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文檔簡介
第一章緒論第一節(jié)作物栽培學的性質(zhì)和任務一、作物栽培學的形成和發(fā)展(一)作物的概念作物人類栽培的綠色植物廣義作物狹義作物(二)作物栽培學的形成經(jīng)驗記載農(nóng)藝探索深入研究作物栽培學(二)我國作物栽培學的主要成就
1、作物栽培學理論方面的成就(1)作物產(chǎn)量形成(2)作物群體結構理論(3)各種作物生長發(fā)育規(guī)律(4)作物與環(huán)境間的關系(5)作物科學基礎理論2、作物栽培技術方面的成就(1)多熟制配套栽培技術(2)育苗移栽技術(3)合理密植和水肥管理技術(4)作物生產(chǎn)主要減災技術(5)區(qū)域化、規(guī)范化、模式化栽培技術(6)優(yōu)化配方施肥技術(7)植物生長調(diào)節(jié)劑的應用及化控技術(8)作物葉齡模式建立及器官促控技術(9)稀植栽培技術(10)高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)栽培技術應用(三)作物栽培學的發(fā)展(二)作物栽培學的發(fā)展1、新時期作物生長發(fā)育和產(chǎn)量、品質(zhì)形成規(guī)律2、作物源庫關系研究及應用3、作物生長模擬及作物只能栽培技術研究及應用4、多學科相融合的現(xiàn)代作物栽培技術研究二、作物栽培學的性質(zhì)和任務(一)作物栽培學的性質(zhì)和任務
作物栽培學是研究作物生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)形成規(guī)律及其與環(huán)境條件的關系,探索通過栽培管理、生長調(diào)控和優(yōu)化決策等途徑,實現(xiàn)作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效及可持續(xù)發(fā)展的理論、方法與技術的科學。作物土壤因素生物因素自然因素高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效和低成本光、熱、水、氣病蟲、雜草微生物類型、氧分、水分等土壤pH(二)作物栽培學的理論體系作物栽培學分別以作物生理、環(huán)境生態(tài)、技術原理為理論基礎,以技術、環(huán)境、產(chǎn)量與品質(zhì)形成的動態(tài)關系為生長調(diào)控主線,以高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的作物生產(chǎn)為主要目標,形成了有區(qū)別于其他學科最本質(zhì)的、具有普遍指導意義的作物栽培理論體系。1、作物生育進程中各部器官及產(chǎn)量和品質(zhì)形成規(guī)律,以及作物高產(chǎn)群體形成過程中分階段的形態(tài)、生理特征和質(zhì)量指標。2、將高產(chǎn)、高效群體形成過程中作物與外界環(huán)境之間、群體內(nèi)個體之間、個體內(nèi)各器官之間的矛盾進行綜合分析,確定正確的技術措施。3、根據(jù)栽培措施和調(diào)控技術的作用原理,逐步實現(xiàn)調(diào)控技術的模式化、規(guī)范化。
(四)作物栽培學的相關學科基礎學科:植物學、植物生理學、生態(tài)學、形態(tài)學、生物化學和地學方法學科:生物統(tǒng)計學、理化分析、田間試驗交叉學科:作物育種、營養(yǎng)與施肥、灌溉、農(nóng)業(yè)氣象、農(nóng)業(yè)機械、土壤耕作等新興學科:運籌學、系統(tǒng)論、信息學、控制論等生產(chǎn)檢驗:農(nóng)技推廣、農(nóng)業(yè)開發(fā)三、作物栽培學與作物生產(chǎn)(一)作物栽培學在作物生產(chǎn)中的重要性作物生產(chǎn)是復雜、綜合性很強的生產(chǎn)過程,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分,為人類提供衣食、為工業(yè)提供原料、養(yǎng)殖業(yè)的飼料來源,是社會經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的的必要保證。作物生產(chǎn)是社會性的生產(chǎn),并不是簡單的技術生產(chǎn)。關系到國民經(jīng)濟的發(fā)展,離開作物生產(chǎn),人類的生存和社會的穩(wěn)定將無從談起。(二)作物栽培的特點1、嚴格的地域性2、強烈的季節(jié)性3、緊密的連續(xù)性4、對土地的依賴性5、系統(tǒng)綜合性6、技術的實用性三、作物栽培學的研究方向1、滿足糧食需求2、保障食物安全3、增加供給的多樣性4、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展5、提高作物生產(chǎn)效益6、改善作物產(chǎn)品的品質(zhì)第二節(jié)農(nóng)業(yè)氣候資源和作物分布一、農(nóng)業(yè)氣候資源(一)農(nóng)業(yè)氣候資源的概念1、氣候:通常指一個地區(qū)或地點在太陽輻射、大氣環(huán)流和下墊面(地球表面)等因素的相互作用下形成的有規(guī)律的連續(xù)大氣過程,即由地理位置決定的多年大氣狀態(tài),包括平均狀態(tài)和極端狀態(tài)。(一)農(nóng)業(yè)氣候資源概念2、農(nóng)業(yè)氣候資源是指自然提供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)獲得產(chǎn)品的基本物質(zhì),如能量(太陽輻射)、熱量、水分、空氣等氣候因子的數(shù)量及其組合。具體包括生長季節(jié)長短、各界限溫度起止日期和持續(xù)日數(shù)、積溫、最熱月與最冷月平均溫度、年日照時數(shù)、太陽輻射強度、年降水量與分布等。這些因素及其組合情況,形成了各種農(nóng)業(yè)氣候類型,在相當程度上決定了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的類型、生產(chǎn)結構、作物布局、熟制與耕作管理特點。(二)農(nóng)業(yè)氣候資源特點1、農(nóng)業(yè)氣候資源是一種周而復始、不斷循環(huán)、用之不竭的自然資源,但就一個地區(qū)而言,又是一個數(shù)量上有限的資源。2、農(nóng)業(yè)氣候資源具有時間分布上的不穩(wěn)定性和空間分布上的不均衡性。3、農(nóng)業(yè)氣候資源具有整體性4、農(nóng)業(yè)氣候資源與土地、生物資源相互作用,相互依托。(三)氣候與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關系1、氣候影響作物的地理分布2、氣候條件直接影響當?shù)氐淖魑锓N植制度、栽培措施及引種和育種方向的選定3、氣候條件影響作物生長發(fā)育及產(chǎn)量和品質(zhì)的形成4、改善以至局部控制農(nóng)田小氣候,調(diào)控作物生長發(fā)育二、農(nóng)業(yè)氣候要素(一)光能資源:是作物進行光合作用的能量源泉,也是熱量的主要來源。在作物體總干物質(zhì)中,有90~95%是光合作用合成的。在地球上,全年太陽輻射量的分布,通常由低緯度向高緯度逐漸減少,在赤道地區(qū)的輻射比較均勻。我國各地年輻射量變化于85~200Kcal每平方厘米之間。一般西北部多于東南部,高原多于平原。作物所能利用的輻射能只占太陽總輻射的45~50%,投射到葉層被反射、漏射等損失約占30%。二、農(nóng)業(yè)氣候要素(二)熱量資源:熱量資源來源于太陽輻射,是作物生長發(fā)育的重要條件,是衡量農(nóng)業(yè)氣候條件和資源的主要指標,一般用溫度來表示。熱量的多少不僅影響作物的生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)以及作物本身全部生命過程,而且也影響作物的分布、種植制度和栽培方式。(三)降水資源:降水多少及在時間空間上的分配,往往決定一個地區(qū)的干濕程度和作物需水量的供應狀況,也影響到河流流量、湖泊、水庫水量的多少,從而直接、間接地制約農(nóng)田水分供應狀況及農(nóng)作物的生長發(fā)育和產(chǎn)量。