4第四章作物生产与环境条件

第四章作物生长与环境李华2010—2011-22土壤：陆地上能够生长植物的疏松表层。土壤的四大肥力因素：水、肥、气、热土壤肥力：自然肥力、人工肥力、有效肥力、潜在肥力。土壤三相：固体、液体和气体。第一节作物生长与土壤3质地与土壤肥力砂土粘土壤土砂土类土壤（热性土）：含砂量≥50%，营养缺乏，能透性好，保水保肥力差，易升温，易出苗，易脱肥。粘土类土壤（冷性土）：粘粒含量≥30%，养分充足，能透性差，保水保肥力强，难升温，难出苗，有后劲。壤土类土壤（二合土）：砂粘适中，养分充足，土壤孔隙适当，保水保肥力强，土温暖，耕性好，有后劲。4土壤有机质土壤有机质：动植物、微生物残体和有机肥料在土壤微生物作用下形成的各种形态有机成分，主要有新鲜的有机质、半分解有机残余物和腐殖质。土壤腐殖质是改良土壤、供给植物生长的营养物质，是土壤肥力水平的主要标志之一。不同种类的土壤有机质的含量不同。5土壤耕性土壤耕性：土壤在耕作时反应出来的特性。61.土壤物理机械性土壤的粘结性：土粒间由于分子引力而相互粘结在一起的性质，这种性质使土壤具有抵抗外力不被破坏的能力。土壤的粘着性：在一定的含水情况下，土粒粘着其它物质的性质。土壤可塑性：土壤在一定含水量的范围内被外力塑成某种形状，当外力消失或干燥后，仍能保持所获形状不变的性能。72.土壤耕性的衡量标准耕作难易：耕作时土壤对农机具的阻力大小。好耕----土松口松绵软难耕----土重口紧僵硬耕作质量：耕作后土壤所表现出来的性质。质量好----土垡松散容易耙碎不成坷垃孔隙适中团粒结构质量差----反之适耕期限：土壤适宜耕作的时期，由土壤含水量决定。适耕期长---干好耕湿好耕不干不湿更好耕适耕期短---早上软中午硬到了下午耕不动893.改善土壤耕性的方法增施有机肥：形成良好的团粒结构，降低粘质土壤的粘结性、粘着性和可塑性。改良土壤质地：掺砂或掺粘，翻砂压粘或翻粘压砂。合理灌排适时耕作：合理灌排水，控制在土壤下限含水量以下，避免土壤可塑性与粘重性出现。10土壤含水量土壤墒情土壤含水量土壤特性与作物生长的关系黑墒(饱墒)20％以上土壤颜色深，用手捏很易成团，扔在地上不散开，手上有明显的水迹，感觉阴凉。黑墒含水多，因而土壤空气量少，土温也低黑墒春播和秋播虽能全苗，但出苗和幼苗生长都很慢。夏季作物生长快，蒸腾率高。黑墒嫌太湿，黏犁，容易出现犁条、犁块，干后成坷垃合墒(褐墒)15％～20％颜色黑黄发暗，用手捏成团，手有湿印，扔之散成大块。土壤中的水分、空气比例适宜合墒是播种、作物生长和耕作的最好墒情黄墒12％～15％颜色浅而发黄，现出土粒本色。用手捏也能成团，但抛起一米高落地，分散成土花，手掌上微有湿印，稍有凉爽的感觉黄墒播种能够出苗，但需注意保墒，能勉强维持作物生长发育对水的需要土壤墒情的类型及与作物生长的关系11灰墒8％左右呈现半干半湿的颜色，握在手中已不感阴凉，勉强成团，稍动即散灰墒春播除高梁、谷子等耐旱作物，播后加强镇压能出全苗外，播种其他作物不易出全苗，耕作勉强能进行。夏季只能维持作物不死，生长受阻干土5％以下土壤散碎，不是干土块就是干土面，颜色浅。白天握在手里燥暖，不能成团干土墒情下不能播种，也不宜耕作土壤墒情的类型及与作物生长的关系12土壤的酸碱反应对土壤物理化学性质，微生物活动及植物生长都有很大的影响，更直接地影响到养分的有效性。土壤的酸碱性13植物对土壤酸碱反应的适应性作物正常生长要求土壤有合适的酸碱度。土壤酸碱指示植物：对酸碱特别敏感的植物。甜菜、紫苜蓿：中性和微碱性土壤中生长。茶树、柑桔：强酸性和酸性土壤中生长。大多数农作物的适应性较广，对pH要求不太严格。