第五章作物與生態(tài)環(huán)境課件

第五章

作物(zuòwù)與生態(tài)環(huán)境作物(zuòwù)學(xué)通論第一頁，共97頁。第一節(jié)作物的生態(tài)(shēngtài)因子與生長調(diào)節(jié)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(qítā)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)的所有環(huán)境因子，統(tǒng)稱生態(tài)因子。作物(zuòwù)學(xué)通論第二頁，共97頁。第一節(jié)作物的生態(tài)因子與生長(shēngzhǎng)調(diào)節(jié)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(kōngqì)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(kōngqì)和土壤結(jié)構(gòu)、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、昆蟲等，其中昆蟲對(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(zuòwù)學(xué)通論第三頁，共97頁。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)在一定的環(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、決定性的作用，而其它因子則處于次要的地位。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、地形等則是通過影響上述(shàngshù)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)因子有不同的反應(yīng)。因此，生態(tài)因子的作用往往表現(xiàn)出一定的階段性特點(diǎn)。作物(zuòwù)學(xué)通論第四頁，共97頁。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化學(xué)家李比希提出(tíchū)了“植物的生長取決于數(shù)量最不足的那一種營養(yǎng)物質(zhì)”的觀點(diǎn)，即最小因子律。（限制因子）條件： 第一，這一定律只有相對(duì)穩(wěn)定的條件下才能運(yùn)用。 第二，必須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。從一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漸減少。作物(zuòwù)學(xué)通論第五頁，共97頁。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基礎(chǔ)(jīchǔ)上，人們發(fā)現(xiàn)某些因子的過量也會(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)，則生物對(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(zuòwù)學(xué)通論第六頁，共97頁。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。 即作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成(xíngchéng)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宜因子的作用，適宜的環(huán)境因子能部分彌補(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(xíngchéng)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(xíngchéng)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(zuòwù)學(xué)通論第七頁，共97頁。三、作物生長的環(huán)境調(diào)節(jié)1、環(huán)境因子在自然界中并非孤立存在(cúnzài)，而是互相影響相互制約的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)境滿足作物的要求，作物(zuòwù)學(xué)通論環(huán)境措施作物產(chǎn)品第八頁，共97頁。第二節(jié)作物與光照一、光照度對(duì)作物的影響1、太陽光的性質(zhì)光是太陽輻射能以電磁波的形式(xíngshì)投射到地球表面的輻射線。太陽放射出不同頻率和波長的電磁波，組成太陽光譜。到達(dá)地球的太陽光譜范圍是250～4,000nm之間。作物(zuòwù)學(xué)通論第九頁，共97頁。第二節(jié)作物與光照一、光照度對(duì)作物的影響1、太陽光的性質(zhì)光的波長及其所含的能量對(duì)作物有非常重要的意義：(1)熱效應(yīng)：輻射是作物體與外界環(huán)境進(jìn)行能量交換的主要形式。太陽能被作物截獲后大部分轉(zhuǎn)化為熱能，用于蒸騰以及維持作物的體溫，保證各代謝(dàixiè)過程以合適的速率進(jìn)行。(2)光合作用：作物把吸收的太陽輻射能的一部分用于光合作用，它是作物將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能進(jìn)行生產(chǎn)的基礎(chǔ)。(3)光形態(tài)建成：太陽輻射的數(shù)量（光強(qiáng)）和光譜成份（光質(zhì)），對(duì)作物的生長和發(fā)育的調(diào)整起著重要作用。(4)誘發(fā)性突變：太陽光中紫外線、X-射線等波長很短的高能量輻射對(duì)生物有殺傷作用，同時(shí)它們也能改變遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)引起突變。作物(zuòwù)學(xué)通論第十頁，共97頁。第二節(jié)作物與光照一、光照度對(duì)作物的影響1、太陽光的性質(zhì)(xìngzhì)不同光譜成分對(duì)作物生育和產(chǎn)形成的作用作物(zuòwù)學(xué)通論第十一頁，共97頁。第二節(jié)作物與光照一、光照度對(duì)作物的影響2、光照強(qiáng)度及其變化太陽光照強(qiáng)度在地球大氣層上方基本上是恒定的，大約在1395.9W/m2，這一數(shù)值稱為太陽常數(shù)太陽光通過大氣層時(shí)，由于散射、反射和被氣體(qìtǐ)、水蒸氣、空氣中的塵埃微粒所吸收，強(qiáng)度減弱，并且進(jìn)行了重新分配。在穿過作物冠層時(shí)，太陽輻射又會(huì)大大減弱。

在自然界中光照強(qiáng)度和光合有效輻射(photosyntheticactiveradiation,PAR)是隨時(shí)隨地變化的，這些變化與天氣、太陽高度角、緯度、海拔、坡向等有密切關(guān)系。作物(zuòwù)學(xué)通論第十二頁，共97頁。第二節(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(sùlǜ)與呼吸速率(sùlǜ)相等，凈光合速率(sùlǜ)為零，這時(shí)的光強(qiáng)稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。在一定范圍內(nèi)（低光強(qiáng)區(qū)），光合速率(sùlǜ)隨光強(qiáng)的增加而呈比例增加；超過一定光強(qiáng)后，光合速率(sùlǜ)增加變慢；當(dāng)達(dá)到某一光強(qiáng)時(shí)，光合速率(sùlǜ)就不再隨光強(qiáng)而增加，呈現(xiàn)光飽和現(xiàn)象開始達(dá)到光合速率(sùlǜ)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(zuòwù)學(xué)通論第十三頁，共97頁。C3植物、C4植物和CAM植物的某些(mǒuxiē)光合特征和生理特性特征C3植物 C4植物CAM植物葉結(jié)構(gòu)葉綠體葉綠素a/bCO2補(bǔ)償點(diǎn)（ul/L）光合固定CO2的途徑CO2最初受體光合作用最初產(chǎn)物PEP羧化酶活性(μmol/mg.min)強(qiáng)光下的凈光合速率（mgCO2/dm2h）光呼吸同化產(chǎn)物分配蒸騰系數(shù)(gH2O/gdw)

維管束鞘不發(fā)達(dá)，周圍葉肉細(xì)胞排列疏松只有葉肉細(xì)胞有正常葉綠體

約3：130～70只有卡爾文循環(huán)RuBPPGA0.30～0.3515～35多，易測(cè)出慢450～950維管束鞘發(fā)達(dá)，周圍葉肉細(xì)胞排列緊密葉肉細(xì)胞有正常葉綠體，維管束鞘細(xì)胞有葉綠體但基粒無或不發(fā)達(dá)

約4：1<10C4途徑和卡爾文循環(huán)PEPOAA16～1840～80很少，難測(cè)出快

250～350維管束鞘不發(fā)達(dá)，葉肉細(xì)胞液泡大只有葉肉細(xì)胞有正常葉綠體≤3：1光照下：0～200，黑暗中：<5CAM途徑和卡爾文循環(huán)RuBP(光）PEP（暗）PGA（光）OAA（暗）19.21～4

