作物产量及其构成因素
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一、作物产量
产量
生物产量
产量即产 品的数量
经济产量
30
生物产量——
– 即作物通过光合作用和呼吸作用生产和累积的各种 物质的总量。 • 各种物质： 有机物(90%~95%)＋无机矿物质 (5%~10%) 。 • 研究上，生物产量一般不计根系(收获物在地下 的除外)。
29
经济产量——
– 即人类所需要的收获物（经济产品）的重量。
–但不同作物、不同品种、不同环境条件下，干 物质积累速度、总量等都会有所不同。
9
• 光合产物的分配——
– 干物质分配因作物种类、品种类型、生育时期 及栽培条件而异。
– 不同作物经济系数不同，其实就是光合产物分 配到籽粒等收获物中的比例不同；
8
• 不同品种间光合产物分配差异：矮秆品种分配到 籽粒中的光合产物比例比高秆品种高，早熟品种 分配至籽粒的比例较晚熟品种高。
– 甘薯：密度大、株数多时，每株薯块数与单薯重都会 下降。
19
• 所以，作物的密度是一个很关键的因素。 合理的密度会协调个体与群体间的矛盾、 各产量构成因素间的矛盾，使其乘积（即 产量）达到最大。
18
三、作物产量形成特点 ㈠ 产量因素的形成
1. 作物生长“三阶段”与产量因素的关系—— –收获子实的作物生育期“三阶段”：前期、中期 和后期。前期是营养生长，后期是生殖生长，中 期营养生长与生殖生长并进。
– 叶面积比率（Leaf area rate, LAR） • 即叶面积与植株干重之比，即单位干重的叶 面积。LAR=L/W
3
– 比叶面积（Specific leaf area, SLA） • 也叫比叶重，即叶面积与叶干重的比值，用 于衡量叶片相对厚度。
– 叶干重比（Leaf weight rate, LWR） • 即叶干重与植株干重之比。
–油菜产量=株数×每株有效分枝数×每分枝角果数 ×每角果粒数×粒重
–甘蔗产量=有效茎数×单茎重 –烟草产量=株数×每株叶数×单叶重 –绿肥产量=株数×单株重
20
• 产量与各产量构成因素呈正相关，而产量构成因 素之间一般呈负相关，即：各产量构成因素一般 不能实现同步增长。
– 水稻：密度大、穗数多时，每穗实粒数会明显减少， 千粒重也会有所下降。
– 不同作物的收获物是不同的：有的是种子，有 的是根（甜菜、甘薯）或茎（马铃薯、甘蔗）， 有的是纤维（棉花、麻类），有的是叶片（烟 草），有的是地上部全部茎叶（绿肥）等。
28
• 同一作物的收获物还因栽培目的不同而不同：如 玉米可作粒用饲料、青贮饲料、鲜青饲料，前者 的经济产品是籽粒，后两者的经济产品则是地上 部的全部。
2
– 作物生长率（Crop growth rate, CGR） • 即群体生长率，表示单位时间、单位土地面 积上所增加的干物重。CGR=NAR×LAI。 • 产量增长依靠LAI与NAR的协调增长。NAR 变幅较小，LAI变幅较大，因而认为产量增 长主要取决于LAI。LAI保持在一个合适的 范围内，才能获得高产。
27
生物产量和经济产量的关系——
经济产量=生物产量×经济系数
– 经济系数（收获指数，Harvest index，HI）：经 济产量占生物产量的比例，反映生物产量转化为 经济产量的效率的高低。
– 经济产量与生物产量、HI呈正相关，即生物产量 与HI越高则经济产量越高。
26
– HI受遗传基础与栽培技术、环境条件的影响， 同时因收获器官不同而不同。
• 答：A植株的RGR=8/10/10=0.08 g/g·d B植株的RGR=10/15/10=0.067 g/g·d 所以A植株的生长速率较快。
4
– 净同化率（Net assimilation rate, NAR） • 即单位叶面积在单位时间内生产的干物质。 NAR= dW/dt/L，单位 ：g/dm2/d。
• 为了方便研究作物产量的形成特点，通常将产量 分解为几个构成因素——
22
–禾谷类产量=穗数×每穗实粒数×粒重=穗数×每穗总 粒数×结实率×粒重
–豆类产量=株数×每株有效分枝数×每分枝荚数×每 荚实粒数×粒重
–薯类产量=株数×每株薯块数×单薯重 –棉花产量=株数×每株有效铃数×每铃籽棉重×衣分
21
• 主茎型作物自动调节能力较弱，如玉米等 – 当密度过大时，会出现大量空秆
13
–穗粒数调节
• 充足的养料和适宜的环境条件促进小穗、小花 分化，增加每穗粒数。