14主要栽培作物生长适宜pH值范围大田作物名称pH值名称pH值水稻6.0～7.0甘蔗6.0～8.0小麦6.0～7.0甜菜6.0～8.0大麦6.0～7.0甘薯5.0～6.0大豆6.0～7.0花生5.0～6.0玉米6.0～7.0烟草5.0～6.0棉6.0～8.0紫云英6.0～7.0马铃薯4.8～5.4紫花苜蓿7.0～8.0向日葵6.0～8.015植物吸水土壤水分蒸腾作用大气降水土壤—作物—大气连续体第二节植物生长与水分16不同植物含水量不同；（草本＞木本）同一植物不同组织含水量不同；（根尖、茎尖、叶＞种子）植物生长环境不同含水量不同；（水生植物＞陆生植物＞旱生植物）组织代谢状态不同含水量不同。（代谢旺盛＞代谢微弱）一、植物组织含水17植物组织水分的存在状态束缚水：被原生质胶体颗粒或渗透性物质吸附不能自由移动的水。束缚水含量愈高，植物抗性能力愈强。自由水：不被原生质胶体颗粒或渗透性物质吸附能自由移动的水。植物新陈代谢愈旺盛，自由水含量愈高。18二、土壤水(一)土壤含水量1．质量含水量土壤中水分的质量与干土质量的比值，也称为重量含水量。2．容积含水量单位土壤总容积中总水分所占的容积分数3．相对含水量土壤含水量和田间持水量的比值4．土壤水储量一定面积和厚度土壤中含水的绝对数量，m3/hm2或mm19(二)田间持水量土壤毛管悬着水达到最大值时的土壤含水量(三)萎蔫系数当植物因根系无法吸水而发生永久性萎蔫时的土壤含水量(四)土壤有效水最大含量田间持水量和萎蔫系数的差值20三、植物对水分的吸收1.影响植物吸水的条件影响条件：土壤温度（正相关）土壤通气状况（正相关）土壤水分状态。生理干旱：土壤不缺水，由于温度过低可土壤溶液浓度过高，土壤水低于细胞水势，造成根系吸水困难而引起的干旱。212.作物需水量几种作物的蒸腾系数C3植物C4植物作物蒸腾系数作物蒸腾系数小麦510黍293水稻710谷子310棉花646高梁322大豆744玉米368平均652.5平均323223.作物需水临界期不同作物的需水临界期作物临界期作物临界期冬小麦孕穗、开花期大豆开花期水稻孕穗、开花期棉花开花结铃期玉米大喇叭口、吐丝期马铃薯开花、块茎形成高梁孕穗、开花期甜菜抽薹到形成谷子孕穗、开花期西红柿开花、结实花生花针期瓜类开花、结实23土壤养分植物营养营养吸收作物施肥有机肥料化学肥料第三节植物生长与养分24植物生长必需营养元素植物必需营养元素：维持植物正常生理活动必需的营养元素。缺少----植物不能正常生长发育缺乏----植物单一缺素症，无法替代，补充后恢复或预防。作用----直接效果大量元素：CHONPKCaMgS微量元素：FeCuZnMnBMoCl注意：营养元素同等重要且不可替代。植物营养三要素（肥料三要素）-N、P、K25生理功能：蛋白质、核酸、磷脂、酶、植物激素、叶绿素、维生素、生物碱生物膜的组成成份。氮素缺乏：株小，叶黄，茎红，根少，质劣。老叶先病。氮素过量：贪青徒长，开花延迟，产量下降。1.氮的生理功能氮过剩氮缺乏262.磷的生理功能生理功能：核酸、磷脂、酶、腺甘磷酸组成成分。促进糖运转。参与碳水化合物、氮、脂肪代谢。提高植物抗旱性和抗寒性。磷素缺乏：株小，根少，叶红，籽瘪，糖低。老叶先发病。磷缺乏27生理功能：酶的活化剂，促进光合作用、糖代谢、脂肪代谢、蛋白质合成，提高植物抗寒性、抗逆性、抗病和抗倒伏能力。钾素缺乏：株小，缺绿。老叶先发病。3.钾的生理功能钾缺乏28钙缺乏镁缺乏硫缺乏铜缺乏铁缺乏锌缺乏锰缺乏硼缺乏钼缺乏29根系吸收养分：温度（15~25℃）通气（正相关）土壤酸碱度土壤水分根的营养特性。叶片吸收营养：溶液组成溶液浓度叶片湿润（0.5~1小时）叶片类型（角质膜厚薄）喷施部位（新叶）1.影响植物吸收养分的环境条件植物对养分的吸收30植物营养的阶段性：植物营养期--植物通过根系从土壤中吸收养分的整个时期。植物营养连续性--植物不间断地从土壤中吸收养分的特性。植物营养阶段性--植物不同生长阶段对营养的种类、数量和比例的要求不同。营养吸收规律：低-高-低。作物营养关键期：作物营养临界期--对某种养分缺乏敏感且受损害，即使实施也很难纠正的时期。营养最大效率期--植物对营养的需要最多、吸收最快、增产效率最高的时期。注意：不同植物、不同营养元素的营养关键期和营养最大效率期不同。