农学概论第三章第四章课后习题答案

第三章
1.简述作物的温光反应特性及在农业中的应用。

作物生长发育过程中需要一定的温度和光周期透导，才能从营养生长转为生殖生长的特性，称为作物的温光反应特性，具体及现为感光性、感温性和基本营养生长性3个方面。

因日照长短的影响而改变发育进程，导致生育期缩短或延长的特性，称为作物感光性或光周期反应。

因温应高低的影响而改变发育进程，导致生育期缩短或延长的特性称为感温性。

即使处在适于发育的温亚和光周期条件下，也必须有最低限度的营养生长，才能进行幼穗(花芽)分化，这种特性称为作物的基本营养生长性。

根据作物温光反应所需温度和日长，可将作物温光反应归为典型的两大类:以小麦、油菜为代表的低温长日型和以水稻为代表的高温短日型。

小麦、油菜在苗期需要一定的低温条件，并感受长日照，才能进行幼穗分化，一定的低温和长日照条件会促进幼穗分化，生育期缩短;否则则停留在营养生长阶段，生育期延长，甚至不能抽穗结实。

根据小麦、油菜对低温反应的强弱，可分为冬性、半冬性和春性类型;根据对长日照反应的强弱，可分为反应迟饨、反应中等和反应缴感型。

高温和短日照会加速水稻生育进程，促进幼穗分化，缩短生育期。

根据水稻对短日反应的不同，可分为早稻、中稻和晚稻3种类型，早稻和中稻对短日反应不敏感，在全年各个季节种植都能正常成熟;晚稻对短日照很敏感，严格要求在短日照条件下才能通过光照阶段，抽穗结实。

值得注意的是，有些作物对日照长度有特殊的要求，例如甘蔗
只有在一定的日照长度下才能开花;也有些作物对日照长短反应不敏感，例如玉米。

由于作物的温光反应类型不同，即使同一个品种在不同的生态地区，生育期表现长短不同，例如长日照作物的小麦北种南移，生育期变长;短日照作物的水稻北种南移，生育期变短。

因此在作物引种时，从温光生态环境相近的地区进行引种，易于成功。

作物的温光反应特性对栽培实践也有一定指导意义。

2.什么叫营养生长和生殖生长?二者之间关系如何?
营养生长：绿色开花植物的根、茎、叶等营养器官的生长，叫做营养生长。

生殖生长：当植物营养生长到一定时期以后，便开始分化形成花芽，以后开花、授粉、受精、结果（实），形成种子，植物的花、果实、种子等生殖器官的生长，叫做生殖生长。

二者的关系：1）相互制约：植物营养生长过胜时，就会不结果，同样生殖生长旺盛，那么营养生长受到抑制，营养就跟不上，造成后期落花落果，或者果实瘦小。

2）相互依赖：没有足够的营养就无法进行生殖生长，营养器官为生殖生长提供养分。

3.简述作物种子休眠的概念、种子萌发的条件和过程
种子休眠：有些作物的种子在适宜的环境条件下仍不能正常萌发的现象。

休眠原因：1）种皮厚，透气差2）胚未发育完全3）后熟作用未完成4）抑制物质的存在。

解除措施：1）对于种皮厚透气性差可采用机械摩擦，加温或强酸等处理2）胚发育不完全或后熟作用引起的休眠采用层积法，变温处理
和激素处理等方法3）对于抑制物的存在采用冲洗，低温等处理。

作物种子萌发的条件：（1）温度：一定温度范围内随温度升高种子萌发速度加快，原产高纬度地区萌发温度较低，原产低纬需温度较高。

（2）水分：种子吸水后膨胀软化有利于氧气进入和二氧化碳的排出加快呼吸和新陈代谢。

（3）氧气：需要充足的氧气保证氧呼吸的正常进行，以提供所需的能量。

种子萌发的过程：（1）吸水膨胀：蛋白质，淀粉，纤维素等亲水物质吸水膨胀（2）萌动：胚乳和子叶中储藏的养分在酶的作用下分解转化淀粉-葡萄糖，脂肪-甘油/脂肪酸-糖，蛋白质-氨基酸，这些物质供胚生长，胚细胞不断增多，体积增大，顶破种皮称萌动（3）发芽：种子萌动后胚根和胚芽继续生长，当胚根长度与种子长度相等，胚芽长度约为种子长度的1/2称种子发芽。

