱发性突变
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（二） 光照度与作物的光合作用
1、作物对光照强度的定量指标有光合作 用 的“光补偿点”和“光饱和点”。
2、C3 作物、C4 作物和CAM作物 3、光强对作物生长的影响 4、光强对作物发育的影响
2020/12/6
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（二）生态型（ ecotype)：
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。
A 气候生态型：光周期、气温、降雨
B 土壤生态型：土壤水分、肥力等。
C 生物生态型：生物条件
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11
（2）谢尔福耐性定律
3.由于生态因子的互作，当某个生态因子不是处 于最适状态时，则生物对其他一些生态因子的 耐性范围缩小。
4.对主要生态因子耐性范围宽的品种，其分布范 围广。
5.同一生物种内的不同品种，长期生活在不同生
态环境下，会形成对多种生态因子的不同耐性
作物生产与环境.ppt
• 生存因子：生态因子中对作物生存所不可缺少的因 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。
二、生态因子与作物的生活
（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与物质来源； 2.环境及其周期性变化，提供作物完成生长发育
进程的信息和条件； 3.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改变
• 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。 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。
一、作物生长环境与生态因子
（三）作物环境因素 • 气候因子：光、温、水、气、热、风，气候四季
变化等； • 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； • 生物因子：动物、植物、微生物等有害和有益因
作物产量潜力模型估算
光合生产潜力：在外界环境条件和作物群体结构、 长势及农业技术措施都适宜的情况下，仅由作物光 合效率决定的可能最高产量。 光温生产潜力：在一定的光、温条件下，其他环境 因素（水分、CO2、养分等）和作物群体因素处于 最适宜状态，作物利用当地的光、温资源的潜在生 产力。 气候生产潜力：充分和合理利用当地的光、热、水 气候资源，而其他条件（如土壤、养分、CO2）处 于最适宜状况时单位面积土地上可能获得的最高生 物学产量或经济产量。
（一）环境 广义而言，环境是指某一主体周围一切事物的 总和。 对作物而言，环境是指某作物体或作物群体以 外的空间，以及直接、间接影响该作物体或群 体生活、生存的一切事物的总和。
引 环图 Fig.1发各种境外 部信体号影因响植 物的内 相生长子及发影 响育
二、生态因子与作物的生活
（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与物质来源； 2.环境及其周期性变化，提供作物完成生长发育
进程的信息和条件； 3.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改变
• 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。 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。
一、作物生长环境与生态因子
（三）作物环境因素 • 气候因子：光、温、水、气、热、风，气候四季
变化等； • 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； • 生物因子：动物、植物、微生物等有害和有益因
作物产量潜力模型估算
光合生产潜力：在外界环境条件和作物群体结构、 长势及农业技术措施都适宜的情况下，仅由作物光 合效率决定的可能最高产量。 光温生产潜力：在一定的光、温条件下，其他环境 因素（水分、CO2、养分等）和作物群体因素处于 最适宜状态，作物利用当地的光、温资源的潜在生 产力。 气候生产潜力：充分和合理利用当地的光、热、水 气候资源，而其他条件（如土壤、养分、CO2）处 于最适宜状况时单位面积土地上可能获得的最高生 物学产量或经济产量。
（一）环境 广义而言，环境是指某一主体周围一切事物的 总和。 对作物而言，环境是指某作物体或作物群体以 外的空间，以及直接、间接影响该作物体或群 体生活、生存的一切事物的总和。
引 环图 Fig.1发各种境外 部信体号影因响植 物的内 相生长子及发影 响育
植物生长发育生理生态及其调控PPT课件
△ 土壤缺水，根冠比（R/T）增加；土壤水分过多，根冠 比下降。“旱长根，水长苗”
△土壤缺氮，根冠比增加；土壤氮充足时，根冠比减少； △增施磷、钾肥，根冠比增加。 △相对低温下，根冠比增加。 △高光照下，根冠比增加。 △人工剪枝，促进地上部生长。
第26页/共148页
