第一讲--农作物生长与环境

第一讲农作物的生长与环境竹溪职校吴立新教学目标•了解农作物生长、发育及环境概念，及其与环境的关系。•掌握光照、温度、水分、养分与农作物生长的关系。计划2课时一、植物的生长、分化、发育与环境生长——指由于细胞的分生和增大，引起细胞、组织、器官的体积和干重发生不可逆增加的量变过程。分化——指细胞、组织、器官在形态结构、生理功能上发生异质化的过程。如：从受精卵细胞分裂转变成胚；从形成层组织转变成输导组织、机械组织、保护组织等。发育——指由于生长和分化，使植物的组织、器官以及整个植株在形态结构和生理功能上发生的质变过程。如：从叶原基的分化到长成一个成熟叶片的过程是叶的发育；大环境：生物所处的大的地理区域小环境：对生物有直接影响的邻接环境生态学研究更重视小环境环境：是指某一特定生物体或生物群体以外的空间及直接、间接影响该生物群体生存的一切事物的总和，包括生物和非生物。生物与环境的相互关系：环境为生物生存提供必须的条件，反之，生物的生命活动影响环境、改变环境。影响农作物生长发育的环境因素归纳起来主要有光照、温度、土壤、水分、养分、空气、生物条件等。二、光照与农作物生长光谱光能利用光照强度光照长度光谱成分不同对农作物起着不同的作用。通常分为紫外光区、可见光区、红外光区。紫外光——波长较长的部分可刺激农作物生长，促进果实成熟，提高蛋白质、维生素及糖分的含量；波长较短部分能抑制农作物体内某些激素形成，抑制细胞伸长。可见光——被植物吸收最多的是红橙光和蓝紫光。红光有利于碳水化合物的积累，蓝光可促进蛋白质和非碳水化合物的积累。红外光——主要产生热效应，可促进某些农作物种子的萌发和细胞的伸长。光谱根据作物开花对光照长度的反应，可分为：a.长日性植物。（如小麦、大麦、黑麦、油菜、天仙子等）b.短日性植物。（中晚稻、玉米、大豆、高粱、棉花、烟草等）c.中日性植物。（早稻、荞麦、豌豆等）光照长度光饱和点：在一定的光照强度范围内，光合作用强度随着光照强度的增强而增强。当光照强度达到一定强度后，光合作用强度不再相应地增强，我们把这种现象称为光饱和现象。这个光的临界点称为光饱和点。光照强度光补偿点：在光合作用进行的同时，植物的呼吸过程也在进行。把植物的光合强度和呼吸强度达到相等时的光强值称为光补偿点。喜阳植物光饱合点较高，所以植物对太阳能的利用率也较高，生产潜力较大。另外强光有利于作物果实和籽粒的生长，产品中的蛋白质、含糖量等都比较高。栽培的农作物多属喜阳植物。耐荫植物虽然要求一定强度的阳光，但可忍耐不同程度的荫蔽。相对较弱的光照条件有利于植物营养器官的生长，一般植物生长较细长、嫩弱，蛋白质含量较少，水分含量较高。这对于以植物营养部分为收获对象的作物很有利。提高作物光能利用率的途径(1)充分利用生长季节，增加农作物的生长日数。(2)建立合理的群体结构，造成群体中多层立体配置，以减少整个作物层的反射、透射和漏射光，增加作物对光能的吸收比例。(3)改善水、热、气等环境条件，增加作物光合能力。(4)培育高光效品种，提高作物的光饱和点。在培育作物品种时，要增加暗反应的速度，以充分利用光反应所吸收的光能，提高光饱和点和光能利用率。(5)减少呼吸等消耗，增加净光合生产率。(6)提高经济系数即谷草比。通过育种和先进的栽培措施，使作物的经济系数提高。光能利用光照因子异常的农业气象灾害1、日灼：树木枝干、果实因受强烈日射而引起的伤害。