作物栽培学总论第三章-作物产量形成课件

第三章第三章 作物产量形成作物产量形成第一节第一节 作物生产力及限制因素作物生产力及限制因素 作物栽培的目的是为了获得较高的产量，作物栽培的目的是为了获得较高的产量，从而获得较高的经济效益。作物生产的实质从而获得较高的经济效益。作物生产的实质是绿色植物的生产，转换贮存能量。作物之是绿色植物的生产，转换贮存能量。作物之所以能够进行物质生产，主要是作物具有生所以能够进行物质生产，主要是作物具有生产力。产力。第三章 作物产量形成第一节 作物生产力及限制因素1一、作物生产力的概念一、作物生产力的概念 把初始生产者即作物所具有的这种对把初始生产者即作物所具有的这种对外界能量和物质进行吸收、转化和积累外界能量和物质进行吸收、转化和积累的能力，称为的能力，称为作物生产力作物生产力。不同作物、同一作物不同品种、同一不同作物、同一作物不同品种、同一品种不同栽培条件作物生产力有很大差品种不同栽培条件作物生产力有很大差异异。一、作物生产力的概念 把初始生产者即作物所具有的这种对2作物生产潜力和现实生产力作物生产潜力和现实生产力 我们假设环境中光、温、水、二氧化碳和氧气均我们假设环境中光、温、水、二氧化碳和氧气均不对作物生长施加限制；土壤基础良好；无病虫害不对作物生长施加限制；土壤基础良好；无病虫害及其它自然灾害的破坏。作物在所有的生长因子都及其它自然灾害的破坏。作物在所有的生长因子都充分地、合理地、而又适时适量地得到供应，同时充分地、合理地、而又适时适量地得到供应，同时作物群体结构处于最适状态下达到的生产力是最大作物群体结构处于最适状态下达到的生产力是最大生产力，也就是生产力，也就是生产潜力生产潜力。作物在某一具体环境条件下表现出来的生产力是作物在某一具体环境条件下表现出来的生产力是现实生产力现实生产力。作物生产潜力和现实生产力 我们假设环境中光、温、水、二34000800012000气候气候土壤生产潜力土壤生产潜力作物生产潜力作物生产潜力最大生产潜力最大生产潜力750050003750最大生产力最大生产力光温生产力光温生产力光合生产潜力光合生产潜力气候生产力气候生产力4000800012000气候土壤生产潜力作物生产潜力最大4二、限制作物生产潜力的因素二、限制作物生产潜力的因素1、光能利用率低、光能利用率低2、温度：积温不足、温度：积温不足3、水分：降水在空间和时间上分布、水分：降水在空间和时间上分布不均不均4、土壤基础肥力下降、土壤基础肥力下降5、管理措施跟不上、管理措施跟不上二、限制作物生产潜力的因素1、光能利用率低5三、提高产量潜力的途径三、提高产量潜力的途径1、高光效育种，提高光能利用率、高光效育种，提高光能利用率2、合理密植，提高光能截获率、合理密植，提高光能截获率3、利用间作、套作和复种，提高光能利用率、利用间作、套作和复种，提高光能利用率4、合理安排茬口、合理安排茬口5、采用最佳综合栽培技术，利用育苗移栽和地、采用最佳综合栽培技术，利用育苗移栽和地膜覆盖技术。膜覆盖技术。三、提高产量潜力的途径1、高光效育种，提高光能利用率6第二节第二节 作物产量和产量构成因子作物产量和产量构成因子一、作物产量一、作物产量（一）一）生物产量生物产量：作物在整个生育期间生产：作物在整个生育期间生产和积累的有机物质的总量，即全部植株干物和积累的有机物质的总量，即全部植株干物质的收获量。质的收获量。（二）（二）经济产量经济产量：是指栽培目的所需要的有：是指栽培目的所需要的有经济价值的经济价值的主产品主产品的收获量的收获量。第二节 作物产量和产量构成因子一、作物产量7（三）经济系数（三）经济系数经济系数经济系数=经济产量生物产量经济产量生物产量1、收获器官不同，经济系数不同、收获器官不同，经济系数不同2、主产品的化学成分不同，经济系数、主产品的化学成分不同，经济系数也不一样也不一样。（三）经济系数经济系数=经济产量生物产量8不同作物的经济系数不同作物的经济系数作作 物物经经 济济 系系 数数水稻和小麦水稻和小麦0.350.50玉玉 米米0.300.40薯薯 类类 作物作物0.700.85甜甜 菜菜0.60油油 菜菜0.28大大 豆豆0.250.35籽籽 棉棉0.350.40皮棉皮棉0.130.16烟草烟草0.600.70叶菜类叶菜类1.0不同作物的经济系数作 9二、作物产量构成因子二、作物产量构成因子作作 物物产产 量量 构构 成成 因因 子子禾谷类禾谷类 穗数、每穗实粒数、粒重穗数、每穗实粒数、粒重豆豆 类类株数、每株有效分枝数、每分枝荚数、每荚实粒数、粒重株数、每株有效分枝数、每分枝荚数、每荚实粒数、粒重薯薯 类类株数、每株薯块数、单薯重株数、每株薯块数、单薯重棉棉 花花株数、每株有效铃数、每铃籽棉重、衣分株数、每株有效铃数、每铃籽棉重、衣分油油 菜菜株数、每株有效分枝数、每分枝角果数、每角果粒数、粒重株数、每株有效分枝数、每分枝角果数、每角果粒数、粒重甘甘 蔗蔗有效茎数、单茎重有效茎数、单茎重烟烟 草草株数、每株叶数、单叶重株数、每株叶数、单叶重绿绿 肥肥株数、单株重株数、单株重二、作物产量构成因子作 物产 量 构 成 10产量构成因子之间的关系产量构成因子之间的关系1、各产量构成因子的数值越大，产量就越高。