4.简述作物根、茎、叶的功能。

根的功能：吸收，输导，支持，合成，和储藏
茎的功能：支持和运输，储藏和繁殖
叶的功能：光合作用，蒸腾作用和一定的吸收作用，储藏作用，少数的作物的叶还有繁殖功能。

5.简述作物花的结构与花的分化发育过程。

作物花的结构：花柄（着生花的小枝），花托（着生于花柄的顶端），花被（着生于花托边缘或外围，有保护和传送花粉的作用），雄蕊（包括花药和花丝）和雌蕊（柱头，花柱和子房）
花的分化发育过程：开花、授粉和受精当雌雄蕊发育成熟时，花被
打开，花粉散放，完成传粉过程落在柱头上的花粉粒，其花粉管萌发，通过花柱进入子房(胚囊)，完成双受精。

即花粉粒中一个精细胞与卵细胞结合后发育成胚，另一个精细胞与极核结合后发育成胚乳，从而完成有性发育过程。

6.简述作物的产量形成以及各产量构成因素之间的关系。

通常把作物的产量分为生物产量和经济产量。

生物产量：作物在整个生育期间生产和积累有机物的总量，即整个植株的干物质重量。

经济产量：单位面积上所获得的有经济价值的主产品数量，也就是生产上所说的产量。

经济系数：在一定的生物产量中，获得经济产量的多少，要看生物产量转化为经济产量的效率，这种转化效率称为经济系数，即经济产量与生物产量的比率，是综合反应作物品种特性和栽培技术水平的指标。

作物产量可以分解为几个构成因素并依作物种类而异。

作物产量构成因素是在作物整个生长发育期内随着生育进程依次叠加形成，不同作物由于收获的产品器官不同而具有不同的产量形成特点。

产量构成因素间的相互关系：（1）相互制约，主要由光合产物和分配和竞争引起的，单位面积上密度增加后，各个体所占的营养面积和空间就相对减少，个体的生物产量就相对消弱表现为穗粒数等的减少，反之亦然。

（2）相互补偿，作物具有自动调节和补偿功能，这种功能是指后期形成的产量构成因素，可在一定程度上自动补偿前期所形成的产量构成因素。

7.什么是作物的源、库、流?源、库、流之间的关系如何?
近代作物培生理研究中，常用源库流的理论来阐明作物产量形成的规律。

从产量形成角度看，“源”是指光合产物供给源或代谢源，是制造和提供养料的器官，主要指作物茎、叶为主体的全部营养器官。

“库”是光合产物储藏库或代谢库，主要指产品器官，例如籽粒、花果、幼叶、根系等。

库容主要指其容积及接纳养料的能力。

作物接纳养料的库可不止一个，可分为主库与次库。

“流”则指光合产物的运转和分配，它与作物体内输导系统的发育状况及其运转速率有关。

库源的大小及其活性对流的方向，速率，数量都有明显影响，起着“拉力”和“推力”的作用。

源是产量库形成和充实的重要物质基础。

要争取单位面积上有较大的库容，就必须从强化源的供给能力入手。

库容大小与作物产量密切相关。

库不单纯是储藏和消耗养料的器官，同时对源的大小，特别是对源的光合性能具有明显反馈作用。

适当增大库源比，对增强源的活性和促进干物质的积累均具有重要的作用。

连接源和库的维管系统发育是否良好影响同化物的运输，进而影响产量。

源、库、流在植物代谢活动和产量形成中是不可分制的统一整体，三者的发展水平及其平衡状况决定着作物产量的高低，源小库大、源大库小或源库皆小均难以获得高产。

在生产上力争“源大、库足、流畅”，获得高产。

8.试述作物群体分布规律及高产群体特点。

作物群体分布是指群体内个体以及个体各个器官在群体中的时空分布和配置。

(1)作物群体的时间分布作物群体的时间分布是指随生育进程出现的群体发展状况。

这一方面反映群体结构的动态发展;另一方面，这种动态发展与生育进程是否同步也可反映群体与个体之间的关系。

复合群体的时间分布与配置还指作物间共生期的长短等。

(2)作物群体的垂直分布作物群体的垂直分布可分为光合层、支持层和吸收层3个层次。

1光合层。

它是制造养分的场所，是群体生产的主体，应得到相应扩展，才能积累大量有机物质，形成产量。

2支持层，主体是茎秆，支持层的功能是支持光合层，使叶片能在空间有序排列，扩大中层空间,使群体内部有良好的光照和通风条件。

3吸收层，指作物的根系及空间发育。

在作物的生长发育过程中，要使这 3 个层次达到协调、均衡的发展，以保证形成最佳的产量。

(3)作物群体的水平分布作物群体的水平分布主要指个体分布的均匀度、整齐度、株行距、套作的预留行宽度等。

栽培管理上应该保证个体在土地上分布均匀，保证水平分布的合理与得当，可减少作物不体间对光能、水分、养分的竞争，并能改善通风透光条件，从而提高群体光能利用率和产量水平。