2.4.2 主茎和侧枝以及主根和侧根的相关 植物顶端在生长上始终占优势并抑制侧枝或侧根生长
的现象，叫顶端优势（apical dominance） 主要与茎尖生长素的极性运输以及顶端具有较强的竞
争养分能力有关。 根的顶端优势与根尖合成细胞分裂素并向上运输，抑
制侧根的生长有关。 细胞分裂素处理可解除顶端对侧芽的抑制作用；赤霉
素处理则加强生长素引起的顶端优势。
第27页/共148页
顶端优势非常明显，分枝少而小— 草本植物：向日葵、麻类、玉米、高粱、甘蔗等。 木本植物：杉树、桧柏。树冠呈宝塔型。
植物激素等。 生长素类：IAA 、IBA 、2,4-D和NAA等 细胞分裂素类：KT 、6BA 、ZT等 CTK/IAA比值：高，诱导芽的分化；低，诱导根的分化；相等， 不分化。
维生素：vit B1（硫胺素）是必需的，而烟酸、B6（吡哆醇）
和肌醇（环己六醇）不是必需的，但对生长有促进作用，一般也 添加到培养基中。
逆EMP
葡萄糖 蔗糖
▲
﹉
乙醛酸循环
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c.蛋白质的分解
蛋白酶
蛋白质
游离氨基酸
酰胺
幼苗生长
d.植酸的分解
（谷氨酰胺和天冬酰胺）
植酸（肌醇六磷酸）是种子中磷的一种重要贮藏形式， 常与钾、钙、镁等元素结合形成植酸盐。
植酸 植酸酶
肌醇 磷酸
细胞壁的形成等
△土壤缺氮，根冠比增加；土壤氮充足时，根冠比减少； △增施磷、钾肥，根冠比增加。 △相对低温下，根冠比增加。 △高光照下，根冠比增加。 △人工剪枝，促进地上部生长。
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2.4.2 主茎和侧枝以及主根和侧根的相关 植物顶端在生长上始终占优势并抑制侧枝或侧根生长
的现象，叫顶端优势（apical dominance） 主要与茎尖生长素的极性运输以及顶端具有较强的竞
争养分能力有关。 根的顶端优势与根尖合成细胞分裂素并向上运输，抑
制侧根的生长有关。 细胞分裂素处理可解除顶端对侧芽的抑制作用；赤霉
素处理则加强生长素引起的顶端优势。
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顶端优势非常明显，分枝少而小— 草本植物：向日葵、麻类、玉米、高粱、甘蔗等。 木本植物：杉树、桧柏。树冠呈宝塔型。
植物激素等。 生长素类：IAA 、IBA 、2,4-D和NAA等 细胞分裂素类：KT 、6BA 、ZT等 CTK/IAA比值：高，诱导芽的分化；低，诱导根的分化；相等， 不分化。
维生素：vit B1（硫胺素）是必需的，而烟酸、B6（吡哆醇）
和肌醇（环己六醇）不是必需的，但对生长有促进作用，一般也 添加到培养基中。
逆EMP
葡萄糖 蔗糖
▲
﹉
乙醛酸循环
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c.蛋白质的分解
蛋白酶
蛋白质
游离氨基酸
酰胺
幼苗生长
d.植酸的分解
（谷氨酰胺和天冬酰胺）
植酸（肌醇六磷酸）是种子中磷的一种重要贮藏形式， 常与钾、钙、镁等元素结合形成植酸盐。
植酸 植酸酶
肌醇 磷酸
细胞壁的形成等
作物与环境的关系概述(PPT94页)
气候因素
土壤因素
地形因素
生物因素
人为因素
光能、 温度、 空气、 水分等
土壤的有
机和无机 物质的物 理、化学 性质以及 土壤生物 和微生物 等。
如地势、 地貌、 海拔高 度、坡 度、坡 向等
动物、 植物、 微生 物的 影响
主要 指栽 培措 施
（二）、环境（生态）因子的对作物作用的特点
特点
1．环境因素相互联系的综合作用 2、主要因素 3、环境因素的不可代替性和可调性 4、环境因素作用的阶段性
1、光照强度与作物生长
光照强度对作物生长及形态建成有重要的作用。因为光 是作物进行光合作用的能量来源，光合作用合成的有机物 质是作物进行生长的物质基础。细胞的增大和分化，作物 体积的增长、重量的增加都与光照强度有密切的关系。 光还能促进组织和器官的分化，制约器官的生长发育速度 ；植物体各器官和组织保持发育上的正常比例，也与一定 的光照强度有关。例如，作物种植过密，株内行间光照就 不足，由于植株顶端的趋光性，茎秆的节间会过分拉长， 这样一来，不但影响分蘖或分枝，而且影响群体内绿色器 官的光合作用，导致茎秆细弱而倒伏，造成减产。
作 物 与 环 境 的关系 概述(PPT94页 )培 训 课件培 训讲义 培训ppt教 程管 理课件 教程ppt
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新教材高中生物环境因素参与调节植物的生命活动pptx课件新人教版选择性必修1
向地性的机理——根尖水平放置时
（3）假说:“淀粉——平衡石假说 ” 是被普遍承 认的一种解释重力对植物生长调节的机制。
根尖中的平衡石细胞示意图
“淀粉——平衡石”假说感知重力方向的机理
机理：垂直时淀粉体对平衡石细胞底 部内质网压力均等，水平时不均等。
三、植物生长发育的整体调控
1.植物生长发育的调控，是基因表达调控、激素 调节和环境因素调节共同完成的。
光在植物生长发育的调节
资料2 豆芽是在黑暗的环境中培育的，它 的细胞中不含叶绿素，茎(实际上 很大一部分是下胚轴)比在光下要 长很多。豆芽一旦见光，就会发生 形态变化并长成豆苗。
讨论2: 从豆芽到豆苗，光对植物的颜色和 形态有什么影响?
