作物栽培學總論-第4章課件

第4章作物的產(chǎn)量形成第1節(jié)作物的產(chǎn)量類型第2節(jié)作物產(chǎn)量構(gòu)成因素第3節(jié)作物產(chǎn)量形成的生理機制第4節(jié)作物高產(chǎn)途徑第4章作物的產(chǎn)量形成第1節(jié)作物的產(chǎn)量類型1本章思考題1、生物產(chǎn)量、經(jīng)濟產(chǎn)量、經(jīng)濟系數(shù)和產(chǎn)谷閾值？今后提高經(jīng)濟產(chǎn)量的關(guān)鍵是哪一個？2、禾谷類作物和棉花、油菜的產(chǎn)量構(gòu)成因素？3、源、庫、流的概念？4、光合速率、凈同化率、光合勢的概念？5、構(gòu)成生物學產(chǎn)量的物質(zhì)大約有多少來自光合作用？給你何種啟迪？6、產(chǎn)量庫“吸力”或“拉力”的真實含義？7、Still提出作物產(chǎn)量的4個“A”具體指什么？本章思考題1、生物產(chǎn)量、經(jīng)濟產(chǎn)量、經(jīng)濟系數(shù)和產(chǎn)谷閾值？今后2第1節(jié)作物的產(chǎn)量類型一、產(chǎn)量的概念作物產(chǎn)量包括3個層次的概念

生物產(chǎn)量（biologicalyield）經(jīng)濟產(chǎn)量（economicyield）經(jīng)濟系數(shù)（economicindex）或收獲指數(shù)（harvestindex，HI）

作物在生育過程中積累的干物質(zhì)總量，即整個植株（一般不包括根系）總干物質(zhì)的收獲量。

生物產(chǎn)量第1節(jié)作物的產(chǎn)量類型一、產(chǎn)量的概念作物產(chǎn)量包括3個層次的3籽粒塊莖纖維指被利用產(chǎn)品的收獲量。不同作物被利用產(chǎn)品的部分不同。如：禾谷物類——籽粒；薯類——塊根塊莖；棉花——纖維和棉籽；甘蔗——莖桿。經(jīng)濟產(chǎn)量莖桿籽粒塊莖纖維經(jīng)濟產(chǎn)量莖桿4收獲指數(shù)=經(jīng)濟產(chǎn)量/生物產(chǎn)量，指生物產(chǎn)量轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟產(chǎn)量的效率。

經(jīng)濟系數(shù)或收獲指數(shù)

薯類作物0.70~0.85油菜0.28水稻0.5大豆0.3小麥0.3~0.4棉花(籽棉)0.35~0.4玉米0.25~0.4甜菜0.5~0.65對一種作物來說，收獲指數(shù)值相對穩(wěn)定。不同作物的經(jīng)濟系數(shù)有差異:

收獲營養(yǎng)器官的作物比收獲種子的作物高；收獲產(chǎn)品以碳水化合物為主的作物比以蛋白質(zhì)和脂肪為主作物的高。經(jīng)濟系數(shù)或收獲指數(shù)薯類作物0.70~0.85油菜0.28水5產(chǎn)谷閾值在作物生產(chǎn)過程中，只有當生物產(chǎn)量超過一定值之后，才能形成經(jīng)濟產(chǎn)量，這個值稱為“臨界株重或產(chǎn)谷閾值”。二、生物產(chǎn)量與經(jīng)濟產(chǎn)量的關(guān)系假設(shè)以1g為基數(shù)（產(chǎn)谷閾值），且單株粒重與株重扣除1g后的部分之比為0.5，則單籽粒產(chǎn)量（YE）與單株重(YB)的關(guān)系為：