二、農(nóng)業(yè)氣候要素1、年降水量:900mm以上時,水分資源豐富,主要為水田,氣候濕潤;400~900mm的地區(qū),水分資源較豐富,植被為森林和草原,種植業(yè)為旱作,屬半濕潤氣候;200~400mm,水分資源欠豐,植被為草原、半荒漠,半干旱氣候;300~400mm,多數(shù)地區(qū)種植業(yè)必須灌溉;少于200mm的地區(qū),多為荒漠,氣候干旱。2、降水的季節(jié)分布:在我國,降水夏季多冬季少,6~8月降水量占53.3%,冬季占8.6%,雨熱同季對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)十分有利。降水的季節(jié)性分配對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響很大。二、農(nóng)業(yè)氣候要素(四)其它氣候因素1、緯度:主要是通過影響太陽輻射能投射到地球表面上的分布,而影響溫度與日照,從而影響作物的生長和分布。2、風3、海拔:主要通過影響溫度而影響作物的生長和分布,海拔越高,溫度越低,海拔每升高100米,溫度降低1度。4、坡度:5度以下適宜農(nóng)耕,超過10度不便犁耕,15度時失去作用。人力耕種以20度為極限。二、中國農(nóng)業(yè)氣候特點1、農(nóng)業(yè)氣候區(qū)域間差異顯著1)我國東南部農(nóng)區(qū)光、溫、水資源豐富,配合較好,基本上是光溫水同季。2)西北部農(nóng)區(qū)光照充足,熱量資源豐富,但光熱與降水配合不協(xié)調(diào)。2、降水分布不均:全國平均年降水量630mm,東南部600~2000mm,西北部少于500mm。3、農(nóng)業(yè)氣候災害頻繁三、黑龍江的農(nóng)業(yè)氣候(一)黑龍江自然資源概況1、氣候條件復雜,地域差異明顯我省處于中緯度歐亞大陸東岸,具有明顯的大陸性季風氣候,年平均溫度低,冬長夏短,一年只能種植一季作物。光照較強,雨熱同季,晝夜溫差大,適合多種類型農(nóng)作物生長發(fā)育。氣候年際間變化大,時空分布不均,無霜期短,常出現(xiàn)低溫冷害和旱澇災害,影響農(nóng)作物產(chǎn)量。(一)黑龍江自然資源概況2、地形地貌復雜:北南大小興安嶺和張廣才嶺、老爺嶺兩大山區(qū),東西松嫩和三江兩大平原。全省森林茂密,覆蓋率35.5%。大小興安嶺、張廣才嶺三面圍繞松嫩平原。全省土地總面積中山地占4.3%,低山地21%,臺地(漫崗)13.3%,平原39.1%。由于地形地貌的差異,形成了北部丘陵漫崗區(qū)域、東部三江低平原區(qū)域、東南部山地區(qū)域、中南部松嫩高平原區(qū)域、西部松嫩沖積平原區(qū)域。不同的地形,通過對光、熱、水、土再分配的影響,使各區(qū)形成了各自的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結構和不同的栽培制度。(一)黑龍江自然資源概況3、水資源不足,地域分布不均全省境內(nèi)有黑龍江、松花江、烏蘇里江和綏芬河四大水系,鏡泊湖、興凱湖、五大連池三大湖泊。河川徑流量為655.8億立方米。水資源分布不均,水土資源組合極不平衡,大小興安嶺地區(qū)耕地面積僅占全省15.4%,河川徑流量卻占53.5%;耕地面積占全省45.6%的松嫩平原區(qū),河流徑流量僅占全省的5.7%。(一)黑龍江自然資源概況4、土地肥沃,土壤種類較多:土壤有機質(zhì)和養(yǎng)分儲量比其他省區(qū)高2~5倍。土壤耕層在15~20cm。土壤肥力較高的黑土、黑鈣土、草甸土占全省耕地60%,主要分布在大小興安嶺中南段、松嫩平原及三江平原,土壤有機質(zhì)2~6%;肥力較低的白漿土占11%,主要分布在老爺嶺、張廣才嶺和三江平原中南部,有機質(zhì)含量1%左右;風沙鹽堿土占4%,主要分布在嫩江及其支流兩岸的漫灘和波狀平原及湖泊邊緣地帶;沼澤土占0.6%,分布在三江平原、穆棱河、興凱湖地區(qū);鹽堿土占5.8%,集中分布在以安達為中心的松嫩平原西部的低洼閉流區(qū)。(二)黑龍江農(nóng)業(yè)氣候特點1、光照資源豐富(1)年總輻射量:黑龍江年總輻射量98~120(Kcal/cm2)光合有效輻射量52~55(Kcal/cm2)。3~9月份作物生長季內(nèi)光合有效輻射較好。(2)日照時數(shù):2400~2800小時,略低于華北平原。(3)日照長度:因季節(jié)而異。春季日照逐漸變長,夏季達最長,之后又變短,冬季最短。
2、熱量資源不足,地域差異明顯(1)氣溫:除北部呼瑪、漠河屬寒溫帶外,大部地區(qū)屬中溫帶。年均氣溫在-5~4℃,冬季嚴寒漫長,土壤凍結期長達6個月,是全國溫度最低的省份。氣溫的地理分布:隨地勢和緯度而變化。一般地勢和緯度越高,氣溫越低。一年中以南部的平原和盆地氣溫最高,北部山地氣溫最低。氣溫與作物分布:氣溫最高月平均氣溫分布狀況,常作為我省作物栽培界限。7月的月平均氣溫21℃地帶,是喜溫作物能否栽培的界限。2、熱量資源不足,地域差異明顯(2)無霜期:我省無霜期短,從4月中旬到6月末,自南向北陸續(xù)終霜。初霜在8月中旬到10月初,自北向南陸續(xù)出現(xiàn)。我省各地作物可生長期長短相差懸殊,長的在150天以上,短的不足60天。(3)活動積溫:指作物某一生育時期或整個生育期中高于一定界限的日平均溫度總和。一般用>10
℃的活動積溫來表示。由南向北遞減,平原區(qū)平均每北移一個緯度,積溫減少100℃左右,山區(qū)海拔每上升100m,積溫減少150℃左右。(4)低溫冷害黑龍江省積溫帶
項目>10活動積溫帶123456
農(nóng)業(yè)氣候區(qū)溫暖溫和溫涼冷涼寒冷高寒>10活動積溫>2700>2500>2300>2100>1900<1900包括地區(qū)齊齊哈爾、大慶南部泰來、杜蒙、三肇、賓縣、雙城、五常西北、阿城以南及東寧縣齊齊哈爾、安達、巴彥一線以北,富裕、依安、明水、望奎、綏化、富錦以南及三江平原和牡丹江河谷平原訥河、克山、海倫、羅北以南第二積溫帶以北地區(qū)訥河、鶴崗以北、嫩江、伊春以南和大小興安嶺向平原嫩江、伊春以北、烏伊嶺以南、大小興安嶺山體部分愛輝、孫吳、遜克、嫩江、北安、德都、鐵力、嘉蔭、呼瑪?shù)牟糠稚竭叺貐^(qū)占全省耕地面積(%)15.428.131.118.66.10.73、降水適中,分布不均(1)降水量分布與季節(jié)分配:年平均降水量為531.4mm,降水多分布在夏季,秋冬春較少。地域分布規(guī)律是:山地多于平原和谷地,東部多于西部。東經(jīng)128~130°之間,是一條南北向山脊,為多雨中心,年降水量650mm以上;此線以東,即松花江和牡丹江以東,降水稍減,600~650mm,牡丹江河谷盆地較少;小興安嶺一線以西逐漸減少,松嫩平原中部由600mm減少到400mm;松嫩平原西部最少,在400mm以下;小興安嶺北部為550~600mm,大興安嶺為450mm左右。(2)作物生長季降水的分布特點5~9月降水的地域分布與降水量的分布,基本一致。只是在數(shù)量上減少50~100mm。越是降水少的地區(qū),降水量約集中在作物生長季。如松嫩平原西部泰來、肇源一帶,生長季降水占年降水量90%以上;降水多的小興安嶺占80~90%。年際間降水量差異很大:年降水變率大部分地區(qū)在15~20%。克拜丘陵及三江平原西部靠近小興安嶺地區(qū)降水變率最大,為21~22%;綏化、慶安、望奎一帶最小,不到15%。生長季降水變率最大值為23%。(3)干燥度可能蒸發(fā)量:在土壤水分經(jīng)常保持濕潤條件下,地面綠色植物的最大可能蒸發(fā)量(包括土壤水分蒸發(fā)和作物葉面蒸騰)。干燥度:指在日平均溫度>10°C期間可能蒸發(fā)量和降水量的比值。干燥度可以大致表示降水對作物的保證程度。當干燥度等于1時,表示可能蒸發(fā)量與降水量相等,約相當于哈爾濱、綏化、海倫、訥河一線;此線以東,干燥度小于1;此線以西,干燥度大于1。四、作物的分布與生產(chǎn)分區(qū)
