作物與生態(tài)環(huán)境概論

本文格式為Word版，下載可任意編輯——作物與生態(tài)環(huán)境概論第五章作物與生態(tài)環(huán)境作物學(xué)通論第一節(jié)作物的生態(tài)因子與生長(zhǎng)調(diào)理一生態(tài)因子1生態(tài)因子的概念作物存在的生態(tài)系統(tǒng)稱為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)與其它生態(tài)系統(tǒng)一樣也是由生物因子和非生物因子所組成農(nóng)作物本身是這個(gè)系統(tǒng)生物因子中的一個(gè)種群與作物相關(guān)的全體環(huán)境因子統(tǒng)稱生態(tài)因子作物學(xué)通論第一節(jié)作物的生態(tài)因子與生長(zhǎng)調(diào)理一生態(tài)因子2生態(tài)因子的分類1氣候因子包括光照溫度水分空氣等諸多因子隨地理位置和海拔高度而變化2土壤因子土壤水分土壤空氣和土壤布局土壤溫度土壤酸堿度土壤肥力土壤有機(jī)質(zhì)土壤生物等3地形因子高原山地平原低地以及坡度的大小和坡向等4生物因子動(dòng)物如哺乳動(dòng)物昆蟲(chóng)等其中昆蟲(chóng)對(duì)作物影響較大植物中除作物本身外還有各種雜草微生物中包括對(duì)作物有益的微生物和有害的病原菌等5人為因子栽培措施作物學(xué)通論3生態(tài)因子的作用機(jī)制與限制方式1生態(tài)因子的作用機(jī)制生態(tài)因子作用的主次效應(yīng)在確定的環(huán)境條件下眾多的生態(tài)因子中總有一兩個(gè)因子起著主導(dǎo)性的抉擇性的作用而其它因子那么處于次要的地位生態(tài)因子的交互作用效應(yīng)當(dāng)作物受到多個(gè)生態(tài)因子的作用時(shí)各個(gè)因子對(duì)作物的效應(yīng)會(huì)表現(xiàn)出某種交互作用生態(tài)因子的直接作用和間接作用有些生態(tài)因子如光溫水氣和土壤養(yǎng)分等生活因子能直接影響或參與作物的新陳代謝另一些生態(tài)因子如緯度海拔地形等那么是通過(guò)影響上述因子間接作用于作物生態(tài)因子作用的階段性在農(nóng)田環(huán)境中各個(gè)生態(tài)因子及其組合會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生階段性的變化加上不同生育階段的作物對(duì)生態(tài)因子有不同的回響因此生態(tài)因子的作用往往表現(xiàn)出確定的階段性特點(diǎn)作物學(xué)通論3生態(tài)因子的作用機(jī)制與限制方式2生態(tài)因子的限制方式李比希最小因子定律德國(guó)化學(xué)家李比希提出了植物的生長(zhǎng)取決于數(shù)量最缺乏的那一種養(yǎng)分物質(zhì)的觀點(diǎn)即最小因子律限制因子條件第一這確定律只有相對(duì)穩(wěn)定的條件下才能運(yùn)用其次務(wù)必考慮因子間的相互作用報(bào)酬遞減律從經(jīng)濟(jì)學(xué)移植到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上從確定的土地上所得到的報(bào)酬隨著向該土地投入的勞動(dòng)和資本量的增大而有所增加但隨著投入的單位勞動(dòng)和資本量的增加報(bào)酬增加的幅度卻在逐步裁減作物學(xué)通論3生態(tài)因子的作用機(jī)制與限制方式2生態(tài)因子的限制方式謝爾福德耐性定律在最小因子定律的根基上人們察覺(jué)某些因子的過(guò)量也會(huì)成為限制因子謝爾福德把最大量和最小量限制作用的概念合并為耐性定律A一種生物對(duì)各種生態(tài)因子的耐性范圍不同不同生物對(duì)同一生態(tài)因子的耐性范圍也不同B同一種生物在不同發(fā)育階段對(duì)生態(tài)因子的耐性范圍不同C由于生態