植物栽培生理學(xué)第三章課件

1、作物光合作用與產(chǎn)量形成第三章第一節(jié) 作物對(duì)光能的利用一、作物與光能 1.光合作用的基本過(guò)程光合作用：綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，將CO2和H2O轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放O2的過(guò)程。 光 能CO2+H2O （CH2O）+ O2 綠色細(xì)胞 無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物的主要途徑 太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能的主要途徑 維持大氣中氧氣和CO2的平衡，保護(hù)環(huán)境 作物產(chǎn)量構(gòu)成的主要因素原初反應(yīng)電子傳遞和光合磷酸化碳同化H2OO2HADP+PiATPCO22C3C5(CH2O)糖類蛋白質(zhì)脂肪光反應(yīng)暗反應(yīng)光反應(yīng)暗反應(yīng)場(chǎng)所葉綠體的類囊體膜上葉綠體的基質(zhì)上條件光、色素、酶酶過(guò)程原初反應(yīng)、電子傳遞和光合放氧、光合磷

2、酸化CO2同化基本內(nèi)容光能的吸收傳遞和轉(zhuǎn)換、H2O的光解、氧的釋放、電子傳遞、NADPH的形成、ATP的產(chǎn)生CO2固定還原、碳水化合物等有機(jī)物的形成能量轉(zhuǎn)移光能 電能電能 活躍的化學(xué)能活躍的化學(xué)能 穩(wěn)定的化學(xué)能聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供H和ATP，暗反應(yīng)產(chǎn)生ADP和Pi為光反應(yīng)提供原料光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較2.葉綠體和光合色素葉綠體的基本結(jié)構(gòu)葉綠體被膜 (chloroplast envelope) 基質(zhì) (stroma) 類囊體 (thylakoid) 類囊體膜是光合膜 類囊體膜的蛋白質(zhì)復(fù)合體參與了光能吸收、傳遞與轉(zhuǎn)化、電子傳遞、H+輸送以及ATP合成等反應(yīng)。由于光合作用的光反應(yīng)是在類囊體膜上進(jìn)行的

3、，所以稱類囊體膜為光合膜。光合色素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)葉綠素是雙羧酸的酯： 環(huán)羧基被甲醇所酯化 環(huán)羧基被葉綠醇所酯化 葉綠素a與b的不同處： 葉綠素a的第吡咯環(huán)上一個(gè)甲基(-CH3)被醛基(-CHO)所取代。a比b多兩個(gè)氫少一個(gè)氧。葉綠素結(jié)構(gòu) 含有由中心原子Mg連接四個(gè)吡咯環(huán)的卟林環(huán)結(jié)構(gòu)和一個(gè)使分子具有疏性長(zhǎng)的碳?xì)滏湣?.葉綠素 使植物呈現(xiàn)綠色的色素。葉綠素a 葉綠素b 葉綠素c 葉綠素d高等植物藻類細(xì)菌葉綠素 葉綠素光合細(xì)菌2.類胡蘿卜素類胡蘿卜素包括胡蘿卜素(C40H56)和葉黃素(C40H56O2)兩種。 由8個(gè)異戊二烯形成的四萜，含有一系列的共軛雙鍵， 分子的兩端各有一個(gè)不飽和的取代的環(huán)己烯。

4、3(紫羅蘭酮環(huán))環(huán)己烯橙黃色黃色 胡蘿卜素呈橙黃色，有、三種同分異構(gòu)體，其中以-胡蘿卜素在植物體內(nèi)含量最多。 葉黃素呈黃色，是由胡蘿卜素衍生的醇類，通常葉片中葉黃素與胡蘿卜素的含量之比約為2:1。 一般來(lái)說(shuō)，葉片中葉綠素與類胡蘿卜素的比值約為31，所以正常的葉子總呈現(xiàn)綠色。秋天或在不良的環(huán)境中，葉片中的葉綠素較易降解，數(shù)量減少，而類胡蘿卜素比較穩(wěn)定，所以葉片呈現(xiàn)黃色。 類胡蘿卜素總是和葉綠素一起存在于高等植物的葉綠體中，此外也存在于果實(shí)、花冠、花粉、柱頭等器官的有色體中。 類胡蘿卜素都不溶于水,而溶于有機(jī)溶劑。深秋樹葉變黃是葉中葉綠素降解的緣故3.天線色素與反應(yīng)中心色素反應(yīng)中心色素 參與光化學(xué)

