作物栽培學(xué) 總論第三章 作物產(chǎn)量與品質(zhì)的形成

1、教 案章節(jié)第三章 作物產(chǎn)量和產(chǎn)品品質(zhì)的形成(8學(xué)時(shí))教學(xué)目的和要求要求學(xué)生理解作物產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素間的關(guān)系，學(xué)會(huì)作物測(cè)產(chǎn)的方法，領(lǐng)會(huì)源、庫、流理論及其在產(chǎn)量構(gòu)成中的作用，明確提高作物產(chǎn)量潛力和產(chǎn)品品質(zhì)的途徑。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：作物產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素間的關(guān)系，源、庫、流理論及其應(yīng)用。難點(diǎn)：提高作物產(chǎn)量潛力和產(chǎn)品品質(zhì)途徑的綜合應(yīng)用。§1作物產(chǎn)量及其構(gòu)成因素(2學(xué)時(shí))教學(xué)方法:講授法明確:不同作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量不同結(jié)合教材表3-1通過教材表3-2、表3-3數(shù)據(jù)講授教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)法§2作物的“源、流、庫”理論及其應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）教學(xué)方法：講授法、討論法本章重點(diǎn)理解和應(yīng)用§3作產(chǎn)量的

2、潛力（1學(xué)時(shí)）講授法:使同學(xué)了解作物產(chǎn)量有很大的潛力可挖。本章難點(diǎn)§4作物品質(zhì)及其形成（1.5學(xué)時(shí)）教學(xué)方法：講授法教學(xué)方法：討論法§5作物品質(zhì)的改良（1.5學(xué)時(shí)）一、作物產(chǎn)量 (一)產(chǎn)量 栽培作物的目的是獲得較多的有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的產(chǎn)品。作物產(chǎn)量即是作物產(chǎn)品的數(shù)量。作物產(chǎn)量通常分為生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。 (二)生物產(chǎn)量 是指作物一生中，即全生育期內(nèi)通過光合作用和吸收作用，即通過物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化所生產(chǎn)和累積的各種有機(jī)物的總量，計(jì)算生物產(chǎn)量時(shí)通常不包括根系(塊根作物外)。 (三)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量 是指栽培目的所需要的產(chǎn)品的收獲量，即一般所指的產(chǎn)量。不同作物其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品器官不同，禾谷類作物、豆類

3、和油料作物的產(chǎn)品器官是種子；棉花為籽棉或皮棉；薯類作物為塊根或塊莖；麻類作物為莖纖維或葉纖維；甘蔗為莖稈；甜菜為根；煙草為葉片；綠肥作物為莖和葉等。同一作物，因栽培目的不同，其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的概念也不同。(四)經(jīng)濟(jì)系數(shù) 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量占生物產(chǎn)量的比例，即生物產(chǎn)量轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的效率，叫做經(jīng)濟(jì)系數(shù)或收獲指數(shù)。經(jīng)濟(jì)系數(shù)=經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量/生物產(chǎn)量。1.不同作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)有所不同，其變化與遺傳基礎(chǔ)、收獲器官及其化學(xué)成分以及栽培技術(shù)和環(huán)境對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響等有關(guān)。一般說來，收獲營(yíng)養(yǎng)器官的作物，其經(jīng)濟(jì)系數(shù)比收獲子實(shí)的作物要高；同為收獲子實(shí)的作物，產(chǎn)品以碳水化合物為主的比含蛋白質(zhì)和脂肪為主的作物要高。其原因是營(yíng)養(yǎng)器官的形成

4、過程較簡(jiǎn)單，子實(shí)的形成則須經(jīng)歷生殖器官的分化發(fā)育和結(jié)實(shí)成熟的復(fù)雜過程；碳水化合物如淀粉、纖維素等形成過程中需要能量相對(duì)少些，而蛋白質(zhì)、脂肪的形成要經(jīng)過同化產(chǎn)物的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，需要能量較多。 禾谷類作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)還與植株高度有關(guān)。 2.經(jīng)濟(jì)系數(shù)的高低僅表明生物產(chǎn)量轉(zhuǎn)運(yùn)到經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品器官中的比例，并不表明經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的高低。通常，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的高低與生物產(chǎn)量高低成正比。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量=生物產(chǎn)量×經(jīng)濟(jì)系數(shù)二、產(chǎn)量構(gòu)成因素作物產(chǎn)量可以分解為幾個(gè)構(gòu)成因素，并依作物種類而異。例如，禾谷類作物的產(chǎn)量構(gòu)成為:產(chǎn)量穗數(shù)×單穗粒數(shù)×粒重，或產(chǎn)量穗數(shù)×單穗穎花數(shù)×結(jié)實(shí)率×粒重

5、，豆類作物為： 產(chǎn)量株數(shù)×單株有效分枝數(shù)×每分枝莢數(shù)×單莢實(shí)粒數(shù)×粒重薯類作物為：產(chǎn)量株數(shù)（密度）×單株薯塊數(shù)×單薯重等。田間測(cè)產(chǎn)時(shí)，只要測(cè)得各構(gòu)成因素的平均值，便可計(jì)算出理論產(chǎn)量。 單位土地面積上的作物產(chǎn)量隨產(chǎn)量構(gòu)成因素?cái)?shù)值的增大而增加。但是，作物在群體栽培條件下，由于群體密度和種植方式等不同，個(gè)體所占營(yíng)養(yǎng)面積和生育環(huán)境亦不同，植株和器官生長(zhǎng)存在著差異。一般說來，產(chǎn)量構(gòu)成因素很難同步增長(zhǎng)，往往彼此之間存在著負(fù)相關(guān)關(guān)系。三、作物產(chǎn)量形成特點(diǎn) 作物產(chǎn)量的形成與器官分化、發(fā)育及光合產(chǎn)物的分配和累積密切相關(guān)，了解其形成規(guī)律是采用先進(jìn)栽培技術(shù)

6、，進(jìn)行合理調(diào)控，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的基礎(chǔ)。 (一)產(chǎn)量因素的形成 1產(chǎn)量因素的形成 產(chǎn)量因素的形成是在作物整個(gè)生育期內(nèi)不同時(shí)期依次而重疊進(jìn)行的。如果把作物的生育期概分為3個(gè)階段，即生育前期、中期和后期，那么以子實(shí)為產(chǎn)品器官的作物，生育前期為營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，光合產(chǎn)物主要用于根、葉、分蘗或分枝的生長(zhǎng)；生育中期為生殖器官分化形成和營(yíng)養(yǎng)器官旺盛生長(zhǎng)并進(jìn)期，生殖器官形成的多少?zèng)Q定產(chǎn)量潛力的大??；生育后期是結(jié)實(shí)成熟階段，光合產(chǎn)物大量運(yùn)往籽粒，營(yíng)養(yǎng)器官停止生長(zhǎng)且重量逐漸減輕，穗和子實(shí)干物質(zhì)重量急劇增加，直至達(dá)到潛在貯存量。一般說來，前一個(gè)生育時(shí)期的生長(zhǎng)程度有決定后一個(gè)時(shí)期生長(zhǎng)程度的作用，營(yíng)養(yǎng)器官的生長(zhǎng)和生殖器官的生長(zhǎng)相