(tài)因子間的相互作用在某個(gè)生態(tài)因子不是處于最適狀態(tài)時(shí)那么生物對(duì)其它一些生態(tài)因子的耐性范圍縮小D對(duì)主要生態(tài)因子耐性范圍寬的生物種其分布范圍廣E同一生物種內(nèi)的不同品種長(zhǎng)期生活在不同的生態(tài)環(huán)境下會(huì)形成對(duì)多種生態(tài)因子的不同耐性范圍從而形成生態(tài)型的分化作物學(xué)通論二作物的生態(tài)適應(yīng)性作物的生態(tài)適應(yīng)性系指作物對(duì)環(huán)境的要求與實(shí)際環(huán)境的吻合程度即作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的節(jié)律與環(huán)境節(jié)律的吻合程度作物的生態(tài)適應(yīng)性具有地區(qū)性和季節(jié)性而季節(jié)性又是其核心作物各生育時(shí)期對(duì)環(huán)境有一個(gè)綜合要求不利的環(huán)境因子降低了其它適合因子的作用適合的環(huán)境因子能片面彌補(bǔ)不利因子的不良作用作物的生態(tài)適應(yīng)性就是每種作物具有的遺傳生理生態(tài)等屬性和環(huán)境相統(tǒng)一的特性一般生態(tài)適應(yīng)性可分為強(qiáng)中弱和不適應(yīng)四個(gè)等級(jí)同一種生物包括作物的不同個(gè)體群長(zhǎng)期生活在不同的生態(tài)環(huán)境或人工培育條件下發(fā)生趨異適應(yīng)經(jīng)自然和人工選擇分化形成了生態(tài)形態(tài)和生理特性不同的基因型類群稱為生態(tài)型種以下不同種的生物作物在自然和人工選擇條件下形成具有類似形態(tài)生理和生態(tài)特性的生物作物類群稱為生活型種以上作物學(xué)通論三作物生長(zhǎng)的環(huán)境調(diào)理1環(huán)境因子在自然界中并非孤立存在而是彼此影響相互制約的2采取各種應(yīng)變措施處理好作物與環(huán)境的相互關(guān)系既要讓作物適應(yīng)當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件又要使環(huán)境得志作物的要求作物學(xué)通論其次節(jié)作物與光照一光照度對(duì)作物的影響1太陽(yáng)光的性質(zhì)光是太陽(yáng)輻射能以電磁波的形式投射到地球外觀的輻射線太陽(yáng)放射出不同頻率和波長(zhǎng)的電磁波組成太陽(yáng)光譜到達(dá)地球的太陽(yáng)光譜范圍是2504000nm之間作物學(xué)通論其次節(jié)作物與光照一光照度對(duì)作物的影響1太陽(yáng)光的性質(zhì)光的波長(zhǎng)及其所含的能量對(duì)作物有分外重要的意義1熱效應(yīng)輻射是作物體與外界環(huán)境舉行能量交換的主要形式太陽(yáng)能被作物截獲后大片面轉(zhuǎn)化為熱能用于蒸騰以及維持作物的體溫保證各代謝過(guò)程以適合的速率舉行2光合作用作物把吸收的太陽(yáng)輻射能的一片面用于光合作用它是作物將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能舉行生產(chǎn)的根基3光形態(tài)建成太陽(yáng)輻射的數(shù)量光強(qiáng)和光譜成份光質(zhì)對(duì)作物的生長(zhǎng)和發(fā)育的調(diào)整起著重要作用4誘發(fā)性突變太陽(yáng)光中紫外線X射線等波長(zhǎng)很短的高能量輻射對(duì)生物有殺傷作用同時(shí)它們也能變更遺傳物質(zhì)的布局引起突變作物學(xué)通論其次節(jié)作物與光照一光照度對(duì)作物的影響1太陽(yáng)光的性質(zhì)不同光譜成分對(duì)作物生育和產(chǎn)形成的作用作物學(xué)通論其次節(jié)作物與光照一光照度對(