5、反應(yīng)，它不僅能捕獲光能，還能將光能轉(zhuǎn)換成電能處于光系統(tǒng)中反應(yīng)中心 部分葉綠素a分子例如光系統(tǒng)和光系統(tǒng)反應(yīng)中心中特殊配對(duì)的葉綠素a分子。天線色素或聚(集)光色素 不能參與光化學(xué)反應(yīng)，起吸收和傳遞光能的作用，大多數(shù)的葉綠素a、全部的葉綠素b、類胡蘿卜素以及藻膽素?zé)o論是天線色素還是反應(yīng)中心色素，它們只有與蛋白質(zhì)結(jié)合組成色素蛋白復(fù)合體后才能行使其功能。640660nm的紅光 430450nm的藍(lán)紫光葉綠素a在紅光區(qū)的吸收峰比葉綠素b的高，藍(lán)紫光區(qū)的吸收峰則比葉綠素b的低。 陽(yáng)生植物葉片的葉綠素a/b比值約為31，陰生植物的葉綠素a/b比值約為2.31。對(duì)橙光、黃光吸收較少，對(duì)綠光的吸收最少。葉綠素吸收

6、光譜有兩個(gè)強(qiáng)吸收峰區(qū)植物體內(nèi)不同光合色素對(duì)光波的選擇吸收是植物在長(zhǎng)期進(jìn)化中形成的對(duì)生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)，這使植物可利用各種不同波長(zhǎng)的光進(jìn)行光合作用。 類胡蘿卜素和藻膽素的吸收光譜類胡蘿卜素吸收帶在400500nm的藍(lán)紫光區(qū)，基本不吸收黃光，從而呈現(xiàn)黃色。 藻藍(lán)素吸收最大值是在橙紅光部分。 藻紅素吸收最大值是在綠光部分。二、作物的光合特點(diǎn) 光合作用的光反應(yīng)為CO2同化提供了同化力即腺苷三磷酸ATP和還原型輔酶即NADPH，而CO2同化才是最終將簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為作物有機(jī)物的過(guò)程。 從能量轉(zhuǎn)換角度來(lái)看，CO2同化是將同化力中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為貯存在糖類有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能，在較長(zhǎng)時(shí)間滿足作物生命活動(dòng)的需

7、要；從物質(zhì)生產(chǎn)角度來(lái)看，占作物干物質(zhì)質(zhì)量90%以上的有機(jī)物質(zhì)，都是通過(guò)碳素同化形成的。 高等植物的CO2同化有3條途徑，即C3途徑、C4途徑和景天科酸代謝途徑(CAM途徑)。常見的作物主要有C3或C4途徑。 只有C3途徑的作物主要有稻、麥類、棉花、豆類、薯類、油菜等，這類植物被稱為C3植物。既有C3途徑也有C4途徑的作物主要有玉米、高粱、甘蔗、谷子等，這類植物被稱為C4植物。羧化階段還原階段還原階段3-磷酸甘油醛DHAP異構(gòu)酶二磷酸醛縮酶FBP磷酸酶轉(zhuǎn)酮酶SBP醛縮酶SBP磷酸酶轉(zhuǎn)酮酶R5P磷酸異構(gòu)酶核酮糖-5-P差向異構(gòu)酶Ru5P激酶光合碳循環(huán)Rubisco（L8S8）結(jié)構(gòu)C4途徑草酰乙酸（

