作物学加强版.doc

作物的概念与分类一、概念 作物——源自日本语（crop），我国古代称做稼、禾、谷、粟、稷等等；泛指人类栽培利用的一切植物，具有一定的经济 价值 广义上指农作物、园艺作物和林木； 狭义上仅指农作物（field crop），也称庄稼，大田作物 作物主要由野生植物经人类不断选择、驯化、利用、演化而来，也可经人工合成（应用生物技术合成新物种） 根据作物的生物学特性分类 1、按作物感温特性，可分为喜温作物和耐寒作物喜温作物：在全生育期中需要的积温都较高，生长发育的最低温度为 10℃左右如水稻、玉米、高粱、棉花、烟草、甘蔗、花生、粟等耐寒作物：全生育期需要的积温比较低，生长发育的最低温度在 1～3℃左右如麦类作物、油菜、蚕豆等 2、按作物对光周期的反应特性分类: 长日照作物：凡适宜在日长变长时开花的作物如麦类作物、油菜等 短日照作物：凡适宜在日长变短时开花的作物如水稻、玉米、棉花、烟草等 中性作物：开花与日长没有关系的作物如荞麦、豌豆等 定日作物：要求有一定时间的日长才能完成其生育周期如甘蔗的某些品种只有在 12 小时 45 分的日长条件下才能开花，长于或短于这个日长都不开花 3、按作物对 CO2 同化途径，可分为 C3 作物和 C4 作物C3 作物：光合作用最先形成的中间产物是带三个碳原子的磷酸甘油酸。

光合作用的 CO2 补偿点高，有较强的光呼吸，如水稻、麦类、大豆、棉花等C4 作物：光合作用最先形成的中间产物是带四个碳原子的草酰乙酸等双羧酸光合作用的光照强度、CO2 补偿点低，光呼吸作用也低，在强光高温下光合作用能力比 C3 作物高，如玉米、高粱、甘蔗等 有性繁殖 1）自花授粉一朵花的花粉传播到同一朵花的雌蕊柱头上，或同株的花粉传播到同株的雌蕊柱头上都称为自花授粉由同株或同花的雌雄配子相结合的过程称为自花受精通过自花授粉繁殖后代的称为是自花授粉（或自交）作物 如水稻、小麦、大麦、燕麦、大豆、豌豆、绿豆、花生、芝麻、马铃薯、亚麻、烟草等而大麦、豌豆等在花冠未张开时 就已受精，称闭花受精自花授粉作物的自然异交率一般低于 1%，高的可达 1%～4% 异花授粉异交率 95%以上 常异花授粉异交率可达 50% 杂交育种亲本选配 （1）亲本的优点多缺点少，且优缺点互补 （2）亲本之一最好为当地优良品种 （3）亲本的遗传差异较大（生态类型、地理起源和亲缘关系） （4）亲本应具有较好的配合力 作物生长、发育的概念 1、 生长(growth) 作物在数量上的不可逆增长叫生长如体积增加（器官、组织、细胞）、重（数）量增加（鲜重、干重）。

是量变过程，通过细胞分裂和伸长来完成的，包含营 养体和生殖体的生长 2、发育(development)在生长的基础上，作物体内发生的一系列质的变化（即植株内部生理状态的转变，器官分化发育，终至开花结实）如叶长、宽、厚的增加是生长，叶脉、气孔的分化形成是发育 影响生育期长短的条件 作物生育期的长短，主要由作物的遗传性和所处的环境条件所决定 同一作物的生育期长短因品种而异，有早、中、晚熟之分 ■相似的环境条件下，各个品种的生育期长短是相对稳定的 ■不同的环境条件下，作物生育期会有所变化由于温度、光照的差异，生育期也发生变化例如：水稻、小麦 ■栽培措施对生育期也有影响作物生长在肥沃的土地上或施氮较多，成熟延迟，生育期拖长土壤若缺少氮素，则 生育期缩短不同种类禾本科作物的分蘖特性不同稻、麦类多蘖性作物分蘖力强；玉米、高粱、粟少蘖性作物分蘖力弱 同一种作物的不同类型和品种之间的分蘖力强弱也有很大差异如冬性小麦比春性小麦分蘖力强，杂交水稻比常规水稻分蘖力强分蘖力强的作物有较强的自我调节能力，有利于产量的稳定 营养器官间的相互关系 1、叶与芽之间的生长相关性 稻、麦一般在第 4 片叶时分蘖开始发生，即当主茎 n 叶出生时，在 n-3 叶的叶腋内出现分蘖。