• 如小密度群体的每穗粒数会多于大密度群体的 每穗粒数，这是因为密度小时，单株养料相对 充足，更 有利于小穗、小花的分化。
12
– 粒重调节
• 充足的肥水、良好的天气条件有利于灌浆 以提高粒重。
17
–各时期对产量的影响
前期 通过影响 分蘖与分枝 来影响 穗数或 分枝数
16
图片来自网络
中期 通过影响 花的数量
来影响 每穗粒数、 每分枝荚数、 每株有效铃数、 每分枝角果数
15
图片来自网络
倒伏影响光合产物生产与转运
以水稻为例
后期 主要影响 结实率
和 粒重
高温造成受精不良，结实率下降
病虫害影响结实率和粒重
图片来自网络
后期光照较弱光合产物不够 ，造成充实不良，结实率
下降，千粒重下降
干旱等自然灾害影响 14
2. 产量因素的自动调节——
– 穗数调节
• 分蘖作物的自动调节能力较强，如水稻、小麦等 – 密度大时，分蘖少 – 密度小时，分蘖多 – 分蘖过多或过少都不利于高产；只有在适量的分 蘖和较高的成穗率下才能获得高产
• 调节作用主要表现在：大群体，养料相对 缺乏，粒重较低，小群体则粒重较高。
11
㈡ 干物质积累与分配
• 产量形成的过程就是光合产物的生产、运输、积 累与分配的过程。
• 光合产物的生产——
–光合生产能力决定于光合面积、光合时间和 光合效率。
10
• 光合产物的积累——
–作物干物质积累动态遵循Logistic曲线（S形 曲线）模式。
7
• 不同生育时期，干物质分配中心不同：前期 一般是茎叶，中期是茎叶与生殖器官（幼穗、 花芽），后期是穗粒；
• 土壤养分状况影响光合产物分配：一般中肥 条件下生殖器官所占比例较高肥条件下大 （高肥导致徒长或贪青晚熟）。
6
㈢ 作物生长分析
• 通常采用相对生长率、净同化率、叶面积比率、 比叶面积、wenku.baidu.com干重比、作物生长率等指标来比 较不同作物、不同品种或不同栽培措施下同一 品种的生长与产量形成的差异：
– 原因：营养器官形成较简单，不需生殖器官的分 化形成及开花结实的复杂过程；蛋白质、脂肪是 碳水化合物经过进一步转化而成的，转化过程需 要消耗大量能量。
24
– 作物HI的范围是基本稳定的，可以通过 品种改良、栽培技术优化等使其达到一 个较高的值，这是获得高产的途径之一。
23
二、产量构成因素
• 通常所讲的产量不是指一个个体的产量，而是指 一个群体的产量。如：一块地、一亩地、几个平 方，都可以。
5
– 相对生长率（Relative growth rate, RGR） • 即单位重量的植株在单位时间增加的重量。 RGR= dW/dt/W，单位：g/g·d或g/g·周。好 处：能客观比较植株的生长能力强弱。
• 例：A、B植株起始重量分别为10g和15g，10天 后，两者重量分别增加了8g和10g。请问谁的生 长速率较快？
– 薯类作物HI为0.70~0.85，甜菜、烟草0.60~0.70， 水稻、小麦 0.35~0.50，玉米0.30~0.50，大豆 0.25~0.40，油菜0.28左右，籽棉0.35~0.40，皮 棉0.13~0.16
25
– 一般，收获营养器官的作物HI高于收获子实的作 物；子实以碳水化合物为主的作物HI高于子实以 蛋白质、脂肪为主的作物。
1
思考题
1、产量的概念。 2、作物产量与产量构成因
素间的关系。
THE END
产量
生物产量
产量即产 品的数量
经济产量
30
生物产量——
– 即作物通过光合作用和呼吸作用生产和累积的各种 物质的总量。 • 各种物质： 有机物(90%~95%)＋无机矿物质 (5%~10%) 。 • 研究上，生物产量一般不计根系(收获物在地下 的除外)。
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经济产量——
– 即人类所需要的收获物（经济产品）的重量。
–但不同作物、不同品种、不同环境条件下，干 物质积累速度、总量等都会有所不同。
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• 光合产物的分配——
– 干物质分配因作物种类、品种类型、生育时期 及栽培条件而异。
– 不同作物经济系数不同，其实就是光合产物分 配到籽粒等收获物中的比例不同；
8
• 不同品种间光合产物分配差异：矮秆品种分配到 籽粒中的光合产物比例比高秆品种高，早熟品种 分配至籽粒的比例较晚熟品种高。
– 甘薯：密度大、株数多时，每株薯块数与单薯重都会 下降。
19