很少，難測(cè)出不等光下：150～60暗中：18～100第十四頁，共97頁。第二節(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(guānghé-zuòyòng)大豆：?jiǎn)稳~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)光照情況（鐵豐18號(hào)，沈陽農(nóng)學(xué)院，1981）作物(zuòwù)學(xué)通論頂：12.6萬lx2/3：2750lx1/3：910lx底：450lx第十五頁，共97頁。第二節(jié)作物與光照二、日照長度對(duì)作物的影響1、日照長度及其變化除赤道以外，地球上各緯度的白晝長度，都是隨季節(jié)而改變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，要求一定長短的晝夜交替，才能開花，這種現(xiàn)象叫作物的光周期現(xiàn)象。(1)長日照作物：這一類作物要求在24小時(shí)晝夜周期中，日照長度長于某一個(gè)臨界日長才能成花。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，日照長度短于某一個(gè)臨界日長才能成花。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)日照長度不敏感，在任何長度的日照下均能開花。棉花、黃瓜、茄子、辣椒(làjiāo)、番茄等。作物(zuòwù)學(xué)通論第十六頁，共97頁。第二節(jié)作物與光照二、日照長度對(duì)作物的影響3、光周期誘導(dǎo)的機(jī)理(jīlǐ)在植物的光周期誘導(dǎo)中，暗期的長度是植物成花的決定因素，尤其是短日作物對(duì)不同波長光的研究中發(fā)現(xiàn)，紅光最為有效，而遠(yuǎn)紅光的作用相反。作物(zuòwù)學(xué)通論P(yáng)rPfr生理效應(yīng)破壞暗逆轉(zhuǎn)第十七頁，共97頁。第二節(jié)作物與光照二、日照(rìzhào)長度對(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)，只要肥水條件相似，引種容易成功。從不同緯度的地區(qū)引種時(shí)，一定要進(jìn)行試驗(yàn)，且忌盲目引進(jìn)。(2)育種花期相遇南繁北育(3)控制花期花卉生產(chǎn)菊花（短日照(rìzhào)），杜鵑、山茶花（長日照(rìzhào)）(4)調(diào)節(jié)營養(yǎng)生長和生殖生長以營養(yǎng)器官為主要收獲物的作物，適當(dāng)推遲開花能夠提高產(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)到這一目的。“南麻北種”就是把我國華南生產(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。利用暗期的光間斷處理，可以抑制甘蔗開花，從而提高產(chǎn)量。作物(zuòwù)學(xué)通論第十八頁，共97頁。第三節(jié)作物與溫度作物生長發(fā)育需要一定的熱量，表示熱量的是溫度。各種作物生長、發(fā)育都要求一定的溫度條件。同時(shí)溫度也會(huì)引起(yǐnqǐ)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一定程度偏離環(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(zuòwù)學(xué)通論第十九頁，共97頁。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(qìwēn)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(qìwēn)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(qìwēn)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(qìwēn)（最熱月）與最低月平均氣溫(qìwēn)（最冷月）之差，稱為氣溫(qìwēn)的年較差在北半球，最熱月出現(xiàn)在7月（大陸上）和8月（海洋上），最冷月出現(xiàn)在1月（大陸）和2月（海洋）作物(zuòwù)學(xué)通論第二十頁，共97頁。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。氣溫的水平地理分布與地理緯度、海陸分布等因素密切相關(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0.5℃。①兩半球的年平均溫度由赤道向極地降低。②各緯度之間年平均溫度的變化及其強(qiáng)度并不相同，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20～50度之間，溫度下降加快。有的地方每隔緯度10度，下降10～13℃，由80度到極地溫度下降的速度略為(lüèwéi)減退。③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14.3℃，而北半球?yàn)?5.2℃，南半球?yàn)?3.3℃。全球平均最高氣溫不在赤道，而在北緯10度附近，④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度緯線開始顯著增大，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(zuòwù)學(xué)通論第二十一頁，共97頁。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(kōngjiān)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，氣溫直減率也不相同，平均為0.65℃/hm。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”。形成逆溫的原因主要是：①在天晴風(fēng)小的夜晚尤其是冬季，地面因長波輻射強(qiáng)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)致出現(xiàn)低霧、霜、露等天氣現(xiàn)象。②山地上部冷空氣順坡下沉到谷底，把谷地原來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。我國山地面積很廣，研究地形逆溫具有重要意義。發(fā)展熱帶、亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物，通常要在南坡谷底以上30～50m為宜。作物(zuòwù)學(xué)通論第二十二頁，共97頁。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(yǐngxiǎng)3、土壤溫度及其變化（1）土壤的熱量特征在影響(yǐngxiǎng)土壤溫度變化的諸因素中，以土壤的熱容量和導(dǎo)熱率最為重要。土壤的熱容量分為重量熱容量：（土壤比熱），即每一克土壤增溫1℃所需的熱量，容積熱容量：一立方厘米土壤增溫1℃所需的熱量?？諝獾娜莘e熱容量很小，但水的容積熱容量卻很大。？潮濕土壤與干燥土壤的熱效應(yīng)（2）土壤溫度的變化時(shí)間變化：日變化與年變化空間變化：越深，越低，變幅也越小。作物(zuòwù)學(xué)通論第二十三頁，共97頁。第三節(jié)作物與溫度二、溫度對(duì)作物的影響及作物生育的溫度范圍(fànwéi)1、溫度對(duì)作物的影響(1)溫度對(duì)作物生長的影響一般作物在0～35℃的溫度范圍(fànwéi)內(nèi)，隨溫度上升，生長加速，溫度降低，生長減慢。溫度對(duì)生長的影響是建立在植物各種代謝過程共同作用的基礎(chǔ)上的，代謝過程受影響時(shí)，作物生長也勢(shì)必受影響。(2)溫度對(duì)作物發(fā)育的影響①低溫對(duì)成花的誘導(dǎo)效應(yīng)（冷季作物）經(jīng)過低溫誘導(dǎo)促使植物開花的作用稱為春化作用②作物的感溫性（暖季作物）較高的溫度能促進(jìn)其發(fā)育，提早抽穗開花，縮短營養(yǎng)生長期；相反較低的溫度會(huì)推遲發(fā)育，延遲抽穗開花，加長營養(yǎng)生長期。這種現(xiàn)象稱為作物的感溫性。作物(zuòwù)學(xué)通論第二十四頁，共97頁。第三節(jié)作物與溫度(wēndù)二、溫度(wēndù)對(duì)作物的影響及作物生育的溫度(wēndù)范圍2、作物生育的溫度(wēndù)范圍(1)三基點(diǎn)溫度(wēndù)（溫度(wēndù)的三基點(diǎn)）在作物的生長、發(fā)育過程中，每一生理過程都有其相應(yīng)的最適、最低和最高溫度(wēndù)，這被稱為三基點(diǎn)溫度(wēndù)。作物(zuòwù)學(xué)通論第二十五頁，共97頁。作物的三基點(diǎn)溫度有如下特征：①不同作物的三基點(diǎn)溫度不同。喜溫作物生長適宜較高的溫度，生長的起點(diǎn)溫度＞10℃，主要有水稻、棉花、玉米、大豆、麻類、甘薯等春播作物；耐寒作物（喜涼作物）生長的適溫較低，起點(diǎn)溫度一般在2～3℃，主要有小麥、大麥、油菜、蠶豆、甜菜等秋播作物。②同一作物不同生育時(shí)期所要求的三基點(diǎn)溫度不同，總的來說作物種子(zhǒngzi)萌發(fā)的溫度常低于營養(yǎng)器官生長的溫度，而后者又低于生殖器官發(fā)育的溫度。③同一作物的不同器官也不同。一般地上部分高，地下部分低。④一般最適溫度比較接近于最高溫度，而離最低溫度較遠(yuǎn)。最高溫度一般不很高，多在30～40℃之間，但在生產(chǎn)中也不多見，也就是說高溫危害比較少。相反，低溫造成的危害卻比較多。作物(zuòwù)學(xué)通論第二十六頁，共97頁。一些重要作物生理(shēnglǐ)活動(dòng)的基本溫度范圍（℃）作物名 最低溫度最適溫度最高溫度油菜小麥黑麥大麥燕麥豌豆蠶豆甜菜玉米水稻棉花煙草3～53～4.51～23～4.54～51～24～54～58～1010～1212～1413～1420252520252035283230302828～3030～323028～3030303028～3040～4438～4240～4535第二十七頁，共97頁。二、溫度(wēndù)對(duì)作物的影響及作物生育的溫度(wēndù)范圍2、作物生育的溫度(wēndù)范圍(2)溫度(wēndù)臨界期作物性細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂和開花時(shí)，對(duì)外界溫度(wēndù)最敏感，如遇低溫或高溫都會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)。這種對(duì)外界溫度(wēndù)最敏感的時(shí)期稱為溫度(wēndù)臨界期幾種作物開花期的溫度(wēndù)三基點(diǎn)（℃）作物(zuòwù)學(xué)通論作物名 最低溫度最適溫度最高溫度油菜小麥大豆水稻玉米花生棉花5101320181618～2014～182025～2825～3025～2825～2825～3030322940～45383835第二十八頁，共97頁。二、溫度對(duì)作物的影響及作物生育的溫度范圍3、積溫與無霜期積溫積溫是指某一生育時(shí)期或某一時(shí)段內(nèi)，逐日(zhúrì)平均氣溫累積之和。作物生長發(fā)育除了要求適宜的溫度范圍外，對(duì)熱量的總量也有一定的要求。作物完成某一發(fā)育期或整個(gè)生命過程，要求一定的熱量積累，通常用大于或等于0℃及大于或等于10℃期間的溫度總數(shù)即“積溫”值來表示?；顒?dòng)積溫，它是將大于或等于生物學(xué)零度的日平均溫度逐日(zhúrì)累加起來。生物學(xué)零度一般指作物三基點(diǎn)溫度的最低溫度，喜溫作物多用10℃，耐寒作物常用0℃。有效積溫或生長度日(growingdegree-days,GDD)，它是將日平均溫度與生物學(xué)零度的差值累加起來。 其準(zhǔn)確性提高了作物(zuòwù)學(xué)通論第二十九頁，共97頁。二、溫度對(duì)作物的影響及作物生育的溫度范圍3、積溫與無霜期積溫在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用（1）用它可以估計(jì)作物的生育速度和各生育期到來的時(shí)間，并可確定作物安全播種期。（2）用它可以對(duì)一個(gè)地區(qū)某年產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測(cè)，確定是屬于豐收年還是歉收年。（3）一個(gè)地區(qū)的積溫代表了此地區(qū)的熱量資源，為正確制定農(nóng)業(yè)區(qū)劃，安排作物布局，確定種植制度提供(tígōng)了依據(jù)。如≥10℃的積溫在3600℃以下的地區(qū)只適于一年一熟，3600～5000℃可以一年兩熟，5000℃以上可以一年三熟。

