作物栽培學(xué)總論第四章 群體結(jié)構(gòu)與作物產(chǎn)量

1、第四章第四章 群體結(jié)構(gòu)與作物產(chǎn)量群體結(jié)構(gòu)與作物產(chǎn)量 作物產(chǎn)量是群體產(chǎn)量，作物群體結(jié)構(gòu)作物產(chǎn)量是群體產(chǎn)量，作物群體結(jié)構(gòu)合理與否與作物最終產(chǎn)量關(guān)系密切。重合理與否與作物最終產(chǎn)量關(guān)系密切。重視作物群體結(jié)構(gòu)的組成與產(chǎn)量形成的關(guān)視作物群體結(jié)構(gòu)的組成與產(chǎn)量形成的關(guān)系，才有利于作物生產(chǎn)。系，才有利于作物生產(chǎn)。第一節(jié)第一節(jié) 作物群體結(jié)構(gòu)作物群體結(jié)構(gòu)一、作物群體的概念一、作物群體的概念 作物群體是指同一耕作地塊上的作物個(gè)體作物群體是指同一耕作地塊上的作物個(gè)體群。群。 一種作物組成的個(gè)體群是單作群體；兩種一種作物組成的個(gè)體群是單作群體；兩種以上作物組成的個(gè)體群是復(fù)合群體。以上作物組成的個(gè)體群是復(fù)合群體。 群體與個(gè)

2、體的關(guān)系復(fù)雜，相互依存，相互群體與個(gè)體的關(guān)系復(fù)雜，相互依存，相互制約。制約。 作物群體不是靜止的作物群體不是靜止的。二、作物的群體結(jié)構(gòu)二、作物的群體結(jié)構(gòu) 作物群體結(jié)構(gòu)是指群體的大小、分作物群體結(jié)構(gòu)是指群體的大小、分布、組成和動(dòng)態(tài)變化等。布、組成和動(dòng)態(tài)變化等。 它代表群體的基本特征，又是對個(gè)它代表群體的基本特征，又是對個(gè)體產(chǎn)生不同影響的主要原因體產(chǎn)生不同影響的主要原因。（一）群體大?。ㄒ唬┤后w大小1、密度是群體大小的基本指標(biāo)、密度是群體大小的基本指標(biāo)2、葉面積指數(shù)、葉面積指數(shù) 葉面積指數(shù)是指作物群體的總綠色葉面積與該群葉面積指數(shù)是指作物群體的總綠色葉面積與該群體所占的土地面積的比值。體所占的土地

3、面積的比值。 當(dāng)多數(shù)葉片處于光飽和點(diǎn)的光強(qiáng)之下，最底層葉當(dāng)多數(shù)葉片處于光飽和點(diǎn)的光強(qiáng)之下，最底層葉片又能獲得大約二倍于光補(bǔ)償點(diǎn)的光強(qiáng)時(shí)，作物群片又能獲得大約二倍于光補(bǔ)償點(diǎn)的光強(qiáng)時(shí)，作物群體的物質(zhì)生產(chǎn)可望達(dá)到最大值，此時(shí)的葉面積指數(shù)體的物質(zhì)生產(chǎn)可望達(dá)到最大值，此時(shí)的葉面積指數(shù)為最適葉面積指數(shù)為最適葉面積指數(shù)。3、根系的發(fā)達(dá)程度、根系的發(fā)達(dá)程度玉米不同群體的葉面積動(dòng)態(tài)曲線玉米不同群體的葉面積動(dòng)態(tài)曲線（引自山（引自山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所，東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所，1987）5432116 26 5/6 15 25 5/7 15 25 4/8 14 0葉面積指數(shù)葉面積指數(shù)時(shí)期（日時(shí)期（日/月）月）