7、互影響，相互聯(lián)系。生殖器官生長(zhǎng)所需要的養(yǎng)分，大部分由營(yíng)養(yǎng)器官供應(yīng)，因此，只有營(yíng)養(yǎng)器官生長(zhǎng)良好，才能保證生殖器官的形成和發(fā)育。因而，在高產(chǎn)栽培中，應(yīng)通過合理密植、施肥、灌溉等措施，建成適度的營(yíng)養(yǎng)體，為形成較多的結(jié)實(shí)器官，增加產(chǎn)量提供物質(zhì)基礎(chǔ)。 2產(chǎn)量因素的自動(dòng)調(diào)節(jié) 產(chǎn)量因素在其形成過程中具有自動(dòng)調(diào)節(jié)現(xiàn)象，這種調(diào)節(jié)主要反映在對(duì)群體產(chǎn)量的補(bǔ)償效應(yīng)上。不同作物的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力亦不同，分蘗作物如水稻、小麥等，自動(dòng)調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)；主莖型作物，如玉米、高梁等，自動(dòng)調(diào)節(jié)能力稍弱。 穗數(shù)是禾谷類作物產(chǎn)量因素中調(diào)節(jié)幅度較大的因素，粒數(shù)和粒重取決于開花結(jié)實(shí)及其后的光合產(chǎn)物向籽粒轉(zhuǎn)移的程度。由產(chǎn)量因素的形成過程及自動(dòng)調(diào)節(jié)

8、的規(guī)律可以看出，禾谷類作物產(chǎn)量因素的補(bǔ)償作用，主要表現(xiàn)為生長(zhǎng)后期形成的產(chǎn)量因素可以補(bǔ)償生長(zhǎng)前期損失的產(chǎn)量因素。例如，種植密度偏低或苗數(shù)不足，可以通過發(fā)生較多的分蘗，形成較多的穗數(shù)來補(bǔ)償；穗數(shù)不足時(shí)，每穗粒數(shù)和粒重的增加，也可略有補(bǔ)償。生長(zhǎng)前期的補(bǔ)償作用往往大于生長(zhǎng)后期，而補(bǔ)償程度則取決于種或品種，并隨生態(tài)環(huán)境和氣候條件的不同而有較大差異。 （二）干物質(zhì)的積累與分配 1作物的干物質(zhì)積累 作物的干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)遵循Logistic曲線(S形曲線)模式，即經(jīng)歷緩慢增長(zhǎng)期、指數(shù)增長(zhǎng)期、直線增長(zhǎng)期和減慢停止期。例如，玉米從出苗到拔節(jié)是緩慢增長(zhǎng)階段，干物質(zhì)積累量較少，僅占最終生物產(chǎn)量的2左右；拔節(jié)至灌漿是直

9、線增長(zhǎng)階段，干物質(zhì)積累量達(dá)總生物產(chǎn)量的73左右；從灌漿后期到完熟的1個(gè)月左右時(shí)間內(nèi)，干物質(zhì)純?cè)隽空伎偵锂a(chǎn)量的25左右。 2.干物質(zhì)的分配 隨作物種、品種、生育時(shí)期及栽培條件而異。生育時(shí)期不同，干物質(zhì)分配的中心也有所不同。以玉米為例，拔節(jié)前以根、葉生長(zhǎng)為主，地上部葉子干重占全干重的99；拔節(jié)至抽雄，生長(zhǎng)中心是莖葉，其干重約占全于重的90；開花至成熟，生長(zhǎng)中心是穗粒，穗粒干物質(zhì)積累量顯著增加。 （三）作物生長(zhǎng)分析 1.作物生長(zhǎng)分析的幾個(gè)指標(biāo)相對(duì)生長(zhǎng)率(Relative growth rate，RGR)相對(duì)生長(zhǎng)率即單位重量在單位時(shí)間內(nèi)干物重的增長(zhǎng)量，常用的單位為gg·d或gg·

10、周表示。按照其定義，相對(duì)生長(zhǎng)率(RGR)用下式表示：RGR=上式中：W=某一時(shí)間的干物重；t=時(shí)間；當(dāng)時(shí)的干物質(zhì)增長(zhǎng)速度。若假設(shè)RGR為恒定，并用R來代表，將上式積分后可得到下式：W=W0eRt式中：W0=最初植株干物重；e=自然對(duì)數(shù)的底； 從上式可知，植株體在時(shí)間t時(shí)的干物重是由植株體的最初干物重(W0)、時(shí)間(t)及相對(duì)生長(zhǎng)率(R)來決定的。若將上式兩邊取自然對(duì)數(shù)，則1nW1nW0十Rt可看出1nW與t的關(guān)系為直線關(guān)系，R是直線的斜率。R為常數(shù)是假定的，事實(shí)上在多數(shù)情況下R并不垣定，而是隨生長(zhǎng)進(jìn)程而變化。因此又提出了以下關(guān)系式： 在實(shí)際計(jì)算時(shí)，為了方便，可用t2t1時(shí)間內(nèi)的平均相對(duì)生長(zhǎng)率，

11、來近似地代表R。可用下式來計(jì)算：一般以克克·日或克克·周為單位。 凈同化率(Net assimilation rate，NAR) 表示單位葉面積在單位時(shí)間內(nèi)的干物質(zhì)增長(zhǎng)量。其表達(dá)式如下：NAR上式中：L某一時(shí)間的葉面積；t時(shí)間；時(shí)間t時(shí)的干物質(zhì)增長(zhǎng)速度。根據(jù)實(shí)測(cè)值計(jì)算NAR時(shí)，可用下式進(jìn)行：式中：L2、L1分別是t2、t1時(shí)的葉面積。凈同化率也可用下式計(jì)算：凈同化率是生長(zhǎng)分析法的一個(gè)重要的基本概念，它表示單位葉面積在單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)增長(zhǎng)量，大體上相當(dāng)于用氣相分析法測(cè)定的單位葉面積同化效率的數(shù)值。它是從葉片實(shí)際同化作用中，扣除了葉片、莖及根系呼吸作用所消耗的部分以及落葉失去的部

12、分。凈同化率的單位可用gm2·周或mgm2·d來表示。葉面積比率(Leaf area rate, LAR) 葉面積對(duì)植株干重之比，即作物單位干重的葉面積，稱為葉面積比率。可用下式計(jì)算：式中：L為葉面積；W為植株干重。應(yīng)用葉面積比率則相對(duì)生長(zhǎng)率(RGR)可用凈同化率(NAR)和葉面積比率(LAR)的乘積來表示：RGRLAR·NAR比葉面積(Specific leaf area，SLA)比葉面積即為葉面積與相應(yīng)的葉重之比，用來表示葉的厚度，比葉面積越小，葉片越厚。即：SLA=式中：L為葉面積；WL為相應(yīng)的葉干重?？蓪⑷~面積比率(LAR)分解為：式中：WLW為葉干重占植

13、株干重的比率，叫葉干重比（LWR）。進(jìn)而可推導(dǎo)出下式：RGRNAR·SLA·LWR 由上式可知，相對(duì)生長(zhǎng)率受凈同化率、比葉面積及葉干重比的影響。作物生長(zhǎng)率(Crop growth rate，CGR) 作物生長(zhǎng)率又叫群體生長(zhǎng)率，它表示單位土地面積上作物群體干物質(zhì)的增長(zhǎng)速度，也就是單位土地面積上作物群體在單位時(shí)間內(nèi)干物重增長(zhǎng)量。即：式中：A土地面積；干物質(zhì)增長(zhǎng)速度。CGR又可表示為NAR和LAI(葉面積指數(shù))的乘積：式中：LAI(葉面積指數(shù))；NAR(凈同化率) 上式表明，作物群體干物質(zhì)增長(zhǎng)速度與凈同化率及葉面積指數(shù)成比例。但由于兩者中NAR變動(dòng)幅度較窄，所以LAI對(duì)群體干物質(zhì)