光在植物生长发育的调节
资料3 很多植物的开花与昼夜长短有关。
实验思路:
①取10颗大小、萌发程度大致相同的刚刚萌发的同 种玉米粒，随机分成数量相同的甲、乙两组。 ②去除甲组玉米粒的根冠，乙组玉米粒不作处理， 分别放在两个含有湿棉花的培养皿中。 ③置于温度适宜的暗室中培养一段时间。 ④观测两组玉米粒根尖是否出现向地弯曲生长。
预期结果、得出结论：
如果甲组玉米根尖不出现向地弯曲生长,乙组均出现 向地弯曲生长,即可证明植物根向地性的感受部位在 根冠。
b.温度在很大程度上决定植物分布的地域性。
资料3：重力影响根的生长方向
结论：植物根具有向地性 意义：充分扎入土壤吸收物质 原因：
①生长素在近地侧分布多于 远地侧 ②重力使生长素沉降？
2.重力
（1）调节内容重力是调节植物生长发育和形 态建成的重要环境因素。
（2）影响过程植物根、茎中具有感受重力的 物质和细胞，可以将重力信号转换成运输生 长素的信号，造成生长素分布的不均衡，从 而调节植物的生长方向。
作物生态课件
一、作物生态学的意义作物生态学：研究栽培植物的生产和分布与环境间相互关系的科学。
作物与环境间的关系主要包括：1、作物生产（个体和群体）对环境的反应和适应性规律。
2、作物系统与环境间能量转化和物质循环规律。
二、作物生态学的研究内容1、研究作物与环境（气候、土壤、其他生物）间物质循环和能量转化的规律。
2、研究作物的生态特性（产量、品质、形态及生理特征等的形成）对环境的反应。
3、研究作物的生态适应性规律及其应用。
4、研究保护作物生产环境和资源的途径。
三、作物生态学的任务针对农业发展的问题，从生态学观点出发，用系统分析方法，研究环境对作物生产的适宜度和作物生产对环境的（反馈）影响；提出作物生产的发展方向和对策；建立不同生态区作物——环境——技术措施的最佳模式，具体包括：1、作物生态学的基础研究，确定不同生态区不同作物种植类型、光合、蒸腾的特点、作物生长速率、作物生产力、品质等参数，为充分利用农业生态环境资源，合理布局作物提供依据。
2、确定不同环境下作物（品种）生产力和品质的形成特点，为因地制宜地采取提高生产力和产品品质的措施提供依据。
3、确定品种的生态适应性，为因地制宜的确定育种方向提供依据。
4、确定不同作物组合（间套复种）的生态适应性，为选择合理的种植制度提供依据。
5、确定作物（品种）适应环境的范围和程度，适宜的种植地区和季节。
为提高土地利用效率、生产结构与作物布局的合理性和作物生产的专业化提供依据。
第二章作物生态学的有关概念与背景知识一、气候——作物——土壤的同步性气候、植物和土壤的相互作用可用下图表示。
图中实线为直接作用，虚线为反馈作用。
土壤是由母岩分化成土壤母质，再经过植物生活和气候的作用而形成。
由于地球表面气候的带状分布，导致土壤和植物的带状分布。
地形固子破坏了气候的带状分布，使同一气候带的形成不同的气候类型，导致同一带内有不同类型的植物和土壤。
二、作物生态特性的形成1、遗传、变异与人工驯化遗传特性决定了作物的起源与分布；变异与人工驯化使作物的分布扩大、作物对环境条件的需求与现实环境更加吻合，是环境保持以塑造植物的基础，其结果是同一作物在不同环境下长期生活，形成了不同的生态型。
第五章作物与生态环境
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 在一定的环境条件下，众多的生态因子中总有 一、两个因子起着主导性的、决定性的作用，而其它因子则处于次要的地 位。
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 于数量最不足的那一种营养物质”的观点，即最小因子律。（限制 因子） 条件： 第一，这一定律只有相对稳定的条件下才能运用。
第二，必须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。 从一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 加的幅度却在逐渐减少。
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 在最小因子定律的基础上，人们发现某些因 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，则 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。
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
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 在一定的环境条件下，众多的生态因子中总有 一、两个因子起着主导性的、决定性的作用，而其它因子则处于次要的地 位。
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 于数量最不足的那一种营养物质”的观点，即最小因子律。（限制 因子） 条件： 第一，这一定律只有相对稳定的条件下才能运用。
第二，必须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。 从一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 加的幅度却在逐渐减少。
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 在最小因子定律的基础上，人们发现某些因 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，则 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。
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）
