作物的群体特征

第 三 节 作 物 的 群 体 特 征 一 、 作 物 群 体 的 基 本 概 念 二 、 作 物 群 体 结 构 与 指 标 体 系 三 、 作 物 群 体 的 源 库 流 第 三 节 作 物 的 群 体 特 征 1、 群 体 的 概 念 ：作 物 群 体 是 指 该 种 作 物 的 许 多 个 体 的 聚 集 体 。作 物 群 体 是 由 个 体 所 组 成 的 ， 但 不 是 单 纯 个 体 的简 单 相 加 ， 而 是 每 个 个 体 被 组 合 成 为 一 个 有 机 的整 体 。 作 物 群 体 具 有 自 身 新 的 特 点 。在 作 物 群 体 中 ， 个 体 与 群 体 之 间 、 个 体 与 个 体 之间 都 存 在 着 密 切 的 相 互 关 系 。一 、 作 物 群 体 的 基 本 概 念 作 物 栽 培 的 对 象 是 作 物 群 体 ， 在 作物 生 产 上 就 必 须 根 据 作 物 群 体 与 个 体 及群 体 中 个 体 与 个 体 之 间 的 相 互 关 系 ， 采取 有 效 的 农 业 技 术 措 施 ， 调 控 群 体 发 展过 程 ， 提 高 群 体 的 光 合 作 用 与 物 质 生 产能 力 。 （ 1） 群 体 结 构 、 特 性 及 自 动 调 节 功 能2、 作 物 群 体 的 特 点 一、作物群体的基本概念禾 本 科 作 物 同 一 稻 麦 品 种 ， 同 时 播 种 的 植 株 ，在 其 他 条 件 一 致 的 情 况 下 ， 在 密 度 较 大 的 群 体 中 ，其 分 蘖 数 目 会 较 早 达 到 高 峰 ， 且 分 蘖 高 峰 维 持 时间 较 短 ;相 反 ？ 这 说 明 分 蘖 的 消 长 不 仅 是 植 株 个 体 特 性的 表 现 ， 而 且 还 与 群 体 的 大 小 有 关 。 当 某 处 缺 少 几 株 时 ， 其 周 围 的 个 体 会 生长 发 育 更 旺 盛 ， 以 弥 补 空 缺 ， 这 就 是 群体 自 动 调 节 能 力 . （ 2） 个 体 与 群 体 、 个 体 与 个 体 及 个 体 内 器 官 间 的 关 系 一、作物群体的基本概念群 体 的 结 构 和 特 性 是 由 个 体 数 及 个 体 生 育 状 况决 定 的 ， 而 个 体 的 生 育 状 况 又 反 映 出 群 体 的 影响 。这 是 因 为 群 体 内 部 诸 如 温 度 、 光 照 、 CO2、 湿度 、 风 速 等 环 境 因 素 ， 是 随 着 个 体 数 目 而 变 化 。群 体 内 部 的 环 境 因 素 又 反 过 来 影 响 单 株 数 目 和生 长 发 育 。 作 物 群 体 结 构 主 要 指 群 体 的 组 成 、大 小 、 分 布 、 长 相 、 动 态 变 化 以 及 整 齐度 等 ， 与 产 量 和 品 质 有 密 切 关 系 ， 既 反映 群 体 的 特 性 ， 又 是 影 响 个 体 生 长 发 育状 况 的 主 要 因 素 。二 、 作 物 群 体 结 构 与 指 标 体 系 二、作物群体结构与指标体系 作 物 群 体 组 成 是 指 构 成 群 体 的 作 物 种 类以 及 主 茎 与 分 枝 (蘖 )的 比 例 和 分 布 情 况 。 同 一 作 物 组 成 的 群 体 叫 单 一 群 体 ， 不 同种 或 品 种 (尤 指 生 育 期 不 同 的 品 种 或 株 高差 异 大 的 品 种 )组 成 的 群 体 ， 叫 做 复 合 群体 ， 如 间 作 、 套 作 、 混 作 的 群 体 。 作 物 群 体 组 成 二、作物群体结构与指标体系 作 物 群 体 组 成 二、作物群体结构与指标体系 作 物 群 体 大 小 的 衡 量 指 标 有 密 度 、 干物 质 积 累 量 、 茎 蘖 (枝 )数 、 叶 面 积 指 数 、穗 (铃 、 角 、 荚 )数 、 根 系 发 达 程 度 等 。 除密 度 外 ， 群 体 大 小 是 随 生 育 进 程 而 动 态 消长 的 。 