一、影響作物分布的因素1、作物的生物學特性2、氣候條件3、土壤地理條件4、社會經(jīng)濟條件5、生產(chǎn)技術水平6、社會需求和消費習慣二、作物的分布(一)世界作物的分布主要作物的分布主要作物的分布作物分布區(qū)域作物分布區(qū)域小麥歐亞大陸、北美洲和澳大利亞花生印度、中國水稻東亞、東南亞和南亞油菜中國、印度、加拿大和法國玉米北美洲、遠東、拉丁美洲、歐洲大豆美國、巴西、阿根廷、中國馬鈴薯俄羅斯、中國、波蘭、美國、法國甘蔗熱帶、亞熱帶麻類印度、中國、孟加拉棉花北美洲中南部、南美、中亞、南亞、北非(二)我國主要作物的分布1、小麥的分布2、水稻的分布3、玉米的分布4、雜糧的分布5、馬鈴薯的分布6、煙草的分布7、棉花的分布8、甜菜的分布9、甘蔗的分布(三)黑龍江省的作物分布1、春小麥的分布2、玉米的分布3、大豆的分布4、谷子的分布5、高粱的分布6、馬鈴薯的分布7、甜菜的分布8、亞麻的分布9、向日葵的分布二、我國種植業(yè)分區(qū)(一)東北大豆、春麥、玉米、甜菜區(qū)(二)北部高原小雜糧、甜菜區(qū)(三)黃淮海棉、麥、油、煙、果區(qū)(四)長江中下游稻、棉、油、桑、茶區(qū)(五)南方丘陵雙季稻、茶、柑桔區(qū)(六)華南雙季稻、甘蔗、熱帶作物區(qū)(七)川陜盆地稻、玉米、薯類、桑、柑桔區(qū)(八)云貴高原稻、玉米、煙草區(qū)(九)西北綠洲麥、棉、甜菜、葡萄區(qū)(十)青藏高原青稞、小麥、油菜區(qū)三、黑龍江省種植業(yè)分區(qū)(一)北部大小興安嶺山地麥油薯藥區(qū)(二)小興安嶺低山沿江麥豆薯區(qū)(三)東部三江平原豆麥稻糖葦區(qū)(四)完達山西段低山丘陵米豆糖麻煙蠶區(qū)(五)南部張廣才嶺老爺嶺山間河谷米豆稻煙果藥蠶區(qū)(六)小興安嶺西南山邊豆米稻果藥區(qū)(七)松嫩平原東南部米豆麻糖區(qū)(八)松嫩平原北部麥豆薯糖麻區(qū)(九)松嫩平原中南部米豆糧(豆)糖油區(qū)(十)松嫩平原西部米谷雜(豆)油葦區(qū)一、作物起源與演變第三節(jié)栽培作物的起源和分類39萬種植物栽培2300余種植物900余種食用作物1000余種經(jīng)濟作物400余種飼料綠肥作物栽培作物源于野生植物
采集野生植物可用部分了解某些植物的繁殖方式
有目的地種植作物栽培作物與野生植物的區(qū)別1、栽培作物各器官,特別是被人類所利用的器官變得巨大和迅速生長;2、栽培作物的類型明顯增多;3、栽培作物產(chǎn)品有用成分進行了改進;4、栽培作物成熟期比較一致;5、栽培作物傳播手段退化;6、栽培作物種子休眠性減弱或縮短;7、栽培作物防護機能減退,野生植物有其固有的傳播方式;8、栽培作物對人工栽培條件的依賴性增強。瓦維洛夫---栽培植物起源中心說20世紀20-30年代前蘇聯(lián)學者瓦維洛夫等組織植物遠征采集隊,從世界各大洲60多個國家采集到約30萬份品種和材料,借助形態(tài)分類、雜交驗證、細胞學和免疫學等手段對其進行詳細的比較研究,提出栽培植物起源中心學說,把世界重要栽培植物666種劃分為8個獨立的世界起源中心和3個次起源中心。**大田作物起源中心1中國起源中心:是世界農(nóng)業(yè)和栽培植物最早和最大起源中心。起源植物有136種,居世界第一。主要農(nóng)作物有黍、稷、粟、高梁、大麥、蕎麥、大豆、紅小豆、山藥、蘇子、甘蔗、大麻、紫云英、苘麻等蠟質(zhì)玉米、大粒型裸燕麥、菜豆等也起源中國,但為次起源中心2印度起源中心:包括印度東部阿薩姆地區(qū)和緬甸。主要農(nóng)作物有稻、龍爪稷、鷹嘴豆、綠豆、莧菜、芝麻、甘蔗、黃麻、豇豆等2a、印度--馬來亞起源中心:包括印度支那半島和馬來亞群島,主要有甘蔗等3中亞起源中心:包括印度西北部、巴基斯坦北部、克什米爾、阿富汗、前蘇聯(lián)塔吉克、烏茲別克及天山西部主要農(nóng)作物有小麥、豌豆、蠶豆、亞麻、草棉等4
近東起源中心:包括小亞細亞中心部分、外高加索、伊朗和土庫曼高原。主要農(nóng)作物有二粒、硬粒、普通、圓錐、波斯小麥,二棱大麥,黑麥和燕麥等5
地中海起源中心主要農(nóng)作物有硬粒小麥、二粒小麥、波蘭小麥、斯卑爾脫小麥、地中海燕麥、大粒豌豆、大粒蠶豆、三葉草、甜菜等6
埃塞俄比亞起源中心主要農(nóng)作物有硬粒、二粒、波斯、圓錐小麥,大麥,粒用高梁,豌豆,亞麻,芝麻,蓖麻等7
墨西哥南部和中美洲起源中心主要農(nóng)作物有玉米、甘薯、陸地棉、海島棉等8
南美洲起源中心:包括秘魯、厄瓜多爾、玻利維亞主要農(nóng)作物有馬鈴薯、花生、煙草、木薯、海島棉等8a、智利起源中心8b、巴西--巴拉圭起源中心經(jīng)過長期自然選擇、進化和人工選擇現(xiàn)在栽培的作物每種作物都有其自身特點和與之相適應的環(huán)境條件只有滿足作物生長發(fā)育所需的環(huán)境條件才能充分發(fā)揮作物的遺傳潛力保證作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。二、作物的傳播方式和途徑(一)作物的傳播方式1、自然傳播方式1)風力傳播2)動物傳播3)水流傳播4)自身根莖伸展傳播5)自身彈射傳播(一)作物的傳播方式2、作物的人為傳播方式1)民族遷移、戰(zhàn)爭、饑荒2)貿(mào)易往來3)殖民拓荒4)傳教5)探險6)外交活動7)科技交流(二)作物的傳播途徑1、通過陸路傳播2、通過海路傳播小麥在東方傳播通過兩條途徑:1)上古時期,阿富汗→印度→緬甸→中國云南、四川;2)塔什干北部平原→蒙古→中國北部黃土高原→朝鮮半島→日本。水稻起源于中國,通過三條途徑向外傳播:1)通過長江;2)通過印度;3)沿湄公河流域傳播。三、作物分類作物的分類方法很多:(一)植物學上把植物分為界、門、綱、目、科、屬、種。(二)根據(jù)作物生物學性狀分類:1、作物對光周期反應的不同將作物分為長日照作物、短日照作物、中性作物和定日作物;2、根據(jù)作物對溫度要求的不同把作物分為喜溫和耐寒作物;3、根據(jù)作物對CO2同化途徑特點可將作物分為C3和C4作物。(三)按農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點分類:按播期可將作物分為春、夏、秋、冬播作物,按收獲期可將作物分為夏收和秋收作物等。*(四)、按用途和植物學系統(tǒng)相結合分類,將農(nóng)作物分為四大部分九大類別:1、糧食作物(食用作物)
A、谷類作物,一般為禾本科植物,常見的有小麥、大麥、燕麥、小黑麥、水稻、玉米、高梁、粟、黍等。
B、豆類作物,一般為豆科植物,常見的有大豆、小豆、綠豆、菜豆、蠶豆、扁豆、豇豆、花生等。
C、薯類作物(塊根、塊莖類作物),常見的有馬鈴薯、甘薯、山藥、菊芋等。水稻袁隆平與雜交稻小麥玉米谷子蕎麥七色玉米谷子穗型高粱高粱蕎麥大豆豌豆蠶豆豇豆綠豆鷹嘴豆甘薯木薯甘薯馬鈴薯木薯山藥芋頭2、經(jīng)濟作物A、纖維作物,常見的有棉花、亞麻、大麻、苧麻、黃麻、紅麻、劍麻等。B、油料作物,有花生、油菜、芝麻、蓖麻、向日葵、蘇子、黃芥、油用亞麻等。C、糖料作物,常見的有甜菜、甘蔗、甜葉菊、甜高梁等。D、其它作物,包括嗜好作物,如煙草、茶、咖啡、可可等;調(diào)料作物,如茴香、胡椒、肉桂等;染料作物,如紅花、藍靛、茜草等;特用作物,如桑、漆、橡膠等。棉花亞麻黃麻劍麻劍麻紅麻黃麻苘麻紅麻油菜芝麻向日葵蓖麻花生油桐油桐花棕櫚甜菜甘蔗甜葉菊煙草煙草的花可可茶煙草茶葉檳榔咖啡啤酒花桑桑橡膠園紅花飼料作物豆科禾本科其他科苜蓿、草木樨、紫云英、小冠花、巖黃芪、野生和半野生大豆、三葉草、紫云英、沙打旺等飼料玉米、羊草、黑麥草、早熟禾、無芒雀麥、貓尾草、狐尾草、御谷、栽培稗(鵝頭稗)、飼料高粱等。紫粒莧、苦賣菜、細綠萍、紅萍、水花生、水葫蘆、水浮連等。苜蓿籽粒莧紫云英細綠萍紫云英小冠花巖黃芪羊草羊草放牧飼料玉米青貯玉米御谷稗草細綠萍細綠萍紫粒莧苦荬菜4、藥用作物
藥用作物,指人工栽培的中草藥。常見的有人參、黨參、沙參、黃芪、枸杞、紅花、甘草等。**作物的分類是相對的,不是絕對的。如1、大豆:糧食與油料
2、亞麻:纖維與油料
3、玉米:糧食與青貯飼料
4、紅花:花是藥料,種子是油料
同一種作物有時根據(jù)需要歸為這一類,有時又歸為另一類。1、生育期與作物生產(chǎn)的關系生育期是指作物由出苗到成熟所需要的天數(shù)。是一定生態(tài)條件下作物對生態(tài)環(huán)境適應的一個重要性狀,它與作物分布、產(chǎn)量和品質(zhì)密切有關。一般在一定條件下晚熟的品種產(chǎn)量高,但也有例外,如黑龍江省小麥生產(chǎn),晚熟與早熟對產(chǎn)量的影響。品種自身遺傳特性生育期外界環(huán)境條件決定影響**
地膜覆蓋與應用作物品種生育期的關系。**例如黑龍江省玉米地膜覆蓋生產(chǎn)上存在的問題?