第一章作物生态学概论优秀课件
第一节 作物生态学的定义、特征与作用
• 3．系统性
• 系统性和整体性是不可分的。虽然作物生产系统的核心是 作物本身，但作物生态学需解决的是整个作物生态系统内 相互关系及作用机制。生物的不同层次，既是一个生态整 体，也同样是一个系统，均可用系统学原理和方法来进行 研究。系统分析的方法既能区分出系统的各要素，研究它 们的相互关系和动态变化，同时又能综合系统各组分的行 为，探讨系统的整体表现。系统研究还有助于探讨系统各 组分间作用与反馈的调控机制与模式，以指导实际系统的 科学管理。
第一节 作物生态学的定义、特征与作用
• 2．层次性
• 生命物质有从大分子到细胞、器官、个体、种群、群落等不同的结构
层次。作物生态学主要研究个体以上的宏观层次。同时也 从个体以下层次对于作物生产中的问题给予机理性的解释。
虽然每一层次都有各自的结构和功能特征，但高级层次的结构和功能 是由构成它的低级层次发展而来的。因此，研究高级层次的宏观现象 需了解低级层次的结构功能及运动规律，从低级层次的结构功能动态 中可以得到对高级层次宏观现象及其规律的深入理解和阐释。对低层 次的运动来讲，其生物学意义也只有以较高的层次为背景，才能看得 更清楚，把握得更推确。
第一节 作物生态学的定义、特征与作用
• 3．作物生态学是以可持续农业发展为 目标的一门生态科学
• 人口、粮食、能源和环境是世界经济发展中难以解决的大问题。作物生产一方面是人 类粮食安全的基础，另一方面也会引起生态失衡和环境污染的问题。例如，农药和化 肥的过量投入不仅会降低作物产量，还会引起空气和水体的污染。另外，虽然农业所 需的自然资源大部分都是能再生的，但水资源和肥料资源等也亟待合理利用和加强保
• 1．综合性
• 作物生态学是研究作物与生态环境之间相互关系的科பைடு நூலகம்，目的是提高 作物生产力，促进农业的可持续发展，具有农业生产最本质的基础性 特征。作物生态学又具有高度的综合性。作物生态学的研究范围包括 了各种农作物、病、虫、草等，生态环境包括各种气候因子和土壤环 境，研究这些要素的专业知识与单项成果对于认识整体是不可缺少的。 作物生态学与许多生物种群的生理、生态、分布、栽培等具有广泛的 联系，使作物生态学具有农业总体生产的综合性和集成性特点。
环境与生态因子PPT课件
第9页/共33页
生态因子的概念
• 生态因子(ecological factor)
• 生态环境(ecological environment)
环境因子中一切对生物 所有的生态因子综合 的生长、发育、生殖、行 作用构成生物的环境， 为和分布有直接或间接影 称为生态环境。 响的因子则称生态因子。 • 生境(habitat) • 生存条件（living factors） 具体的生物个体或
4.1.1 环境
• 环境的概念 • 环境的概念 • 环境因子
• 环境的类型 • 按照环境的主体分类 • 按照环境的性质分类 • 按照环境影响分类 • 按照环境范围大小分类
• 植物与环境的相互作用
第6页/共33页
•原生环境 (自然环境) •次生环境 (半自然环 境和人工 环境)
4.1.1 环境
• 环境的概念 • 环境的概念 • 环境因子
当其中一块木板较短时，不管其他 木板多高，木桶装水的总量是受最 小木板制约的” 。
第18页/共33页
水桶法则
耐受性法则 (• 119a1w3年，oSfhetlofonl ed提r出a n耐c受e性)法则
• 内容： 任何一个生态因子在数量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受性限度时，就会使该种生物
芦荟与仙人掌均具有发达的贮水组织
第25页/共33页
适应的类型
• 趋异适应 趋异适应是指亲缘关系相近
的同种生物，长期生活在不同 的环境条件下，形成了不同的 形态结构、生理特性、适应方 式和途径等。又称为辐射适应 （adaptive radiation）。
不同海拔中萎陵菜的形态具有差别
第26页/共33页
长白山寒温带暗针叶林
25.4 4.4 39.8 26.4 3.2
生态因子的概念
• 生态因子(ecological factor)
• 生态环境(ecological environment)
环境因子中一切对生物 所有的生态因子综合 的生长、发育、生殖、行 作用构成生物的环境， 为和分布有直接或间接影 称为生态环境。 响的因子则称生态因子。 • 生境(habitat) • 生存条件（living factors） 具体的生物个体或
4.1.1 环境
• 环境的概念 • 环境的概念 • 环境因子
• 环境的类型 • 按照环境的主体分类 • 按照环境的性质分类 • 按照环境影响分类 • 按照环境范围大小分类
• 植物与环境的相互作用
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•原生环境 (自然环境) •次生环境 (半自然环 境和人工 环境)
4.1.1 环境
• 环境的概念 • 环境的概念 • 环境因子
当其中一块木板较短时，不管其他 木板多高，木桶装水的总量是受最 小木板制约的” 。
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水桶法则
耐受性法则 (• 119a1w3年，oSfhetlofonl ed提r出a n耐c受e性)法则
• 内容： 任何一个生态因子在数量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受性限度时，就会使该种生物
芦荟与仙人掌均具有发达的贮水组织
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适应的类型
• 趋异适应 趋异适应是指亲缘关系相近
