作物與生態(tài)環(huán)境1作物的生態(tài)因子與生長調(diào)節(jié).ppt

1、第五章作物與生態(tài)環(huán)境,2020/9/7,2,作物,1光照,3水分,2溫度,5肥料,4空氣,6土壤,2020/9/7,3,基本要求：掌握作物生態(tài)因子的分類及生態(tài)因子的作用機制和限制方式；了解作物與各種環(huán)境因素的關(guān)系 重點：掌握光照強度和日照長度對作物的影響，積溫在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用，水對作物的生理生態(tài)作用，作物對CO2和O2濃度變化的反應；作物必需的營養(yǎng)元素及不同作物的需肥規(guī)律 難點：光照和CO2對作物的影響,2020/9/7,4,第一節(jié)作物的生態(tài)因子與生長調(diào)節(jié),一、作物的生態(tài)因子 二、作物的生態(tài)適應性 三、作物生長的環(huán)境調(diào)節(jié),2020/9/7,5,一、 作物的生態(tài)因子 （一）概念 作物的生態(tài)環(huán)境

2、：與作物生長發(fā)育相關(guān)的所有環(huán)境因子的總稱。 作物的生態(tài)因子：構(gòu)成作物生態(tài)環(huán)境的成分。,2020/9/7,6,土壤因子：土壤物理性質(zhì)、化學性質(zhì)、肥力狀況、生物等,生物因子：農(nóng)田中的哺乳動物、昆蟲、微生物、雜草,地形因子：緯度、海拔、坡度、坡向,人為因子：各種農(nóng)業(yè)技術(shù)措施,（二）、 生態(tài)因子分類,2020/9/7,7,（三）、生態(tài)因子的作用機制與限制方式,作用機制 （1）主次效應：早稻爛秧，低溫為主。 （2）交互作用效應:水、肥累加效應。 （3）a直接作用：光、溫、水、肥等。 b間接作用：緯度、海拔、地形等。 （4）作用的階段性。,2020/9/7,8,2. 限制方式 （1）李比希最小因子定律 （

3、2）謝爾福耐性定律 （3）報酬遞減律,（三）、生態(tài)因子的作用機制與限制方式,2020/9/7,9,（1）李比希最小因子定律（1940，德國）,某一數(shù)量不足的營養(yǎng)物質(zhì)，由于不能滿足作物生長的需要，不但會限制作物的生長，同時也將限制其他處于良好狀態(tài)下的因子發(fā)揮作用。 （a.相對穩(wěn)定條件下； b.必須考慮因子間相互作用）,圖5-1 木桶理論,2020/9/7,10,（2）謝爾福耐性定律,圖 5-2 耐性定律與生物分布和種群水平的關(guān)系,2020/9/7,11,一種生物對各種生態(tài)因子的耐性范圍不同；不同生物對同一生態(tài)因子的耐性范圍也不同。 同一生物在不同發(fā)育階段對生態(tài)因子的耐性范圍不同。（生殖生長階段要

4、求最嚴格；對光周期嚴格的作物或品種，只在光周期感應期內(nèi)有嚴格要求，在其它發(fā)育階段沒有嚴格要求。）,（2）謝爾福耐性定律,2020/9/7,12,（2）謝爾福耐性定律,3.由于生態(tài)因子的互作，當某個生態(tài)因子不是處于最適狀態(tài)時，則生物對其他一些生態(tài)因子的耐性范圍縮小。 4.對主要生態(tài)因子耐性范圍寬的品種，其分布范圍廣。 5.同一生物種內(nèi)的不同品種，長期生活在不同生態(tài)環(huán)境下，會形成對多種生態(tài)因子的不同耐性范圍，從而形成生態(tài)型的分化。,2020/9/7,13,（3）報酬遞減律（law of diminishing returns),abcdef=0g,農(nóng)業(yè)生態(tài)學，駱世明主編.中國農(nóng)業(yè)出版社.P258-

5、259,2020/9/7,14,從一定土地上所得到的報酬隨著向該土地投入的勞動和資本量的增大而有所增加，但隨著投入的單位勞動和資本量的增加，報酬增加的幅度卻在減少。 報酬遞減率在 土壤肥力中有明顯表現(xiàn)，E.A.Mitscherlich根據(jù)肥料試驗結(jié)果為這一規(guī)律描述的方程： Y=A1-EXP(-KX) A可能達到的高產(chǎn)極限，X是 土壤養(yǎng)分的 水平，K為 試驗常數(shù)，Y是作物產(chǎn)量。,（3）報酬遞減律（law of diminishing returns),2020/9/7,15,二、作物的生態(tài)適應性,（一）作物的生態(tài)適應性： （ecological adaption) 作物對環(huán)境的要求與實際環(huán)境的吻