群 体 大 小 二、作物群体结构与指标体系 密 度 是 决 定 群 体 大 小 的 最 基 本 要 素 ，是 作 物 群 体 发 展 的 起 点 ， 对 生 育 进 程 中 群体 大 小 的 动 态 变 化 有 着 深 刻 的 影 响 。 因 此 ，在 作 物 栽 培 中 ， 确 定 合 理 的 群 体 起 点 （ 密度 ） 是 一 个 重 要 的 内 容 。a 密 度 二、作物群体结构与指标体系 不 仅 可 以 反 映 出 个 体 生 育 状 况 ， 而 且 也 是 反映 群 体 物 质 生 产 和 运 输 分 配 的 常 用 指 标 。 例 如在 群 体 较 大 的 情 况 下 ， 群 体 干 物 质 可 能 也 大 ，而 个 体 干 物 质 积 累 量 可 能 较 小 。 也 可 能 出 现 群体 和 个 体 都 较 小 的 情 况 ， 此 时 说 明 群 体 结 构 很不 合 理 。 b 干 物 质 积 累 量 二、作物群体结构与指标体系 是 反 映 群 体 光 合 面 积 大 小 的 指 标 。 一 般 LAI是随 生 育 进 程 而 动 态 变 化 的 ， 最 大 LAI一 般 出 现 在初 花 (孕 穗 )期 。 LAI不 是 越 大 越 好 ， 高 产 群 体 要求 有 一 个 适 宜 的 LAI和 动 态 消 长 进 程 。c 叶 面 积 指 数 (LAI) 二、作物群体结构与指标体系 是 指 群 体 内 所 有 茎 蘖 (枝 )随 生 育 进 程 的 消 长动 态 状 况 ， 反 映 群 体 大 小 、 个 体 健 壮 程 度 、 有效 分 蘖 (枝 )比 例 、 对 产 量 的 贡 献 等 。d 茎 蘖 (枝 )动 态 二、作物群体结构与指标体系 作 物 群 体 及 产 量 构 成 因 素 之 一 ， 是 群 体 中 与 产量 关 系 非 常 密 切 的 指 标 。e 穗 数 (铃 数 、 角 数 、 荚 数 ) 二、作物群体结构与指标体系 包 括 单 位 体 积 土 壤 中 根 系 扩 展 度 、 根 系 数 目及 根 系 长 短 粗 细 、 根 系 活 力 、 根 系 干 物 质 积 累量 等 。 f 根 系 发 达 程 度 二、作物群体结构与指标体系 是 指 群 体 内 个 体 以 及 个 体 各 个 器 官 在 群体 中 的 时 空 分 布 和 配 置 。群 体 分 布w群 体 时 间 分 布 w群 体 水 平 分 布 与 配 置w群 体 空 间 分 布 二、作物群体结构与指标体系 是 指 随 着 生 育 进 程 的 群 体 发 展 状 况 ， 实 际 上 就是 群 体 动 态 变 化 。例 如 棉 花 的 “ 四 桃 ” 即 伏 前 桃 、 伏 桃 、 早 秋 桃 、晚 秋 桃 就 是 按 时 间 分 布 来 划 分 的 。一 方 面 反 应 群 体 结 构 的 动 态 发 展 ，另 一 方 面 从 这 种 动 态 发 展 与 生 育 进 程 的 同 步 性 与 否上 ， 可 反 映 群 体 与 个 体 间 的 关 系 。复 合 群 体 的 时 间 分 布 与 配 置 还 指 作 物 间 的 共 生期 长 短 等 。 a 群 体 时 间 分 布 二、作物群体结构与指标体系 主 要 指 个 体 分 布 的 均 匀 度 、 整 齐 度 、 株 行 距 、套 作 的 预 留 行 宽 度 等 。b 群 体 水 平 分 布 与 配 置 二、作物群体结构与指标体系是 指 群 体 垂 直 立 体 分 布 。 群 体 生 育 中 前 期 可 分为 三 个 层 次 :光 合 层 、 支 持 层 和 吸 收 层 。 生 育 中后 期 还 要 加 上 结 实 层 。稻 、 麦 、 油 菜 的 结 实 层 在 上 部 ， 花 生 的 结 实 层在 下 部 (土 中 )， 玉 米 的 结 实 层 在 中 部 ， 大 豆 棉花 的 结 实 层 上 、 中 、 下 部 均 有 分 布 。结 角 层 结 构 质 量 直 接 反 映 产 量 与 品 质 。 复 合 群体 还 包 括 间 套 作 作 物 间 的 空 间 配 置 。