的同种生物，长期生活在不同 的环境条件下，形成了不同的 形态结构、生理特性、适应方 式和途径等。又称为辐射适应 （adaptive radiation）。
不同海拔中萎陵菜的形态具有差别
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长白山寒温带暗针叶林
25.4 4.4 39.8 26.4 3.2
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作物对环境的要求与实际环境的吻合程度。 作物生长发育和产量形成的节律与环境节律 的吻合程度。
16.08.2020
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（二）生态型（ ecotype)：
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。
A 气候生态型：光周期、气温、降雨
一、作物的生态因子 二、作物的生态适应性 三、作物生长的环境调节
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一、 作物的生态因子
（一）概念
作物的生态环境：与作物生长发育 相关的所有环境因子的总称。
作物的生态因子：构成作物生态环 境的成分。
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（二）、 生态因子分类
气候因子：光、温、水、气、热、 风）等。受地理位置和海拔影响
（a.相对稳定条件下； b.必须考虑因子耐性定律
耐受下限
不能耐受带
种 群
没 有 生 物
生 物 不 多
低
生理紧张带 最适范围
最 多 度
分 布 中 心
耐受上限
不能耐受带 生 物没 不有 多生
物 高
图 5-2 耐性定律与生物分布和种群水平的关系
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（2）谢尔福耐性定律
1. 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。
2. 同一生物在不同发育阶段对生态因子的耐性 范围不同。（生殖生长阶段要求最严格；对 光周期严格的作物或品种，只在光周期感应 期内有严格要求，在其它发育阶段没有严格 要求。）
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（2）谢尔福耐性定律
a>b>c>d>e>f=0>g
3 10
29
18
输7 出6 水5 平4
f
e
g
d
c
b
农业生态学，骆世明 主编.中国农业出版 社.P258-259
a
1 2 3 456 7
输入水平
图5-3 收益递减规律示意图
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（3）报酬递减律（law of diminishing returns)
从一定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 却在减少。
因子的作用机制和限制方式；了解作物与各种 环境因素的关系
➢重点：掌握光照强度和日照长度对作物的影响，
积温在农业生产上的应用，水对作物的生理生 态作用，作物对CO2和O2浓度变化的反应；作 物必需的营养元素及不同作物的需肥规律
➢难点：光照和CO2对作物的影响
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第一节 作物的生态因子与生长调节
报酬递减率在 土壤肥力中有明显表现，E.A.Mitscherlich 根据肥料试验结果为这一规律描述的方程：
Y=A[1-EXP(-KX)]
A可能达到的高产极限，X是 土壤养分的 水平，K为
试验常数，Y是作物产量。
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二、作物的生态适应性
（一）作物的生态适应性： （ecological adaption)
B 土壤生态型：土壤水分、肥力等。
C 生物生态型：生物条件
种以下的分类：如小麦早、中、晚品种-气候
生态型。
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（三）生活型(life form)
不同种的生物（作物）在期生活在相同 的自然和人工培育环境条件下，会发生趋同适 应，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。
b间接作用：纬度、海拔、地形等。 （4）作用的阶段性。
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（三）、生态因子的作用机制与限制方式
2. 限制方式 （1）李比希最小因子定律 （2）谢尔福耐性定律 （3）报酬递减律
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（1）李比希最小因子定律（1940，德国）
图5-1 木桶理论
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某一数量不足的营养 物质，由于不能满足作物 生长的需要，不但会限制 作物的生长，同时也将限 制其他处于良好状态下的 因子发挥作用。
第五章 作物与生态环境
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整体概况
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概况2
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概况3
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2温度