8、OAA）PEPC4酸C4酸C3酸C3酸C4酸蔗糖淀粉C3途徑C4酸C4途徑CAM途徑劍麻蘆薈落地生根龍舌蘭緋牡丹寶綠曇花C4植物比C3植物光合速率高的原因在于：1.光合生理差異 PEPCase對(duì)CO2的親和能力高于C3植物的RuBPCase2.葉片解剖結(jié)構(gòu)差異1）C4鞘細(xì)胞大2）C4鞘細(xì)胞與葉肉細(xì)胞排列緊密3）C4鞘細(xì)胞與葉肉細(xì)胞富含胞間連絲4）C4鞘細(xì)胞中有葉綠體其光合作用在空間上分隔，有積累CO2的作用光合速率：指單位時(shí)間單位植物葉面積通過(guò)光合作用吸收的二氧化碳或放出的氧氣或合成的干物質(zhì)的量。C3和C4植物葉片解剖結(jié)構(gòu)比較三種類型植物的光合特性比較光呼吸的進(jìn)行涉及到三種共同互相作用的細(xì)胞器

9、：葉綠體、線粒體和過(guò)氧化物體。2分子的乙醇酸從葉綠體轉(zhuǎn)入過(guò)氧化體形成氨基乙酸，2分子氨基乙酸轉(zhuǎn)入線粒體后，轉(zhuǎn)變?yōu)榻z氨酸，同時(shí)釋放CO2。絲氨酸運(yùn)輸?shù)竭^(guò)氧化體轉(zhuǎn)化為甘油酸。甘油酸進(jìn)入葉綠體后，磷酸化作用形成3-磷酸甘油酸，進(jìn)入卡爾文循環(huán)。線粒體釋放的無(wú)機(jī)態(tài)N被葉綠體利用與適量的-酮戊二酸反應(yīng)生成氨基酸。光呼吸（C2循環(huán)）光合作用和光呼吸都由Rubisco開始。光合作用的電子運(yùn)輸提供ATP和NADPH；光呼吸消耗 ATP。C3循環(huán)中的一種底物CO2是C2循環(huán)的產(chǎn)物；同樣地，C2循環(huán)的底物O2是C3光合作用的產(chǎn)物。光合作用和光呼吸的聯(lián)系光呼吸的生理功能 消除乙醇酸的傷害； 防止高光強(qiáng)對(duì)光合器的破壞；

10、 消除氧的傷害； 氨基酸生物合成的補(bǔ)充。降低光呼吸的措施 提高CO2濃度 應(yīng)用光呼吸抑制劑 -羥基磺酸鹽、亞硫酸氫鈉、2，3-環(huán)氧丙酸 篩選低光呼吸品種影響光合作用的因素內(nèi)部因素： 植物種類、類型 葉的發(fā)育和結(jié)構(gòu) 葉齡、葉的結(jié)構(gòu) 光合產(chǎn)物的輸出外部因素：光照 光是光合作用的能量來(lái)源，也是形成葉綠素的必要條件。在一定范圍內(nèi)，隨著光強(qiáng)的增加，光合速率呈直線增加；但達(dá)到一定光強(qiáng)后，光合速率增加轉(zhuǎn)慢；超過(guò)一定光強(qiáng)后，光合速率不再增加，這種現(xiàn)象稱為光飽和現(xiàn)象。(原因：光能過(guò)多時(shí)，一是光反應(yīng)來(lái)不及利用；二是暗反應(yīng)速度跟不上光反應(yīng)) 光飽和點(diǎn)：指在一定條件下，光合速率開始達(dá)到最大時(shí)的光照強(qiáng)度。 光補(bǔ)償點(diǎn)：指