**選擇適合當?shù)厣L的作物和與之相適應的生育期,保證作物安全成熟,是提高作物產(chǎn)量和保證作物品質(zhì)的重要保證。
**作物引種與生育期2、生育時期與作物生產(chǎn)的關系**生育時期與生育期是兩個完全不同的概念,它是指作物在生長發(fā)育過程中,在形態(tài)特征上表現(xiàn)出若干個明顯變化的過程,可將作物一生劃分幾個不同階段,稱為作物的生育時期。**禾谷類作物和豆類作物生育期**生育時期與作物生長發(fā)育的關系3、無霜期與作物生產(chǎn)的關系無霜期指由終霜凍日的第二天開始到初霜凍日的前一天之間的一段時期,是作物安全生產(chǎn)的時期。**無霜期與作物生產(chǎn)的關系**一般大田作物要求在初霜來臨的前一周能夠達到生理成熟,保證作物正常脫水,使作物獲得較高的產(chǎn)量和保證作物的品質(zhì)第二節(jié)種子萌發(fā)一、種子活力及影響種子活力的因素種子活力與種子發(fā)芽速率和整齊度以及幼苗健壯、生長密切有關,可以作為種子發(fā)發(fā)芽、生長、生產(chǎn)性能和產(chǎn)量內(nèi)在潛力。活力高的種子,發(fā)芽速度快,而且整齊,田間出苗率高且苗齊,否則苗不壯,受不良環(huán)境影響大。**影響因素:1、種子成熟度;2、種子大小和含水量;3、貯藏條件;4、種子加工及種子萌發(fā)過程外界環(huán)境條件1、種子成熟度:乳熟期、蠟熟期和完熟期2、種子大小和含水量3、貯藏條件4、種子加工及種子萌發(fā)過程外界環(huán)境條件小麥不同成熟度種子的活力(陳文彤倪安麗,1986)品種成熟期千粒重(%)發(fā)芽率(%)發(fā)芽勢(%)活力指數(shù)簡化活力指數(shù)1983揚麥3號乳熟期蠟熟期完熟期13.335.136.397.797.797.397.396.796.3164.1374.3388.7361.5810.9807.6寧麥3號乳熟期蠟熟期完熟期14.029.931.892.393.393.087.391.391.7148.5294.8236.4350.7634.4585.81984揚麥3號乳熟期蠟熟期完熟期16.135.535.199.3100.099.898.0100.099.8187.6376.1352.7406.7770.0735.0寧麥3號乳熟期蠟熟期完熟期16.136.537.299.599.899.898.399.598.5198.4362.1317.8444.6735.6661.7高梁大、中、小粒種子百粒重與苗重的關系(徐本美,顧增輝,1984)20百粒重苗重大粒中粒小粒
3302110百粒重(g)苗重(mg)二、種子萌發(fā)1、種子萌發(fā)的概念種子的萌發(fā)一般是指胚根或胚芽突破種皮,也稱為“破胸”或“露白”。作物發(fā)芽的標準定為胚根與種子等長或胚芽為種子的1/2(禾谷類作物)。2、種子萌發(fā)過程種子萌發(fā)即發(fā)芽過程是從種子吸水膨脹開始的。A、種子的吸水B、水合作用和酶的活化C、合成作用和胚的伸長
種子在正常條件下發(fā)芽過程的吸水特點(Bewley&Black,1985)時間吸水﹝鮮重增長﹞階段1階段2階段33、影響種子萌發(fā)和出苗的田間環(huán)境條件水分、溫度和氧氣等都是影響種子萌發(fā)的田間環(huán)境條件1、土壤水分A、土壤液態(tài)水B、土壤與種子密接程度C、土壤類型
D、土壤水分過多或過少**適時早播與土壤水分102030401009080706050403020100出苗率︵%︶土壤水分(干重的%
)
土壤含水量和土壤類型對出苗的影響(Longdon,1972)壤土沙土泥碳土2、土壤溫度**作物發(fā)芽三基點溫度作物種類最低溫度最適溫度耐寒作物0~5°C28~30°C喜溫作物10~14°C30~35°C**適時早播與土壤溫度和種子萌發(fā)作物發(fā)芽溫度(°C)最低最適最高小麥玉米高粱水稻蕎麥大豆油菜棉花煙草甜菜向日葵蠶豆豌豆亞麻甘薯(薯塊)馬鈴薯(種薯)1~26~106~910~123~56~83~410~127~104~55~73~41~21~3165~715~2025~3520~3028~3225~3118~2016~2025~3225~282530~312525~3015~2529~3512~1835~4040~4544~4536~3835~4533~3628~304035~4028~3037~403035~3735~4035~4036主要作物發(fā)芽的最低、最高和最適溫度范圍3、土壤氧氣種子發(fā)芽時需要氧氣4、播種深度嚴格控制播種深度不同作物的播種深度范圍(Martinetai.,1976)正常播深(cm)一般能出苗的最大播深(cm)代表作物0.1~1.252.5~5.0
梯牧草屬、煙草、雜三葉草,、白三葉草1.25~2.05.0~7.5
苜蓿、絳三葉草、粟(谷子)、胡枝子屬、紅三葉草、草木樨2.0~4.07.5~10.0
帚用高粱、亞麻、蘇丹草、糖甜菜、向日葵4.0~5.07.5~12.5
大麥、蕎麥、大麻、綠豆、燕麥、花生、水稻、黑麥、高粱、大豆、巢菜屬、小麥5.0~7.510.0~20.0
玉米、棉花、豌豆
馬鈴薯、菊芋、甘蔗10.0~12.5三、作物的生長發(fā)育與器官形成(一)生長與發(fā)育1、生長與發(fā)育的概念作物的生長是一個體積或重量不可逆的增加過程,它是通過細胞分裂增殖和伸長擴大來完成的。1、生長與發(fā)育的概念作物的發(fā)育是指作物一生中,其結構機能發(fā)生生理質(zhì)變的過程,它的表現(xiàn)是細胞、組織和器官的分化。長根、長葉、長莖,最后導致開花、結實,形成種子、果實。常與性質(zhì)不同的新生器官的分化有關,尤其是自營養(yǎng)體轉向生殖體的階段性轉變。
注意喲!2、生長和發(fā)育的關系生長是發(fā)育的基礎生長的方式又受發(fā)育質(zhì)變的影響作物的生長和發(fā)育是在作物整個生活周期中是交織在一起的生長和發(fā)育對環(huán)境的要求也不盡相同為作物人工調(diào)控提供了余地3、作物的營養(yǎng)生長與生殖生長作物營養(yǎng)體根、莖、葉的生長為營養(yǎng)生長。生殖器官花、果實、種子的生長為生殖生長。營養(yǎng)生長花芽分化生殖生長(二)生長發(fā)育與器官形成的關系作物的器官營養(yǎng)器官生殖器官1、營養(yǎng)器官間的生長關系1)主莖和分蘗的同神關系如水稻的主莖葉齡為n,與葉腋產(chǎn)生的分蘗的關系為n-3。2)葉片、葉鞘、節(jié)間伸長的關系作物的葉片、葉鞘、節(jié)間伸長有一定對應關系。按照小麥這些器官在伸長過程中呈“S”形曲線,大體可分為待伸長、伸長初、伸長中、伸長末和定形5個伸長期。A、同名異位器官間,在同一時間,由下往上順延一個伸長期。B、同位異名器官間,依葉片、葉鞘、節(jié)間的順序相繼伸長,在同一時期內(nèi)按葉片、葉鞘、節(jié)間順延一個伸長期。3)地上器官與地下器官生長的關系根層12345678910主莖葉數(shù)根數(shù)4.03.66.33.88.24.010.55.213.06.814.18.815.613.018.217.021.014.223.015.2主莖葉數(shù)根數(shù)4.02.46.03.38.04.210.05.811.07.313.010.116.012.018.013.821.012.023.09.6雙子葉作物器官間的生長相關蠶豆:主莖葉節(jié)和分枝的出生大體符合n-3的規(guī)律。(俞世蓉等)花生:認為主莖展開葉數(shù)可作為化器分化的外在指標。(王瑞舫等)2、繁殖器官與外部形態(tài)的關系禾谷類作物穗分化與植株外部形態(tài)有密切關系,禾谷類作物穗分化過程是作物產(chǎn)量形成的主攻目標。四、作物的生長分析作物的生長分析(growthanalysis)是以作物的干物質(zhì)增長過程為對象,以干物質(zhì)的積累和分配來衡量作物產(chǎn)量形成的一種方法。生長分析的具體做法是每隔一定時間對作物植株進行取樣觀測,如測定植株干物質(zhì)(盡可能包括全部器官)和葉面積。然后以此為基礎進行各項分析。