14、增長(zhǎng)的作用較大。在利用試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果計(jì)算CGR時(shí)，可用下式：式中：W2、W1分別是t2、t1時(shí)測(cè)得的干物重；A為土地面積。CGR的單位是gm2·d。 生長(zhǎng)分析法是以作物生育過程中干物質(zhì)增長(zhǎng)過程為中心進(jìn)行研究的，在測(cè)定干物質(zhì)增長(zhǎng)的同時(shí)，也要測(cè)定光合器官葉面積，這是與光合作用的生理功能密切結(jié)合的。由此得出的生育特性與豐產(chǎn)性能的關(guān)系，已超越了簡(jiǎn)單的相關(guān)關(guān)系，而是生態(tài)、生理的因果關(guān)系。采用生長(zhǎng)分析方法，對(duì)于不同種類的作物，同一作物的不同品種以及同一品種在不同栽培條件下的生長(zhǎng)發(fā)育差異，均可進(jìn)行比較研究。（四）與生長(zhǎng)分析有關(guān)的2個(gè)指標(biāo)1葉面積指數(shù)(LAI) 概念。葉面積指數(shù)是指作物群體總綠色葉面積

15、與該群體所占土地面積的比值。即葉面積指數(shù)總綠葉面積/土地面積。例如在666.7m2土地上，有葉面積2000m2,則葉面積指數(shù)為3，作物大田生產(chǎn)通常是依靠單位土地面積上的作物群體來進(jìn)行的，所以計(jì)算葉面積指數(shù)時(shí)要以單位土地面積上的群體葉面積為準(zhǔn)而不能以單株葉面積為準(zhǔn)。LAI的變化動(dòng)態(tài)。作物群體葉面積指數(shù)隨生育進(jìn)程，一般呈拋物線變化。出苗后，隨植株生長(zhǎng)發(fā)育，葉面積指數(shù)由小到大，大約到群體最繁茂的時(shí)候,禾谷類作物在抽穗開花期，雙子葉作物在盛花結(jié)鈴(或結(jié)莢、結(jié)角)期，葉面積指數(shù)達(dá)到最大值，而后隨著部分葉片老化變黃或脫落、葉面積指數(shù)逐漸減少。生產(chǎn)上欲達(dá)到一定的產(chǎn)量水平，要求群體葉面積指數(shù)有一個(gè)合理的發(fā)展動(dòng)

16、態(tài)，而且要求一生中葉面積指數(shù)最大值出現(xiàn)的時(shí)間要適宜，其值的大小要適中。最適葉面積指數(shù)。在群體干物質(zhì)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量達(dá)到最大時(shí)的群體葉面積指數(shù)的最大值叫最適葉面積指數(shù)，它的大小因生產(chǎn)水平、作物種類和品種而異。一般葉片上沖、株型緊湊的作物或品種，最適葉面積指數(shù)較大；而葉片平展、株型松散的作物或品種，最適葉面積指數(shù)較小。需要注意，葉面積指數(shù)不是越大越好，過大時(shí)葉片互相遮蔽，降低群體透光度，導(dǎo)致減產(chǎn)。影響LAI變化的因素。LAI隨作物種類、生育時(shí)期、種植密度及栽培環(huán)境等而變化。禾谷類作物群體LAI比闊葉類群體的大，LAI于生育中期達(dá)最大值，并保持一段平穩(wěn)期，生育后期逐漸下降。種植密度和氮肥施用量對(duì)LAI

17、影響都較明顯。2光合勢(shì)(葉·日積，葉面積持續(xù)期，LAD)：指在某一生育時(shí)期或整個(gè)生育時(shí)期內(nèi)群體綠葉面積的逐日累積，光合勢(shì)的單位以平方米·日來表示。計(jì)算某一時(shí)期內(nèi)的光合勢(shì)的方法，一般是以這一時(shí)期內(nèi)單位土地上的日平均葉面積乘以這一時(shí)期延續(xù)的天數(shù)。在群體生長(zhǎng)正常的條件下，群體干物質(zhì)積累數(shù)量與光合勢(shì)呈正相關(guān)。不同作物及品種達(dá)到不同產(chǎn)量水平對(duì)光合勢(shì)的大小指標(biāo)有一定要求。生產(chǎn)上并非葉面積越大越好，葉面積過大反而會(huì)引起減產(chǎn)。不同作物和品種在不同的栽培條件下，有其最適的LAI和LAD。 一、源（一）什么叫“源”？作物產(chǎn)量的形成，實(shí)質(zhì)上是通過葉片的光合作用進(jìn)行的，因此，源是指生產(chǎn)和輸出光合同

18、化物的葉片。就作物群體而言，則是指群體的葉面積及其光合能力。因此，作物群體和個(gè)體的發(fā)展達(dá)到葉面積大，光合效率高，才能使源充足，為產(chǎn)量庫的形成和充實(shí)奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。在水稻、小麥、玉米、棉花等作物上，通過剪葉、遮光、環(huán)割等處理，人為減少葉面積或降低光合速率，造成源虧缺，都會(huì)引起產(chǎn)品器官的減少，如花器官退化，不育或脫落，或產(chǎn)品器官充實(shí)不良，如秕粒增多，粒重下降等。 （二）源的作用 可概括為“建庫”和“充庫”。二、庫 （一）什么叫庫？從產(chǎn)量形成的角度看，庫主要是指產(chǎn)品器官的容積和接納營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的能力。產(chǎn)品器官的容積隨作物種類而異，禾谷類作物產(chǎn)品器官的容積決定于單位土地面積上的穗數(shù)、每穗穎花數(shù)和籽粒大小的上

19、限值；薯類作物則取決于單位土地面積上的塊根或塊莖數(shù)和薯塊大小上限值。穗數(shù)和穎花數(shù)在開花前已決定，籽粒數(shù)決定于開花期和花后，籽粒大小則決定于灌漿成熟期。同樣，塊根或塊莖數(shù)于生育前期形成，薯塊大小則決定于生長(zhǎng)盛期。 （二）庫的潛力的大小 庫的潛力存在于庫的構(gòu)建中。如玉米群體庫的潛力由群體個(gè)體數(shù)及個(gè)體庫潛力所決定，群體個(gè)體數(shù)決定穗數(shù)，個(gè)體庫潛力與籽粒數(shù)量、體積和干重相關(guān)。禾谷類作物穗的庫容量由籽粒數(shù)和籽粒大小所決定，兩者有互補(bǔ)效應(yīng)。小麥遮光和剪半穗處理，籽粒數(shù)減少，籽粒大小有所增加，但是，籽粒大小的增加不足以補(bǔ)償粒數(shù)減少造成的穗粒重減輕(Bingam，1969)。三、流 （一）什么叫流？流是指作物植

20、株體內(nèi)輸導(dǎo)系統(tǒng)的發(fā)育狀況及其運(yùn)轉(zhuǎn)速率。作物光合器官的同化物除一小部分供自身需要外，大部分運(yùn)往其他器官供生長(zhǎng)發(fā)育及貯備之用。光合作用形成的大量有機(jī)物質(zhì)構(gòu)成了較高的生物產(chǎn)量，如果運(yùn)輸分配不當(dāng)，使較多的有機(jī)物留在莖和根之中，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量就會(huì)降低。 （二）流的主要器官 流的主要器官是葉、鞘、莖中的維管系統(tǒng)，其中穗頸維管束可看作源通向庫的總通道，同化物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐緩绞琼g皮部，韌皮部薄壁細(xì)胞是運(yùn)輸同化物的主要組織。在韌皮部運(yùn)輸?shù)耐镔|(zhì)中，大部分是碳水化合物，少部分是有機(jī)氮化合物。 同化物的運(yùn)輸受多種因素的制約，韌皮部輸導(dǎo)組織的發(fā)達(dá)程度，是影響同化物運(yùn)輸?shù)闹匾蛩?；適宜的溫度、充足的光照和養(yǎng)分(尤其是磷)均可促