作物高产群体的特点高产群体特点主要有:1产量构成因素协调发展，有利于保穗(果)增粒增重;2主茎和分枝协调进展，有利于塑造良好的株型，减少无效枝的消耗;3群体与个体、个体与个体、个体内部器官间协调发展，4生育进程与生长中心转移、生产中心(光合器官) 更替、叶面积指数(LAI)、茎(枝)消长动态等诸进程合理;5叶层受光好，功能稳定，物质积累多，转运效率高。

9.如何通过栽培措施提高作物的光能利用率?
光能利用率是指一定土地面积上光合产物中储存的能量占照射到该土地上太阳辐射能的比例。

提高光能利用率的途径
1.选育高光合效率的品种
目前在生理水平上提高光合效率的遗传改良重点:改变光合色素的组成与数量，改造叶片的吸光特性，提高光饱和点，缓解光抑制;改变二氧化碳固定酶，提高酶活性及对二氧化碳的亲和力。

2.提高作物群体的光能截获量。

提高作物群体的光能截获量主要是提高群体叶面指数(LAI)和叶面积持续时间 (LAD)。

3.降低呼吸消耗。

通过抑制光呼吸来提高净光合生产率
4.改善裁培环境和栽培技术。

(1)复种与间作套种通过改一熟制为多熟制，采用再生稻、间作套种等种植方式，既可以相对延长光合时间，有效地利用全年的太阳能，又能在单位时间和单位面积上增加对太阳能的吸收量，减少反射、透射和漏射的损失。

(2)合理密植适宜密度能解决作物群体与个体之间的矛盾，同时还能充分利用地力，使生长前期叶面积迅速扩大，生长中后期达到最适叶面积指数，且持续时间长，后期叶面积指数缓慢下降，以截获更多的太阳光，保持较高的光合速率，提高作物群体对光能的利用率及大田光合产物总量。

(3)培育优良株型的群体通过合理栽培，例如采用适宜密度及肥水管
理、中耕、整枝、植物生长调节剂的综合使用，能在某种程度上改善作物株型和叶型，形成田间作物群体的最佳多层立体配置，造成群体上下层次都有较好的光照条件。

例如棉花在旺盛生长期使用缩节胺，对于调控株型、协调营养生长与生殖生长的矛盾十分有效。

(4) 改善水肥条件改善农田水肥条件，以培育健壮的作物群体，增强植株的光合能力。

(5)增加田间二氧化碳浓度在大田生产中要注意合理密植及适宜的行向和行距，改善通风透光条件，促使空气中二氧化碳不断补充到群体内部，有利于增强光合作用。

另外，在土壤中适当增施有机肥，肥料分解时可放出二氧化碳。

(6)使用植物生长调节剂矮壮素、缩节胺、多效等植物生长延缓剂不仅可有效防止植株徒长，在培育壮苗、提高植株光合能力等方面也具有很好的作用。

蔡乙酸等植物生长促进剂，在水稻、小麦等作物的开花末期或灌浆初期喷施，可显著调节光合产物的分配方向，达到增加粒数、千粒重和产量的作用。

10.解释作物的品质、食用品质、营养品质、工艺品质和加工品质。

作物品质：收获目标产品达到某种用途要求的适合度。

食用品质:指蒸煮，口感和食味等的特性。

营养品质：指蛋白质含量，氨基酸组成，维生素含量和微量元素含量等。

工艺品质：影响产品质量的原材料特性。

加工品质：不明显影响加工产品质量，但但又对加工过程有影响的原材料特性。

11.试述生态环境对作物品质的影响。

生态环境对作物品质的影响：
（1）光照光合作用是形成作物产量和品质的基础，光照不足会严重影响作物的品质。

（2）温度如禾谷类灌浆结实期温度过高或过低均会降低粒重，影响品质；气候冷凉和温差较大的地区有利于大豆油分的积累；烟草是喜温作物，昼夜平均温度较高等（3）水分作物品质的形成期大多处于作物大多处于作物生长旺盛期，因此需水量多耗水量大，如果此时遭遇水分胁迫会降低品质。