所有的分蘖与主茎上叶的出生都同步 按叶蘖同伸规律，水稻主茎 8 叶时，应有 8 个分蘖 杂交籼稻分蘖鞘也发分蘖，主茎 8 叶时应有 12 个分蘖 提高产量的途径低产：源不足是主导因素；单位面积穗数少，库容小也是低产的原因 增产途径：增源与扩库同步进行，重点放在增加叶面积和穗数上当叶面积达到一定水平，继续增穗会使叶面积超 出适宜范围 增源的重点应及时转向提高光合速率或适当延长光合时间， 扩库的的重点则应由增穗转向增加穗粒数和粒重水稻超高产：主要是库限制型而不是源，在增库的基础上扩源高产更高产：源库协调既有高的最适 LAI（通过改良株型实现），又有高的粒叶比（改良光合特性） 作物增产的途径四个条件：①具有充分利用光能的高光效作物品种；②空气中 CO2 浓度正常；③其他环境因素都处于最适状态；④具备最适宜于接受和分配阳光的群体结构由此可知，要通过提高光能利用率来提高单产，需要从改进作物和环境因素两个方面着手 （1）培育高光效的品种 如叶面积适当，叶片、株型等都有利于最大限度利用光能的特点，高光合力、低呼吸消耗、 长光合时间等2）合理安排茬口 充分利用生长季节，采用间、套作和育苗移栽等措施，提高复种指数。

3）采用合理的栽培技术措施 合理的种植密度，适宜的作物群体；正确运用肥水措施4）提高光合效率 如补施 CO2，人工补给光照，抑制光呼吸消耗等 报酬递减律 从一定的土地上所得到的报酬随着向该土地投入的劳动和资本量的增大而有所增加，但随着投入的 单位劳动和资本量的增加，报酬增加的幅度却在逐渐减少报酬递减律 从一定的土地上所得到的报酬随着向该土地投入的劳动和资本量的增大而有所增加，但随着投入的单位劳动和资本量的增加，报酬增加的幅度却在逐渐减少光周期现象和作物光周期类型光周期现象：作物在发育的某一阶段，要求一定长短的昼夜交替，才能开花，这种现象叫作物的光周期现象 （1）长日照作物：24h 昼夜周期中，日照长度长于某一个临界日长才能成花小麦、黑麦、大麦、油菜、甜菜、菠菜、萝卜 （2）短日照作物：24h 昼夜周期中，日照长度短于某一个临界日长才能成花水稻、玉米、大豆、高粱、烟草、大麻、黄麻 （3）日中性作物：对日照长度不敏感，在任何长度的日照下均能开花 棉花、黄瓜、茄子、辣椒、番茄等4）定日照作物：甘蔗 11.5-12.5h光周期理论的应用 （1）引种：一般在同纬度地区，只要肥水条件相似，引种容易成功。

不同纬度的地区引种时，一定要进行试验，忌盲目 引进 （2）育种：促进花期相遇 南繁北育，加代繁殖如北方红薯不能开花结实，短日处理后，正常开花结实 水稻、玉米海南岛，小麦夏季黑龙江、冬季云南 （3）控制花期（花卉）：菊花是短日照作物，一般秋季开花，遮光处理后，缩短了光照时间，可提前至夏季开花再如杜鹃、山茶花是长日照作物，延长光照处理，也可提前开花 （4）调节营养和生殖生长 营养器官为收获物：适当推迟开花能够提高产量和品质南麻北种”，即华南生产的大麻、黄麻及红麻的种子，运到北方种植，既提高产量，麻纤维的质量也相应提高利用暗期的光间断处理，可以抑制甘蔗开花，从而提高产量 积温指某一生育时期或某一时段内，逐日平均气温累积之和通常用≥0℃及≥10℃期间的积温值来表示 活动积温：是指≥生物学零度的日平均温度的累积值生物学零度一般指最低温度，喜温作物多用 10℃，耐寒作物常用 0℃ 有效积温或生长度日(GDD)：它指日均温与生物学零度的差值的累加值准确性较高 （2）积温在农业生产上的应用 1）确定作物安全播种期，估计作物的生育速度和各生育期到来的时间 2）预测产量可确定是属于丰收年还是歉收年。