21、進(jìn)光合作用以及產(chǎn)物由源向庫的轉(zhuǎn)運(yùn)。 流的實(shí)際完成量可用灌漿強(qiáng)度×灌漿時(shí)間粒重，再乘以單位面積總粒數(shù)(穗數(shù)×穗粒數(shù))求得，實(shí)際等于經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。四、源、流、庫的協(xié)調(diào)及其應(yīng)用 （一）源、流、庫三者的關(guān)系源、流、庫是決定作物產(chǎn)量的3個(gè)不可分割的重要因素，只有當(dāng)作物群體和個(gè)體的發(fā)展達(dá)到源足、庫大、流暢的要求時(shí)，才可能獲得高產(chǎn)。實(shí)際上，源、流、庫的形成和功能的發(fā)揮不是孤立的，而是相互聯(lián)系、相互促進(jìn)的，有時(shí)可以相互代替。 1從源與庫的關(guān)系看，源是產(chǎn)量庫形成和充實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。作物在正常生長(zhǎng)情況下，源與庫的大小和強(qiáng)度是協(xié)調(diào)的，否則，若有較多的同化物而無較大的貯存庫，或者有較大的貯存庫而無較多的

22、同化物，均不能高產(chǎn)。因此，要爭(zhēng)取單位面積上的群體有較大的庫容量，就必須從強(qiáng)化源的供給能力入手。水稻幼穗分化期遮光，降低源的供給能力，使每穗穎花數(shù)減少40，空秕粒率增加50，千粒重下降10左右(江蘇省雜交稻氣象問題研究協(xié)作組，1982)。庫對(duì)源的大小和活性有明顯的反饋?zhàn)饔?。水稻去穗試?yàn)(劉承柳，1985)證明，去穗6天后葉片的光合速率比不去穗的對(duì)照株降低523，單莖積累的干物重僅為對(duì)照的5551。由此可見，水稻葉片的光合速率和干物質(zhì)積累量均受庫器官的制約。在高產(chǎn)栽培中，適當(dāng)增大庫源比對(duì)提高源活性，促進(jìn)干物質(zhì)積累具有重要意義。 2源、庫器官的功能是相對(duì)的，有時(shí)同一器官兼有兩個(gè)因素的雙重作用。例如，

23、禾谷類作物開花前的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，葉片是光合作用的主要器官，同時(shí)，由于葉片自身生長(zhǎng)的需求，又是光合產(chǎn)物的貯存器官。莖的生長(zhǎng)過程中，貯積了大量有機(jī)物，開花后這些結(jié)構(gòu)成分可能被“征調(diào)”轉(zhuǎn)移到籽粒中。 3從庫、源與流的關(guān)系 庫、源大小對(duì)“流”的方向、速率、數(shù)量都有明顯影響，起著“拉力”和“推力”的作用。對(duì)水稻進(jìn)行剪葉、疏莖、整穗等處理(凌啟鴻等，1982)，可能使植株光合產(chǎn)物分配有明顯改變。粒葉比越高，即相對(duì)于源的庫容量越大，葉片光合產(chǎn)物向穗部輸送的越多，留在葉和莖中的越少。另據(jù)Wardlaw(1965)試驗(yàn)，摘除小麥穗子23籽粒時(shí)，標(biāo)記同化物由劍葉到達(dá)莖之后，在莖中向上運(yùn)輸速度至少比完整穗存在時(shí)慢l

24、3，同化物在根中積累量增加。通常，同化物的運(yùn)輸是由各生長(zhǎng)部位的相對(duì)庫容量決定的，要使同化物更多地轉(zhuǎn)運(yùn)到穗器官，必須增加穗的相對(duì)需求量(拉力)。 4源、流、庫與產(chǎn)量 源、流、庫在作物代謝活動(dòng)和產(chǎn)量形成中構(gòu)成統(tǒng)一的整體，三者的平衡發(fā)展?fàn)顩r決定作物產(chǎn)量的高低。一般說來，在實(shí)際生產(chǎn)中，除非發(fā)生莖稈倒伏或遭受病蟲危害等特殊情況，流不會(huì)成為限制產(chǎn)量的主導(dǎo)因素。但是，流是否暢通直接影響同化物的轉(zhuǎn)運(yùn)速度和轉(zhuǎn)運(yùn)量，也影響光合速率，最終影響經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。關(guān)于輸導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)育與庫關(guān)系的研究已有許多報(bào)道，如小麥莖稈大維管束系統(tǒng)的發(fā)育與小穗數(shù)、穗粒數(shù)及穗粒重相關(guān)極顯著(李金才等，1996)，穗下節(jié)間大維管束數(shù)與分化小穗數(shù)呈極顯

25、著正相關(guān)(彭永欣等，1992)；水稻穗頸維管束數(shù)與穗粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，粳稻穗頸維管束數(shù)主要由遺傳因素控制，提高肥力和降低密度，穗頸維管束數(shù)變化不大，秈稻穗頸維管束發(fā)達(dá)，穗大粒多(徐正進(jìn)等，1998)。因此，培育健壯的莖稈，使輸導(dǎo)組織發(fā)達(dá)，可以促進(jìn)庫的形成。在高產(chǎn)品種選育時(shí)，穗頸大、小維管束數(shù)應(yīng)作為選育的重要指標(biāo)。例如，在水稻超高產(chǎn)育種中，從源、庫、流的關(guān)系分析高產(chǎn)品種的特點(diǎn)，認(rèn)為選育穗頸維管束發(fā)達(dá)，穗大粒多的大穗型品種是北方粳稻超高產(chǎn)的主要途徑，穗頸維管束發(fā)達(dá)可以提高大穗型品種的成熟率。 源、庫的發(fā)展及其平衡狀況往往是支配產(chǎn)量的關(guān)鍵因素 源、庫在產(chǎn)量形成中相對(duì)作用的大小隨品種、生態(tài)及栽培條件

26、而異。曹顯祖等(1987)的研究發(fā)現(xiàn)，中熟燦粳稻品種間源庫特征及其與產(chǎn)量的關(guān)系明顯不同。增源即可增產(chǎn)的品種，單位葉面積穎花數(shù)較多或粒重較高，葉源不足使結(jié)實(shí)率低，籽粒異步灌漿，莖鞘輸出的干物重占籽粒增重的比率較高，可達(dá)22.4一28.2，表現(xiàn)出對(duì)源不足的較大補(bǔ)償作用；增庫即可增產(chǎn)的品種，單位葉面積穎花數(shù)較少或穎殼總?cè)萘啃。~源充足，結(jié)實(shí)率高，籽粒同步灌漿，莖鞘輸出于物質(zhì)占籽粒增重的比率低(4.8一8.7)，這類品種的庫容大小是決定產(chǎn)量的主導(dǎo)因素；源庫互作型品種，源庫關(guān)系較協(xié)調(diào)。該研究還發(fā)現(xiàn)，在不同氮素營(yíng)養(yǎng)條件下，多數(shù)品種發(fā)生型變，因而，增產(chǎn)的主攻方向及措施應(yīng)隨之改變。陳國(guó)平等(1998)通過玉米