生長分析的特點1、在測定干物質(zhì)增長過程中,同時測定進行同化作用的器官—葉面積。2、對于不同種類的作物,或同一作物的不同品種以及同一品種不同栽培條件下的生育差異,均可用生長分析進行比較。(一)基礎資料的搜集1、植株干物質(zhì)重量2、葉面積的測定1)打孔測定法2)裁剪稱重法3)葉面積儀法4)排水法5)系數(shù)測定法(二)生長分析的指標1、相對生長率(RGR,簡稱R)絕對生長率(AGR)=(W2-W1)/(t2-t1)R=(lnW2-lnW1)/(
t2-t1)相對生長率是以個體為研究對象。2、凈同化率(NAR)凈同化率是在群體條件下測定作物葉片光合生產(chǎn)效率的指標。是指單位葉面積在單位時間內(nèi)所積累的干物質(zhì)數(shù)量。
lnL2-lnL1W2-W1
NAR=
——————·——————
L2-L1t2-t1
3、葉面積比率(LAR)
lnW2-lnW1L2-L1
LAR=
——————·——————
W2-W1lnL2-lnL1葉面積比率反映一定重量的植物體上同化面積的大小,及光合組織與植物總生物量或總呼吸器官的比率。4、作物生長率(CGR)是指單位時間內(nèi)單位土地面積上作物群體同化產(chǎn)物的獲取量。
1W2-W1
CGR=——·————GAt2-t1其中GA為土地面積。出苗后天數(shù)1020304050607080
小麥干物重增長曲線(丁希泉,1981)代表實測值(實線為原圖,虛線延長部分及a,b,c,d,e的劃分線是引者加的)A干物重B增長速率ABabcde00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.10.10.20.30.4干物重(kg/m2)增長速率(kg/10m2)五、影響生長發(fā)育的主要外界條件
光、熱、水、氣作物土壤因素自然因素生物因素高產(chǎn)、高效土壤類型土壤養(yǎng)分
土壤水分微生物動物植物(一)作物與溫度1、作物的溫度三基點溫度下限溫度上限溫度最低最高死亡帶生活力降低生活力降低死亡帶最適范圍作物名稱基本溫度(°C)
最低最適最高大麥3~4.52028~30玉米8~1032~3540~44水稻10~1230~3236~38牧草3~42630煙草13~142835甜菜4~52828~30小麥3~4.52530~32豌豆1~23035
幾種作物開花期的溫度三基點作物最低溫度最適溫度最高溫度油菜514-1830小麥102032大豆1325-2829水稻13-1525-3040-45玉米1825-2838花生1625-2840-412、耐寒作物和喜溫作物耐寒程度作物名稱對作物有害的溫度(低于0°C
的度數(shù))
發(fā)芽期
開花期
結實期最耐寒春小麥9~101~22~4大麥7~81~22~4耐寒亞麻5~72~32~4甜菜6~72~3—中度耐寒大豆3~42~32~3低度耐寒玉米2~31~22~3馬鈴薯2~3—1~2不耐寒水稻0.5~10.5~10.5~1煙草0~10~10~13、春化現(xiàn)象李森科把作物在某一期間需要一定溫度才能進入下一階段的現(xiàn)象叫做春化階段。而把溫度對于春化階段的作用叫做春化作用。以小麥為例,不同地區(qū)小麥長期適應不同溫度,形成了對溫度高低和所需時間長短不同的春化特性,一般分為春性、冬性和介于二者之間的中間類型。停止莖葉原基分化,轉向穗的分化形成是通過這一階段的標志。4、變溫與作物生產(chǎn)(1)季節(jié)變溫與作物的生長發(fā)育(2)晝夜變溫與溫周期(3)變溫對作物的影響A、變溫與種子萌發(fā)B、變溫與生長C、變溫與產(chǎn)量D、變溫與作物品質(zhì)變溫對產(chǎn)量的影響作物白天溫度(°C
)夜間溫度(°C
)碳水化合物(kg/日)呼吸消耗(kg)凈積累(kg)增產(chǎn)燕麥202030017512530%2010300132168小麥252035018017041%25103501202305、積溫與作物生產(chǎn)對于作物生產(chǎn)來說,積溫有兩個方面的意義。(1)積溫是表示熱量資源的指標,指某地高于某一界限溫度的溫度總和。根據(jù)一個地區(qū)的積溫,可以合理安排作物布局,確定種植制度。(2)積溫又是對熱量要求的指標,它表示作物某一生育時期或全生育期所要求的積溫總和。了解作物所需要的積溫,可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務。合理安排作物布局確定種植制度確定安全播種期估計作物的生長速度對產(chǎn)量進行預測6、地溫與作物生長(1)種子發(fā)芽與土溫了解土溫變化和作物種子萌發(fā)的溫度需求是確定合理播期的基礎。生產(chǎn)中采用人工催芽、溫床育苗、地膜覆蓋等措施就可以為發(fā)芽和幼苗生長創(chuàng)造良好的環(huán)境條件。(2)根系的生長與土溫根系的生長與土溫密切相關。在一定范圍內(nèi),土溫上升會使根系的生長加快。通常根系生長的溫度三基點低于地上部。(二)作物與光照從作物栽培學的角度,光照強度、日照強度和光譜成分都與作物的生長發(fā)育密切相關,并對作物的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生影響。1、光周期現(xiàn)象作物的開花受白晝黑夜輪回交替的日照長度的反應叫做光周期現(xiàn)象。把這種現(xiàn)象定為與春化階段相接的光照階段。一般情況下,春化階段要求低溫的往往接下來需要較長的日照,反之需要高溫的則往往需要短日照。黃季芳等對我國秋播小麥品種進行研究,根據(jù)對日照長度的反應分為三種類型。反應遲鈍:在8小時和12小時日照下都能抽穗。反應中等:在8小時下不能抽穗,在12小時下可以抽穗。反應敏感:在8小時和12小時日照下都不能抽穗作物在達到一定的生理年齡時才能接收光引變。對長日照作物,絕非日照越長越好,短日作物亦然。以小麥為例,光照階段結束于雌雄原基形成,植株開始拔節(jié)時,頂端小穗隨光照階段的結束而形成。延遲光照階段通過,推遲拔節(jié),有利于形成更多小穗。理解作物對光周期反應時應注意光周期反應在生產(chǎn)上的應用緯度調(diào)節(jié):在作物引種時應特別注意作物對光周期反應的要求。播期調(diào)節(jié):根據(jù)光周期反應確定播期,調(diào)節(jié)器官形成。人為調(diào)節(jié):溫室栽培等。2、光照強度光照強度對作物生長發(fā)育的影響是通過對作物光合作用的影響來實現(xiàn)的。田間作物都是喜光的,不存在真正耐蔭作物。充足的光照對于作物生長發(fā)育是不可缺少的。