（4）大气污染如大气中二氧化碳含量增高使小麦蛋白质赖氨酸脂肪含量增加，淀粉含量降低等。

（5）土壤通常肥力高的土壤和有利于作物吸收矿物质营养的土壤能使作物形成优良品质的产品。

12.在作物生产中如何采用适宜的栽培措施来改善品质?
（1）种植密度和播种期，对于大多数作物适当稀植可以改善个体营养从而在一定程度上提高作物品质；播种前不同植株生育和物质形成所遇到的温光水等条件也不同，这些条件的变化会对作物的品质产生很大的影响。

（2）施肥一般使用有机肥对作物品质较好，过量使用化肥使作物品质变差；肥料施用过少作物生长发育不良干物质积累少，产量低，品质差。

（3）灌溉根据作物需水规律适当的进行补充性灌溉通常能改善植株代谢，促进光和产物的积累，因为能改善作物的品质。

（4）生长调节剂，作物的生育过程中喷施生长调节剂一方面可以提高产量另一方面可以改善品质。

（5）收获适时收获是获得高产优质的重要保证如禾谷类大多数在蜡熟或黄熟期收获产量最高品质最优。

第四章作物生产与环境条件
1.分别叙述光照度、日照长度和光谱成分对作物生长发育的影响。

光照度对作物生长发育的影响
光照度通过影响作物器官的形成和发育以及光合作用的强度而影响作物的生长发育。

1.光照度对形态器官建成和生长发育的影响充足的光照对于器官的建成和发育是不可缺少的。

作物的细胞增大和分化、组织和器官分化、作物体积增大和重量增加等都与光照度有密切的关系;作物体各器官和组织在生长和发育上的正常比例，也与光照度有关。

作物花芽的分化、形成和果实的发育也受光照度的制约。

2.光照度对光合作用的影响。

在正常自然条件下，上层叶片的光强一般会超过光合作用的需要，但中下部叶片常会处于光照不足的状态，会影响光合作用强度而减少物质的生产，削弱个体的健壮生长，这时光成为限制光合作用的主导因子。

日照长度对作物发育的影响
1.日照长度对作物发育的影响作物的发育，即从营养生长向生殖生长转变，受到日照长度的影响，或者说受昼夜相对长度的控制、作物发育对日照长庭的这种反应称为光周期现象。

根据作物发育对光周期的反应不同，可把作物分为长日照作物、短日照作物、中日照作物和定日照作物。

2.日照长度对作物干物质生产的影响作物积累干物质，在很大程度上依赖于作物光合速率的高低和光合时间的长短。

一般情况下，日照长度增加，作物进行光合作用的时间延长，就能增加于物质的生产或积累。

因此在温室栽培作物，进行补充光照，人工延长光照
时间，能使作物增产。

光谱成分对作物生长发育的影响
光谱中的不同成分对作物生长发育和生理功能的影响并不是一样的。

作物主要是利用波长为 400~700 nm 的可见光进行光合作用，其中红光和橙光利用最多。

红光有利于糖类的合成;蓝光有利于蛋白质的合成;远红光影响作物的开花;紫外光对果实成熟和含糖量有良好作用，但对作物的生长有抑制作用，增加红光比例对烟草叶面积的增大和内含物的增加有一定的促进作用;蓝光处理会降低水稻幼苗的光合速率。