27、的異地種植及剪葉剪穗處理，研究了源庫與產(chǎn)量的關(guān)系。結(jié)果表明，減源(剪半葉)處理下，庫容量較大的多花型品種掖單13(800900朵花/穗)比庫容量相對(duì)小的品種魯玉10號(hào)(600朵花/穗)減產(chǎn)幅度大(表35)；減庫(剪半穗)處理下，庫容量小的品種減產(chǎn)幅度大；在光照充足地區(qū)，減源處理減產(chǎn)幅度明顯低于陰雨天多的地區(qū)。由此可見，源、庫都是限制產(chǎn)量的主要因素，但相比之下，庫容量大小對(duì)產(chǎn)量的作用更為重要。減12庫使產(chǎn)量降低了32，而減19源僅使產(chǎn)量降低225。 5栽培上的應(yīng)用 分析不同產(chǎn)量水平下源、庫的限制作用，對(duì)于合理運(yùn)籌栽培措施，進(jìn)一步提高產(chǎn)量是十分必要的。一般說來，在產(chǎn)量水平較低時(shí)，源不足是限制產(chǎn)量的

28、主導(dǎo)因素。同時(shí)，單位面積穗數(shù)少，庫容小，也是造成低產(chǎn)的原因。增產(chǎn)的途徑是增源與擴(kuò)庫同步進(jìn)行，重點(diǎn)放在增加葉面積和增加單位面積的穗數(shù)上。但是，當(dāng)葉面積達(dá)到一定水平，繼續(xù)增穗會(huì)使葉面積超出適宜范圍，此時(shí)，增源的重點(diǎn)應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)向提高光合速率或適當(dāng)延長(zhǎng)光合時(shí)間兩方面，擴(kuò)庫的重點(diǎn)則應(yīng)由增穗轉(zhuǎn)向增加穗粒數(shù)和粒重。水稻超高產(chǎn)栽培，產(chǎn)量的主要限制因素是庫而不是源，只有在增庫的基礎(chǔ)上擴(kuò)源，即在增加單位面積穎花數(shù)的基礎(chǔ)上，提高抽穗后群體物質(zhì)生產(chǎn)量，才能進(jìn)一步提高產(chǎn)量。凌啟鴻等認(rèn)為，高產(chǎn)更高產(chǎn)的方向是既有高的最適葉面積指數(shù)，又有高的粒葉比。要提高最適葉面積指數(shù)，改良株型是主要途徑，粒葉比的提高離不開葉片光合特性的改良

29、。由此可見，高產(chǎn)的關(guān)鍵不僅在于源、庫的充分發(fā)展，還必須根據(jù)作物品種特性、生態(tài)及栽培條件，采取相應(yīng)的促控措施，使源庫協(xié)調(diào)，建立適宜的源庫比。 一、作物產(chǎn)量潛力作物單位面積產(chǎn)量究竟能達(dá)到多高水平，也就是作物的生產(chǎn)能力究竟有多大?這是人們特別是農(nóng)業(yè)工作者十分關(guān)心的問題。在1991年召開的“作物產(chǎn)量的生理和決定”國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)上，美國(guó)學(xué)者GStill提出了作物產(chǎn)量的4個(gè)“A”即：Al為絕對(duì)產(chǎn)量(Absolute yield)，A2為可達(dá)到的產(chǎn)量(Attainable yield)，A3為合算產(chǎn)量(Affordable yield)，A4為實(shí)際產(chǎn)量(Actual yield)。絕對(duì)產(chǎn)量是在充分理想條件下

30、所能形成的產(chǎn)量，即作物產(chǎn)量的潛力得到充分發(fā)揮時(shí)所能達(dá)到的產(chǎn)量，稱為潛在生產(chǎn)力或理論生產(chǎn)力，其決定于品種(基因型)的遺傳潛力；可達(dá)到的產(chǎn)量是不計(jì)成本采用目前最好的科學(xué)技術(shù)而達(dá)到的產(chǎn)量；合算的產(chǎn)量是經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最高時(shí)的產(chǎn)量，取決于栽培管理的經(jīng)濟(jì)條件；而實(shí)際的產(chǎn)量是在具體的生產(chǎn)條件下所能形成的產(chǎn)量，稱為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，它與前三種產(chǎn)量的差距往往是很大的。他提出運(yùn)用科學(xué)技術(shù)應(yīng)當(dāng)縮小以上四者的差距，使實(shí)際產(chǎn)量逐漸與絕對(duì)產(chǎn)量接近。(一)作物產(chǎn)量潛力的估算對(duì)于作物產(chǎn)量潛力的大小有多種估算方法，最常用的是根據(jù)對(duì)太陽輻射的光能利用率進(jìn)行估算，叫光合生產(chǎn)潛力。1估算方法。太陽輻射能進(jìn)入地球大氣后，能量是相當(dāng)大的，這些射

31、到地面作物群體上的太陽能有三個(gè)去向，一是被反射掉一部分，二是漏射到地面被土壤吸收一部分，三是被作物群體利用的部分。在被作物吸收的這部分當(dāng)中也并不能全部用于光合作用，能夠用于光合作用的部分(光合有效輻射)約占總輻射的47%，其余的一半多轉(zhuǎn)化成熱而散失于空氣中。還有光合有效輻射也不能全部轉(zhuǎn)化到光合產(chǎn)物中，據(jù)測(cè)定，光合作用的最大轉(zhuǎn)化效率為28%。 假設(shè)在最優(yōu)條件下，按反射和漏射占15%，光合有效輻射占總輻射的47%，最大光合作用轉(zhuǎn)化效率為28%，呼吸消耗占50%，非光合器官吸收10%，那么： 最大光能利用率(1-0.15)×0.47×0.28×(1-0.5)×

32、(1-0.1)5%也就是說，太陽總輻射的最大利用率的理論值為5%左右。國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者也大致得出了5%6%的結(jié)論。目前我國(guó)見諸文字報(bào)道的糧食作物單產(chǎn)最高紀(jì)錄有：湖南l畝水稻畝產(chǎn)891.5公斤；青海3.9畝小麥畝產(chǎn)1013公斤；吉林13.5畝玉米，畝產(chǎn)l113公斤。這些創(chuàng)高產(chǎn)的紀(jì)錄，其光能利用率比較高。目前我國(guó)農(nóng)田的平均光能利用率僅為0.32%0.4%，全世界農(nóng)田平均為0.2%，地球上水陸植物平均僅有0.1%，可見作物產(chǎn)量還有很大的潛力可挖。 2.太陽輻射資源 全年太陽輻射量的分布，因緯度、季節(jié)、太陽日照時(shí)數(shù)和地勢(shì)的不同有很大差異。從全國(guó)來說，青藏高原最多，可達(dá)779千焦cm2·年；四川

33、盆地最少，為335449千焦cm2·年；多數(shù)地區(qū)為586千焦cm2·年。山西省太陽輻射量的分布，一般呈由南向北遞增的趨勢(shì)，如晉南盆地為502523千焦cm2·年，晉北盆地為586603千焦cm2·年。全年太陽輻射量中只有在作物可生長(zhǎng)季節(jié)內(nèi)的才可以被作物利用。山西不同地區(qū)氣候差異較大。不同地區(qū)可利用的太陽輻射能不同。無霜期最短的地區(qū)(7580d)只能利用當(dāng)?shù)厝晏栞椛淞康?1%22%；無霜期最長(zhǎng)的地區(qū)(205天)可利用當(dāng)?shù)厝晏栞椛淞康?6.4%。但由于每種作物在不同地區(qū)的生育期有限，而且受溫度、降雨等因素的影響，所以各種作物只能利用其生育期間的那部分