1光照
3水分
作物
4空气
6土壤
5肥料
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3
➢基本要求：掌握作物生态因子的分类及生态
3.由于生态因子的互作，当某个生态因子不是处 于最适状态时，则生物对其他一些生态因子的 耐性范围缩小。
4.对主要生态因子耐性范围宽的品种，其分布范 围广。
5.同一生物种内的不同品种，长期生活在不同生
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。
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（3）报酬递减律（law of diminishing returns)
生 态 因 子
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土壤因子：土壤物理性质、化学 性质、肥力状况、生物等
生物因子：农田中的哺乳动物、 昆虫、微生物、杂草 地形因子：纬度、海拔、坡度、 坡向 人为因子：各种农业技术措施
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（三）、生态因子的作用机制与限制方式
1. 作用机制 （1）主次效应：早稻烂秧，低温为主。 （2）交互作用效应:水、肥累加效应。 （3）a直接作用：光、温、水、肥等。
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光合速率 μmol.m-2.s-1
C B
A
O
D 光强/μmol.m-2.s-1
图5-5 光照—光合曲线模式图
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光饱和点和光补偿点
➢ 光补偿点（compensation point)：
种以上的分类：如喜温作物、抗旱作物。
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三 作物生长的环境调节
直接作用 于作物
间接：改 善环境
措施 作物
环境
生理生化过程
产品数量质量
图5-4 作物-环境-措施系统示意图
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第二节 作物与光照
影响作物生育的光照因素有以下方面： 一、光照强度 二、日照长度 三、光谱成分
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一、 光照强度对作物的影响
（一） 光的重要性： 1、热效应 2、光合作用 3、光形态建成 4、诱发性突变
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（二） 光照度与作物的光合作用
1、作物对光照强度的定量指标有光合作 用 的“光补偿点”和“光饱和点”。
2、C3 作物、C4 作物和CAM作物 3、光强对作物生长的影响 4、光强对作物发育的影响
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（二）生态型（ ecotype)：
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。
A 气候生态型：光周期、气温、降雨
一、作物的生态因子 二、作物的生态适应性 三、作物生长的环境调节
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一、 作物的生态因子
（一）概念
作物的生态环境：与作物生长发育 相关的所有环境因子的总称。
作物的生态因子：构成作物生态环 境的成分。
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（二）、 生态因子分类
气候因子：光、温、水、气、热、 风）等。受地理位置和海拔影响
（a.相对稳定条件下； b.必须考虑因子耐性定律
耐受下限
不能耐受带
种 群
没 有 生 物
生 物 不 多
低
生理紧张带 最适范围
最 多 度
分 布 中 心
耐受上限
不能耐受带 生 物没 不有 多生
物 高
图 5-2 耐性定律与生物分布和种群水平的关系
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（2）谢尔福耐性定律
1. 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。
2. 同一生物在不同发育阶段对生态因子的耐性 范围不同。（生殖生长阶段要求最严格；对 光周期严格的作物或品种，只在光周期感应 期内有严格要求，在其它发育阶段没有严格 要求。）
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（2）谢尔福耐性定律
a>b>c>d>e>f=0>g
3 10
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输7 出6 水5 平4
f
e
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d
c
b
农业生态学，骆世明 主编.中国农业出版 社.P258-259
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1 2 3 456 7
输入水平
图5-3 收益递减规律示意图
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（3）报酬递减律（law of diminishing returns)