duì)作物的影響2光照強(qiáng)度及其變化太陽(yáng)光照強(qiáng)度在地球大氣層上方根本上是恒定的大約在13959Wm2這一數(shù)值稱為太陽(yáng)常數(shù)太陽(yáng)光通過(guò)大氣層時(shí)由于散射反射和被氣體水蒸氣空氣中的塵埃微粒所吸收強(qiáng)度減弱并且舉行了重新調(diào)配在穿過(guò)作物冠層時(shí)太陽(yáng)輻射又會(huì)大大減弱在自然界中光照強(qiáng)度和光合有效輻射photosyntheticactiveradiationPAR是隨時(shí)隨地變化的這些變化與天氣太陽(yáng)高度角緯度海拔坡向等有緊密關(guān)系作物學(xué)通論其次節(jié)作物與光照一光照度對(duì)作物的影響3光照度對(duì)作物的影響葉片光合速率與呼吸速率相等凈光合速率為零這時(shí)的光強(qiáng)稱為光補(bǔ)償點(diǎn)在確定范圍內(nèi)低光強(qiáng)區(qū)光合速率隨光強(qiáng)的增加而呈比例增加超過(guò)確定光強(qiáng)后光合速率增加變慢當(dāng)達(dá)成某一光強(qiáng)時(shí)光合速率就不再隨光強(qiáng)而增加呈現(xiàn)光飽和現(xiàn)象開(kāi)頭達(dá)成光合速率最大值時(shí)的光強(qiáng)稱為光飽和點(diǎn)此點(diǎn)以后的階段稱為光飽和階段不同作物光照光合曲線不同光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)也有差異作物學(xué)通論C3植物C4植物和CAM植物的某些光合特征和生理特性其次節(jié)作物與光照一光照度對(duì)作物的影響3光照度對(duì)作物的影響群體的光合作用大豆單葉光飽和點(diǎn)27000lx光補(bǔ)償點(diǎn)1700lx吉林13號(hào)趙述文1981右圖群體內(nèi)光照處境鐵豐18號(hào)沈陽(yáng)農(nóng)學(xué)院1981作物學(xué)通論其次節(jié)作物與光照二日照長(zhǎng)度對(duì)作物的影響1日照長(zhǎng)度及其變化除赤道以外地球上各緯度的白晝長(zhǎng)度都是隨季節(jié)而變更的自然界中一晝夜間的光暗交替稱為光周期2光周期現(xiàn)象和作物光周期類型作物在發(fā)育的某一階段要求確定長(zhǎng)短的晝夜交替才能開(kāi)花這種現(xiàn)象叫作物的光周期現(xiàn)象1長(zhǎng)日照作物這一類作物要求在24小時(shí)晝夜周期中日照長(zhǎng)度長(zhǎng)于某一個(gè)臨界日長(zhǎng)才能成花小麥黑麥大麥油菜甜菜菠菜蘿卜等2短日照作物這一類作物要求在24小時(shí)晝夜周期中日照長(zhǎng)度短于某一個(gè)臨界日長(zhǎng)才能成花水稻玉米大豆高梁煙草大麻黃麻等3日中性作物這類作物的成花對(duì)日照長(zhǎng)度不敏感在任何長(zhǎng)度的日照下均能開(kāi)花棉花黃瓜茄子辣椒番茄等作物學(xué)通論其次節(jié)作物與光照二日照長(zhǎng)度對(duì)作物的影響3光周期誘導(dǎo)的機(jī)理在植物的光周期誘導(dǎo)中暗期的長(zhǎng)度是植物成花的抉擇因素尤其是短日作物對(duì)不同波長(zhǎng)光的研究中察覺(jué)紅光最為有效而遠(yuǎn)紅光的作用相反作物學(xué)通論其次節(jié)作物與光照二日照長(zhǎng)度對(duì)作物的影響4光周期理論在生產(chǎn)上的應(yīng)用1引種一般在同緯度地區(qū)只要肥水條件好像引種輕易告成從不同緯度的地區(qū)引種時(shí)確定要舉行試驗(yàn)且忌盲目引進(jìn)2育種花期相遇南繁北育3操縱花期花卉生產(chǎn)菊花短日照杜鵑山茶花長(zhǎng)日照4調(diào)理養(yǎng)分生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)以養(yǎng)分器官為主要收獲物