作物(zuòwù)學(xué)通論第三十頁，共97頁。二、溫度對(duì)作物的影響及作物生育的溫度范圍3、積溫與無霜期（2）無霜期無霜期是指某地春季最后一次霜凍到秋季最早一次霜凍出現(xiàn)這一段時(shí)間。無霜期的長短是衡量一個(gè)地區(qū)熱量資源的又一個(gè)指標(biāo)，也是作物布局和確定種植制度的依據(jù)。無霜期又是滿足(mǎnzú)作物生長安全溫度的一個(gè)指標(biāo)，在無霜期內(nèi)，各種作物能夠正常生長，而在無霜期以外的有霜期，由于溫度較低，并經(jīng)常出現(xiàn)霜凍，喜溫作物會(huì)受到凍害作物(zuòwù)學(xué)通論第三十一頁，共97頁。二、溫度對(duì)作物的影響及作物生育的溫度范圍4、溫度逆境對(duì)作物的危害及防御措施對(duì)作物不利的溫度（低溫或高溫）叫做溫度逆境（1）低溫對(duì)作物的危害溫度不低于零度，但會(huì)引起喜溫植物傷害的，稱為“冷害”水分平衡失調(diào)蛋白質(zhì)合成受阻碳水化合物減少代謝紊亂當(dāng)溫度下降到冰點(diǎn)以下，作物組織內(nèi)部發(fā)生冰凍而引起的傷害，稱為“凍害”。原生質(zhì)失水危害冰融速度蛋白質(zhì)沉淀原生質(zhì)的機(jī)械損傷作物對(duì)低溫的適應(yīng) 首先是原生質(zhì)特性的改變，特別是原生質(zhì)保水力的大小。保水力愈大，抵抗結(jié)冰和干燥的性能(xìngnéng)愈強(qiáng)。 細(xì)胞中水分減少，細(xì)胞質(zhì)濃度增加，以及淀粉的水解，使細(xì)胞液內(nèi)逐漸積累糖類，這些都有利于細(xì)胞的滲透壓的增加； 細(xì)胞內(nèi)糖類、脂肪和色素物質(zhì)增加，能降低植物的冰點(diǎn)，防止原生質(zhì)萎縮和蛋白質(zhì)的凝固。作物(zuòwù)學(xué)通論第三十二頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論作物(zuòwù)不同時(shí)期的耐寒能力第三十三頁，共97頁。二、溫度對(duì)作物的影響及作物生育的溫度范圍4、溫度逆境對(duì)作物的危害及防御措施（2）高溫(gāowēn)對(duì)作物的危害高溫(gāowēn)對(duì)作物的傷害，可以分為間接傷害和直接傷害。間接傷害蛋白質(zhì)的合成受阻有毒物質(zhì)的生成饑餓高溫(gāowēn)引起的旱害直接傷害蛋白質(zhì)變性脂溶作物對(duì)高溫(gāowēn)的適應(yīng) 降低含水量，細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)濃度的增加，增強(qiáng)了抗凝結(jié)能力。 植物代謝減慢，同樣增強(qiáng)了抗高溫(gāowēn)能力。 促進(jìn)作物進(jìn)入休眠狀態(tài)，干燥的種子更能抵抗高溫(gāowēn)。 加強(qiáng)蒸騰作用，使體溫降低，避免高溫(gāowēn)對(duì)植物的傷害， 當(dāng)氣溫升到40℃以上，氣孔關(guān)閉，則作物失去蒸騰能力而受害。作物(zuòwù)學(xué)通論第三十四頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論高溫對(duì)水稻開花的影響高溫對(duì)水稻結(jié)實(shí)率的影響第三十五頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論溫度與呼吸作用的關(guān)系高溫對(duì)水稻千粒重的影響第三十六頁，共97頁。二、溫度對(duì)作物的影響及作物生育的溫度范圍4、溫度逆境對(duì)作物的危害及防御措施防御措施：(1)培育和選用抗寒或耐熱的品種(2)低溫鍛煉將作物在一定的低溫條件下，經(jīng)過一定時(shí)間的適應(yīng)，提高其抗寒能力。 育苗移栽時(shí)低溫?zé)捗纭?3)化學(xué)(huàxué)誘導(dǎo)利用化學(xué)(huàxué)藥物可以誘導(dǎo)作物抗寒性的提高，如對(duì)玉米、棉花種子播前用福美雙處理可提高幼苗的抗寒性。植物生長物質(zhì)如CTK、ABA、2，4－D等也能提高作物的抗寒力。(4)合理的肥料配比適當(dāng)增施磷肥和鉀肥，少施速效氮肥，有明顯提高作物抗寒力的作用。（5）改善田間小氣候防風(fēng)林帶，覆蓋，水分管理（6）調(diào)節(jié)播種期避開逆境作物(zuòwù)學(xué)通論第三十七頁，共97頁。第四節(jié)作物與水分“有收無收在于水”“水利是農(nóng)業(yè)的命脈”一、作物對(duì)水分的需求特點(diǎn)１、水對(duì)作物的生理、生態(tài)作用生理需水：作物直接用于植株正常生理活動(dòng)和保持體內(nèi)水分平衡所需的水分。水是原生質(zhì)的主要成分，原生質(zhì)的含水量一般(yībān)在70%～90%；水是作物光合作用的基本原料；水是許多代謝過程的反應(yīng)物質(zhì)；水是作物生化反應(yīng)和物質(zhì)吸收、運(yùn)輸?shù)娜軇凰芫S持細(xì)胞的膨脹狀態(tài)，使作物保持固有姿態(tài).生態(tài)需水：利用水作為生態(tài)因子，造成一個(gè)適于作物生長發(fā)育的良好環(huán)境所需要的水分。（水稻）增加大氣濕度，改善土壤及土壤表面大氣的溫度，提高肥料效率等作物(zuòwù)學(xué)通論第三十八頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論土壤－植物－大氣系統(tǒng)中的水分(shuǐfèn)循環(huán)第三十九頁，共97頁。第四節(jié)作物與水分一、作物對(duì)水分的需求特點(diǎn)2、作物的需水量和需水臨界期(1)作物的需水量作物的需水量通常用蒸騰系數(shù)表示。蒸騰系數(shù)是指作物每形成1g干物質(zhì)所消耗的水分的克數(shù)。作物一生中對(duì)水分的需要量大體上是生育前期和后期需水較少，中期因生長旺盛，需水較多。影響作物需水量的因素：氣象條件：大氣(dàqì)干燥、氣溫高、風(fēng)速大，蒸騰作用強(qiáng)，作物需水量多，反之則需水量少。土壤條件。土壤肥沃或經(jīng)施肥后，作物生長良好，干物質(zhì)積累多，而水分蒸騰并不相應(yīng)增加，因此需水量增加，尤以缺磷和缺氮時(shí)需水量最多，缺鉀、硫、鎂次之，鈣最少。作物(zuòwù)學(xué)通論第四十頁，共97頁。