YE=0.5（YB-1）。產(chǎn)谷閾值二、生物產(chǎn)量與經(jīng)濟產(chǎn)量的關(guān)系假設(shè)以1g為基數(shù)（6生物產(chǎn)量是基礎(chǔ)在作物生產(chǎn)過程中，提高作物自身的生物產(chǎn)量是提高經(jīng)濟產(chǎn)量的基礎(chǔ)。在獲得一定生物產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，提高經(jīng)濟系數(shù)是獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。生物產(chǎn)量是基礎(chǔ)7第2節(jié)作物產(chǎn)量構(gòu)成因素一、禾谷類作物經(jīng)濟產(chǎn)量=單位面積穗數(shù)×每穗實粒數(shù)×粒重或單位面積穗數(shù)×每穗穎花數(shù)×結(jié)實率×粒重二、薯類作物經(jīng)濟產(chǎn)量=單位面積薯塊數(shù)×單薯重或單位面積株數(shù)×每株薯塊數(shù)×單薯重第2節(jié)作物產(chǎn)量構(gòu)成因素一、禾谷類作物經(jīng)濟產(chǎn)量=單位面積穗8三、豆類作物經(jīng)濟產(chǎn)量=單位面積有效莢果數(shù)×每莢果實粒數(shù)×粒重或單位面積株數(shù)×每株有效莢果數(shù)×每莢果實粒數(shù)×粒重籽棉產(chǎn)量=單位面積株數(shù)×每株有效鈴數(shù)×單鈴重皮棉產(chǎn)量=單位面積株數(shù)×每株有效鈴數(shù)×單鈴重×衣分四、棉花三、豆類作物經(jīng)濟產(chǎn)量=單位面積有效莢果數(shù)×每莢果實粒數(shù)×粒重9五、油菜經(jīng)濟產(chǎn)量=單位面積株數(shù)×每株有效角果數(shù)×每角果實粒數(shù)×粒重六、麻類作物麻產(chǎn)量=單位面積有效莖數(shù)×單莖重×出麻率五、油菜10第3節(jié)作物產(chǎn)量形成的生理機制一、源、庫、流的概念源

(source)即代謝源，指產(chǎn)生或輸出同化物的器官或組織。如成熟的葉片、綠色的莖（鞘）和果皮或種皮及芒等。第3節(jié)作物產(chǎn)量形成的生理機制一、源、庫、流的概念源(s11庫

(sink)即代謝庫，指消耗或儲藏同化物的組織、器官或部位。如作物的種子、果實、塊莖、塊根、根尖、幼葉等當時的生長中心器官。流（Flow）指作物源器官形成的同化產(chǎn)物向庫器官的轉(zhuǎn)移過程。狹義的概念通常指運輸器官，如莖桿維管束等。庫(sink)即代謝庫，指消耗或儲藏同化物的組織、器官或12光合面積指含葉綠素能進行光合作用的部分，常用LAI表示。

LAI小于最適值時，凈光光合產(chǎn)物量隨LAI增加而增加；LAI大于最適值時，凈光合產(chǎn)物量因葉層遮蔽而降低或不再增加。二、作物產(chǎn)量的物質(zhì)來源90~95%光合產(chǎn)物5~10%礦質(zhì)元素生物產(chǎn)量的組成

生物產(chǎn)量≈光合面積×光合能力×光合時間－消耗光合面積二、作物產(chǎn)量的物質(zhì)來源90~95%光合產(chǎn)物13光合能力光合能力一般以光合強度或光合生產(chǎn)率為指標。光合強度也稱光合速率，是指單位時間內(nèi)單位葉面積吸收、同化二氧化碳的毫克數(shù)。光合生產(chǎn)率又稱為凈同化率（netphotosyntheticrate）

，通常以每平方米葉面積在較長時間內(nèi)（一晝夜或一周）增加的干物質(zhì)重量。凈光合速率=光合速率—光呼吸速率光合能力14光合時間光合時間一般以光合勢為指標。光合勢指群體葉面積與其持續(xù)時間的乘積（m2.日）。一般光合勢越強，產(chǎn)量越高。這是“高產(chǎn)不早熟、早熟不高產(chǎn)”的緣由之一?；ㄉ偣夂蟿菖c生物產(chǎn)量和莢果產(chǎn)量的關(guān)系（引自《江蘇油料科學》，1995）光合時間花生總光合勢與生物產(chǎn)量和莢果產(chǎn)量的關(guān)系15