11、當(dāng)光強(qiáng)減弱至一定值時(shí)，光合作用吸收CO2與呼吸作用釋放CO2達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)的光照強(qiáng)度。 (1)不同植物光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)不同；(2)同一植物在不同生態(tài)條件下(溫度、水分和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)等)光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)也不同。 光飽和點(diǎn)：一般C3植物較低，3萬(wàn)5萬(wàn)lx；C4植物較高，有的可達(dá)10萬(wàn)lx以上。陽(yáng)生植物相對(duì)較高，大多在5萬(wàn)8萬(wàn)lx；陰生植物很低，有的不到1萬(wàn)lx。群體比單株高，如水稻單株4萬(wàn)5萬(wàn)lx，而群體可達(dá)7萬(wàn)9萬(wàn)lx。 光補(bǔ)償點(diǎn)：喜光植物較高，為5001000lx；耐陰植物較低，在100lx以下。 生產(chǎn)上，應(yīng)設(shè)法提高作物的光飽和點(diǎn)，降低光補(bǔ)償點(diǎn)，以提高產(chǎn)量。（大田栽培、溫室栽培） 在間作、套種

12、時(shí)要考慮作物的搭配。光補(bǔ)償點(diǎn)低的植物較耐蔭，適于和光補(bǔ)償點(diǎn)高的植物間作。如豆類與玉米間作。光照強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響（不同溫度、不同CO2濃度下）不同光波下菜豆的光合速率CO2 CO2是光合作用的原料之一。 1、CO2飽和點(diǎn)：指在一定條件下，光合速率開始達(dá)到最大時(shí)環(huán)境中的CO2濃度。 2、CO2補(bǔ)償點(diǎn)：指當(dāng)CO2濃度降低至一定值時(shí)，光合作用吸收CO2 與呼吸作用釋放CO2達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)環(huán)境中的CO2濃度。 （1）各種植物的CO2飽和點(diǎn)和CO2補(bǔ)償點(diǎn)不同； （2）CO2作用的發(fā)揮與光照強(qiáng)度相關(guān)。 在510萬(wàn)lx的光照強(qiáng)度下，多數(shù)作物為(8001000)10-6，這個(gè)數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于大氣中的CO2正常含

13、量。因此增加CO2濃度，就能夠提高產(chǎn)量。如改善作物群體結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)通風(fēng)、增施CO2肥料等。 CO2補(bǔ)償點(diǎn)：C3植物較高，為(40100)10-6；C4植物較低，為(010)10-6。CO2補(bǔ)償點(diǎn)低的植物在低CO2濃度下利用CO2的能力強(qiáng)。 CO2濃度和光照強(qiáng)度對(duì)植物光合速率的影響是相互聯(lián)系的。植物的CO2飽和點(diǎn)是隨著光強(qiáng)的增加而提高；光飽和點(diǎn)也隨著CO2濃度的提高而增高。CO2濃度對(duì)光合速率的影響O2對(duì)大豆光合速率的抑制溫度 光合作用的暗反應(yīng)是一系列酶促反應(yīng)，其反應(yīng)速率受溫度影響。 光合作用的溫度三基點(diǎn)因植物種類不同而有很大差異。一般植物為最低210、最適25300C、最高4050。 C4植物高

14、于C3植物；在一定范圍內(nèi)，晝夜溫差大，有利于光合產(chǎn)物積累。生產(chǎn)上主要是克服低溫對(duì)影響：采用覆蓋栽培(溫室、大棚、地膜，起增溫和保墑作用)。溫度對(duì)光合速率的影響最適溫度最高溫度最低溫度 水分 主要是間接影響(用于光合作用的占5以下) 引起氣孔關(guān)閉 缺水導(dǎo)致葉片萎蔫，氣孔關(guān)閉，進(jìn)入葉內(nèi)的CO2減少。光合作用受到抑制 淀粉水解作用加強(qiáng)，糖分累積。光合面積減少 缺水限制葉片的生長(zhǎng)，葉面積減小，作物群體的光合速率降低。光合機(jī)構(gòu)受損 嚴(yán)重缺水時(shí)，甚至造成葉綠體類囊體結(jié)構(gòu)破壞，不僅使光合速率下降，而且供水后光合能力難以恢復(fù)。 礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)：包括兩個(gè)方面的影響 1、直接影響：氯、錳(水的光解)；鐵、銅、磷(光合電