幾種作物的蒸騰系數(shù)蒸騰系數(shù) 作物200～400 粟、黍、高梁300～600 玉米、大麥、棉花400～600 小麥、馬鈴薯、甜菜400～800 黑麥、蠶豆(cándòu)、豌豆500～600 蕎麥、向日葵、豇豆500～800 燕麥、水稻600～900 大豆、苜蓿、苕子700～900 油菜、亞麻作物(zuòwù)學(xué)通論第四十一頁，共97頁。一、作物對(duì)水分的需求特點(diǎn)2、作物的需水量和需水臨界期作物的需水臨界期作物一生中對(duì)水分最敏感的時(shí)期，稱需水臨界期。幾種作物的需水臨界期作物 需水臨界期小麥、大麥、燕麥、黑麥 孕穗—抽穗水稻 抽穗—揚(yáng)花玉米 開花—乳熟高梁、糜子(mízǐ) 抽穗—灌漿豆類、蕎麥、花生、油菜 開花期棉花 花鈴期瓜類 開花—成熟馬鈴薯 開花—塊莖形成向日葵 葵盤的形成—灌漿作物(zuòwù)學(xué)通論第四十二頁，共97頁。二、水分逆境對(duì)作物的影響1、干旱對(duì)作物的影響和作物的抗旱性干旱是一種嚴(yán)重缺水現(xiàn)象，干旱可分為土壤干旱和大氣干旱兩種。大氣干旱的特征是溫度高而空氣的相對(duì)濕度低(10%～20%)，它使作物的蒸騰大于水分的吸收，從而破壞了作物的水分平衡。土壤干旱是指土壤中缺乏作物能吸收的水分，此時(shí)作物生長困難甚至停止，受害程度比大氣干旱嚴(yán)重。大氣干旱如果長期存在，便會(huì)引起土壤干旱。(1)旱害對(duì)作物的影響降低作物的各種生理過程引起作物體內(nèi)各部分(bùfen)水分的重新分配水分不足影響作物產(chǎn)品的品質(zhì)(2)作物的抗旱性干旱常伴隨高溫發(fā)生，所以植物的抗旱與抗熱常有密切關(guān)系。作物的抗旱性應(yīng)包括抗脫水的能力和抗高溫傷害的能力抗旱鍛煉作物(zuòwù)學(xué)通論第四十三頁，共97頁。二、水分逆境對(duì)作物的影響2、水澇對(duì)作物的影響水分過多對(duì)作物的不利影響稱為濕害。漬害：土壤含水量超過田間最大持水量，土壤水分處于餉狀態(tài)，對(duì)作物千萬的不利影響稱為漬害澇害：田間地面(dìmiàn)積水，作物的局部或全部被淹沒，稱為澇害。（明澇暗漬）(1)水澇對(duì)作物的危害主要是缺氧。缺氧對(duì)作物形態(tài)與生長造成損害：植株生長矮小，抑制種子萌發(fā)，葉片黃化，根尖變黑。水稻根細(xì)胞缺氧時(shí)線粒體發(fā)育不良。缺氧對(duì)代謝造成損害：抑制光合，限制有氧呼吸。水澇造成營養(yǎng)失調(diào)：降低根對(duì)離子吸收活性。產(chǎn)生大量還原性物質(zhì)，H2S、Fe2＋、Mn2+以及有機(jī)酸（如丁酸）水澇影響品質(zhì)：煙葉中尼古丁和檸檬酸含量下降。作物(zuòwù)學(xué)通論第四十四頁，共97頁。二、水分逆境(nìjìng)對(duì)作物的影響2、水澇對(duì)作物的影響(2)作物的抗?jié)承灾鸩窖退鹜寥乐械难趼陆?，則植物根系也相應(yīng)木質(zhì)化。限制了還原物質(zhì)的侵入不同作物的耐澇能力也有所差別，地上部分向根系供氧能力的大小，是決定抗?jié)承缘闹饕蛩?。而莖葉向根供應(yīng)氧的能力與植物體內(nèi)通氣組織，特別是根的結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。有些旱地作物的耐澇性也較強(qiáng)如高梁。作物(zuòwù)學(xué)通論第四十五頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論六價(jià)鉻對(duì)水稻生長的影響三、水污染對(duì)作物的影響水體污染源有：工礦廢水、農(nóng)藥、生活污水。臨界濃度：1mg/L和0.1mg/L分別是小麥生長和種子萌發(fā)(méngfā)的臨界濃度。影響作物的產(chǎn)量與品質(zhì)污水灌溉第四十六頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第五節(jié)作物(zuòwù)與空氣的關(guān)系一空氣成分氮：78%氧：21%CO2：0.032%其他：0.94%與生產(chǎn)關(guān)系最大的：CO2，O2，N2第四十七頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第五節(jié)作物與空氣的關(guān)系二、作物與CO21、田間(tiánjiān)CO2濃度的變化和作物的CO2平衡（1）CO2濃度的時(shí)間變化午夜與凌晨，高中午，低第四十八頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第五節(jié)作物與空氣的關(guān)系二、作物與CO21、田間CO2濃度的變化和作物的CO2平衡（2）CO2濃度的空間變化作物群體(qúntǐ)內(nèi)部，近地面，CO2濃度高中上部，CO2濃度較小通風(fēng)透光的重要性。第四十九頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論二、作物與CO22、CO2濃度(nóngdù)與產(chǎn)量CO2補(bǔ)償點(diǎn)CO2飽和點(diǎn)CO2肥有機(jī)肥第五十頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論三、作物與O2O2供應(yīng)狀況直接影響作物呼吸速率與呼吸性質(zhì)。O2不足不僅呼吸速率下降，還會(huì)使無氧呼吸升高。作物受澇死亡，就是(jiùshì)由于無氧呼吸過久。O2也并非愈多愈好，過高的O2濃度對(duì)作物反而有毒。多數(shù)情況下O2濃度在10％以下就已足夠了。第五十一頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論四、作物與風(fēng)空氣的流動(dòng)形成風(fēng)風(fēng)的大小與大氣的水分輸送、葉面和冠層的物質(zhì)和熱量交換、作物的體溫和生理功能、作物花粉的傳播和田間雜草種子的傳播都有直接關(guān)系。當(dāng)風(fēng)大到一定程度時(shí)，就會(huì)影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對(duì)作物產(chǎn)生機(jī)械損傷（倒伏、脫落）以及對(duì)土壤產(chǎn)生風(fēng)蝕。干熱風(fēng)對(duì)小麥生長后期危害很大，常出現(xiàn)高溫逼熟現(xiàn)象或?qū)е禄ǚ鬯劳?。農(nóng)田小氣候中的風(fēng)隨高度而發(fā)生(fāshēng)顯著變化。在作物群體的冠層、中間層和底部，空氣的組成是不一致的。

