作物生产与环境.ppt
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• 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
应 其植 的 强物 变 度生 化 都长 。 能发
分育 别的 被各 植种 物环 感境 受因 并子
1-2
光合作用的光 光形态建成的光
温度 风
病原体
土壤微生物 有毒物质
重力
光周期 湿度 草食动物
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
（二）作物的环境：作物外部的全部要素组成的整 体。
• 由太阳辐射、大气、水体、土壤、生物等所组成 的作物自然空间环境；
图1-2 生物对生态因子的耐受曲线 （Putman等，1984）
二、生态因子与作物的生活
（二）生态因子的作用规律 3.报酬递减律 • Mitscherlich（1909）：当生长在仅以一种养分为
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。
合作用的结果。 ② 相互促进或制约的交互作用：如作物吸水和吸肥
的关系。 ③ 作用的主次性：如种子的萌发过程。 ④ 作用的阶段性：如水稻的光周期反应。 ⑤ 直接和间接作用：如水对作物的作用。 ⑥ 不可代替性和补偿作用：如CO2和光照。
下图
1-3
Wollny
春
黑
麦 的 产 量 变 化
（
在 光 照 、 土 壤 湿
素； • 人为因子：农业生产的人为干预措施。人为因子
除影响作物本身外，还影响其他环境因素。
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：
• 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。 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。
第一章 作物生产与环境
1 学时
第一章 作物生产与环境
内容提要
一、作物生长环境与生态因子； 二、生态因子对作物的作用； 三、环境与作物生产力； 四、提高作物产量的途径。
一、作物生长环境与生态因子
作物的生长发育、形态表现和产量形成，从根 本上讲，是基因表达的结果，而基因的表达在 时间和空间上受到环境的影响。
二、生态因子与作物的生活
（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，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，多数情况下还同时存在多个因素的影响， 因此不能反映多个因素对作物影响的普遍规律。
二、生态因子与作物的生活
（二）生态因子的作用规律 5.生态因子综合作用定律 ① 诸因子的综合效应：作物最终表现是多种因素综
度
和
试 验 ）
ห้องสมุดไป่ตู้
肥 料 同
时
影
响
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 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。
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，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%。
二、生态因子与作物的生活
（二）生态因子的作用规律 • Blackman（1905）指出，当一个过程的进行速
度以若干因子为条件时，这一过程的速度受这些 因子中的最慢因子的节律所限制。 2.耐性定律 • 作物对任一生态因子的适应，均存在生态、生理 上的最小和最大量的界限，超越此界限则会危及 生存。如“温度三基点”、“协调生长最适温 度”。
二、生态因子与作物的生活
（二）生态因子的作用规律
4.临界百分率理论
• Macy（1936）：以产量和植株养分含量来表达养 分供应与植株反应之间的关系。
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；在养分贫乏调节范围内， 增加养分可提高产量和组织养分百分率；在养分奢 侈消耗范围内，增加养分不提高产量，但增加组织 养分百分率。
三、环境与作物生产力
1.潜在产量（Potential yield）：在最适环境条件下 作物生产的产量，或在不受技术限制的情况下作物 可能达到的产量。 “不受技术限制”：包括可以获得的最优良品种、 最佳栽培环境、管理方式和最佳劳动力因素等。 潜在产量可用数学模型估算，但常用纪录产量（最 高观测产量）作为标准。
其遗传本性。
二、生态因子与作物的生活
（二）生态因子对作物的作用规律 1.限制因子定律 • 德国Liebig（1862）提出，当缺少或缺乏一种必
需营养成分时，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”。 • 作物的生活、生存必须同时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 影响作物的生存发展，而且也限制其他因子的有效 性。
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
应 其植 的 强物 变 度生 化 都长 。 能发
分育 别的 被各 植种 物环 感境 受因 并子
1-2
光合作用的光 光形态建成的光
温度 风
病原体
土壤微生物 有毒物质
重力
光周期 湿度 草食动物
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
（二）作物的环境：作物外部的全部要素组成的整 体。
• 由太阳辐射、大气、水体、土壤、生物等所组成 的作物自然空间环境；
图1-2 生物对生态因子的耐受曲线 （Putman等，1984）
二、生态因子与作物的生活
（二）生态因子的作用规律 3.报酬递减律 • Mitscherlich（1909）：当生长在仅以一种养分为
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。
合作用的结果。 ② 相互促进或制约的交互作用：如作物吸水和吸肥
的关系。 ③ 作用的主次性：如种子的萌发过程。 ④ 作用的阶段性：如水稻的光周期反应。 ⑤ 直接和间接作用：如水对作物的作用。 ⑥ 不可代替性和补偿作用：如CO2和光照。
下图
1-3
Wollny
春
黑
麦 的 产 量 变 化
（
在 光 照 、 土 壤 湿
素； • 人为因子：农业生产的人为干预措施。人为因子
除影响作物本身外，还影响其他环境因素。
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：
• 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。 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。
第一章 作物生产与环境
1 学时
第一章 作物生产与环境
内容提要
一、作物生长环境与生态因子； 二、生态因子对作物的作用； 三、环境与作物生产力； 四、提高作物产量的途径。
一、作物生长环境与生态因子
作物的生长发育、形态表现和产量形成，从根 本上讲，是基因表达的结果，而基因的表达在 时间和空间上受到环境的影响。
二、生态因子与作物的生活
（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，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，多数情况下还同时存在多个因素的影响， 因此不能反映多个因素对作物影响的普遍规律。
二、生态因子与作物的生活
（二）生态因子的作用规律 5.生态因子综合作用定律 ① 诸因子的综合效应：作物最终表现是多种因素综
度
和
试 验 ）
ห้องสมุดไป่ตู้
肥 料 同
时
影
响
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 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。
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，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%。
二、生态因子与作物的生活
（二）生态因子的作用规律 • Blackman（1905）指出，当一个过程的进行速
度以若干因子为条件时，这一过程的速度受这些 因子中的最慢因子的节律所限制。 2.耐性定律 • 作物对任一生态因子的适应，均存在生态、生理 上的最小和最大量的界限，超越此界限则会危及 生存。如“温度三基点”、“协调生长最适温 度”。
二、生态因子与作物的生活
（二）生态因子的作用规律
4.临界百分率理论
• Macy（1936）：以产量和植株养分含量来表达养 分供应与植株反应之间的关系。
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；在养分贫乏调节范围内， 增加养分可提高产量和组织养分百分率；在养分奢 侈消耗范围内，增加养分不提高产量，但增加组织 养分百分率。
三、环境与作物生产力
1.潜在产量（Potential yield）：在最适环境条件下 作物生产的产量，或在不受技术限制的情况下作物 可能达到的产量。 “不受技术限制”：包括可以获得的最优良品种、 最佳栽培环境、管理方式和最佳劳动力因素等。 潜在产量可用数学模型估算，但常用纪录产量（最 高观测产量）作为标准。
其遗传本性。
二、生态因子与作物的生活
（二）生态因子对作物的作用规律 1.限制因子定律 • 德国Liebig（1862）提出，当缺少或缺乏一种必
需营养成分时，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”。 • 作物的生活、生存必须同时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 影响作物的生存发展，而且也限制其他因子的有效 性。