植株種植過密,株間光照不足,由于頂端的趨光性,植株會過度伸長,節(jié)間會過分拉長,影響分蘗和分枝;光照不足還影響花芽分化。開花期間光照弱,常造成落蕾、落花和落果。表觀光合速度0abBAA1光照強度光照強度與光合速度的關系圖光合速率(mgCO/dmh)22.5040302010玉米高粱大豆甜菜蠶豆豌豆02468101214161820光照強度(μE/m2?s)×100光照強度對作物葉片光合速度的影響(鄒冬生,1989)測定時氣溫25+0.3°C,相對濕度70%,CO濃度327~343ppm,均為植株中部葉位葉2光照強度(kLux)1.1021南充秋子;2.Moram03A;3.1035百日熟;4.431白馬牙;5.707大紅粒;6.778大扒蹚;7.468麥包玉米;8.勝利仙白馬牙不同玉米品種之光強—光合曲線(吳爾福,1982)光合速率(mgCO/dmh)22.605040302010123456783、光譜成分對作物的影響波長范圍(u)植物的反應>1.0對植物無效1.0~0.72,遠紅光引起作物的伸長反應0.72~0.61,紅橙光被植物葉綠素吸收0.61~0.51,綠光作物沒有特殊響應0.51~0.40,藍紫光矮化植物,使葉片增厚0.40~0.31為強烈的葉綠素吸收帶0.31~0.28對作物有損害作用<0.28對作物有致死作用光譜成分的作用紅光有利于碳水化合物的合成。藍光對蛋白質(zhì)合成有利。紫外光對果實成熟有良好作用,并增加含糖量。作物生產(chǎn)高山、高原栽培的作物作物群體生產(chǎn)上采用淡藍色薄膜(三)作物與水分水是連接土壤—作物—大氣的這一系統(tǒng)的介質(zhì),水在吸收、輸導和蒸騰的過程中把土壤、作物、大氣連接在一起。對作物生產(chǎn)來說,水的收支平衡是高產(chǎn)的前提條件之一。水具有獨特的理化性質(zhì),是生化反應的溶劑和細胞的主要組成成分,在生命活動中起著不可替代的作用。1、作物對水的反應水分的多少作物根系的生長在潮濕的土壤中,作物根系不發(fā)達,生長緩慢,分布于淺層;土壤干燥,作物根系下扎,伸展至深層。需水量萎蔫甚至枯萎根系缺氧,最后死亡低于高于不同的作物所要求的土壤含水量不同豆類、馬鈴薯是田間持水量的70~80%禾谷類60~70%各類作物光合作用開始降低時的土壤含水量為:水稻57%,大豆45%,小麥41%,花生32%。水分對作物的品質(zhì)有較大影響夏季高溫少雨,糧食作物籽粒蛋白質(zhì)含量高;低溫、多雨有利于淀粉的形成。根據(jù)對小麥的研究,干旱區(qū)的小麥蛋白質(zhì)含量高,而在灌溉條件下小麥產(chǎn)量增加,蛋白質(zhì)含量卻有所下降。要想增加糧食產(chǎn)量,又不降低蛋白質(zhì),必須在灌溉條件下增施氮肥。對于油料作物,土壤水分充足有利于籽實中油分的積累。大豆開花期灌水,可以提高籽實含油率0.39~0.53%。甜菜,自然降水和人工降水都能提高含糖量。纖維作物在生育期間,適時適量的灌水可以促進優(yōu)質(zhì)韌皮纖維的形成。2、作物需水量和需水臨界期作物蒸騰系數(shù)粟、黍、稷、高粱200~400玉米、大麥、棉花300~600小麥、馬鈴薯、甜菜400~600黑麥、蠶豆、豌豆400~800蕎麥、向日葵、豇豆500~600燕麥、稻500~800大豆、苜蓿600~900油菜、亞麻800~900作物需水量用蒸騰系數(shù)來表示作物的蒸騰系數(shù)不是固定不變的1、不同作物需水量不同2、同一作物不同品種的需水量并不一致3、同一品種不同栽培條件作物需水量不同A、氣象條件:大氣干燥,氣溫高,風速大,蒸騰作用旺盛,作物需水多;反之,則需水量少。B、土壤條件:土壤肥沃比貧瘠需水量少幾種作物需水臨界期作物需水臨界期冬小麥與冬黑麥孕穗~抽穗春小麥、燕麥、大麥孕穗~抽穗玉米開花~乳熟高粱、糜子抽花序~灌漿豆類、蕎麥、花生、芥菜開花期向日葵花盤的形成~灌漿棉花開花結鈴期馬鈴薯開花~塊莖形成瓜類開花~成熟作物的需水臨界期苗期開花結鈴吐絮日平均耗水量1234(四)作物與空氣二氧化碳氮氣作物田間二氧化碳濃度的變化作物群體內(nèi)的二氧化碳濃度有明顯的規(guī)律性變化。二氧化碳濃度(ppm)6005004003002001004812162024作物群體二氧環(huán)碳的分布二氧化碳群體以上群體下部群體中上部群體下部濃度低濃度高二氧化碳濃度與作物產(chǎn)量1、二氧化碳濃度的富集將增加產(chǎn)量2、事情并非如此二氧化碳濃度對作物產(chǎn)量的影響作物凈同化率葉面積持續(xù)期干物質(zhì)積累600ppm1000ppm600ppm1000ppm600ppm1000ppm玉米4-113-1-1-13大豆173410282272各種作物補充二氧化碳后的產(chǎn)量作物類別充二氧化碳后的產(chǎn)量(以對照區(qū)為100%)開花前充二氧化碳開花后充二氧化碳粒用豆類作物大豆—198花生—130豌豆—153~159禾谷類作物小麥116114水稻131118大麥150128燕麥104—纖維作物棉花126—二氧化碳施肥迄今為止,二氧化碳施肥一般只是在溫室或塑料薄膜保護下進行。正式推廣有一定難度。以氣體狀態(tài)存在,應用起來比較困難。價格較昂貴。簡單易行的方法是施用有機肥。2、共生固氮作物大豆三葉草苜蓿羽扇豆公頃固氮量(kg)57~94104~160128~60090~142.5豆類作物固氮量相差懸殊原因在于:豆類作物自身長勢不同。共生固氮菌株不同。栽培條件特別是肥水條件不一致。(五)作物與土壤條件土壤是作物生長的基質(zhì),是水分和礦質(zhì)營養(yǎng)的主要來源。土壤對作物的生長發(fā)育具有重要影響。特別是土壤的酸堿度和土壤養(yǎng)分對作物的影響最大1、作物與土壤的酸堿度作物pH范圍作物pH范圍水稻6.0~7.5苕子6.0~7.0小麥6.0~7.5紫花苜蓿6.0~8.0大麥6.0~7.5紫云英5.5~7.0玉米6.0~7.0棉花6.0~8.0高粱6.0~8.0黃麻6.0~7.0蕎麥5.0~6.0花生5.0~6.0甘薯5.0~6.0向日葵6.0~8.0馬鈴薯5.0~6.0油菜6.0~7.0大豆6.0~7.0甜菜6.0~8.0豌豆6.0~8.0甘蔗6.0~8.0蠶豆6.0~8.0煙草5.0~6.0各種作物適宜的pH范圍根據(jù)作物對酸堿性的要求將作物分為耐酸作物:蕎麥、甘薯、煙草、花生耐堿作物:甜菜、高粱、向日葵、紫花苜蓿2、作物與土壤養(yǎng)分根據(jù)施肥和作物對營養(yǎng)元素的反應,將作物分為喜氮作物:水稻、小麥、玉米、高粱喜磷作物:油菜、大豆、花生、蠶豆喜鉀作物:糖料、淀粉、纖維作物氮素與生物產(chǎn)量的關系生物產(chǎn)量=24/n式中n為生物產(chǎn)量的平均含氮量。以水稻為例,稻谷含氮量大約是1.5%,稻草含氮量大約是0.5%,如谷:草=1:1,試求水稻的生物產(chǎn)量和稻谷產(chǎn)量。各種作物的養(yǎng)分需要量作物收獲物(50kg)需要養(yǎng)分量(kg)氮(N)磷(P2O5)鉀(K2O)粳稻(中)稻谷2.51.12.1秈稻(中)稻谷2.10.92.6小麥麥粒2.5~3.01.0~1.42.0~2.8春玉米籽粒2.6~4.00.9~1.62.2~3.4秋玉米籽粒3.81.33.7高粱籽粒2.51.33.0馬鈴薯薯塊0.5~0.60.2~0.31.2~1.3油菜菜籽6.0~8.02.5~4.75.0~9.1大豆籽粒5.3~8.71.6~3.62.3~6.3花生莢果7.11.33.8煙草干煙葉4.11.67.0第三節(jié)作物的適應性和生態(tài)類型一、作物的適應性作物的適應性是作物適應環(huán)境條件的一種性狀,是長期自然選擇和人工選擇的結果。