3）制定种植制度一个地区的积温代表了此地区的热量资源，根据积温确定农业区划，安排作物布局 如≥10℃的积温在 3600℃以下的地区只适于一年一熟，3600～5000℃可以一年两熟，5000℃以上可以一年三熟作物对水分的需求特点 １、水对作物的生理、生态作用 生理需水：直接用于作物正常生理活动和保持体内水分平衡所需的水分 生态需水：利用水作为生态因子，造成一个适于作物生长发育的良好环境所需要的水分 （如水稻） 生理生态作用： ●原生质的主要成分； ●光合作用的基本原料； ●代谢过程的反应物质； ●物质吸收、运输的溶剂； ●保持作物固有姿态； ●改善土壤温度，提高肥料效率2、土壤—作物—大气系统中水分传输主要来源：大气降水主要散失:径流、渗漏、蒸腾、作物吸收平原地区主要是作物吸收 3、水对作物生长及产量的影响影响叶的伸展和生长，影响叶绿素的合成和气孔的开度，从而影响光合作用通风透光的原因： 群体上层光照充足，但 CO2 浓度相对较低，下层 CO2 浓度较大，光照却又较弱 翻耕深度：稻、麦等禾谷类和薯类作物 80%～90%的根系集中在 20～25cm，直根系作物根系在 30cm 以内。

适宜的耕深：旱地最大深度 25cm 左右，水田以 16～23cm 为宜2) 深松耕(subsoiling) 以无壁犁、深松铲、凿形铲对耕层进行全面或间隔的深位松土耕深一般为 25～30cm，最深可达 50cm3) 旋耕(rotary tillage) 采用旋耕机进行切割、破碎、搀和土壤，既能松土，又能碎土——水田、旱田整地都可用旋耕 ——耕深可达 16～18cm，但实际运用中常只有 10～12cm育苗移栽的作用 1.缓和季节矛盾，充分利用自然资源； 2.延长作物生育期，增加复种指数； 3.苗床面积小，便于集中精细管理，培育壮苗； 4.减少种子、水、肥料、农药等用量,节约成本； 5.保证大田适宜的密度缺点育苗移栽根系受到损伤，特别是直根系作物，主根损伤，入土较浅，不利于吸收土壤深层养分和水分，抗旱、抗倒 伏能力较差，移栽时费工较多 作物生态适应性土壤、气候特点、作物特点 （1）土壤因素 1）土壤质地 ——适砂土型：质地疏松，总孔隙度小，大孔隙多，蓄水量小，蒸发量大保水肥性差，肥力较低，土壤升温快，昼夜 温差大，适宜花生、甘薯、马铃薯等作物生长，瓜类也很适宜，且品质优良 ——适壤土型：质地较松，通透性好，土壤肥力较高，适宜大部分作物生长。

包括棉花、小麦、大麦、油菜、玉米、豆 类、麻类、烟草等其中，小麦、玉米适宜偏粘的壤土 ——适粘土型：粘土一般有机质含量较高，潜在肥高，但供肥缓慢，不发苗，适宜水稻种植小麦、玉米、高粱、大豆 等也适宜在偏粘的土壤中生长 2）酸碱度（pH）和盐度我国南方多酸性土壤（红黄壤），华北、西北多石灰性土壤与盐渍化土壤，东北多黑土 ——宜中性作物：大多数作物适于在 pH6-7 的中性（稍偏酸性）土壤中生长，如：水稻、小麦、棉花、玉米、油菜、大豆、 亚麻、高粱、大麦等 ——宜酸性作物：适于在 pH5-6 的酸性土壤中生长，在酸性土壤生长更好或品质更好，如：越橘、茶、油茶、杜鹃属、 荞麦、烟草、花生等 ——耐酸性作物：对 pH6-6.5 的酸性土壤有一定适应性，如：紫云英、马铃薯、燕麦、甘薯、黑麦、油菜等 ——耐碱性作物：在 pH7.5-8.5 的碱性土壤也能够生长紫花苜蓿、蚕豆、豌豆、高粱、棉花、甜菜、向日葵 ——耐盐性：对盐土有一定适应性，在中性土壤生长更好耐盐性较强：甜菜、大麦、向日葵、棉花、苜蓿等中等耐盐：水稻、油菜、黑麦、蚕豆、大豆、小豆等不耐盐或忌盐：小米、小麦、甘薯、马铃薯、燕麦等3）土壤肥力 ——耐肥型根系发达，茎叶旺盛，吸肥多要求土层深厚，土壤供肥力强，一般产量较高。

如小麦、玉米、杂交水稻、粳稻、棉花等 这类作物也是生产上耗肥最多的作物 ——中间型需肥幅度宽，适应性广在较瘠薄的土壤中能生长，在肥沃的土壤中生长更好如油菜、籼稻、谷子等 这些作物的高产品种也需要大量肥料供应才能获得高产 ——耐瘠型 这类作物有三种： 一是具有共生固氮的豆科作物，如绿豆、豌豆及豆科绿肥等 二是根系强大、吸肥力强的作物，如高粱。