34、輻射資源。因此，在作物生產(chǎn)上，采用合理的種植制度和種植方式，改善栽培條件，就能較充分地利用當(dāng)?shù)氐奶栞椛滟Y源。(二)光溫生產(chǎn)潛力1為什么要進(jìn)行溫度訂正？溫度雖然不是作物生長(zhǎng)發(fā)育的源，但是，作物的生理代謝、生化反應(yīng)及生長(zhǎng)發(fā)育均受溫度所制約，特別是光合速率隨溫度變化而有很大不同。因此，必須對(duì)光合生產(chǎn)潛力進(jìn)行溫度訂正，訂正后的作物生產(chǎn)潛力叫光溫生產(chǎn)潛力。2光合生產(chǎn)潛力進(jìn)行溫度訂正的方法 對(duì)光合生產(chǎn)潛力進(jìn)行溫度訂正有多種方法。其中，采用無霜期指標(biāo)進(jìn)行訂正比較常見。無霜期的物理意義較明確，即溫度降到0時(shí)出現(xiàn)霜凍，作物在出現(xiàn)霜凍前已受冷害或凍害，最低溫度高于0，白天的溫度可以達(dá)到作物活動(dòng)溫度，因此，無霜期

35、是重要的農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)，無霜期越長(zhǎng)，對(duì)作物生長(zhǎng)越有利。無霜期在年際間隨氣候變化而有所不同，實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)遵照各地傳統(tǒng)的安全期。無霜期是個(gè)累積數(shù)字，即一年中從春天最后一次霜(終霜)至秋天第一次霜(初霜)的天數(shù)，便于計(jì)算。如果設(shè)某地?zé)o霜期為n天，以n365表示光合生產(chǎn)潛力的溫度有效系數(shù)T，該地作物為：光溫生產(chǎn)潛力PTPf·T。在有霜凍的地區(qū)，T值必然小于1。 (1n365)為溫度衰減系數(shù)，即無霜期以外的溫度系數(shù)，在全年無霜的地區(qū)，T值為1，衰減系數(shù)為0，表示溫度對(duì)光合生產(chǎn)潛力不起限制作用。3光溫生產(chǎn)潛力的分布 我國(guó)是一個(gè)多霜的國(guó)家，大部分地區(qū)位于溫帶，有霜范圍很廣。一般年份，除海南島、云南省

36、和臺(tái)灣省部分地區(qū)外，均有霜凍出現(xiàn)。將各地區(qū)的溫度有效系數(shù)乘上光合生產(chǎn)潛力，便得出各地區(qū)的光溫生產(chǎn)潛力(圖34)。 三光溫水生產(chǎn)潛力1.我國(guó)廣大地區(qū)光照條件較好，光合生產(chǎn)潛力高，作物產(chǎn)量水平較低的西部地區(qū)，光資源比東部好；2.東部地區(qū)溫度、水分條件與光照條件配合協(xié)調(diào)，生產(chǎn)潛力高；3.限制光合生產(chǎn)潛力的主要因子，西部地區(qū)是水分不足，青藏高原和東北地區(qū)是低溫；4.氣候一生物生產(chǎn)潛力與實(shí)際生產(chǎn)力變化趨勢(shì)相一致，可作為確定產(chǎn)量目標(biāo)的依據(jù)。二、提高產(chǎn)量潛力的途徑 （一）限制光能的原因 1.光能轉(zhuǎn)化率低；2.一年中作物生長(zhǎng)初期覆蓋度較??；3.中高緯度地區(qū)，每年有一段低溫時(shí)期，生長(zhǎng)僅限于春夏兩季；4.光合作用

37、過程受空氣中二氧化碳濃度的影響；5.營(yíng)養(yǎng)缺乏；6.病蟲害的危害等等。(二)實(shí)現(xiàn)光合潛力理論值的條件 針對(duì)以上原因，從理論上講，要達(dá)到光合潛力理論值的高限(5%6%)，必須具備下列條件：1.具有充分利用光能的高光合效能的作物品種；2.空氣中二氧化碳濃度正常；3.環(huán)境因素均處于最佳狀態(tài)；4.具備最適于接受和分配陽光的群體結(jié)構(gòu)。（三）提高光能利用率的途徑 在作物生產(chǎn)上應(yīng)從改良品種和改善環(huán)境兩方面考慮。1.培育高光效品種。要求作物品種具有高光合能力，低呼吸消耗，光合作用能保持較長(zhǎng)時(shí)間，葉片大小、著生角度適當(dāng)，株型、長(zhǎng)相均有利于田間群體最大限度地利用光能。2.充分利用生長(zhǎng)季節(jié)，合理安排種植制度。采用間作

38、、套種及復(fù)種等方式，增加復(fù)種指數(shù)，在溫度許可的范圍內(nèi)，一年內(nèi)在同一塊土地上延長(zhǎng)作物生長(zhǎng)時(shí)間，特別是在光合潛力最大的時(shí)期，使單位土地面積上有較大的綠葉面積，以求提高光能利用率。3.采用科學(xué)合理的栽培措施。首先要因地制宜合理安排種植方式，調(diào)節(jié)群體內(nèi)的光分布，建立一個(gè)合理的群體結(jié)構(gòu)，最大限度地利用光能。其次要加強(qiáng)科學(xué)管理，正確運(yùn)用水肥促控措施，以滿足作物各個(gè)階段對(duì)外界環(huán)境的要求，適時(shí)防治病蟲害，保證作物健壯生長(zhǎng)。4.運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)研究新成果，提高光合效率。隨著作物生產(chǎn)集約化程度的提高，作物栽培的促控技術(shù)日益受到人們的重視。如利用現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法和電子計(jì)算機(jī)等手段、建立作物生長(zhǎng)模型，利用多指標(biāo)多手段調(diào)控作物

39、生長(zhǎng)發(fā)育向有利于人們需要的方向發(fā)展，還有作物模式化栽培，專家決策支持系統(tǒng)、地膜覆蓋技術(shù)、化控技術(shù)等的應(yīng)用，對(duì)挖掘作物增產(chǎn)潛力均起了很重要的作用。為了在不久的將來實(shí)現(xiàn)作物產(chǎn)量的潛力，仍需在以上幾個(gè)方面不斷繼續(xù)深入地探討研究。 一、作物品質(zhì)的概念和評(píng)價(jià)指標(biāo)（一）品質(zhì)的概念1什么叫品質(zhì)？作物產(chǎn)品的品質(zhì)是指產(chǎn)品的質(zhì)量，直接關(guān)系到產(chǎn)品的使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。作物產(chǎn)品品質(zhì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，即所要求的品質(zhì)內(nèi)容因產(chǎn)品用途而異。作為食用的產(chǎn)品，其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和食用品質(zhì)更重要，作為衣著原料的產(chǎn)品，其纖維品質(zhì)是人們所重視的。2什么叫優(yōu)質(zhì)？從狹義上說，優(yōu)質(zhì)主要是指農(nóng)產(chǎn)品自身及其延伸所表現(xiàn)出的優(yōu)良品質(zhì)，如食用農(nóng)產(chǎn)品包括營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、食

40、用品質(zhì)、加工品質(zhì)和商業(yè)品質(zhì)四個(gè)方面。3什么叫營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)？指農(nóng)產(chǎn)品所含的營(yíng)養(yǎng)成分，如蛋白質(zhì)；脂肪、淀粉以及各種維生素、礦質(zhì)元素、微量元素等。還包括人體必需的氨基酸、不飽和脂肪酸、支鏈淀粉與直鏈淀粉及其比例等。營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)反映產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。好的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)一方面要求富含營(yíng)養(yǎng)成分，另一方面要求各種營(yíng)養(yǎng)成分的比例合理。4什么叫食用品質(zhì)？主要指適口性即人食用時(shí)的感覺好壞，即通常說的好吃不好吃。如稻米蒸煮后的食味、黏性、軟硬、香氣等差異，表現(xiàn)為不同的食用品質(zhì)。 5什么叫加工品質(zhì)？一方面指農(nóng)產(chǎn)品是否適合加工，另一方面指加工以后所表現(xiàn)出來品質(zhì)。加工品質(zhì)不僅與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)，而且與加工技術(shù)有關(guān)。 6什么叫商業(yè)品質(zhì)？是指