4、（二）作物群體的層次結(jié)構(gòu)（二）作物群體的層次結(jié)構(gòu)光合層光合層支架層支架層吸收層吸收層群體結(jié)構(gòu)群體結(jié)構(gòu) （三）群體分布（三）群體分布1、垂直分布：葉層分布或結(jié)構(gòu)、垂直分布：葉層分布或結(jié)構(gòu)2、水平分布：個(gè)體分布的均勻程度和、水平分布：個(gè)體分布的均勻程度和株行配置株行配置（四）群體長相（四）群體長相：葉片姿態(tài)、葉色、：葉片姿態(tài)、葉色、生長整齊度和封壟早晚等。生長整齊度和封壟早晚等。（五）群體的動(dòng)態(tài)變化（五）群體的動(dòng)態(tài)變化三、作物群體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)三、作物群體結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 作物群體是由相互聯(lián)系、相互制約的個(gè)體作物群體是由相互聯(lián)系、相互制約的個(gè)體所組成的生產(chǎn)系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中包括光合所組成的生產(chǎn)系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中

5、包括光合部分和非光合部分，它們在空間的配置影響部分和非光合部分，它們在空間的配置影響著群體的結(jié)構(gòu)特性。著群體的結(jié)構(gòu)特性。 為了定量研究作物群體光合系統(tǒng)和非光合為了定量研究作物群體光合系統(tǒng)和非光合系統(tǒng)與群體結(jié)構(gòu)特性間的關(guān)系，通常采用分系統(tǒng)與群體結(jié)構(gòu)特性間的關(guān)系，通常采用分層割取法即層割取法即大田切片法大田切片法。常規(guī)栽培開花期群體結(jié)構(gòu)（單玉珊等，常規(guī)栽培開花期群體結(jié)構(gòu)（單玉珊等，1988）高度高度(cm)深度深度(cm)8060402020406014/5開花期開花期常規(guī)栽培常規(guī)栽培60 40 20枯葉枯葉枯葉鞘枯葉鞘綠葉綠葉穗穗綠葉鞘綠葉鞘根根莖桿莖桿20 40 60 80 100 光強(qiáng)光強(qiáng)1

6、 2 3 4 5 LAI 60 80 100 干物重（干物重（kg/畝）畝）相對光強(qiáng)相對光強(qiáng)LAI高度高度(cm)8060402014/5開花期開花期獨(dú)桿栽培獨(dú)桿栽培20 40 60 80 100 光強(qiáng)光強(qiáng)1 2 3 4 5 LAI 60 80 100 干物重（干物重（kg/畝）畝）深度深度(cm)20406020 40 20 獨(dú)桿栽培開花期群體結(jié)構(gòu)（單玉珊等，獨(dú)桿栽培開花期群體結(jié)構(gòu)（單玉珊等，1988）枯葉枯葉枯葉鞘枯葉鞘綠葉綠葉穗穗綠葉鞘綠葉鞘根根莖桿莖桿第二節(jié)第二節(jié) 作物群體結(jié)構(gòu)與光能利用作物群體結(jié)構(gòu)與光能利用 作物群體是作物利用光能的重要基礎(chǔ)，作物群體是作物利用光能的重要基礎(chǔ)，不僅決定

7、光能的截獲，也對光的吸收轉(zhuǎn)不僅決定光能的截獲，也對光的吸收轉(zhuǎn)化有重要影響。光在群體內(nèi)分布的合理化有重要影響。光在群體內(nèi)分布的合理性是提高作物群體光能利用率的關(guān)鍵。性是提高作物群體光能利用率的關(guān)鍵。而光分布是否合理與群體的合理性密切而光分布是否合理與群體的合理性密切相關(guān)。相關(guān)。一、葉面積與光分布一、葉面積與光分布 群體葉面積大小即葉面積指數(shù)，影響群體的群體葉面積大小即葉面積指數(shù)，影響群體的光分布、光能利用和作物產(chǎn)量。光分布、光能利用和作物產(chǎn)量。 葉面積大小表明了群體葉層的發(fā)達(dá)程度。葉葉面積大小表明了群體葉層的發(fā)達(dá)程度。葉面積小，說明葉層結(jié)構(gòu)不發(fā)達(dá)，一部分光能不面積小，說明葉層結(jié)構(gòu)不發(fā)達(dá)，一部分光