从一定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 却在减少。
因子的作用机制和限制方式；了解作物与各种 环境因素的关系
➢重点：掌握光照强度和日照长度对作物的影响，
积温在农业生产上的应用，水对作物的生理生 态作用，作物对CO2和O2浓度变化的反应；作 物必需的营养元素及不同作物的需肥规律
➢难点：光照和CO2对作物的影响
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第一节 作物的生态因子与生长调节
报酬递减率在 土壤肥力中有明显表现，E.A.Mitscherlich 根据肥料试验结果为这一规律描述的方程：
Y=A[1-EXP(-KX)]
A可能达到的高产极限，X是 土壤养分的 水平，K为
试验常数，Y是作物产量。
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二、作物的生态适应性
（一）作物的生态适应性： （ecological adaption)
B 土壤生态型：土壤水分、肥力等。
C 生物生态型：生物条件
种以下的分类：如小麦早、中、晚品种-气候
生态型。
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（三）生活型(life form)
不同种的生物（作物）在期生活在相同 的自然和人工培育环境条件下，会发生趋同适 应，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。
b间接作用：纬度、海拔、地形等。 （4）作用的阶段性。
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（三）、生态因子的作用机制与限制方式
2. 限制方式 （1）李比希最小因子定律 （2）谢尔福耐性定律 （3）报酬递减律
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（1）李比希最小因子定律（1940，德国）
图5-1 木桶理论
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某一数量不足的营养 物质，由于不能满足作物 生长的需要，不但会限制 作物的生长，同时也将限 制其他处于良好状态下的 因子发挥作用。
第五章 作物与生态环境
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整体概况
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概况2
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2温度
1光照
3水分
作物
4空气
6土壤
5肥料
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➢基本要求：掌握作物生态因子的分类及生态
3.由于生态因子的互作，当某个生态因子不是处 于最适状态时，则生物对其他一些生态因子的 耐性范围缩小。
4.对主要生态因子耐性范围宽的品种，其分布范 围广。
5.同一生物种内的不同品种，长期生活在不同生
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。
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（3）报酬递减律（law of diminishing returns)
生 态 因 子
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土壤因子：土壤物理性质、化学 性质、肥力状况、生物等
生物因子：农田中的哺乳动物、 昆虫、微生物、杂草 地形因子：纬度、海拔、坡度、 坡向 人为因子：各种农业技术措施
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（三）、生态因子的作用机制与限制方式
1. 作用机制 （1）主次效应：早稻烂秧，低温为主。 （2）交互作用效应:水、肥累加效应。 （3）a直接作用：光、温、水、肥等。
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光合速率 μmol.m-2.s-1
C B
A
O
D 光强/μmol.m-2.s-1
图5-5 光照—光合曲线模式图
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光饱和点和光补偿点
➢ 光补偿点（compensation point)：
种以上的分类：如喜温作物、抗旱作物。
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三 作物生长的环境调节
直接作用 于作物
间接：改 善环境
措施 作物
环境
生理生化过程
产品数量质量
图5-4 作物-环境-措施系统示意图
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第二节 作物与光照
影响作物生育的光照因素有以下方面： 一、光照强度 二、日照长度 三、光谱成分
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一、 光照强度对作物的影响
（一） 光的重要性： 1、热效应 2、光合作用 3、光形态建成 4、诱发性突变
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（二） 光照度与作物的光合作用
1、作物对光照强度的定量指标有光合作 用 的“光补偿点”和“光饱和点”。
2、C3 作物、C4 作物和CAM作物 3、光强对作物生长的影响 4、光强对作物发育的影响