2、阴害：持续阴天光照不足导致光合作用下降，养分积累不足，茎秆细弱易倒折，授粉不良等现象。农作物生育的“三基点温度”温周期现象积温温度异常引起的气象灾害与防治三、温度与农作物生长（1）作物的三基点温度三基点温度最适温度最高温度最低温度下限温度最适温度上限温度不同作物的三基点温度不同；不同品种的三基点温度不同（同一种作物）；不同生育期的三基点温度也有差异（同一种作物品种）；不同生理过程和不同器官对温度条件的要求也是不同。对大多数作物而言：维持生命的温度一般都在-10～50℃之间，适宜生长的温度在5～40℃之间，保证发育的温度在10～35℃之间。具有普遍意义的，标志某些重要物候现象或农事活动的开始、终止或转折的温度叫农业界限温度，简称界限温度。农业上常用的界限温度（用日平均气温表示）有：0℃、5℃、10℃、15℃和20℃。他们的农业意义为：（2）农业界限温度0℃——土壤冻结和解冻；农事活动开始或终止。冬小麦秋季停止生长和春季开始生长（有人采用3℃），冷季牧草开始生长。0℃以上持续日数为农耕期。5℃——早春作物播种；喜凉作物开始或停止生长，多数树木开始萌动。冷季牧草积极生长。5℃以上持续日数称生长期或生长季10℃——春季喜温作物开始播种与生长，喜凉作物开始迅速生长。常称10℃以上的持续日数为喜温作物的生长期。15℃——喜温作物积极生长，春季棉花、花生等进入播种期，可开始采摘茶叶。稳定通过15℃的终日为冬小麦适宜播种的日期；水稻此时已停止灌浆；热带作物将停止生长。20℃——水稻安全抽穗、开花的指标，热带作物正常生长。（1）作物的温周期现象：作物的生长发育对气温的周期性变化的反应，称为作物的温周期现象。温周期现象是作物对温度节律性变化规律的适应。温周期现象（2）气温日变化对作物生长发育及产量形成的影响日温周期有效范围内生长发育速度灌浆速度否则会造成伤害，严重时会导致作物死亡（3）气温日变化对农产品品质的影响气温日较差大，作物的含糖量和蛋白质含量都较高，产量也高。另外，气温日变化还常和其它气象要素日变化（尤其是光周期）相结合共同对作物产生影响，即白天高气温、强光照有利于光合作用，而适当的气温日较差可增加白天的光合积累而减少夜间的呼吸消耗。积温：某一时段内逐日平均气温累积之和。它是研究作物生长、发育对热量的要求和评价热量资源的一种指标。一般用单位为℃。研究温度对作物生长、发育的影响，既要考虑到温度的强度，又要注意到温度的作用时间。一般分为：活动积温与有效积温积温活动积温多用于农业气候分析有效积温多用于研究作物的发育与热量条件的定量关系、建立作物发育速度的农业气象模式和编制农业气象预报等。冷害：作物在生长季节内，因温度降到生育所能忍受的下限以下而受害。冷害发生时的日平均温度都在0℃以上。冻害：即作物在0℃以下的低温使作物体内结冰，对作物造成的伤害。寒害：主要指热带、亚热带作物在冬季生育期间温度不低于0℃时，因气温降低引起作物生理机能障碍，导致减产甚至死亡的一种农业气象灾害。霜冻：是指空气温度突然下降，地表温度骤降到0℃以下，使农作物受到损害，甚至死亡。与霜不同。高温热害：简称高温害，是高温对植物（生物）生长发育和产量形成所造成的损害，一般是由于高温超过植物（生物）生长发育上限温度造成的。温度异常引起的气象灾害与防治调节温度的农业措施灌溉：在温暖季节与时期的灌溉可起降温的作用，寒冷季节可以起保温作用。松土与镇压：（1）锄地（松土）有增温、保墒、通气及一系列生理生态效应。