8、能不能被群體的葉片截獲，漏射到地面，作物群體能被群體的葉片截獲，漏射到地面，作物群體的生產(chǎn)力低。反之，由于冠層過度繁茂，使下的生產(chǎn)力低。反之，由于冠層過度繁茂，使下層的光照不足，群體生產(chǎn)能力也降低層的光照不足，群體生產(chǎn)能力也降低。葉面積指數(shù)與光能截獲率的關(guān)系葉面積指數(shù)與光能截獲率的關(guān)系（烏斯金科，（烏斯金科，1963）（%）葉面積指數(shù)葉面積指數(shù)光能截獲率光能截獲率80604020 0 1 2 3 4 5 6 苗期苗期分枝分枝始花始花盛花盛花末花末花 結(jié)實(shí)結(jié)實(shí)鼓粒鼓粒葉面積指數(shù)葉面積指數(shù)凈同化率凈同化率(g/m d)7654321NARNARLAILAI大豆群體凈同化率（大豆群體凈同化率（NAR

9、）和葉面積指數(shù)（）和葉面積指數(shù)（LAI）的動(dòng)態(tài)）的動(dòng)態(tài)變化（張恒善等變化（張恒善等1983） 群體光合速率與葉面積指數(shù)（光能截獲的關(guān)系）群體光合速率與葉面積指數(shù)（光能截獲的關(guān)系）0 0.25 0.50 0.75 1.00（光能截獲率（光能截獲率 %）（葉面積指數(shù)（葉面積指數(shù)）0 0.25 0.50 0.75 1.001.41.21.00.80.60.40.2群體光合速率群體光合速率(Mg/m/s)二、葉角度與光分布二、葉角度與光分布葉姿葉姿自然光照（自然光照（%）空秕率空秕率（%）千粒重千粒重（g）頂頂1葉葉頂頂2葉葉頂頂3葉葉頂頂4葉葉挺拔挺拔74.245.821.910.810.525.1

10、披垂披垂75.427.77.313.123.724.2三、光合勢三、光合勢 光合勢是指在某一生育期間或整個(gè)生光合勢是指在某一生育期間或整個(gè)生育期內(nèi)作物群體綠葉面積的積數(shù)。即每育期內(nèi)作物群體綠葉面積的積數(shù)。即每日的葉面積的積加。日的葉面積的積加。 光合勢標(biāo)志著作物在生育期間，在單光合勢標(biāo)志著作物在生育期間，在單位土地面積上總共有多少平方米的葉面位土地面積上總共有多少平方米的葉面積進(jìn)行了多少天的光合作用。在群體正積進(jìn)行了多少天的光合作用。在群體正常情況下，光合勢與干物質(zhì)數(shù)量呈正相常情況下，光合勢與干物質(zhì)數(shù)量呈正相關(guān)。關(guān)。第三節(jié)第三節(jié) 群體結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)群體結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)一、作物群體的自動(dòng)調(diào)節(jié)一、作物群體的自動(dòng)調(diào)節(jié)（一）自動(dòng)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)（一）自動(dòng)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)1、自動(dòng)調(diào)節(jié)是一個(gè)適應(yīng)過程，需要一定時(shí)間、自動(dòng)調(diào)節(jié)是一個(gè)適應(yīng)過程，需要一定時(shí)間2、自動(dòng)調(diào)節(jié)是在一定范圍內(nèi)進(jìn)行的、自動(dòng)調(diào)節(jié)是在一定范圍內(nèi)進(jìn)行的3、自動(dòng)調(diào)節(jié)具有一定順序性、自動(dòng)調(diào)節(jié)具有一定順序性4、群體的穩(wěn)定是由個(gè)體生育狀況決定的、群體的穩(wěn)定是由個(gè)體生育狀況決定的（二）自動(dòng)調(diào)節(jié)的內(nèi)容（二）自動(dòng)調(diào)節(jié)的