2.简述我国光能资源的特点及光能资源的利用。

光能资源的特点：我国太阳辐射资源十分丰富，西部高于东部，高原高于平原，干旱区高于湿润区，青藏高原为最高值区，我国呈西多东少的趋势。

利用：光资源的特点以及光对作物生长发育的影响，对农业生产有重要的作用。

例如，作物的光周期现象，对不同地区间的引种极为重要。

作物的需光特性和光照在群体内的分布状况，对考虑不同地区作物布局，兼套种的作物搭配，通过种植密度的调节而改善某些作物的品质等方面都有重要意义。

另外，提高作物光能利用率的各种措施也必须考虑光能资源的特点。

3.何谓作物温度的三基点?极端温度对作物会产生何种危害?
作物温度三基点：各种作物对温度的要求有最低点，最适点，最高点之分。

作物在生长发育过程中，常会受到低于或高于生长发育下限或上限的温度称为极端温度的影响
1、低温对作物的危害：冷害和冻害。

冻害是指作物体内冷却至冰点
以下，引起组织结冰造成的伤害或死亡，细胞内结冰，冰晶使细胞原生质膜发生破裂和原生质的蛋白质变性而使细胞受到伤害。

冷害指作物遇到０摄氏度以上低温，生命活动受到影响而引起作物体损害或发生死亡的现象。

作物体内水分代谢失调，扰乱正常的生理代谢，植物受害，酶促反应作用下水解作用增强，新陈代谢破坏，原生质变性，透性加大使作物受害。

2、高温堆作物的危害。

高温对作物的生理影响是使呼吸作用加强，使物质合成与消耗失调，使蒸腾作用也会增强，使体内冰分平衡被破坏，使植株萎蔫，使作物生长发育受阻。

同时，高温使作物局部灼伤。

4.有效积温和活动积温各是什么?积温在作物生产上有什么作用?
作物整个生育期，或某个生长发育阶段内高于一定温度以上的日平均温度的总和称为某作物整个生育期或某生育阶段的积温。

积温可分为有效积温和活动积温。

在某个生育期或全生育期中高于生物学最低温度的日平均温度称为当日的活动温度，而日平均温度与生物学最低温度的差数称为当日的有效温度。

不同作物甚至同一作物不同品种由于其生物学最低温度的差异以及生育期的长短不同，整个生育期要求的有效积温不同。

5.试述水分对作物生长发育的重要作用。

水分对作物生理生态作用
1.水是细胞原生质的重要组成成分原生质含水量在70%~80%或以上才能保持代谢活动正常进行。

若失水过多，则会引起其结构破坏，导致作物死亡。

2水是代谢过程的重要物质水是光合作用的原料，水分子参与呼吸作用以及许多有机物质的合成和分解过程中。

3.水是各种生理生化反应和运输物质的介质植物体内的各种生理生化过程需以水作为介质。

4.水分使作物保持固有的姿态作物细胞吸足了水分，才能维持细胞的紧张度，保持膨胀状态，使作物枝叶挺立，花朵开放，根系得以伸展，从而有利于植物捕获光能、交换气体、传粉受精、吸收养分等。

5.水分的生态作用水在作物的生态环境中起着特别重要的作用。

6.简述于旱、涝害和水体污染对作物生长发育的影响。

旱、涝对作物的危害
1.干旱对作物的影响缺水致使作物需水和土壤供水失去平衡，而对作物生长发育造成的伤害。

干旱下，作物体内合成酶的活性降低，分解酶的活性增强，作物合成的生长所需物质减少，而且蛋白质等有机物质大量被分解。

干旱还使作物体内能量代谢紊乱，原生质结构破坏、营养物质吸收和运输受阻，光合速率下降。

2.涝害涝害是指长期持续阴雨，或地表水泛滥，淹没农田，或地势低洼田间积水，水分过剩，土壤缺乏氧气，根系呼吸减弱，久而久之引起作物窒息、死亡的现象。

土壤水分过多，抑制好氧性微生物的活动，土壤以还原反应为主，许多养分被还原成无效状态，并会产生大量有毒物质，使作物根系中毒、腐烂，甚至引起死亡。

(三)水污染对作物的影响
受污染的水体往往含有有毒或剧毒的化合物，直接毒害作物，影响其
生长发育、产量和品质。

7.简述我国水资源的状况和提高水资源利用率的措施。

(一)我国水资源状况
1.以地表水为主。

2.水资源总量不少，但人均、单位土地面积占有量不足。

3.水资源的时空分布不均衡，差别悬殊
4.地下水开采过量，水质污染加剧
(二)我国水资源的合理利用
水资源在我国是十分珍贵的自然资源，保护和合理利用水资源，节约用水是我国长期坚持的一项基本国策。

1.合理灌溉，发展节水型农业和旱作农业
2.改善水质，扩大水源。

3.兴修水利工程，增加蓄水能力。

8. 试述田间二氧化碳的来源及分布、二氧化碳浓度与作物产量的关系
二氧化碳影响作物的生长发育主要是通过影响作物的光合速率而造成的。

光照下，二氧化碳浓度为零时作物叶片只有光呼吸和暗呼吸，光合速率为零。

随着二氧化碳浓度的增加，光合速率逐渐增强;当光合速率和呼吸速率相等时，环境中的三氧化碳浓度即为二氧化碳补偿点;当二氧化碳浓度增加至某一值时，光合速率便达到最大值，此时环境中的二氧化碳浓度称为二氧化碳饱和点。

同一作物在不同的二氧化碳浓度环境中，其光合速率也不同。