作物光合生產(chǎn)過程中的呼吸消耗約占總生產(chǎn)干物質(zhì)量的25~50%，其中大多數(shù)C3作物光呼吸消耗量約20~27%，C4作物（甘蔗、玉米、高粱等）光呼吸消耗僅2~5%。消耗

作物光合生產(chǎn)過程中的呼吸消耗約占總生產(chǎn)干物質(zhì)16

作物光合產(chǎn)物需要適宜的庫容量接納才能形成產(chǎn)量，作物的繁殖器官或儲藏器官就是這種倉庫或容器。水稻產(chǎn)量庫容=穗數(shù)×每穗穎花數(shù)×谷殼容積。高產(chǎn)必需有較大的產(chǎn)量庫容，較大的庫容還可以促進源提高生產(chǎn)效率，稱為庫“吸力”或“拉力”。三、作物產(chǎn)量物質(zhì)的接受庫作物光合產(chǎn)物需要適宜的庫容量接納才能形成產(chǎn)量17同化產(chǎn)物的運輸運輸部位：韌皮部的篩管運輸形式：碳水化合物（蔗糖）少量含氮化合物（氨基酸）運輸速度：40-100cm/h，C4比C3快運輸動力：主動運輸和被動運輸四、作物產(chǎn)量物質(zhì)的運輸和分配——流同化產(chǎn)物的運輸四、作物產(chǎn)量物質(zhì)的運輸和分配——流18同化物的分配

主要取決于庫的吸力大小及庫與源相對距離的遠近；維管束通道之間的聯(lián)系方式和環(huán)境也起一定制約作用。同化物的分配19第4節(jié)作物高產(chǎn)途徑一、作物的產(chǎn)量潛力美國學者Still在1991年提出了作物產(chǎn)量的4個“A”，即：

A1絕對產(chǎn)量——品種的遺傳潛力；

A2可達到的產(chǎn)量——受環(huán)境條件制約的產(chǎn)量；

A3合算產(chǎn)量——受栽培管理和經(jīng)濟條件制約的產(chǎn)量；

A4實際產(chǎn)量——現(xiàn)實的產(chǎn)量。目前作物生物產(chǎn)量對光能利用率為1%~2%。理論推算至少可達5%，按此推算，長江流域稻谷絕對產(chǎn)量產(chǎn)量達1500kg/畝，實際最高產(chǎn)量低于900kg/畝。第4節(jié)作物高產(chǎn)途徑一、作物的產(chǎn)量潛力美國學者Still20二、提高產(chǎn)量的途經(jīng)——培育高光效作物品種：增加生物量；——塑造高光合效率株型：提高光能利用率；——調(diào)節(jié)作物產(chǎn)量形成時期與最佳光溫季節(jié)同步：提高經(jīng)濟系數(shù)；——適宜的群體結(jié)構(gòu)：增源、或擴庫、或源庫并重。二、提高產(chǎn)量的途經(jīng)——培育高光效作物品種：增加生物量；21本章結(jié)束本章結(jié)束22第4章作物的產(chǎn)量形成第1節(jié)作物的產(chǎn)量類型第2節(jié)作物產(chǎn)量構(gòu)成因素第3節(jié)作物產(chǎn)量形成的生理機制第4節(jié)作物高產(chǎn)途徑第4章作物的產(chǎn)量形成第1節(jié)作物的產(chǎn)量類型23本章思考題1、生物產(chǎn)量、經(jīng)濟產(chǎn)量、經(jīng)濟系數(shù)和產(chǎn)谷閾值？今后提高經(jīng)濟產(chǎn)量的關(guān)鍵是哪一個？2、禾谷類作物和棉花、油菜的產(chǎn)量構(gòu)成因素？3、源、庫、流的概念？4、光合速率、凈同化率、光合勢的概念？5、構(gòu)成生物學產(chǎn)量的物質(zhì)大約有多少來自光合作用？給你何種啟迪？6、產(chǎn)量庫“吸力”或“拉力”的真實含義？7、Still提出作物產(chǎn)量的4個“A”具體指什么？本章思考題1、生物產(chǎn)量、經(jīng)濟產(chǎn)量、經(jīng)濟系數(shù)和產(chǎn)谷閾值？今后24第1節(jié)作物的產(chǎn)量類型一、產(chǎn)量的概念作物產(chǎn)量包括3個層次的概念