作物對環(huán)境條件的適應是隨著環(huán)境條件的改變而改變的,不同品種類型所適應的環(huán)境條件不同。了解和掌握這些特性才能創(chuàng)造條件,充分發(fā)揮品種的生產(chǎn)潛力,獲得高額產(chǎn)量。二、作物的生態(tài)類型(一)作物生態(tài)類型的概念作物所處的環(huán)境千差萬別,作物對不斷變化的生態(tài)因子除進行積極的生理和形態(tài)的適應變化外,還通過廣泛的遺傳變異,產(chǎn)生不同條件的種類繁多的基因型,這些不同的基因型就是不同的生態(tài)類型。生態(tài)類型就是同一作物的不同個體群長期處于不同的自然生態(tài)條件和人工栽培條件下,經(jīng)過長期的自然選擇和人工選擇而分化出的在生理生態(tài)特性及形態(tài)特征上不同、適應相應生態(tài)條件的基因型類群。(二)作物生態(tài)類型分類根據(jù)形成生態(tài)類型的主導因子不同,可將生態(tài)類型分為:1、氣候生態(tài)類型2、土壤生態(tài)類型3、生物生態(tài)類型生態(tài)類型作物環(huán)境栽培技術作物所處的環(huán)境條件錯綜復雜,作物就應具有多種生理生態(tài)特性來適應復雜的環(huán)境,否則該作物品種的適應性較差,最終被其它類型所替代。第四節(jié)作物的生長發(fā)育與逆境作物在生長發(fā)育過程中,經(jīng)常會遇到冷、熱、凍、旱、鹽堿和環(huán)境污染等不利環(huán)境條件,即逆境。逆境對作物的生長發(fā)育有諸多影響。作物對不同逆境條件常產(chǎn)生相同或相似的適應方式。作物經(jīng)常通過避免和忍耐來適應和逃避逆境。一、旱澇害與作物的抗逆性我國是季風氣候顯著的國家,降水空間和時間分布上不均,造成不同地區(qū)的干旱和水澇災害。其中,干旱是影響我國農(nóng)作物生產(chǎn)的主要自然災害之一。由于東部降水多,澇災也時常發(fā)生,為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來很大危害。(一)干旱對作物生產(chǎn)的危害1、干旱干旱一般分為氣候干旱和土壤干旱。土壤干旱即長期缺少降水,土壤干燥引起作物缺水,造成生理失調(diào)和產(chǎn)量下降;大氣干旱是指空氣濕度較低,作物蒸騰失水過快,引起體內(nèi)水分失調(diào),導致暫時性萎蔫。2、作物對高溫干旱的適應方式(1)抗旱與耐旱:抗旱性是指作物許多形態(tài)生理等生物學特性的綜合表現(xiàn),是在干旱條件下適應和抵抗干旱使作物不受旱害的特性;耐旱性是作物受旱害后反應出的適應性。(2)作物對干旱逆境的不同反應(3)作物不同生育時期的抗旱性不同(二)水分過多的危害和作物的適應性1、水分過多對作物的危害(1)澇災的影響(2)漬害對作物的影響2、作物的抗?jié)衬芰Γㄈ┖禎澈Φ姆烙?、選擇合適的作物和品種2、增施肥料3、精細整地,蓄水保墑4、噴施某些化學物質(zhì),減少蒸騰5、苗期抗旱鍛煉6、保護地栽培7、采取高畦深溝栽培、臺田栽培、暗溝排水防澇8、適時灌溉二、低溫冷害和凍害對作物的影響(一)低溫對作物的傷害霜害:伴隨霜而來的低溫使作物所受的危害。凍害:作物體受到零下低溫的傷害使作物細胞間隙結冰引起的傷害。冷害:生長季節(jié)內(nèi)零上低溫使作物生長發(fā)育受害,造成生育延遲甚至生理障礙,導致減產(chǎn)的現(xiàn)象。(二)低溫冷害延遲型冷害:作物生育期間遇到較長時間低溫,使生理活性減弱甚至停止延遲抽穗和成熟,使作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降。障礙型冷害:在作物生殖生長期間遭受短時間的低溫,使生殖器官的結構和功能受到破壞,造成不育或部分不育而減產(chǎn)。混合型冷害:延遲型冷害和障礙型冷害在生育期間混合發(fā)生。(三)主要作物對低溫冷害的反應低溫年(1955、1957、1969、1972)作物對低溫的反應作物共減產(chǎn)(億kg)平均減產(chǎn)(億kg)減產(chǎn)率(%)水稻12.353.133.5高粱15.63.931.4大豆6.951.7520.9玉米17.04.2513.2谷子4.11.0510.6(四)低溫冷害對作物生長發(fā)育的影響在生理上,冷害可造成生物膜的傷害,光合速率下降,呼吸作用變化,物質(zhì)代謝紊亂,水分平衡失調(diào)。在營養(yǎng)生長方面,可影響發(fā)芽,造成粉種和爛種,苗期失綠或爛秧;節(jié)間縮短,植株矮化,葉片減少,葉面積縮小。生殖生長方面,可延遲抽穗和開花,不育率提高,結實率和粒重下降。(五)低溫冷害的防御1、選育耐寒高產(chǎn)的作物品種2、對作物進行抗低溫鍛煉3、合理施肥4、保護地栽培5、正確確定播期,預防冷害6、加強田間管理,采取綜合農(nóng)業(yè)技術措施一、人和社會因素年份世界總人口時間跨度增加人口數(shù)量183010億193020億100年10億196030億30年10億197540億15年10億198750億12年10億200060億13年10億二、生產(chǎn)水平三、品種四、栽培技術過去現(xiàn)在將來時間對應于作物增產(chǎn)各階段的技術系列(引自Arrmy&Greer,1967)ABDE合成農(nóng)業(yè)光合作用生產(chǎn)體制生長調(diào)解劑新株型雜種優(yōu)勢殺蟲劑除草劑第二節(jié)作物生產(chǎn)的主要技術環(huán)節(jié)作物生產(chǎn)的主要技術環(huán)節(jié)包括整地、播種、施肥、灌溉、排水、田間管理和收獲等農(nóng)業(yè)技術措施,主要是因地因時為作物生長發(fā)育創(chuàng)造適宜的環(huán)境條件,改善和調(diào)控作物與環(huán)境條件的關系,達到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的目的。(一)選擇優(yōu)良品種1、選擇優(yōu)良品種的意義2、品種選用的原則3、種子質(zhì)量一、種品種選用的原則根據(jù)當?shù)卦耘嘀贫雀鶕?jù)當?shù)氐淖匀粭l件和生產(chǎn)條件做好品種布局和搭配根據(jù)市場需求種子質(zhì)量(1)種子清選A、篩選B、風選C、液體比重選(2)種子處理A、曬種B、消毒C、浸種D、藥劑拌種E、種衣劑拌種F、催芽(二)合理密植1、密度的確定(1)根據(jù)種植方式(2)土壤肥力(3)品種特性2、播種量的確定(三)機械技術狀態(tài)(四)整地質(zhì)量1、耕翻時間:伏秋翻2、耕翻深度3、表土作業(yè)(五)播種時期的確定1、品種特性2、氣候條件3、栽培制度4、病蟲害5、種植方式(六)嚴格控制播深播種深度在作物播種過程中是一個非常小的技術環(huán)節(jié),但卻影響著作物一生,對作物產(chǎn)量形成和最終產(chǎn)量影響很大。任何作物都有適宜的播深。播種過深和過淺對作物生長發(fā)育均有影響。播種過淺→適宜播深→播種過深(七)播種方式1、撒播2、條播3、穴播4、精量播種(八)育苗移栽1、育苗移栽的意義(1)可緩和季節(jié)矛盾,充分利用自然資源,延長作物生育期,增加復種指數(shù),促進各種作物平衡增產(chǎn)。(2)苗床面積小,便于精細管理,有利于培育壯苗。(3)能實行集約經(jīng)營,節(jié)省種子、化肥、農(nóng)藥等投資。(4)育苗可按計劃規(guī)格移栽,保證單位面積的合理密度和苗全苗壯。2、育苗方式(1)露地育苗(2)保溫育苗(3)增溫育苗3、苗床的管理(1)溫度的管理(2)水分的管理(3)間苗、疏苗和病蟲害管理(九)合理施肥影響施肥效果的因素1、氣候條件:溫度、降雨量、日照2、土壤條件:酸堿性、供肥保肥性能3、作物營養(yǎng)特性(1)作物吸收養(yǎng)分具有選擇性(2)作物不同生育時期所需營養(yǎng)元素的種類、數(shù)量和比例不同。二、管(一)播后鎮(zhèn)壓(二)查田補苗和間苗(三)壓青苗(四)中耕除草(五)病蟲害防治(六)合理追肥(七)合理灌溉和排水(一)播后鎮(zhèn)壓