15、子傳遞及光合磷酸化)；氮(酶的組成)，氮、鎂、鐵、錳(葉綠素的組成或生物合成)等。 2、間接影響：磷、鉀、硼等（對(duì)光合產(chǎn)物的運(yùn)輸和轉(zhuǎn)化起促進(jìn)作用）。 綜合作用與限制因子： 例如，CO2供應(yīng)不足，植物就不能充分利用太陽(yáng)光能；同樣，光照不足，只提高CO2濃度，光合強(qiáng)度也不會(huì)提高。只有找出限制因素，采取有效的措施加以解決，才能大幅度地提高作物的產(chǎn)量。光合作用的日變化在植物一天的光合速率變化中，一般情況下從早晨開始，光合速率逐漸加強(qiáng)，中午達(dá)到高峰，以后逐漸下降，到日落時(shí)停止，呈單峰曲線。但當(dāng)晴天無(wú)云而中午不照強(qiáng)烈時(shí)，中午前后光合速率會(huì)下降，呈雙峰曲線，這種現(xiàn)象稱午休現(xiàn)象（原因：大氣干旱和土壤干旱，引起

16、氣孔導(dǎo)度下降，CO2濃度降低；光呼吸增強(qiáng)）。 三、光合生理與作物生產(chǎn)的潛力 生物產(chǎn)量 = 光合產(chǎn)量（光合面積光合強(qiáng)度光合時(shí)間） 消耗（呼吸、脫落） 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量 = 生物產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)系數(shù)（一切農(nóng)業(yè)措施都是圍繞改善和協(xié)調(diào)這五個(gè)因素） 經(jīng)濟(jì)系數(shù):由光合產(chǎn)物分配到不同器官的比例決定，它取決于栽培目的。如水稻、小麥為0.50；棉花(籽棉)0.350.4；甜菜0.6；薯類0.70.85；葉菜類有的接近于1。光能利用率: 指植物光合作用所累積有機(jī)物中含的化學(xué)能量占同一期間照射在單位地面上的日光能量的百分率。一般為1%5%。當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中光能利用率低的原因： 漏光損失； 光飽和及反射和透射的損失； 環(huán)境狀況和作物生

17、理狀況造成的損失。光能利用率（）單位面積作物干物質(zhì)所含熱量（）單位面積太陽(yáng)平均總輻射能（）100已知年太陽(yáng)輻射能為5.01010kJhm-1(按長(zhǎng)江中下游地區(qū)年總輻射為5.0106kJm-2計(jì)算)，假定谷草比為11(即經(jīng)濟(jì)系數(shù)為0.5)，那么每公頃年產(chǎn)生物產(chǎn)量為30t(3107g，忽略含水率)，光能利用率為：Eu(%)=(3107g17.2kJg-1) /(5.01010kJ)1001.03% 提高光能利用率的途徑：經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量=(光合面積光合速率光合時(shí)間消耗）經(jīng)濟(jì)系數(shù)延長(zhǎng)光照時(shí)間提高復(fù)種指數(shù)（全年內(nèi)作物收獲面積與耕地面積之比）：套種或間作。延長(zhǎng)生長(zhǎng)期：如育苗移栽、套種、適時(shí)早播、防止早衰。補(bǔ)充人

18、工光照增加光合面積合理密植改善株型：桿矮、葉直而小、葉片厚、分蘗密集。提高光合效率提高CO2濃度：通風(fēng)、施CO2（干冰）、施有機(jī)肥、碳銨抑制光呼吸：光呼吸抑制劑，如-羥基磺酸可抑制乙醇酸氧化酶活性。提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)（經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與生物產(chǎn)量之比）第二節(jié) 作物群體及其生產(chǎn)結(jié)構(gòu)一、作物群體 作物群體：指密集于同一田塊上的相互作用相互影響的作物個(gè)體群。作物在田間自然發(fā)育是以群體形式出現(xiàn)的，其光能利用不同于單株作物。計(jì)算作物的產(chǎn)量也是以單位土地面積的全部植株為基礎(chǔ)。群體不是個(gè)體的簡(jiǎn)單相加，作物群體有自己獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部環(huán)境， 群體的光合作用變化比之于單株更為復(fù)雜。深入研究作物群體的光合作用規(guī)律，對(duì)于提高光能