第五十二頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論五、作物與空氣中其他氣體的關(guān)系1、氮?dú)舛诡愖魑锿ㄟ^與它們共生的根瘤菌可以利用空氣中的氮，但在根瘤菌生長前期需吸收作物的氮素，一般占豆類作物所需氮總量的1/4～1/3。在作物的幼苗期和籽實(shí)充實(shí)(chōngshí)階段，還是需要適量施用氮肥。根瘤菌所固定氮只占豆類作物需氮的1/4~1/2.根瘤菌消耗的能量大致相當(dāng)于大豆光合產(chǎn)物的12%~14%。第五十三頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論五、作物與空氣中其他氣體的關(guān)系2、有毒氣體大氣污染產(chǎn)生大量有毒氣體，主要有SO2、HF和O3。

二氧化硫：改變細(xì)胞液pH值，使葉綠素失去鎂而喪失功能； 與細(xì)胞中的羥酸形成羥基磺酸，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能，抑制代謝過程 酸雨氟化氫：植物慢性氟中毒的癥狀，首先出現(xiàn)在葉尖和葉緣，后發(fā)展至內(nèi)。如果空氣中HF濃度大于3X10-3ppm，葉肉(yèròu)組織將發(fā)生酸型傷害葉脈間隙組織首先發(fā)生水漬斑點(diǎn)，以后逐漸干枯，變?yōu)樽攸S色或淡黃棕色，且在健康組織和壞死組織間有一條明顯的過渡帶。臭氧：與細(xì)胞膜接觸后，能將質(zhì)膜上的氨基酸、蛋白質(zhì)的活性基因和不飽和脂肪酸的雙鍵氧化，使細(xì)胞膜喪失選擇半透性功能，內(nèi)含物質(zhì)大量外滲。當(dāng)空氣中臭氧與SO2和NO2同時(shí)存在時(shí)，不良影響更大。第五十四頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論五、作物與空氣中其他氣體的關(guān)系3、溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)主要由大氣中的CO2、CH4、N2O等氣體含量增加引起。CH4來源于稻田、自然濕地、天然氣的開采、煤礦等。封中的硝化和反硝化過程，導(dǎo)致N2O的生成與釋放。影響：（1）地區(qū)間氣候差異變大。氣溫上升，高緯度地區(qū)比赤道地區(qū)增溫明顯。兩極冰帽消融引起海平面上升。降雨分布發(fā)生變化。赤道及50度以上地區(qū)降雨增加，10~50度地區(qū)減少，土壤含水量減少。（2）大氣中CO2濃度增加。產(chǎn)量(chǎnliàng)增加，但栽培植物與野生植物競(jìng)爭(zhēng)加劇。（3）病蟲害影響。導(dǎo)致氣溫與降雨變化，進(jìn)而影響病蟲害的發(fā)生。第五十五頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第六節(jié)作物與肥料（礦質(zhì)營養(yǎng)）一、大量元素和微量元素大量元素：一般占干物重含量的0.1%以上(yǐshàng) 碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、鉀（K） 鈣（Ca）、鎂（Mg）、硫（S）、（中量元素）微量元素：一般占干物重含量的0.1%以下 鐵（Fe）、錳（Mn）、硼（B）、鋅（Zn）、銅（Cu）、 氯（Cl）、鉬（Mo），鎳（Ni）C主要來自空氣（CO2），O和H來自水（H2O），其它元素都來自土壤礦物質(zhì)或有機(jī)質(zhì)的礦化分解，稱為礦質(zhì)營養(yǎng)元素，除了必需元素外，某些作物對(duì)特定的非必要元素需要量很大，如水稻對(duì)Si的需求很大，茶樹產(chǎn)量和品質(zhì)與Al有很大關(guān)系，鈷(Co)，是豆科作物根瘤菌固氮時(shí)必需的元素，稱農(nóng)業(yè)上的必需元素（增益元素），鈉(Na)、碘(I)、硒(Se)、鍶（Sr）釩(V)等也是有益元素。超微量元素是指那些在植物體中含量很少很少的(在十萬分之幾以下)非必需元素，其中有些是有益元素，如硒、鎘、汞等元素。第五十六頁，共97頁。第五十七頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第六節(jié)作物(zuòwù)與肥料（礦質(zhì)營養(yǎng)）二、作物(zuòwù)礦質(zhì)營養(yǎng)生理1、氮氮是作物(zuòwù)需要較多的營養(yǎng)元素，一般作物(zuòwù)含氮量占干重的0.3~5%，是含量較高的元素之一，常限制作物(zuòwù)的的產(chǎn)量、品質(zhì)（如蛋白質(zhì)）的提高組成蛋白質(zhì)（生命元素）氮素還是組成核酸、葉綠素、酶和多種維生素的重要成分。在作物(zuòwù)缺氮時(shí)，蛋白質(zhì)和酶含量減少，葉綠素合成少，葉片黃化，導(dǎo)致生長延緩，植株瘦弱，葉薄、黃、小，出現(xiàn)早衰，產(chǎn)量、品質(zhì)降低。缺氮時(shí)明顯特征是下部葉片先開始退綠黃化，逐漸向上部葉片蔓延。氮肥用量過多，易遭受病蟲害等各種逆境影響。 易于倒伏，徒長，貪青遲熟。氮素過多，還會(huì)降低甜菜、西瓜的含糖量。第五十八頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第六節(jié)作物與肥料（礦質(zhì)營養(yǎng)）二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理1、氮小麥、玉米、棉花以及以生產(chǎn)莖葉為主的作物如甘蔗、煙草、麻類作物，對(duì)氮素要求較多，水稻、油菜、高梁、粟、甘薯、馬鈴薯等相對(duì)耗氮較少，而大豆、花生等豆科作物因生物固氮作用，對(duì)氮的需求更少。根系從土壤溶液中吸收NO3態(tài)氮后，輸送到葉片（也可由葉片直接吸收噴施在葉片上的氮肥），在硝酸還原酶的作用下，進(jìn)入體內(nèi)氮素代謝過程。吸收NH4態(tài)氮后，先合酰胺，再運(yùn)輸?shù)降厣?dìshànɡ)部。氮在土壤中的含量一般很少，而且多為有機(jī)態(tài)存在，難被作物直接利用。在我國廣大農(nóng)田中，除黑土、暗粟鈣土含量稍多以外，其它類型的土壤大多數(shù)缺乏氮素，需要施用氮肥。第五十九頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第六節(jié)作物與肥料（礦質(zhì)營養(yǎng)）二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理2、磷有機(jī)態(tài)磷，約占全磷量的85%，以核酸、磷脂等形態(tài)存在。無機(jī)態(tài)磷，僅占全磷量的15%，主要以鈣、鎂、鉀的磷酸鹽形態(tài)存在。

磷是組成核酸、核蛋白、磷脂、高能化合物如ATP和許多酶等重要化合物的成分。磷參與作物體內(nèi)的各種代謝過程(guòchéng)。磷具有提高作物抗逆性和對(duì)外界環(huán)境條件適應(yīng)性的作用。作物缺磷，表現(xiàn)為生長遲緩，植株矮小，結(jié)實(shí)差。嚴(yán)重缺磷，植株會(huì)停止生長。