c 群 体 空 间 分 布 二、作物群体结构与指标体系 产 量 构 成 因 素 协 调 发 展 ， 有 利 于 保 穗 (果 )增 粒增 重 ； 主 茎 和 分 枝 (蘖 )间 协 调 进 展 ， 有 利 于 塑 造 良 好的 株 型 ， 减 少 无 效 枝 (蘖 )的 消 耗 ； 群 体 与 个 体 、 个 体 与 个 体 、 个 体 内 部 器 官 之 间协 调 发 展 ；作 物 高 产 群 体 的 特 点 二、作物群体结构与指标体系 生 育 进 程 与 生 长 中 心 转 移 、 生 产 中 心 (光 合 器官 )更 替 、 叶 面 积 指 数 (LAI)、 茎 蘖 (枝 )消 长 动态 等 诸 进 程 合 理 一 致 ； 叶 层 受 光 态 势 好 ， 功 能 期 稳 定 ， 光 合 效 能 大 ，物 质 积 累 多 ， 转 运 效 率 高 。 源 库 流 基 本 概 念源 与 作 物 产 量 库 与 作 物 产 量 流 与 产 量 内 容 物 的 运 输 和 分 配 三 、 作 物 群 体 的 源 库 流 源 就 是 指 光 合 产 物 供 给 源 或 代 谢 源 ， 是 制 造 和提 供 养 料 的 器 官 ， 主 要 指 作 物 茎 、 叶 为 主 体 的全 部 营 养 器 官 。库 指 光 合 产 物 贮 藏 库 或 代 谢 库 ， 也 就 是 接 纳 或最 后 贮 藏 养 料 的 器 官 ， 如 籽 粒 、 花 果 、 幼 叶 、根 系 等 。 作 物 接 纳 养 料 的 库 可 以 不 止 一 个 ， 可区 分 为 主 库 与 次 库 。流 则 是 指 控 制 养 料 运 输 的 器 官 输 导 系 统 。但 是 ， 源 库 流 三 类 器 官 的 功 能 不 能 截 然 分 开 ，而 是 可 以 互 相 转 变 或 替 代 。三、作物群体的源库流基 本 概 念 源 与 作 物 产 量三、作物群体的源库流作 物 一 生 所 形 成 的 全 部 干 物 质 中 ， 光 合 作 用 直接 生 产 的 有 机 物 质 占 90% 95 ； 产 量 （ 光 合 面 积 光 合 能 力 （ 强 度 ） 光 合时 间 ） 一 呼 吸 消 耗 收 获 指 数由 上 式 可 知 ， 光 合 作 用 的 面 积 、 能 力 、 时 间 和光 合 产 物 消 耗 四 个 方 面 ， 均 属 产 量 来 源 的 源 ， 库 与 作 物 产 量三、作物群体的源库流库 的 大 小 与 产 量 : 作 物 光 合 器 官 制 造 的 同 化 产 物 ， 必 须 有 适当 的 库 来 接 纳 才 能 形 成 产 量 。 作 物 的 繁 殖 器官 或 贮 藏 器 官 都 是 库 或 库 容 。 以 水 稻 为 例 ，其 产 量 库 容 的 大 小 取 决 于 下 例 诸 因 素 ： 产 量 贮 藏 库 容 每 平 方 米 穗 数 每 穗 颖 花数 谷 壳 容 积 库 与 作 物 产 量三、作物群体的源库流库 对 源 的 反 馈 作 用 : 作 物 源 库 流 变 化 的 效 果 又 反 过 来 影 响 变化 本 身 称 作 反 馈 作 用 （ feedback） 。 国 内 外许 多 学 者 研 究 表 明 ， 产 量 容 器 库 不 单 纯 是被 动 接 纳 光 合 产 物 的 场 所 ， 而 且 还 具 有 主 动地 影 响 和 控 制 源 的 生 产 效 率 和 流 的 运 转 方 向及 速 度 的 功 能 。 流 与 产 量 内 容 物 的 运 输 和 分 配三、作物群体的源库流 目 前 稻 麦 等 作 物 的 一 些 矮 秆 品 种 一 般 比 高 秆品 种 高 产 ， 其 原 因 之 一 就 在 于 矮 秆 品 种 的 同化 产 物 转 运 分 配 到 穗 部 的 比 例 大 ， 收 获 指 数高 。 例 如 水 稻 高 秆 品 种 谷 /草 比 为 l:1.2 1.5， 而 矮 秆 品 种 一 般 为 1:0.8 1.0。 总 之 ， 作 物 同 化 产 物 的 运 输 （ translocation） 和 分 配 （ partitioning） ， 对 产 量 的 高 低影 响 很 大 。