19、利用率和產(chǎn)量具有重要意義。 作物群體結(jié)構(gòu)是指群體的組成和方式，如作物種類、數(shù)量、生育情形、排列方式等。群體結(jié)構(gòu)代表群體的基本特性，與產(chǎn)量和品質(zhì)有十分密切的關(guān)系。 在作物栽培中，應(yīng)堅(jiān)持合理的群體結(jié)構(gòu)。所謂合理的群體結(jié)構(gòu)，是指該結(jié)構(gòu)適合作物品種特性與當(dāng)時(shí)的生態(tài)條件，使群體與個(gè)體、植株地上部與地下部、營(yíng)養(yǎng)器官與生殖器官、作物生長(zhǎng)前期與后期等都能得到比較健全而協(xié)調(diào)的發(fā)展，從而能經(jīng)濟(jì)有效地利用光能和地力，達(dá)到高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗的目的。 有利于光在群體中的“均勻”、“合理”分布群體結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)的基本特點(diǎn)： 1.一定的時(shí)間性 通常時(shí)間越長(zhǎng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)越明顯。在各項(xiàng)指標(biāo)中，出現(xiàn)得晚的，差異就小。所以，變幅規(guī)律是

20、：每畝穗數(shù)(或單株穗數(shù))每穗粒數(shù)千粒重。2.群體的穩(wěn)定性和個(gè)體的變異性 群體指標(biāo)比值的差異是較早的大于較晚的，即：基本苗數(shù)總蘗數(shù)總穗數(shù)總粒數(shù)總粒量。3.一定的順序性 當(dāng)某條件變化后，一般首先調(diào)節(jié)出現(xiàn)較前的某一性狀。4.調(diào)節(jié)能力與生活力有關(guān) 生活力越強(qiáng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)。5.有一定的限度 由于有一定限度，因而需要合理的栽培措施，建立合理的群體結(jié)構(gòu)。二、作物群體的層次結(jié)構(gòu)與光能利用作物的群體結(jié)構(gòu)可分為三個(gè)層次：光合層（葉、穗層），包括所有綠色葉片及穗和莖的一部分。主要功能是光合作用和蒸騰作用。支架層（莖層），在光合層之下。主要功能是支持光合層，并行使地上與地下部之間的運(yùn)輸傳導(dǎo)功能。吸收層（根層），

21、在地面以下。主要功能是吸收，也進(jìn)行部分合成和代謝。一般來(lái)說(shuō)，群體結(jié)構(gòu)主要指光合層的葉面積、孔隙的數(shù)量、比例和配置形式。三、作物群體結(jié)構(gòu)及物質(zhì)生產(chǎn)的影響因素 光照強(qiáng)度 CO2濃度 水分 溫度 風(fēng)速 肥料第三節(jié) 作物的產(chǎn)量及產(chǎn)量形成一、作物的產(chǎn)量 作物栽培的目的是獲得較多的有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的農(nóng)產(chǎn)品。因此，為了區(qū)分光合產(chǎn)物是否有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，常把作物的產(chǎn)量分為生物（學(xué)）產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。作物形成的干物質(zhì)的總重量，叫做生物產(chǎn)量或生物學(xué)產(chǎn)量。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量是指栽培目的所需要的有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的主產(chǎn)品的數(shù)量。由于栽培目的不同，不同作物主產(chǎn)品的器官也不相同，即經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量也不相同。禾谷類和油料作物是籽粒；薯類作物是塊根或塊莖；棉花是種