第六十頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第六節(jié)作物與肥料（礦質(zhì)營養(yǎng)）二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理2、磷作物根系吸收土壤溶液中的無機(jī)磷（H2PO4-），直接進(jìn)入磷素代謝過程。某些作物對(duì)磷素營養(yǎng)反應(yīng)非常敏感，通常稱為喜磷作物，如油菜(yóucài)、大豆、花生、蠶豆、蕎麥等。一般來說這些作物施用磷肥都有不同程度的增產(chǎn)效果。缺磷土壤和氮肥過多的田塊施磷的肥效也很顯著。土壤中含磷一般也不多，許多土壤缺乏磷素，特別是南方的紅壤、黃壤。第六十一頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第六節(jié)作物與肥料（礦質(zhì)營養(yǎng)）二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理3、鉀作物體內(nèi)含鉀量（K2O）一般占干物重的0.3%～5%。鉀在作物體內(nèi)以離子狀態(tài)存在，在作物體內(nèi)容易流動(dòng)，再分配和再利用的能力很強(qiáng)，大部分集中在幼嫩、生命活動(dòng)旺盛的部位和莖、根的尖端。鉀是許多酶的輔基，與作物生命活動(dòng)極其重要。鉀對(duì)作物體內(nèi)的糖類的形成，轉(zhuǎn)化和貯藏有很大的關(guān)系，可促進(jìn)作物體內(nèi)糖類物質(zhì)的形成，增加作物體內(nèi)的淀粉和纖維素含量，使作物生長(shēngzhǎng)健壯。鉀還可以促進(jìn)對(duì)氮素的吸收利用，促進(jìn)作物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，提高作物產(chǎn)品品質(zhì)。鉀在維持細(xì)胞膨壓、調(diào)節(jié)氣孔開閉、促進(jìn)葉綠素合成和光合作用。鉀促進(jìn)光合產(chǎn)物向貯藏器官的運(yùn)輸，從而提高作物的結(jié)實(shí)率、粒重和品質(zhì)。鉀可以促進(jìn)根系發(fā)達(dá)，莖桿堅(jiān)韌，增強(qiáng)抗倒伏及抗病蟲害的能力，增強(qiáng)作物的抗逆性。第六十二頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第六節(jié)作物與肥料（礦質(zhì)營養(yǎng)）二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理3、鉀作物缺鉀時(shí)，根系不發(fā)達(dá)，植株矮小，莖桿纖細(xì)瘦弱，分枝（蘗）少，葉片下披，葉色發(fā)暗綠色，形成蛋白質(zhì)少，可溶性氮積累；嚴(yán)重確鉀時(shí)，根莖生長點(diǎn)枯死，葉片皺縮、枯焦。鉀與蛋白質(zhì)合成密切相關(guān)，所以某些籽粒富有蛋白質(zhì)的作物，籽粒含鉀量高，如豆科作物大豆、花生的籽粒含鉀量較禾谷類作物高。一些糖類化合物比較豐富的作物，如糖、淀粉、纖維類作物對(duì)鉀肥(jiǎféi)的反應(yīng)敏感，稱為喜鉀作物，如甘薯、甜菜、甘蔗、煙草、大豆、花生等都屬于這一類。禾谷類中的水稻對(duì)鉀肥(jiǎféi)的增產(chǎn)效果也較顯著。隨著作物產(chǎn)量的不斷提高，作物對(duì)鉀的需求也不斷增加，加之近年來許多地區(qū)的農(nóng)田出現(xiàn)只施化肥不用有機(jī)肥的情況，出現(xiàn)了缺鉀現(xiàn)象，局部地區(qū)相當(dāng)嚴(yán)重。另外，紅黃壤是缺鉀嚴(yán)重的土壤。一般情況下，氮肥、磷肥、鉀肥(jiǎféi)同時(shí)施用，效果是最好的。第六十三頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第六節(jié)作物與肥料（礦質(zhì)營養(yǎng)）二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理4、硫在植株各部位廣泛分布。硫是氨基酸（半胱氨酸、甲硫氨酸）的組成元素，這些氨基酸是幾乎所有(suǒyǒu)蛋白質(zhì)的構(gòu)成分子。半胱氨酸——胱氨酸系統(tǒng)是細(xì)胞進(jìn)行氧化還原、電子傳遞的一種形式；谷胱甘肽（含硫）是作物細(xì)胞的第二信使，也是清除體內(nèi)超氧化物等有毒物質(zhì)的重要的保護(hù)性非酶類物質(zhì)之一（其他非酶類物質(zhì)主要是VC等），因此硫與氧化還原過程和細(xì)胞保護(hù)系統(tǒng)活動(dòng)性有關(guān)。硫也是輔酶A（CoA）的成分之一，其為作物體內(nèi)生物合成、轉(zhuǎn)化的非?；钴S的又非常重要的能量化合物，如脂肪、淀粉、生長素等的生物合成離不開輔酶A。硫也是許多維生素的組成元素之一。作物從土壤溶液中吸收SO42-，直接進(jìn)入體內(nèi)硫代謝。第六十四頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第六節(jié)作物與肥料（礦質(zhì)營養(yǎng)）二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理5、鈣作物直接從土壤溶液中吸收鈣離子。鈣主要存在于成熟器官組織中，一般不易(bùyì)移動(dòng)。鈣是作物細(xì)胞壁的組分之一，是重要的結(jié)構(gòu)元素。鈣又是作物體內(nèi)重要的第二信使，在體內(nèi)以鈣調(diào)蛋白的形式，完成信使功能。如當(dāng)植株受到逆境脅迫時(shí)，鈣調(diào)蛋白和ABA共同完成一系列復(fù)雜的生理過程，調(diào)控基因表達(dá)，調(diào)動(dòng)體內(nèi)物質(zhì)，進(jìn)行適應(yīng)性變化。鈣和鉀一樣，也是體內(nèi)重要的離子平衡元素。鈣也是體內(nèi)清除毒害的重要元素，如有機(jī)酸（主要是草酸）過多而產(chǎn)生傷害時(shí)，鈣即可與其形成鈣鹽，免除傷害；鈣也與植株抗病性有關(guān)。第六十五頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第六節(jié)作物與肥料(féiliào)（礦質(zhì)營養(yǎng)）二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理6、鎂作物直接從土壤溶液中吸收鎂離子。鎂和鉀、磷一樣，主要分布于幼嫩器官和組織中，成熟時(shí)集中于種子中。鎂是葉綠素組分之一，是作物的葉綠體的重要組成元素。DNA和RNA的合成以及蛋白質(zhì)合成過程中的氨基酸活化，以及核蛋白體（組裝合成蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)）的功能，需鎂的參與。鎂也是許多酶（如己糖激酶）的輔基，可促進(jìn)呼吸作用等。鎂可促進(jìn)作物對(duì)磷的吸收，故需磷多的作物需鎂也多。一般土壤雖不缺乏，但施用鈣鎂磷肥對(duì)許多作物增產(chǎn)顯著。第六十六頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理7、微量元素（1）鐵作物從土壤溶液中主要吸收氧化態(tài)的鐵。鐵進(jìn)入體內(nèi)后，不易移動(dòng)。鐵有兩個(gè)(liǎnɡɡè)重要功能：酶的輔基和合成葉綠素必須元素。鐵是許多氧化酶，如鐵氧還原蛋白、血紅蛋白（細(xì)胞色素和細(xì)胞色素氧化酶）等的活化劑和輔基，參與電子傳遞過程。鐵又是生物固氮酶的鐵蛋白、鉬鐵蛋白的金屬成分。鐵對(duì)葉綠素合成，特別是葉綠體構(gòu)造作用明顯。（2）錳錳是糖酵解中的許多酶（如己糖磷酸激酶、烯醇化酶、羧化酶等）的活化劑，也是三羧酸循環(huán)中的某些酶（如異檸檬酸脫氫酶、α-酮戊二酸脫氫酶和檸檬酸合成酶等）的活化劑，所以能提高呼吸作用。錳是硝酸還原酶的活化劑，參與氮素代謝。錳是光合作用的光水解過程活化劑，是葉綠體的結(jié)構(gòu)成分，缺錳或鐵時(shí)，葉綠素生物合成受阻，葉綠體結(jié)構(gòu)會(huì)破壞解體。（3）硼硼與游離態(tài)的糖結(jié)合，使糖能夠通過質(zhì)膜，促進(jìn)糖運(yùn)輸。對(duì)花器形成，生殖過程尤其重要。油菜是對(duì)硼敏感的作物，甘藍(lán)型油菜“花而不實(shí)”就是缺硼的緣故。第六十七頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理7、微量元素（4）鋅鋅是吲哚乙酸（生長素）合成必須的。鋅是碳酸酐酶（促進(jìn)碳酸分解為水和二氧化碳）的活化劑，也是許多脫氫酶（如谷氨酸脫氫酶、乙醇脫氫酶、脂肪氧化酶）的活化劑。（5）銅是許多氧化酶（如抗壞血酸氧化酶、多酚氧化酶）的成分，也是參與光合作用中電子傳遞體系的一種重要(zhòngyào)元素。（6）鉬鉬是硝酸還原酶的金屬成分，又是生物固氮參與元素，Mo是氮素代謝的一種重要(zhòngyào)功能元素。鉬對(duì)花生、大豆等豆科作物的增產(chǎn)作用明顯。（7）氯氯是活化光合作用的水光解過程中的重要(zhòngyào)元素，促進(jìn)氧的釋放和NADP還原。第六十八頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第六節(jié)作物與肥料（礦質(zhì)營養(yǎng)）二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理必需礦質(zhì)元素在作物體內(nèi)的主要功能有：（1）細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成成分；（2）作物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)者，參與酶的活動(dòng)；（3）電化學(xué)作用，即離子平衡、膠體穩(wěn)定、電荷中和等；（4）能量代謝。大多數(shù)大量元素具有以上所有生理作用，而微量元素一般只有酶促功能。每一種必需元素在作物生命活動(dòng)和產(chǎn)量品質(zhì)形成中各有特殊作用，不能被其他元素替代，如鈣和鎂理化性質(zhì)(xìngzhì)很相似，卻不能互相替代；但是，錳可部分地替代鐵；有些非必需元素還能部分替代必須元素，如鈉能部分替代鉀等。第六十九頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第六節(jié)作物與肥料（礦質(zhì)營養(yǎng)）二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理微量元素參與作物體內(nèi)的許多代謝過程，是作物體內(nèi)酶的組分之一。微量元素還能提高作物對(duì)不良環(huán)境條件的抵抗能力：如硼、錳、鋅能提高作物的抗旱、抗熱性。當(dāng)土壤微量元素含量過高時(shí)，也會(huì)引起作物的傷害，如鹽土地上的氯離子毒害，而錳、鋅、銅毒害也經(jīng)常發(fā)生在酸性土壤上。一般情況下，土壤微量元素的含量均能滿足作物需要，但不同的土壤有一定(yīdìng)的差異，特別是微量元素的有效性，如堿性土壤容易缺硼、鋅、銅；在酸性土壤中，有效銅較少；在水分多的條件下，有效鉬較少；當(dāng)然有的作物還有對(duì)某些微量元素的特殊要求。第七十頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第六節(jié)作物與肥料（礦質(zhì)營養(yǎng)）三、作物的需肥規(guī)律（一）作物的需肥量和需肥特性1、不同(bùtónɡ)作物對(duì)營養(yǎng)元素的需要量是不同(bùtónɡ)的。一般地，產(chǎn)品器官和生物器官含蛋白質(zhì)、脂肪高的作物，對(duì)氮、磷、鉀的需求量大于含淀粉類物質(zhì)的作物。2、同一作物的不同(bùtónɡ)品種，對(duì)養(yǎng)分的要求也不一樣。水稻的矮桿秈稻耐肥，粳稻次之，高桿秈稻耐肥性最差甘藍(lán)型油菜品種比白菜型品種耐肥。小麥矮桿品種與葡匐性品種，比高桿或直立性品種易受缺鉀的影響；馬鈴薯的早熟品種應(yīng)用相對(duì)地多施氮而少施些磷，否則易因早衰而減產(chǎn)，晚熟品種則反之，磷能使其營養(yǎng)生長及時(shí)停止有利于薯的形成和膨大。