• 所以，作物的密度是一个很关键的因素。 合理的密度会协调个体与群体间的矛盾、 各产量构成因素间的矛盾，使其乘积（即 产量）达到最大。
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三、作物产量形成特点 ㈠ 产量因素的形成
1. 作物生长“三阶段”与产量因素的关系—— –收获子实的作物生育期“三阶段”：前期、中期 和后期。前期是营养生长，后期是生殖生长，中 期营养生长与生殖生长并进。
– 叶面积比率（Leaf area rate, LAR） • 即叶面积与植株干重之比，即单位干重的叶 面积。LAR=L/W
3
– 比叶面积（Specific leaf area, SLA） • 也叫比叶重，即叶面积与叶干重的比值，用 于衡量叶片相对厚度。
– 叶干重比（Leaf weight rate, LWR） • 即叶干重与植株干重之比。
–油菜产量=株数×每株有效分枝数×每分枝角果数 ×每角果粒数×粒重
–甘蔗产量=有效茎数×单茎重 –烟草产量=株数×每株叶数×单叶重 –绿肥产量=株数×单株重
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• 产量与各产量构成因素呈正相关，而产量构成因 素之间一般呈负相关，即：各产量构成因素一般 不能实现同步增长。
– 水稻：密度大、穗数多时，每穗实粒数会明显减少， 千粒重也会有所下降。
– 不同作物的收获物是不同的：有的是种子，有 的是根（甜菜、甘薯）或茎（马铃薯、甘蔗）， 有的是纤维（棉花、麻类），有的是叶片（烟 草），有的是地上部全部茎叶（绿肥）等。
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• 同一作物的收获物还因栽培目的不同而不同：如 玉米可作粒用饲料、青贮饲料、鲜青饲料，前者 的经济产品是籽粒，后两者的经济产品则是地上 部的全部。
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– 作物生长率（Crop growth rate, CGR） • 即群体生长率，表示单位时间、单位土地面 积上所增加的干物重。CGR=NAR×LAI。 • 产量增长依靠LAI与NAR的协调增长。NAR 变幅较小，LAI变幅较大，因而认为产量增 长主要取决于LAI。LAI保持在一个合适的 范围内，才能获得高产。
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生物产量和经济产量的关系——
经济产量=生物产量×经济系数
– 经济系数（收获指数，Harvest index，HI）：经 济产量占生物产量的比例，反映生物产量转化为 经济产量的效率的高低。
– 经济产量与生物产量、HI呈正相关，即生物产量 与HI越高则经济产量越高。
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– HI受遗传基础与栽培技术、环境条件的影响， 同时因收获器官不同而不同。
• 答：A植株的RGR=8/10/10=0.08 g/g·d B植株的RGR=10/15/10=0.067 g/g·d 所以A植株的生长速率较快。
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– 净同化率（Net assimilation rate, NAR） • 即单位叶面积在单位时间内生产的干物质。 NAR= dW/dt/L，单位 ：g/dm2/d。
• 为了方便研究作物产量的形成特点，通常将产量 分解为几个构成因素——
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–禾谷类产量=穗数×每穗实粒数×粒重=穗数×每穗总 粒数×结实率×粒重
–豆类产量=株数×每株有效分枝数×每分枝荚数×每 荚实粒数×粒重
–薯类产量=株数×每株薯块数×单薯重 –棉花产量=株数×每株有效铃数×每铃籽棉重×衣分
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• 主茎型作物自动调节能力较弱，如玉米等 – 当密度过大时，会出现大量空秆
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–穗粒数调节