22、皮纖維；黃、紅麻是莖稈韌皮纖維；甘蔗為莖；煙草和茶是葉；綠肥是全部莖葉。同一作物栽培目的不同時(shí)，產(chǎn)量概念也隨之變化。如：纖維用亞麻產(chǎn)量是麻皮，油用亞麻的產(chǎn)量是種子。粒用玉米產(chǎn)量是籽粒，飼用時(shí)產(chǎn)量指地上部全部。在一定的生物產(chǎn)量中，究竟能取得多高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，就要看生物產(chǎn)量轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的效率。作物的生物產(chǎn)量轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的效率就叫做經(jīng)濟(jì)系數(shù)，也就是經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與生物產(chǎn)量的比值。即：經(jīng)濟(jì)系數(shù)=經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量/生物產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)系數(shù)是前蘇聯(lián)作物學(xué)學(xué)者尼奇波羅維奇提出的。在西方國(guó)家，同樣含義的概念叫做收獲指數(shù)（Harvest Index），是由Donald提出的。經(jīng)濟(jì)系數(shù)只表明光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)運(yùn)到產(chǎn)品器官中去的能力，而不表明

23、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的高低。在正常情況下，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的高低與生物產(chǎn)量成正比，要提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，只有在提高生物產(chǎn)量的基礎(chǔ)上提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)，才能達(dá)到目的。經(jīng)過(guò)數(shù)千年的選擇和培育，作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)已達(dá)到相當(dāng)高的水平。例如：禾谷類作物中的水稻和小麥為0.350.5，玉米為0.30.4；薯類作物為0.70.85, 甜菜為0.6;油菜為0.28, 大豆0.250.35;棉花籽棉為0.350.4, 皮棉為.130.16;煙草為0.60.7, 葉菜類和牧草可接近1。不同作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)差異很大，這與人們所需要的器官及其化學(xué)成分有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，凡以營(yíng)養(yǎng)器官為主產(chǎn)品的作物，形成主產(chǎn)品的過(guò)程比較簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)系數(shù)較高。以生殖器官為主產(chǎn)品的作

24、物，其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的形成要經(jīng)過(guò)生殖器官的分化發(fā)育直到結(jié)實(shí)成熟，同化產(chǎn)物要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的轉(zhuǎn)化過(guò)程，因而經(jīng)濟(jì)系數(shù)較低。主產(chǎn)品的化學(xué)成分不同，經(jīng)濟(jì)系數(shù)也不一樣。產(chǎn)品以碳水化合物為主的，在形成過(guò)程中需要的能量較少，因此經(jīng)濟(jì)系數(shù)較高；而含蛋白質(zhì)和脂肪較多的產(chǎn)品，在形成過(guò)程中需要的能量較多，因此經(jīng)濟(jì)系數(shù)較低。因此，大豆、花生和油菜籽的經(jīng)濟(jì)系數(shù)都較禾谷類作物的低，但它們的單位重量產(chǎn)量所含有的能量卻較多。二、產(chǎn)量構(gòu)成作物的單位面積產(chǎn)量等于單株產(chǎn)量和單位面積上株數(shù)的乘積。作物種類不同，其構(gòu)成產(chǎn)量的因素也有所不同。 各類作物的產(chǎn)量構(gòu)成因素注：在我國(guó)，粒重常用千粒重、百粒重等表示。各個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素的數(shù)值越大，產(chǎn)量也就越高。但是，在生產(chǎn)上各產(chǎn)量構(gòu)成因素很難同步增長(zhǎng)。它們之間有一定的相互制約關(guān)系。例如：增加禾谷類作物的穗數(shù)，單穗粒數(shù)或粒重就有降低的趨勢(shì)。但是，不同作物在特定地區(qū)和特定栽培條件下，有其獲得高產(chǎn)的產(chǎn)量構(gòu)成因素的最佳組合。這就說(shuō)明，了解作物產(chǎn)量構(gòu)成因素的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律和物質(zhì)分配與積累關(guān)系的協(xié)調(diào)關(guān)系，采用適宜的技術(shù)以獲得高產(chǎn)是可能的。三、作物產(chǎn)量的源、流 、庫(kù)關(guān)系從物質(zhì)生產(chǎn)的角度看，作物產(chǎn)量的形成是以下3方面綜合作用的結(jié)果。