3、同一種作物在不同(bùtónɡ)的生育期對(duì)養(yǎng)分的需要也不相同。作物生長初期吸收養(yǎng)分很少，將近開花結(jié)果時(shí)吸收營養(yǎng)物質(zhì)最多，其后又衰退，到了種子成熟時(shí)，養(yǎng)分停止進(jìn)入，衰老時(shí)甚至有部分營養(yǎng)物質(zhì)從根部“倒流”第七十一頁，共97頁。第七十二頁，共97頁。第七十三頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第六節(jié)作物與肥料（礦質(zhì)營養(yǎng)）三、作物的需肥規(guī)律（二）營養(yǎng)臨界期作物在生長發(fā)育過程中，常常有一個(gè)時(shí)期對(duì)某種元素的要求絕對(duì)量雖不多但很迫切，如缺乏該營養(yǎng)元素，生長發(fā)育就會(huì)受到很大的影響，以后很難糾正或彌補(bǔ)損失，這個(gè)時(shí)期叫做營養(yǎng)臨界期。如各種作物對(duì)磷臨界期為幼苗期，棉花、油菜在出苗后10—20天內(nèi)，對(duì)缺磷特別敏感，此時(shí)缺磷對(duì)后期生長影響很大，為磷的臨界期。玉米則在出苗后一周進(jìn)入磷的臨界期，其他作物也有類似情況(qíngkuàng)。一般作物苗肥早施，增產(chǎn)效果常比同樣肥料遲施好。也說明前期需肥的迫切性氮的臨界期，一般要晚于磷，往往是在營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向生殖生長的時(shí)候，如水稻、小麥在分蘗期和幼穗分化期，玉米在穗分化期，棉花在現(xiàn)蕾期。第七十四頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第六節(jié)作物與肥料（礦質(zhì)營養(yǎng)）三、作物的需肥規(guī)律（三）營養(yǎng)最大效率期在作物一生中，還有一個(gè)(yīɡè)養(yǎng)分需求量和吸收速度都很大的時(shí)期。這時(shí)的施肥作用最明顯，增產(chǎn)效果也往往最好。這一時(shí)期稱為作物營養(yǎng)的最大效率期。作物營養(yǎng)最大效率期往往都在作物生長最旺盛的中期，此時(shí)作物吸收養(yǎng)分能力最強(qiáng)，表現(xiàn)出的生長速度也最快。例如，小麥在拔節(jié)至抽穗，玉米在大喇叭口至抽雄，棉花在盛花至結(jié)鈴等。但有些作物的營養(yǎng)最大效率期也因養(yǎng)分不同而異，如甘薯生長初期，氮營養(yǎng)的效果較好，而塊根膨大時(shí)，磷、鉀營養(yǎng)的效果較好等。第七十五頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第六節(jié)作物與肥料（礦質(zhì)營養(yǎng)）三、作物的需肥規(guī)律(guīlǜ)（四）營養(yǎng)的特殊性某些作物對(duì)某些特定的營養(yǎng)元素需求特別敏感，或吸收特別多，如：水稻對(duì)硅元素需求量大，硅有利于水稻形成壯稈大穗；甘藍(lán)型油菜對(duì)硼素有特殊要求，從苗期至花角期都對(duì)土壤有效硼含量要求較高；花生對(duì)鈣需求量大，鈣有利于花生果殼生長發(fā)育，形成飽果，花生的果針入土后，可直接吸收土中的Ca元素，用于莢果果殼形成和子粒發(fā)育所需。所以花生施鈣肥于結(jié)莢層中，增產(chǎn)顯著。作物的肥料運(yùn)籌應(yīng)與作物的需肥規(guī)律(guīlǜ)相符合，發(fā)揮最大肥效，減少肥料流失。第七十六頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第七節(jié)作物與土壤一、土壤的基本概念及其作用土壤是地殼表面風(fēng)化形成的風(fēng)化殼的表層，我國土壤主要類型有南方的紅、黃壤，東北平原的黑土類型，溫帶草原的鈣質(zhì)土和荒漠土壤，黃淮平原的棕壤類型以及水成土壤、鹽堿土壤、高山山地土壤等。衡量土壤好壞的指標(biāo)是地力。地力又叫土壤肥力，是指土壤不斷提供滿足作物對(duì)水、肥、氣、熱的需求的能力。土壤是種植業(yè)生產(chǎn)力形成和發(fā)展速度的限制性因素：（1）光能供應(yīng)在某地區(qū)是一定的，大氣中環(huán)境因子的自由度大于土壤中，土壤中諸因素的改變、交換、分配均勻度都很小。（2）對(duì)作物的生育條件的改善，基本上都要在土壤中進(jìn)行，例如對(duì)旱、澇、鹽堿、酸性土壤的改良利用，農(nóng)田灌溉、排水、耕翻、鎮(zhèn)壓、施肥等。（3）作物的生長發(fā)育需要土壤經(jīng)常不斷地供給一定的水分、養(yǎng)粉、空氣和熱量。作物根系生長的好壞，是作物整個(gè)生育過程的基礎(chǔ)(jīchǔ)，而土壤是根系生長發(fā)育的基地。（4）在作物生長的初期，生長好壞取決于土壤的理化條件。這時(shí)整個(gè)作物能否發(fā)育并不在于地上部分的光、熱和CO2，而只取決于父代所累積光合產(chǎn)物的能量向子代的轉(zhuǎn)化是否順利，即依靠播于土層內(nèi)種子的發(fā)育程度。第七十七頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第七節(jié)作物與土壤二、土壤性質(zhì)及其對(duì)作物的影響土壤性質(zhì)包括土壤的物質(zhì)組成、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)及空氣、水分、熱量等物理性狀，礦物質(zhì)營養(yǎng)、有機(jī)質(zhì)、酸堿度等化學(xué)性質(zhì)，以及土壤微生物等。影響作物生長的土壤條件還包括土層厚度（耕作層熟土的厚度）、土壤物理機(jī)械性質(zhì)等。（一）土壤物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)1、土壤組成組成土壤的基本成分是礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、水分和空氣：土壤礦物質(zhì)固體部分土壤有機(jī)質(zhì)（動(dòng)植物殘?bào)w及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物和土壤微生物土壤組成液體(yètǐ)—土壤水分（溶有離子、水分、膠體態(tài)有機(jī)、無機(jī)物）孔隙部分氣體—土壤空氣第七十八頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第七節(jié)作物與土壤二、土壤性質(zhì)(xìngzhì)及其對(duì)作物的影響2、土壤結(jié)構(gòu)土壤結(jié)構(gòu)是指土壤中固體部分和孔隙部分所占的比例以及空間上的分布。（1）團(tuán)粒結(jié)構(gòu)在有機(jī)質(zhì)含量豐富，質(zhì)地疏松的土壤中，土壤顆粒在腐殖作用下形成的近似球形、多孔、較疏松、直徑0.25~10mm的小土團(tuán)。團(tuán)粒結(jié)構(gòu)熟練的多少和分布，在一定程度上標(biāo)志著土壤肥力水平。（2）塊狀結(jié)構(gòu)在有機(jī)質(zhì)含量少、質(zhì)地粘重的土壤中，土壤顆粒粘連成為較堅(jiān)實(shí)的土塊，直徑在10mm以上。這種結(jié)構(gòu)，土塊間的孔隙大，既漏風(fēng)跑墑，又蒸發(fā)失墑，而土塊內(nèi)部孔隙太小，既不保水，也不透氣，微生物活動(dòng)弱，養(yǎng)分不易釋放。此外，土塊會(huì)抑制根系生長和影響種子萌發(fā)出苗。（3）片層結(jié)構(gòu)在水稻田和旱地的犁底層，土壤顆粒粘結(jié)成為堅(jiān)實(shí)緊密的薄土片，成層排列，片狀分布，稱為片層結(jié)構(gòu)。水稻田的片層結(jié)構(gòu)可防止水肥滲漏，旱地的犁底層的片層結(jié)構(gòu)則影響作物根系生長和水、氣、熱的交換。建立合理的土壤結(jié)構(gòu)，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)多，固、液、氣三相比例、垂直分布合理，孔隙度、土壤容重適中，有利于土壤其他理化性狀的改善，提高通氣性和保肥保水能力，促進(jìn)微生物活動(dòng)，加快物質(zhì)轉(zhuǎn)化，就可以為作物根系生長提供良好的環(huán)境條件，而作物根系生命活動(dòng)又改善了土壤結(jié)構(gòu)。第七十九頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第七節(jié)作物與土壤二、土壤性質(zhì)及其對(duì)作物的影響（二）土壤質(zhì)地土壤中各級(jí)土粒相互組合的百分?jǐn)?shù)，稱為(chēnɡwéi)土壤質(zhì)地。土壤質(zhì)地的輕重是影響土壤肥力和耕性好壞的決定性因素。根據(jù)土粒直徑的大小，可將土粒分為粗砂（土粒直徑）細(xì)砂（土粒直徑）粉砂（土粒直徑）粘粒（以下）第八十頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第七節(jié)作物與土壤二、土壤性質(zhì)及其對(duì)作物的影響（二）土壤質(zhì)地按照土壤質(zhì)地的不同，一般可以把土壤區(qū)分為三類：我國土壤質(zhì)地的分類標(biāo)準(zhǔn)（暫行）質(zhì)地組 質(zhì)地號(hào) 質(zhì)地名稱 各粒級(jí)百分含量/% 砂粒/mm粗粉粒/mm膠粒/mm 1～0.05～0.001 砂土組 1粗砂土70 2 細(xì)砂土60～70 -- <30 3面砂土50～60兩合土組 4 砂性兩合土 >20 >40 <30 5 小粉土 <20 >40 <30 6 兩合土 >20 >40 7 膠性兩合土 <20 >40 膠泥土(nítǔ)組 8 泥土 30～35 9 膠泥土-- 35～40 10 膠土 >40第八十一頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第七節(jié)作物與土壤二、土壤性質(zhì)及其對(duì)作物的影響（二）土壤質(zhì)地1、砂土類質(zhì)地砂性。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性狀表現(xiàn)為通透性好，排水通暢，不易受澇，作物易發(fā)根和深扎，但根系固著不牢，保水保肥性差，施化肥易流失。潛在養(yǎng)分含量低，但礦質(zhì)養(yǎng)分和有機(jī)養(yǎng)分易分解轉(zhuǎn)化。耕作省力、耕作質(zhì)量好、宜耕期長。作物生育前期(qiánqī)發(fā)苗快，中后期容易脫水脫肥，易早衰。2、粘土類質(zhì)地粘重，又稱膠泥土。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性狀表現(xiàn)為通透性差，排水不暢，易澇，作物易扎根差。保水保肥性好，有利于有機(jī)質(zhì)積累，潛在養(yǎng)分含量高。粘性強(qiáng)、塑性大、耕作費(fèi)力、耕作質(zhì)量差、宜耕期短。作物生育前期(qiánqī)發(fā)苗慢，中后期易旺長，不早衰。3、壤土類質(zhì)地疏松，也稱兩合土，含粗細(xì)土粒比例適度，砂粘適度，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性狀介于砂土和粘土之間，兼有二者優(yōu)點(diǎn)，通透性、保蓄性、耕作性均好土壤溫度溫定、水分和空氣比例協(xié)調(diào)，有利于作物發(fā)小苗和后期生長。第八十二頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第七節(jié)作物與土壤二、土壤性質(zhì)及其對(duì)作物的影響（三）土壤水分1、土壤水分性質(zhì)土壤水分主要來源于降雨、降雪和灌溉水，當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，地下水也可上升補(bǔ)充土壤水分。水進(jìn)入土壤后，到大孔隙內(nèi)的水稱為重力水，這部分水很容易流失。進(jìn)入毛管孔隙稱為毛管水。進(jìn)入孔徑的微孔隙，形成束縛水，束縛水由于土粒的吸力很大，作物也無法利用。毛管水是土壤中最重要、最有效的水分，既不會(huì)滲漏丟失，又能被作物充分吸收。毛管水可分為(fēnwéi)兩種：毛管懸著水降雨或灌溉后，保存在毛管孔內(nèi)，它與地下水不連接。某種土壤能保持最大數(shù)量毛管懸著水的含水量，稱為該土壤的田間持水量毛管上升水這是指地下水位較高，當(dāng)表土水分由于蒸發(fā)和蒸騰消耗，地下水可沿毛管上升而補(bǔ)給表土的水分第八十三頁，共97頁。作物和土壤質(zhì)地凋萎(diāowěi)系數(shù)的關(guān)系（重量%）