41、農(nóng)產(chǎn)品的外觀和包裝如形態(tài)、色澤、整齊度、容重、裝飾等，也包括是否有化學(xué)物質(zhì)的污染。若農(nóng)產(chǎn)品存在著整齊度差、純度、凈度不高以及裝飾粗糙等問題，則在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力就會(huì)下降。農(nóng)產(chǎn)品中的植酸、單寧、芥酸、硫代葡萄糖甙、棉酚及胰島蛋白酶抑制素等，從營(yíng)養(yǎng)學(xué)觀點(diǎn)看是一類有害的化學(xué)成分。植酸的存在，影響人體對(duì)鈣、磷的吸收；高粱中的單寧，不僅有澀味，還會(huì)降低蛋白質(zhì)的利用率；油菜中的芥酸，在人體內(nèi)消化吸收較慢，并可能帶有毒性；硫代葡萄糖甙經(jīng)芥子酶水解后可生成有毒的異硫氰酸鹽和唑烷硫酮；棉酚的存在影響棉花系列產(chǎn)品的綜合利用；大豆中的胰蛋白酶抑制素，抑制蛋白質(zhì)分解為可吸收的各種氨基酸，但加熱煮熟后便可將其破壞，失

42、去影響消化的作用。由此可見，農(nóng)產(chǎn)品中有害化學(xué)成分的高低，直接影響著人類的健康，但通過選用無毒品種或采用一些物理、化學(xué)、生物方面的脫毒技術(shù)，即可提高其品質(zhì)。（二）評(píng)價(jià)作物產(chǎn)品品質(zhì)的指標(biāo)。 1生化指標(biāo) 生化指標(biāo)中包括作物產(chǎn)品所含的生化成分，如碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、微量元素、維生素等，還有有害物質(zhì)含量以及化學(xué)農(nóng)藥、有毒金屬元素等污染物質(zhì)的含量等。 2物理指標(biāo) 如產(chǎn)品的形狀、大小、色澤、滋味、香氣、種皮厚度、整齊度、纖維長(zhǎng)度及纖維強(qiáng)度等。每種作物都有具體的指標(biāo)體系。 二、各類作物的品質(zhì)概述(一)糧食作物的品質(zhì)糧食作物產(chǎn)品品質(zhì)可概括為營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、食用品質(zhì)、加工品質(zhì)及商品品質(zhì)等。1營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)禾谷類作物，如

43、小麥、水稻、玉米、高粱、谷子等是人類獲取蛋白質(zhì)和淀粉的主要來源。禾谷類作物籽粒中含有大量的蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪、纖維素、糖、礦物質(zhì)等。由于蛋白質(zhì)是生命的基本物質(zhì)，因此，蛋白質(zhì)含量及其氨基酸組分是評(píng)價(jià)禾谷類作物營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)。 食用豆類作物，如大豆、蠶豆、豌豆、綠豆、小豆等，其籽粒富含蛋白質(zhì)，而且蛋白質(zhì)的氨基酸組成比較合理，因此營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，是人類所需蛋白質(zhì)的主要來源。大豆作為蛋白質(zhì)作物，籽粒的蛋白質(zhì)含量約占40，其氨基酸組成接近“全價(jià)蛋白”，大豆蛋白質(zhì)的生物價(jià)值為6480。其他豆類籽粒蛋白質(zhì)含量在2030，蛋白質(zhì)組分中，賴氨酸含量較高，但蛋氨酸和色氨酸含量較少，與禾谷類混合食用，可以達(dá)到氨基酸

44、互補(bǔ)的效果。 薯芋類作物的利用價(jià)值主要在于其塊根或塊莖中含有大量的淀粉，甘薯塊根淀粉含量在20左右，馬鈴薯塊莖含淀粉1020之間，高者可達(dá)29。甘薯塊根中蛋白質(zhì)的氨基酸種類多于水稻、小麥，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，馬鈴薯塊莖中非蛋白質(zhì)含氮化合物以游離氨基酸和酰胺占優(yōu)勢(shì)，提高了塊莖營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。此外，塊莖中含有大量的維生素C(每100g含1025mg)。 2食用品質(zhì)。作為食物，不僅要求營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)好，而且要食用品質(zhì)好。以稻米為例，決定食用品質(zhì)的理化指標(biāo)有粒長(zhǎng)、長(zhǎng)寬比、堊白率、堊白度、透明度、糊化溫度、膠稠度、直鏈淀粉及蛋白質(zhì)含量等。一般認(rèn)為，直鏈淀粉含量低、膠稠度長(zhǎng)、糊化溫度較低是食味較佳的標(biāo)志。外觀品質(zhì)中的透明度

45、與食味有極密切的關(guān)系。小麥、黑麥、大麥等麥類作物的食品品質(zhì)主要是指烘烤品質(zhì)，烘烤品質(zhì)與面粉中面筋含量和質(zhì)量有關(guān)。一般面筋含量越高，其品質(zhì)越好，烘制的面包質(zhì)量越好。面筋的質(zhì)量是根據(jù)其延伸性、彈性、可塑性和教結(jié)性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的。3加工品質(zhì)和商品品質(zhì)。評(píng)價(jià)指標(biāo)隨作物產(chǎn)品不同而不同。水稻的碾磨品質(zhì)是指出米率，品質(zhì)好的稻谷應(yīng)是糙米率大于79，精米率大于71，整精米率大于58。小麥的磨粉品質(zhì)是指出粉率，一般籽粒近球形、腹溝淺、胚乳大、容重大，粒質(zhì)較硬的白皮小麥出粉率高。甘薯切絲曬干時(shí)，要求曬干率高，提取淀粉時(shí)，要求出粉率高、無異味等。稻米的外觀品質(zhì)即是商品品質(zhì)，優(yōu)質(zhì)稻米要求無堊白、透明度高、粒形整齊；優(yōu)質(zhì)

46、玉米要求色澤鮮艷、粒形整齊、籽粒密度大、無破碎、含水量低等。 (二)經(jīng)濟(jì)作物的品質(zhì) 1纖維作物的品質(zhì)。棉花的主要產(chǎn)品為種子纖維。棉纖維品質(zhì)由纖維長(zhǎng)度、細(xì)度和強(qiáng)度決定。我國(guó)棉纖維平均長(zhǎng)度在28mm左右，35mm以上的超級(jí)長(zhǎng)絨棉也有生產(chǎn)。一般陸地棉的纖維長(zhǎng)度在2133mm之間，海島棉在3345mm之間。纖維的外觀品質(zhì)要求潔白、無僵黃花、成熟度好、干爽等。2油料作物的品質(zhì)。脂肪是油料作物種子的重要貯存物質(zhì)。油料作物種子的脂肪含量及組分決定其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、貯藏品質(zhì)和加工品質(zhì)。一般說來，種子中脂肪含量高，不飽和脂肪酸中人體必需脂肪酸油酸和亞油酸含量較高，且兩者比值(O/L)適宜，亞麻酸或芥酸(油菜油)含量低