• 充足的养料和适宜的环境条件促进小穗、小花 分化，增加每穗粒数。
• 如小密度群体的每穗粒数会多于大密度群体的 每穗粒数，这是因为密度小时，单株养料相对 充足，更 有利于小穗、小花的分化。
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– 粒重调节
• 充足的肥水、良好的天气条件有利于灌浆 以提高粒重。
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–各时期对产量的影响
前期 通过影响 分蘖与分枝 来影响 穗数或 分枝数
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图片来自网络
中期 通过影响 花的数量
来影响 每穗粒数、 每分枝荚数、 每株有效铃数、 每分枝角果数
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图片来自网络
倒伏影响光合产物生产与转运
以水稻为例
后期 主要影响 结实率
和 粒重
高温造成受精不良，结实率下降
病虫害影响结实率和粒重
图片来自网络
后期光照较弱光合产物不够 ，造成充实不良，结实率
下降，千粒重下降
干旱等自然灾害影响 14
2. 产量因素的自动调节——
– 穗数调节
• 分蘖作物的自动调节能力较强，如水稻、小麦等 – 密度大时，分蘖少 – 密度小时，分蘖多 – 分蘖过多或过少都不利于高产；只有在适量的分 蘖和较高的成穗率下才能获得高产
• 调节作用主要表现在：大群体，养料相对 缺乏，粒重较低，小群体则粒重较高。
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㈡ 干物质积累与分配
• 产量形成的过程就是光合产物的生产、运输、积 累与分配的过程。
• 光合产物的生产——
–光合生产能力决定于光合面积、光合时间和 光合效率。
10
• 光合产物的积累——
–作物干物质积累动态遵循Logistic曲线（S形 曲线）模式。
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• 不同生育时期，干物质分配中心不同：前期 一般是茎叶，中期是茎叶与生殖器官（幼穗、 花芽），后期是穗粒；
• 土壤养分状况影响光合产物分配：一般中肥 条件下生殖器官所占比例较高肥条件下大 （高肥导致徒长或贪青晚熟）。
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㈢ 作物生长分析
• 通常采用相对生长率、净同化率、叶面积比率、 比叶面积、wenku.baidu.com干重比、作物生长率等指标来比 较不同作物、不同品种或不同栽培措施下同一 品种的生长与产量形成的差异：
– 原因：营养器官形成较简单，不需生殖器官的分 化形成及开花结实的复杂过程；蛋白质、脂肪是 碳水化合物经过进一步转化而成的，转化过程需 要消耗大量能量。
24
– 作物HI的范围是基本稳定的，可以通过 品种改良、栽培技术优化等使其达到一 个较高的值，这是获得高产的途径之一。
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二、产量构成因素
• 通常所讲的产量不是指一个个体的产量，而是指 一个群体的产量。如：一块地、一亩地、几个平 方，都可以。
5
– 相对生长率（Relative growth rate, RGR） • 即单位重量的植株在单位时间增加的重量。 RGR= dW/dt/W，单位：g/g·d或g/g·周。好 处：能客观比较植株的生长能力强弱。
• 例：A、B植株起始重量分别为10g和15g，10天 后，两者重量分别增加了8g和10g。请问谁的生 长速率较快？
– 薯类作物HI为0.70~0.85，甜菜、烟草0.60~0.70， 水稻、小麦 0.35~0.50，玉米0.30~0.50，大豆 0.25~0.40，油菜0.28左右，籽棉0.35~0.40，皮 棉0.13~0.16
25
– 一般，收获营养器官的作物HI高于收获子实的作 物；子实以碳水化合物为主的作物HI高于子实以 蛋白质、脂肪为主的作物。
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思考题
1、产量的概念。 2、作物产量与产量构成因
素间的关系。
THE END