的作物適當(dāng)推遲開(kāi)花能夠提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)短日作物從南方引進(jìn)種子到北方種植能達(dá)成這一目的南麻北種就是把我國(guó)華南生產(chǎn)的大麻黃麻及紅麻的種子運(yùn)到北方種植不僅提高了產(chǎn)量麻纖維的質(zhì)量也相應(yīng)提高利用暗期的光休止處理可以抑制甘蔗開(kāi)花從而提高產(chǎn)量作物學(xué)通論第三節(jié)作物與溫度作物生長(zhǎng)發(fā)育需要確定的熱量表示熱量的是溫度各種作物生長(zhǎng)發(fā)育都要求確定的溫度條件同時(shí)溫度也會(huì)引起其它環(huán)境因子發(fā)生變化如土壤水分大氣濕度及土壤肥力等真正影響作物生理生化活動(dòng)的是作物的體溫而作物是變溫的有機(jī)體它的體溫雖然可以有確定程度偏離環(huán)境溫度但又總是趨向于環(huán)境溫度環(huán)境溫度包括大氣溫度和土壤溫度作物學(xué)通論第三節(jié)作物與溫度一溫度的變化節(jié)律及其對(duì)作物的影響氣溫變化可分為周期性變化節(jié)律性變溫與非周期性變化非節(jié)律性變溫兩大類1氣溫的時(shí)間變化溫度在一天內(nèi)有一個(gè)最高值和一個(gè)最低值最高值與最低值之差稱為氣溫的日較差日較差的大小因緯度季節(jié)海陸天氣狀況的不同而異一年內(nèi)有一個(gè)最高值和一個(gè)最低值一年中最高月平均氣溫最熱月與最低月平均氣溫最冷月之差稱為氣溫的年較差在北半球最熱月展現(xiàn)在7月大陸上和8月海洋上最冷月展現(xiàn)在1月大陸和2月海洋作物學(xué)通論第三節(jié)作物與溫度一溫度的變化節(jié)律及其對(duì)作物的影響2氣溫的空間變化1氣溫的水平分布?xì)鉁卦谒椒较蛏系淖兓Q為水平地理分布?xì)鉁氐乃降乩矸植寂c地理緯度海陸分布等因素緊密相關(guān)赤道到兩極可以劃分為熱帶亞熱帶溫帶和寒帶一般緯度每增加一度年平均溫度降低05兩半球的年平均溫度由赤道向極地降低各緯度之間年平均溫度的變化及其強(qiáng)度并不一致在赤道與20度緯線之間緯度每隔10度溫度下降不到2度而在兩半球2050度之間溫度下降加快有的地方每隔緯度10度下降1013由80度到極地溫度下降的速度略為減退南半球各緯度的年平均溫度比北半球同緯度要低一些全球年平均溫度為143而北半球?yàn)?52南半球?yàn)?33全球平均最高氣溫不在赤道而在北緯10度鄰近溫度年較差也是由赤道向極地增大在北半球溫度年較差自20度緯線開(kāi)頭顯著增大而南半球要從南緯50度起才顯著增加由于北半球自20度緯線向北大陸面積顯著擴(kuò)大而南半球由赤道到南緯50度大陸面積始終很小這就緩和了這里溫度的年較差作物學(xué)通論第三節(jié)作物與溫度一溫度的變化節(jié)律及其對(duì)作物的影響2氣溫的空間變化2氣溫的垂直分布?xì)鉁仉S海拔高度的變化稱為氣溫的垂直分布一般對(duì)流層的溫度隨海拔高度的升高而降低海拔每升高100米溫度降低的數(shù)值稱為氣溫直減率在對(duì)流層的不同高度氣溫直減率也不一致平均為065hm在對(duì)流層內(nèi)有時(shí)上層空氣比接近地面的空氣更熱這種現(xiàn)象稱為逆溫形成逆溫的理由主要是在天晴風(fēng)小的夜晚尤其是冬季地面因長(zhǎng)波輻射猛烈大量失去熱量地面溫度顯著降低以貼近地面的空氣層溫度也隨之冷卻這種逆溫叫輻射逆溫它往往導(dǎo)致展現(xiàn)低霧霜露等天氣現(xiàn)象山地上部冷空氣順坡下沉到谷底把谷地原來(lái)的暖空氣排擠到上部這種由地形影響而形成的逆溫稱為地形逆溫我國(guó)山地面積很廣研究地形逆溫具有重要意義進(jìn)展熱帶亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物通常要在南坡谷底以上3050m為宜作物學(xué)通論第三節(jié)作物與溫度一溫度的變化節(jié)律及其對(duì)作物的影