生物產(chǎn)量（biologicalyield）經(jīng)濟產(chǎn)量（economicyield）經(jīng)濟系數(shù)（economicindex）或收獲指數(shù)（harvestindex，HI）

作物在生育過程中積累的干物質(zhì)總量，即整個植株（一般不包括根系）總干物質(zhì)的收獲量。

生物產(chǎn)量第1節(jié)作物的產(chǎn)量類型一、產(chǎn)量的概念作物產(chǎn)量包括3個層次的25籽粒塊莖纖維指被利用產(chǎn)品的收獲量。不同作物被利用產(chǎn)品的部分不同。如：禾谷物類——籽粒；薯類——塊根塊莖；棉花——纖維和棉籽；甘蔗——莖桿。經(jīng)濟產(chǎn)量莖桿籽粒塊莖纖維經(jīng)濟產(chǎn)量莖桿26收獲指數(shù)=經(jīng)濟產(chǎn)量/生物產(chǎn)量，指生物產(chǎn)量轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟產(chǎn)量的效率。

經(jīng)濟系數(shù)或收獲指數(shù)

薯類作物0.70~0.85油菜0.28水稻0.5大豆0.3小麥0.3~0.4棉花(籽棉)0.35~0.4玉米0.25~0.4甜菜0.5~0.65對一種作物來說，收獲指數(shù)值相對穩(wěn)定。不同作物的經(jīng)濟系數(shù)有差異:

收獲營養(yǎng)器官的作物比收獲種子的作物高；收獲產(chǎn)品以碳水化合物為主的作物比以蛋白質(zhì)和脂肪為主作物的高。經(jīng)濟系數(shù)或收獲指數(shù)薯類作物0.70~0.85油菜0.28水27產(chǎn)谷閾值在作物生產(chǎn)過程中，只有當生物產(chǎn)量超過一定值之后，才能形成經(jīng)濟產(chǎn)量，這個值稱為“臨界株重或產(chǎn)谷閾值”。二、生物產(chǎn)量與經(jīng)濟產(chǎn)量的關(guān)系假設(shè)以1g為基數(shù)（產(chǎn)谷閾值），且單株粒重與株重扣除1g后的部分之比為0.5，則單籽粒產(chǎn)量（YE）與單株重(YB)的關(guān)系為：

YE=0.5（YB-1）。產(chǎn)谷閾值二、生物產(chǎn)量與經(jīng)濟產(chǎn)量的關(guān)系假設(shè)以1g為基數(shù)（28生物產(chǎn)量是基礎(chǔ)在作物生產(chǎn)過程中，提高作物自身的生物產(chǎn)量是提高經(jīng)濟產(chǎn)量的基礎(chǔ)。在獲得一定生物產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，提高經(jīng)濟系數(shù)是獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。生物產(chǎn)量是基礎(chǔ)29第2節(jié)作物產(chǎn)量構(gòu)成因素一、禾谷類作物經(jīng)濟產(chǎn)量=單位面積穗數(shù)×每穗實粒數(shù)×粒重或單位面積穗數(shù)×每穗穎花數(shù)×結(jié)實率×粒重二、薯類作物經(jīng)濟產(chǎn)量=單位面積薯塊數(shù)×單薯重或單位面積株數(shù)×每株薯塊數(shù)×單薯重第2節(jié)作物產(chǎn)量構(gòu)成因素一、禾谷類作物經(jīng)濟產(chǎn)量=單位面積穗30三、豆類作物經(jīng)濟產(chǎn)量=單位面積有效莢果數(shù)×每莢果實粒數(shù)×粒重或單位面積株數(shù)×每株有效莢果數(shù)×每莢果實粒數(shù)×粒重籽棉產(chǎn)量=單位面積株數(shù)×每株有效鈴數(shù)×單鈴重皮棉產(chǎn)量=單位面積株數(shù)×每株有效鈴數(shù)×單鈴重×衣分四、棉花三、豆類作物經(jīng)濟產(chǎn)量=單位面積有效莢果數(shù)×每莢果實粒數(shù)×粒重31五、油菜經(jīng)濟產(chǎn)量=單位面積株數(shù)×每株有效角果數(shù)×每角果實粒數(shù)×粒重六、麻類作物麻產(chǎn)量=單位面積有效莖數(shù)×單莖重×出麻率五、油菜32第3節(jié)作物產(chǎn)量形成的生理機制一、源、庫、流的概念源