粗砂土細(xì)砂土砂壤土壤土粘壤土玉米小麥水稻高梁豌豆番茄 1.070.880.960.941.021.113.13.32.73.63.33.36.56.35.65.96.96.99.910.310.110.012.411.715.514.513.014.416.615.3第八十四頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第七節(jié)作物與土壤二、土壤性質(zhì)及其對(duì)作物的影響（四）土壤空氣土壤孔隙中的空氣是作物生長發(fā)育不可缺少的因素。1、土壤空氣供給作物種子發(fā)芽、生根和根系呼吸以及微生物活動(dòng)所需要的氧氣，作物根系和微生物的生命活動(dòng)要消耗大量(dàliàng)的氧氣，放出二氧化碳。2、土壤純化學(xué)過程引起氧的消耗與二氧化碳的積累。這樣使土壤空氣和大氣中的氧氣和二氧化碳的含量有很大的差別。土壤空氣中的二氧化碳一部分不斷地以氣體擴(kuò)散和交換的方式進(jìn)入近地面空氣層，供葉子吸收，另一部分二氧化碳也可以直接為根部吸收。但是當(dāng)土壤中氧氣缺乏、二氧化碳積累過多時(shí)，例如在大量(dàliàng)使用有機(jī)肥料或者翻壓綠肥的土壤里，土壤空氣中的二氧化碳含量可以超過2%或更多，則會(huì)阻礙種子發(fā)芽，使出苗不齊，并且影響根系的呼吸與生長，使根系不能擴(kuò)散，吸水吸肥能力減弱，甚至因呼吸窒息而死亡。產(chǎn)生各種有機(jī)酸或硫化氫，甲烷等有毒物質(zhì)傷害作物根系。一般土壤空氣中氧氣的濃度低于9—10%，根系發(fā)育就要受到影響，到5%以下，絕大部分作物的根系停止發(fā)育。如果土壤空氣過分流通，有機(jī)物質(zhì)分解迅速，養(yǎng)分釋放太快并造成養(yǎng)分的損失，形成的腐殖質(zhì)也少。第八十五頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第七節(jié)作物與土壤二、土壤性質(zhì)及其對(duì)作物的影響（五）土壤溫度不同類型土壤，其土溫有一定的差異，淺色土壤對(duì)太陽輻射能的反射強(qiáng)，吸收少，深色土壤則相反，吸收多，所以在同樣強(qiáng)度的太陽輻射下，淺色土的溫度比深色土低。有機(jī)質(zhì)的含量影響土溫是多方面的，而且(érqiě)其作用方向也不一樣，有機(jī)質(zhì)在分解過程中可以放出熱量，同時(shí)有機(jī)質(zhì)可使土色變深，這些有利于土溫提高，另一方面有機(jī)質(zhì)可增加土壤蓄水量，因而又不利于土溫上升。在生產(chǎn)上我們往往可以采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣碚{(diào)節(jié)土壤的溫度，如水稻排灌措施保持秧田的土溫。在霜凍夜間，可滿灌秧田水，使秧田土溫不至于下降過多，在有太陽的白天，可排除秧田水，使秧田多接受陽光，增加土溫。第八十六頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第七節(jié)作物與土壤二、土壤性質(zhì)及其對(duì)作物的影響（六）土壤酸堿度（土壤反應(yīng)）土壤酸堿度是指土壤溶液的酸堿度，常用pH值表示。土壤pH影響到土壤的結(jié)構(gòu)，風(fēng)化和腐殖化過程，特別是影響到養(yǎng)分的活化和離子交換，一般土壤pH6—7的微酸性條件下，養(yǎng)分的有效性最高，對(duì)植物生長最有利。在過酸的土壤中則往往容易引起(yǐnqǐ)磷、鉀、鈣、鎂的缺乏，多雨地區(qū)還會(huì)缺乏硼、鋅、鉬等元素此外，pH值除了對(duì)養(yǎng)分的供應(yīng)有影響外，還直接影響到作物的生活力，在pH低于3和高于9時(shí)，作物根細(xì)胞的原生質(zhì)將受到嚴(yán)重?fù)p害；pH值也影響土壤中的微生物活動(dòng)，從而影響?zhàn)B分的有效性和作物的生長。各種作物對(duì)土壤pH的適應(yīng)范圍有差異，大多數(shù)在之間。多數(shù)作物適于在中性土壤上生長，典型的“嗜酸性”或“嗜堿性”作物是沒有的。不過，有些作物及品種比較耐酸，如蕎麥、甘薯、煙草、花生等；能夠忍耐輕度的鹽堿的作物有甜菜、大麥、棉花、向日葵、紫花苜蓿等。紫花苜蓿被稱作鹽堿土的“先鋒作物”。第八十七頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第七節(jié)作物與土壤二、土壤性質(zhì)及其對(duì)作物的影響各種作物適宜的土壤pH值范圍

作物適宜pH值范圍 作物適宜pH值范圍煙草～6.0水稻(shuǐdào)～甘薯～6.0小麥～花生～6.0大麥～馬鈴薯～6.0高梁～蕎麥～6.0蠶豆～紫云英～6.0豌豆～玉米～7.0紫花苜?！孀印?.0棉花～油菜～7.0向日葵～黃麻～7.0甜菜～大豆～7.0甘蔗～

第八十八頁，共97頁。第八十九頁，共97頁。作物(zuòwù)學(xué)通論第七節(jié)作物與土壤二、土壤性質(zhì)及其對(duì)作物的影響（七）土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)是土壤固相中的一個(gè)組成成分，一般含量較低。華北耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量一般0.5%～1.5%，西北土壤大多低于1%，南方水田含量多在1.5%～3.5%，東北(dōngběi)黑土可高達(dá)8%～10%。雖然土壤有機(jī)質(zhì)含量不多，但對(duì)土壤的性狀起著決定性的作用，是土壤肥力高低的重要標(biāo)志。

耕地的土壤有機(jī)質(zhì)來自作物的殘留物、根茬、各種有機(jī)肥料及還田的秸稈和綠肥。土壤微生物的數(shù)量也相當(dāng)巨大，約占土壤有機(jī)質(zhì)1%～2%，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化起著特殊作用。有機(jī)質(zhì)的主要成分是纖維素、木質(zhì)素、淀粉、糖、油指、蛋白質(zhì)等，其中也含有一定量的氮、磷、鉀、鎂、鈣、硫、鐵等礦質(zhì)營養(yǎng)元素。

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