（2）镇压的作用与锄地相反，它能增加土壤容重，减少土壤孔隙，增加表层土壤水分，从而使土壤热容量、热导率都有增加。垄作：垄作可以提高表层温度，有利于种子发芽与幼苗生长，一般可使垄背土壤（5cm）日平均温度提高1—2℃，并可加大土温日较差。作物需水量主要包括三个部分：作物需水量光合作用和植物含水蒸腾耗水（占绝大部分）棵间蒸发和田间渗漏生理需水生态需水四、水分与农作物生长作物各生育期的需水量:播种到生育盛期前生长盛期开花以后少30少10-20多50-60营养生长植株体积不再增大营养生长生殖生长﹪﹪﹪苗期少，中期多，后期少作物的水分临界期和关键期水分临界期：农作物在不同生育期对水分最敏感的时期，即由于水分缺乏对产量影响最大的时期，称之为某作物的水分临界期。水分临界期一般在作物的穗花期不一定就是作物需水量最多28水分临界期和关键期是不同的概念：水分临界期水分关键期从作物本身考虑综合考虑作物的特性和当地的气候条件生理问题农业气象问题水分关键期：在水分临界期或对水分也相当敏感的另一个时期，正好遇上当地降水条件经常不足，这一时期即当地水分条件影响产量的关键时期，称为作物的水分关键期。提高水分利用率的途径水分调控合理开发和利用水资源节水技术措施节水农艺措施节水农业布局①降水有效利用。②地下水和地表水的联合利用。③劣质水开发。①输水工程。②节水灌溉技术。①农业结构调整。②种植制度。③作物布局。①抗旱育种。②节水灌溉。③覆盖技术。④保墒耕作。⑤培肥地力。⑥理化抗旱措施。31灾害名称干旱洪涝渍害涵义地表层水不能满足作物生长的需要/特点:影响作物生长强降水形成洪水径流冲毁设施、淹没农田，或强降水后农田产生积水，无法及时排出，造成作物受淹，当持续时间超过作物的耐淹能力后所形成的危害。由于降水集中，农田地下水位过高，作物根层土壤持续处在过湿状态，使作物根系长期被水浸泡缺氧，影响正常生长发育而形成的危害。主要发生区域各区域均可能发生沿海、江、湖、库的地区排水不好，降雨集中的地区主要影响作物各个作物生长季节降雨集中的季节连阴雨持续的季节水分异常的主要农业气象灾害农作物生长必需的营养元素16种：C、H、O、N、P、K、S、Mg、Ca、Fe、Zn、Cu、B、Cl、Mo等，其中N、P、K被称为“三要素”，Fe、Zn、Cu、B、Cl、Mo为微量元素。五、养分与农作物生长农作物需肥规律：前期（苗期）少，中期（器官形成期）多，后期（器官成熟期）少。整个生育期对营养元素的需求表现为“少-多-少”的规律，呈“S”形曲线。施肥的基本原理养分归还说植物从土壤中吸收的矿质养分要以肥料的形式归还土壤，使土壤中养分保持平衡。最少养分率也称木桶理论。植物的生长发育，需要吸收各种养分，但是决定植物产量的却是土壤中那个相对含量最少的有效养分。无视这个限制因素，即使继续增加其他营养成分也难以提高植物产量。称作最小养分率。报酬递减率是作为最少养分律的补充提出来的。即其他养分充足时，由于增施某种养分，而产量也随之增加，但增加并不完全是直线的，随着养分的不断增加而产量的增加率却逐渐下降，即并不是施肥量越大产量和效益就越高。因子综合作用率植物高产是综合因素共同作用的结果，还受到气候条件【温度、光照、水分、氧气】和土壤条件【pH值、质地、供肥保肥性】的影响和制约。作业：1、名词解释光长光强三基点温度温周期现象2、简答农作物需水和需肥规律。3、简答施肥的一般原理。2015年11月2日