47、，是提高出油率、延長(zhǎng)貯存期、食用品質(zhì)好的重要指標(biāo)。 3糖料作物的品質(zhì)。甜菜和甘蔗是兩大糖料作物，其莖稈和塊根中含有大量的蔗糖(Cl2H22O11)，是提取蔗糖的主要原料。出糖率是糖料作物的加工品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)。4嗜好作物主要有煙草、茶葉、薄荷、咖啡、啤酒花等。煙草煙葉品質(zhì)由外觀品質(zhì)、化學(xué)成分、香吃味和實(shí)用性決定。煙葉質(zhì)量通常分為外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量。外觀質(zhì)量即是煙葉的商品等級(jí)質(zhì)量，如成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、顏色、光澤等外表性狀；內(nèi)在質(zhì)量是指煙葉的化學(xué)成分、燃吸時(shí)的香氣吃味、勁頭、刺激性等煙氣質(zhì)量以及作為卷煙原料的可用性。 (三)飼料作物的品質(zhì)常見的豆科飼料作物如苜蓿、草木樨，禾本科飼料作物如蘇丹草、黑麥草

48、、雀麥草等，其飼用品質(zhì)主要決定于莖葉中蛋白質(zhì)含量、氨基酸組分、粗纖維含量等。一般豆科飼料作物在開花或現(xiàn)蕾前收割，禾本科飼料作物在抽穗期收割，莖葉鮮嫩，蛋白質(zhì)含量最高，粗纖維含量最低，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，適口性好。三、作物品質(zhì)形成的生理生化基礎(chǔ) 通過討論，了解不同類型作物，其產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量與不同生育階段的物質(zhì)答謝關(guān)系極為密切，要想獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品，必須了解品質(zhì)形成的規(guī)律。 一、影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的因素影響作物產(chǎn)品品質(zhì)的因素是錯(cuò)綜復(fù)雜，歸納起來主要受遺傳控制、氣候生態(tài)因素、栽培措施等三個(gè)方面的影響。（一）遺傳因素（基因型）對(duì)作物品質(zhì)的影響1不同作物的品質(zhì)不同。禾谷類作物以碳水化合物為主，油料作物以脂肪為主，豆

49、類作物除大豆脂肪含量較高外，其他蛋白質(zhì)含量較高與油料作物相近，但脂肪含量卻較少。這些都與它們的基因型不同有關(guān)。2同一作物不同品種的品質(zhì)不同。如高油玉米脂肪含量高而普通玉米則低。強(qiáng)筋小麥蛋白質(zhì)和濕面筋含量比弱筋小麥高。大豆不同品種含油量和蛋白質(zhì)量也不同。(二)氣候生態(tài)因素1地理因素 同一作物產(chǎn)品品質(zhì)的優(yōu)劣，因種植的地理環(huán)境條件不同，而有很大的差異。如小麥籽粒的蛋白質(zhì)含量隨地理位置的南移，雨量和相對(duì)濕度的增加，而逐漸減少；大豆蛋白質(zhì)的含量為南高北低，大豆油分則相反，緯度越高，越有利于油分的積累；海拔高度對(duì)煙草尼古丁的含量影響比較大；2季節(jié)因素 同一種作物，由于種植與成熟的季節(jié)不同，產(chǎn)品品質(zhì)差異很大

50、。如早稻與晚稻相比，一般都是早稻稻米的品質(zhì)比晚稻差。主要表現(xiàn)在：早稻米質(zhì)腹白較多，米質(zhì)疏松，加工時(shí)易產(chǎn)生碎米，特別是早秈品種的蒸煮品質(zhì)不佳；晚稻米質(zhì)則腹白少，米質(zhì)堅(jiān)實(shí)，碎米少，米飯食味和蒸煮品質(zhì)也比早稻好。3溫、光因素 溫度和光照同樣影響作物產(chǎn)品的品質(zhì)，如棉花生長(zhǎng)后期的棉桃纖維之所以成熟度低、強(qiáng)度差，主要是由于低溫影響纖維素的淀積，次生胞壁較薄的緣故。又如棉纖維在日光下暴曬940h，其纖維強(qiáng)度即可下降50，這是由于在日光的作用下，纖維素可在空氣中逐漸氧化，生成氧化纖維素，使纖維變得脆弱。(三)栽培措施栽培技術(shù)措施對(duì)作物產(chǎn)品品質(zhì)有很大的影響。如甘薯增施鉀肥除能加強(qiáng)根部形成層的活動(dòng)，增加塊根數(shù)和加

51、速塊根的肥大外，還能減少塊根纖維，增加糖分和淀粉含量，從而增進(jìn)甘薯的品質(zhì)；又如通過調(diào)整播種期和調(diào)控棉花生育進(jìn)程，爭(zhēng)取在最佳的溫、光條件下多結(jié)伏桃和早秋桃，才能達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。做好病蟲草害的防治工作，對(duì)作物產(chǎn)品品質(zhì)的影響也很大，如小麥赤霉病、甘薯黑斑病等都使可品質(zhì)降低。二、提高作物產(chǎn)品品質(zhì)的途徑(一)選用優(yōu)質(zhì)品種 隨著育種手段的不斷改進(jìn)，品質(zhì)育種越來越受到重視，糧、棉、油等主要作物的優(yōu)質(zhì)品種，有很多得到了推廣。如“四低一高”(低纖維、低芥酸、低硫代葡萄糖甙、低亞麻酸、高亞油酸)的油菜品種；高蛋白質(zhì)、高脂肪的大豆品種；高賴氨酸的玉米品種；抗病蟲的轉(zhuǎn)基因棉花品種等，都對(duì)我國(guó)的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)起到了推動(dòng)作用

52、，以后在提高作物產(chǎn)品品質(zhì)方面，仍將起著重要的作用。(二)改進(jìn)栽培技術(shù)研究和實(shí)踐表明，在作物生長(zhǎng)發(fā)育過程中，采取各種栽培措施都可以影響產(chǎn)品的品質(zhì)，所以，優(yōu)良的栽培技術(shù)是提高產(chǎn)品品質(zhì)的一條途徑。 1合理輪作 合理輪作是通過改善土壤狀況、提高土壤肥力而提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的。如棉花和大豆輪作，可使棉花產(chǎn)量增加，成熟提早，纖維品質(zhì)提高；馬鈴薯和玉米間作，可防止馬鈴薯病毒病，提高其品質(zhì)等。 2合理密植 作物的群體過大，個(gè)體發(fā)育不良，可使作物的經(jīng)濟(jì)形狀變劣，產(chǎn)品品質(zhì)降低。如小麥群體過大，后期引起倒伏，子?？瞻T，蛋白質(zhì)和淀粉含量降低，產(chǎn)量和品質(zhì)下降，但是纖維類作物，適當(dāng)增加密度，能抑制分枝、分蘗的發(fā)生，使主莖伸長(zhǎng)，對(duì)纖維品質(zhì)的提高有促進(jìn)作用。3科學(xué)施肥 營(yíng)養(yǎng)元素是作物品質(zhì)提高不可缺少的因子之一，用科學(xué)的方法施肥，能增加產(chǎn)量，改善品質(zhì)。如棉花，適當(dāng)增施氮肥能增重棉鈴、增長(zhǎng)纖維；施磷肥可增加衣分和子指；施鉀肥可提高纖維細(xì)度和強(qiáng)度；使用硼、鉬、錳等微量元素能促進(jìn)早熟，提高纖維品級(jí)等。對(duì)煙草而言，過多施用氮素，會(huì)造成貪青晚熟；難以烘烤，使品質(zhì)下降。所以，要針對(duì)不同的作物，合理施用營(yíng)養(yǎng)元素，提高其品質(zhì)。4適時(shí)