(source)即代謝源，指產(chǎn)生或輸出同化物的器官或組織。如成熟的葉片、綠色的莖（鞘）和果皮或種皮及芒等。第3節(jié)作物產(chǎn)量形成的生理機制一、源、庫、流的概念源(s33庫

(sink)即代謝庫，指消耗或儲藏同化物的組織、器官或部位。如作物的種子、果實、塊莖、塊根、根尖、幼葉等當時的生長中心器官。流（Flow）指作物源器官形成的同化產(chǎn)物向庫器官的轉(zhuǎn)移過程。狹義的概念通常指運輸器官，如莖桿維管束等。庫(sink)即代謝庫，指消耗或儲藏同化物的組織、器官或34光合面積指含葉綠素能進行光合作用的部分，常用LAI表示。

LAI小于最適值時，凈光光合產(chǎn)物量隨LAI增加而增加；LAI大于最適值時，凈光合產(chǎn)物量因葉層遮蔽而降低或不再增加。二、作物產(chǎn)量的物質(zhì)來源90~95%光合產(chǎn)物5~10%礦質(zhì)元素生物產(chǎn)量的組成

生物產(chǎn)量≈光合面積×光合能力×光合時間－消耗光合面積二、作物產(chǎn)量的物質(zhì)來源90~95%光合產(chǎn)物35光合能力光合能力一般以光合強度或光合生產(chǎn)率為指標。光合強度也稱光合速率，是指單位時間內(nèi)單位葉面積吸收、同化二氧化碳的毫克數(shù)。光合生產(chǎn)率又稱為凈同化率（netphotosyntheticrate）

，通常以每平方米葉面積在較長時間內(nèi)（一晝夜或一周）增加的干物質(zhì)重量。凈光合速率=光合速率—光呼吸速率光合能力36光合時間光合時間一般以光合勢為指標。光合勢指群體葉面積與其持續(xù)時間的乘積（m2.日）。一般光合勢越強，產(chǎn)量越高。這是“高產(chǎn)不早熟、早熟不高產(chǎn)”的緣由之一?；ㄉ偣夂蟿菖c生物產(chǎn)量和莢果產(chǎn)量的關(guān)系（引自《江蘇油料科學》，1995）光合時間花生總光合勢與生物產(chǎn)量和莢果產(chǎn)量的關(guān)系37

作物光合生產(chǎn)過程中的呼吸消耗約占總生產(chǎn)干物質(zhì)量的25~50%，其中大多數(shù)C3作物光呼吸消耗量約20~27%，C4作物（甘蔗、玉米、高粱等）光呼吸消耗僅2~5%。消耗

作物光合生產(chǎn)過程中的呼吸消耗約占總生產(chǎn)干物質(zhì)38

作物光合產(chǎn)物需要適宜的庫容量接納才能形成產(chǎn)量，作物的繁殖器官或儲藏器官就是這種倉庫或容器。水稻產(chǎn)量庫容=穗數(shù)×每穗穎花數(shù)×谷殼容積。高產(chǎn)必需有較大的產(chǎn)量庫容，較大的庫容還可以促進源提高生產(chǎn)效率，稱為庫“吸力”或“拉力”。三、作物產(chǎn)量物質(zhì)的接受庫作物光合產(chǎn)物需要適宜的庫容量接