6、合程度。 作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的節(jié)律與環(huán)境節(jié)律 的吻合程度。,2020/9/7,16,（二）生態(tài)型（ ecotype)： 作物的不同個體群，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，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。 A 氣候生態(tài)型：光周期、氣溫、降雨 B 土壤生態(tài)型：土壤水分、肥力等。 C 生物生態(tài)型：生物條件 種以下的分類：如小麥早、中、晚品種-氣候生態(tài)型。,2020/9/7,17,（三）生活型(life form) 不同種的生物（作物）在期生活在相同的自然和人工培育環(huán)境條件下，會發(fā)生趨同適應，在自然和人工選擇條件下，形成具有類似形態(tài)、生理和生

7、態(tài)特性的生物（作物）類群。 種以上的分類：如喜溫作物、抗旱作物。,2020/9/7,18,三 作物生長的環(huán)境調(diào)節(jié),圖5-4 作物-環(huán)境-措施系統(tǒng)示意圖,2020/9/7,19,影響作物生育的光照因素有以下方面： 一、光照強度 二、日照長度 三、光譜成分,第二節(jié) 作物與光照,2020/9/7,20,一、 光照強度對作物的影響,（一） 光的重要性： 1、熱效應 2、光合作用 3、光形態(tài)建成 4、誘發(fā)性突變,2020/9/7,21,（二） 光照度與作物的光合作用,1、作物對光照強度的定量指標有光合作用 的“光補償點”和“光飽和點”。 2、C3 作物、C4 作物和CAM作物 3、光強對作物生長的影響

8、4、光強對作物發(fā)育的影響,2020/9/7,22,A,B,C,2020/9/7,23,光飽和點和光補償點,光補償點（compensation point)： 隨著光強的增高 ，光合速率相應提高，當達到某一速率時，葉片光合速率與呼吸速率相等，凈光合速率為零，這時的光強為光補償點。 光飽和點(saturation point)： 開始達到光合速率最大值時的光強。 在一定范圍內(nèi)（低光強區(qū)），光合速率隨光強的增加而成比例增加；超過一定光強后，光合速率增加邊慢；當達到某一光強時，光合速率不在隨光強增加而增加，呈現(xiàn)光飽和現(xiàn)象。,2020/9/7,24,表1 C4植物及C3植物的凈光合強度及生長速度,202

9、0/9/7,25,二、日 照 長 度,（一）、光周期現(xiàn)象和作物光周期類型 （二）、光周期誘導機理 （三）、光周期理論在生產(chǎn)中的應用,2020/9/7,26,（一） 光周期現(xiàn)象和作物光周期類型,光周期（photoperiod）反應:作物生育受晝夜長度控制的現(xiàn)象。 前已述及（第一章），按對光周期的反應，大田作物可以分為長日照作物、短日照作物、中間型作物和定日照作物。,2020/9/7,27,（二） 光周期誘導機理,開花,營養(yǎng)態(tài),開花,開花,開花,營養(yǎng)態(tài),營養(yǎng)態(tài),營養(yǎng)態(tài),圖5-6 暗期光間斷和光期短暫黑暗對花形成的影響,2020/9/7,28,實驗證明，誘導花原基發(fā)育的實際是暗期長度， 而不是日照長

10、度；短日作物對暗期中的光非常敏感。 光周期誘導是一種光信號反應。 并且，在不同波長光的研究中發(fā)現(xiàn)，紅光最為有效，而遠紅光的作用相反。,（二） 光周期誘導機理,2020/9/7,29,（三） 光周期理論在生產(chǎn)中的應用,引種：南（北）種北（南）引 育種：促進花期相遇、加代繁種 控制花期：花卉（菊花） 調(diào)節(jié)營養(yǎng)生長和生殖生長： 延遲開花（暗期處理甘蔗、南麻北種）。,2020/9/7,30,在理解作物對日長的反應時應注意：一是作物在達到一定生理年齡時才能接受光誘導，二是對長日照作物并非越長越好，對短日照作物也不是越短越好 1980s以來，對水稻、小麥、大豆的光溫生態(tài)生理研究發(fā)現(xiàn)，有些作物品種已不能簡單歸入以上幾類中，不同的光溫組合也能誘導開花,（三） 光周期理論在生產(chǎn)中的應用,2020/9/7,31,三、太陽光譜成分對作物的影響,（一） 對光合作用的影響 光合有效輻射：可見光范圍內(nèi)400-760nm的大部分光能被作物質(zhì)體色素所吸收。 紅、