2.作物各生育期的营养特性31土壤温度大气温度第四节植物生长与温度32土壤热容量：单位体积或单位重量的土壤温度增加1℃所需要的热量卡数。意义：热容量大，不易升温，温差小（粘土）热容量小，容易升温，温差大（砂土）影响因素：土壤固、液、气三相比例，以水为主。土壤导热性：土壤传导热量的性质。意义：判断土壤受热后土温增加的难易程度和土温平稳的程度。影响因素：固、液、气三相组成比例，含水量及松紧程度土壤的热特性33土壤温度变化：日变化，年变化。影响土温变化的因素：环境因素---纬度（愈高愈低）高度（愈高愈低）坡向（南高北低）大气（愈干愈高）覆盖（提高地温）土壤因素---土壤颜色土壤质地土壤孔隙土壤温度状况34最适温度：20~30℃。排水散墒----提高地温灌溉增湿----平稳地温向阳垄作----提高地温建造温室----提高地温地面覆盖----提高地温风障栽植----平稳地温土壤温度的调节*35空气温度状况1.平均温度日平均气温----连续24小时等时距的24次观测值的算术平均数。月平均气温----全月每日平均气温的算术平均值。年平均气温----全年各月或各日平均气温的算术平均值。36积温----植物某一生育时期或某一时段内，日平均气温累积之和。≥0℃，≥10℃生物学零度----植物开始发育的下限温度。活动积温----某一时期高于生物学零度的日平均温度的总和。有效积温----某一时期高于生物学零度的日平均温度与生物学零度之差的总和。累赘温度----不再使植物发育速度加快的高日平均温度。2.植物生长对温度的要求--积温372.1积温----植物某一生育时期或某一时段内，日平均气温累积之和。≥0℃，≥10℃各作物对积温的要求不同棉花中熟品种要求≥10℃的积温3400～3600℃玉米中熟品种要求≥10℃的积温2500~2700℃冬小麦要求≥10℃的积温1600~2400℃马铃薯要求≥10℃的积温1400℃积温也是衡量一个地区热量资源的主要指标哈尔滨≥10℃的积温是3000℃北京≥10℃的积温是4200℃济南≥10℃的积温是5000℃武汉≥10℃的积温是5300℃广州≥10℃的积温是8100℃382.2生物学零度：植物开始发育的下限温度油菜：3℃小麦：3℃玉米：8℃烟草：13℃392.3积温、活动积温、有效积温日1234567日平均气温76811101415≥0℃积温7681110141571℃≥10℃积温---1110141550℃活动积温--81110141558℃有效积温--0326718℃积温----某一生育时期或某一时段内，日平均气温累积之和。≥0℃，≥10℃生物学零度----植物开始发育的下限温度。玉米：8℃活动积温----某一时期高于生物学零度的日平均温度的总和。有效积温----某一时期高于生物学零度的日平均温度与生物学零度之差的总和。40•植物基本温度指标：最低致死温度生物学最低温度生物学最适温度生物学最高温度最高致死温度•温度三基点：生物学最低温度生物学最适温度生物学最高温度•最低致死温度：引起植物死亡的生命活动最低温度。•最高致死温度：引起植物死亡的生命活动最高温度。•温度临界期：作物性细胞进行减数分裂和开花时，对外界温度最敏感，如遇低温或高温都会导致严重减产。这种对外界温度最敏感的时期称为温度临界期3.温度条件与农业生产第五节作物生长发育与光照赵波42作物生长发育对光照强度的需求作物光饱和点／lx光补偿点／lx小麦24000～30000500～1000玉米250003000～1800水稻40000～50000600～1000谷子600004500第五节作物生长发育与光照43光强生态类型：1．阳性植物在强光下才能生长发育良好，而在荫蔽和弱光下生长发育不良的植物。如蒲公英、蓟、槐、松等。2．阴性植物需要在较弱的光照条件下生长，不能忍耐高强度光照的植物。如苔藓类、部分蕨类、云杉、茶树等，人参、三七、半夏等。3．耐阴植物介于上两类之间的植物，他们既可以在强光下良好生长，又