作用:在于疏松土壤提高出苗率,減少水分蒸發(fā),增高地溫,消滅雜草和苗期病蟲害等。按耙地時間分出苗前和出苗后耙地兩種。1、出苗前耙地一般用于子葉出土,幼苗破土力弱的雙子葉作物,如大豆等,使用的農(nóng)具為旋轉齒耙或輕型釘耙。耙地深度以2~3cm為宜。2、出苗后耙地一般適用于播種較早,出苗前土壤板結,出苗后雜草較多又不便中耕除草的密植作物。
(三)苗期鎮(zhèn)壓1、作用:在于提墑保水,促使根系與土壤緊密接觸,抑制地上部生長,促進底下根系生長和分蘗的早生快發(fā),蹲苗壯秧,提高作物幼苗的抗旱能力。對生長過旺的麥田,還有防止和減輕倒伏的作用。2、時期和方法:以抗旱提墑為目的的應在三葉期進行。過早苗小,壓后不易恢復;過晚影響鎮(zhèn)壓效果。以防倒伏為目的鎮(zhèn)壓應在麥田起身前(4葉1心)進行為好。鎮(zhèn)壓工具可采用“V”形鎮(zhèn)壓器。鎮(zhèn)壓程度是將麥苗壓倒,葉片有碾傷但不折斷。整地好的可順壟鎮(zhèn)壓,壟溝壟臺明顯的耙茬地可橫壟鎮(zhèn)壓。一般鎮(zhèn)壓1~2次。鎮(zhèn)壓速度宜慢不宜快。
(四)中耕除草
1.中耕中耕可以疏松土壤,消滅雜草,減少地力消耗,增加土壤通透性,利于土壤微生物活動,促進有機物質(zhì)分解,提高土壤有效養(yǎng)分,抑制鹽分上升;培土具有增加土溫,提高抗倒伏能力,利于結莢和塊根膨大,在雨水多的地方有利于排水防澇。中耕進行時間、次數(shù)、深度和培土高度因作物、環(huán)境條件,田間雜草和耕作精細程度而定。一般進行2~3次,以保持田間表土疏松,無雜草。中耕深度第一次8~10cm,第二次7~8cm,第三次5~6cm,培土一般結合中耕進行。
2.除草(1)雜草的特點①雜草具有密集的根系和頑強的生活力,能適應各種環(huán)境。②雜草常是病蟲的中間寄主和越冬場所,雜草叢生將增加病蟲傳播和嚴重程度,降低作物產(chǎn)量和品質(zhì)。③作物中混入雜草種子,降低種子純度。④機械化收獲,雜草多會造成機械堵塞,影響收獲進度,增加收獲損失。⑤有些雜草對人畜有直接毒害作用。
常見的雜草馬齒莧莧菜和狗尾草蒲公英和苣荬菜無芒稗草和野燕麥(3)防除雜草的方法①農(nóng)業(yè)除草法。如精選種子,輪作換茬,水旱輪作,合理耕作等。②機械除草法。如機械中耕除草。③化學除草法。應用化學除草劑來防治雜草。
除草劑的種類a.按除草劑對作物與雜草的作用可分為選擇性除草劑和滅生性除草劑。b.按除草劑在植物體內(nèi)的輸導性能分為輸導型除草劑和觸殺型除草劑。c.按使用方法分為土址處理劑和莖葉處理劑。(五)病蟲害防治
1.農(nóng)業(yè)防治2.生物防治3.理化防治(1)物理防治(2)化學防治(六)合理灌溉
1.灌溉定額灌水定額:每次單位面積上的灌水量。灌溉定額:各次灌水定額之和。(m3/hm2)2.節(jié)水灌溉目前我國采用的灌溉方法,按向田間輸水的方式和濕潤土壤的方式分為地面灌溉、地下灌溉、噴灌和滴灌四大類。節(jié)水灌溉是指要充分有效地利用自然降水和灌溉水,最大限度地減少作物耗水過程中的損失,優(yōu)化灌水次數(shù)和灌水定額,把有限的水資源用在作物最需要的時期,最大限度地提高單位面積耗水量的產(chǎn)量和產(chǎn)值。
(1)地面灌溉(2)地下灌溉(3)噴灌(4)滴灌噴灌滴灌(八)植物生長調(diào)節(jié)劑在作物生產(chǎn)中的應用
植物生長調(diào)節(jié)劑泛指從外部施加給植物,在低濃度下引起生長發(fā)育發(fā)生變化的人工合成或人工提取的化合物。人工合成的植物生長調(diào)節(jié)劑有的是模擬激素的分子結構而合成的,有的是合成后經(jīng)活性篩選而得到的。
1、分類(1)生長素類(2)赤霉素類(3)細胞分裂素類(4)乙烯釋放劑(5)脫落酸(6)生長延緩劑(7)生長抑制劑(8)油菜素內(nèi)酯(BR)用
途
適
用
的
植
物
生
長
調(diào)
節(jié)
劑
名
稱
延長貯藏器官休眠
青鮮素、萘乙酸鈉鹽、萘乙酸甲酯
打破休眠促進萌發(fā)
赤霉素、激動素、硫脲、氯乙醇、過氧化氫
促進莖葉生長
赤霉素、6—芐基氨基嘌呤、油菜素內(nèi)酯、三十烷醇
促進生根
吲哚丁酸、萘乙酸、2,4—D、比久、多效唑、乙烯利、6—芐基氨基嘌呤
抑制莖葉芽的生長
多效唑、優(yōu)康唑、矮壯素、比久、皮克斯、三碘苯甲酸、青鮮素、粉繡寧
促進花芽形成乙烯利、比久、6—芐基氨基嘌呤、萘乙酸、2,4—D、矮壯素
抑制花芽形成
赤霉素、調(diào)節(jié)膦
疏花疏果
萘乙酸、甲萘威、乙烯利、赤霉素、吲熟酯、6—芐基氨基嘌呤
保花保果
2,4—D、萘乙酸、防落素、赤霉素、矮壯素、比久、6—芐基氨基嘌呤
延長花期
多效唑、矮壯素、乙烯利、比久
誘導產(chǎn)生雌花
乙烯利、萘乙酸、吲哚乙酸、矮壯素
誘導產(chǎn)生雄花
赤霉素
用
途
適
用
的
植
物
生
長
調(diào)
節(jié)
劑
名
稱
切花保鮮
氨氧乙基乙烯基甘氨酸、氨氧乙酸、硝酸銀,硫代硫酸銀
形成無籽果實
赤霉素、、2,4—D、防落素、萘乙酸、6—芐基氨基嘌呤
促進果實成熟乙烯利、比久延緩果實成熟2,4—D、赤霉素、比久、激動素、萘乙酸、6—芐基氨基嘌呤。延緩衰老6—芐基氨基嘌呤、赤霉素、2,4—D、激動素提高氨基酸含量多效唑、防落素、吲熟酯提高蛋白質(zhì)含量防落素、西瑪津、莠去津、萘乙酸提高含糖量增甘膦、調(diào)節(jié)膦、皮克斯促進果實著色比久、吲熟酯、多效唑增加脂肪含量萘乙酸、青鮮素、整形素提高抗逆性脫落酸、多效唑、比久、矮壯素
使用植物生長調(diào)節(jié)劑的注意事項
(1)使用生長調(diào)節(jié)劑時,要與其它栽培技術措施相結合,切忌以藥代肥。(2)選擇適宜的濃度,不要改變濃度。(3)選擇適宜的施藥時期和施藥方法。(4)因地制宜,順應天時。(5)不要隨意混用。
(6)要選擇合適的種類和用途。
一、作物生產(chǎn)力的概念把初始生產(chǎn)者即作物所具有的這種對外界能量和物質(zhì)進行吸收、轉化和積累的能力,稱為作物生產(chǎn)力。不同作物、同一作物不同品種、同一品種不同栽培條件作物生產(chǎn)力有很大差異。作物生產(chǎn)潛力和現(xiàn)實生產(chǎn)力我們假設環(huán)境中光、溫、水、二氧化碳和氧氣均不對作物生長施加限制;土壤基礎良好;無病蟲害及其它自然災害的破壞。作物在所
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