、各产量构成因子的数值越大，产量就越高。各产量构成因子各产量构成因子相互制约相互制约。2、产量构成因子之间、产量构成因子之间负相关负相关 在任何情况下作物产量都随产量构成因在任何情况下作物产量都随产量构成因子的增加而增加；单位面积穗数和单粒重在子的增加而增加；单位面积穗数和单粒重在低产低肥条件下与产量关系密切，在高产高低产低肥条件下与产量关系密切，在高产高肥和穗数达到一定范围后关系不大。穗粒数肥和穗数达到一定范围后关系不大。穗粒数在提高穗粒重的作用中占在提高穗粒重的作用中占6080%。千粒重比。千粒重比较稳定。较稳定。产量构成因子之间的关系11第三节作物产量形成特点第三节作物产量形成特点1、作物产量形成具有一定顺序性、作物产量形成具有一定顺序性2、各产量构成因子在产量形成过程中、各产量构成因子在产量形成过程中各具特点各具特点3、对环境和栽培技术要求也有一定差、对环境和栽培技术要求也有一定差异异4、产量构成因子间具有补偿作用、产量构成因子间具有补偿作用第三节作物产量形成特点1、作物产量形成具有一定顺序性12产量构成因子间的补偿作用产量构成因子间的补偿作用株数株数穗数穗数粒数粒数粒重粒重粒数穗粒数穗单粒重（单粒重（mg）小小麦麦54427.517484.8809.240.946.3114495.016978.5767.534.345.2149585.018544.5806.731.743.5水水稻稻179480.032400.0868.367.526.8293550.532589.6870.259.226.7627649.531565.7842.848.626.7674673.527546.2724.540.926.3玉玉米米33.71627.9392.3446241.065.82064.8458.8356222.296.91758.7350.0256198.9128.31627.2317.3179194.6产量构成因子间的补偿作用株数穗数粒数粒重粒数13第四节干物质生产、转运分配与产量形成第四节干物质生产、转运分配与产量形成一、干物质的生产（源）一、干物质的生产（源）作物在生长发育过程中进行干物质生产的作物在生长发育过程中进行干物质生产的主要器官是叶片主要器官是叶片源。源。源的大小和生产能力直接影响物质生产的源的大小和生产能力直接影响物质生产的量，进而影响作物产量的形成。量，进而影响作物产量的形成。第四节干物质生产、转运分配与产量形成一、干物质的生产（源）14源的供给能力源的供给能力禾谷类作物开花禾谷类作物开花前的光合产物前的光合产物产量器官产量器官贮备在茎、叶、鞘贮备在茎、叶、鞘 在现代高产栽培情况下，产量大部分来自在现代高产栽培情况下，产量大部分来自于花后的光合产物。于花后的光合产物。要求在栽培上控制好源要求在栽培上控制好源器官，使叶面积指数在灌浆期间具有较高值器官，使叶面积指数在灌浆期间具有较高值和维持较长时间。和维持较长时间。源的供给能力禾谷类作物开花前的光合产物产量器官贮备在茎、叶、151、穗子顶生作物籽粒碳水化合物主要来自、穗子顶生作物籽粒碳水化合物主要来自于穗和最上部于穗和最上部3片叶的光合作用，但不同叶片叶的光合作用，但不同叶片的贡献不同。片的贡献不同。2、玉米棒三叶，特别是穗位叶的光合产物、玉米棒三叶，特别是穗位叶的光合产物主要供给果穗；主要供给果穗；3、大豆各层次叶面积与豆粒间的相关显著；、大豆各层次叶面积与豆粒间的相关显著；4、油菜花后主要光合部位是角果。、油菜花后主要光合部位是角果。不同部位的叶片对产量的贡献不同不同部位的叶片对产量的贡献不同1、穗子顶生作物籽粒碳水化合物主要来自于穗和最上部3片叶的光16增强源的供给能力的措施增强源的供给能力的措施1、延长光合时间、延长光合时间2、提高光合强度、提高光合强度3、增加光合面积、增加光合面积4、二氧化碳充足、二氧化碳充足增强源的供给能力的措施1、延长光合时间17二、干物质的积累二、干物质的积累库库正在生长的幼嫩组织正在生长的幼嫩组织暂时性的贮藏器官暂时性的贮藏器官永久性的贮藏器官永久性的贮藏器官二、干物质的积累库正在生长的幼嫩组织暂时性的贮藏器官永久性的18库的贮积能力库的贮积能力灌浆持续期灌浆持续期灌浆强度灌浆强度库的贮积能力库的贮积能力库的贮积能力灌浆持续期灌浆强度库的贮积能力19二、干物质的转运二、干物质的转运（一）运转速率和比集运量一）运转速率和比集运量运转速率运转速率是指单位时间内运转同化物的量是指单位时间内运转同化物的量比集运量比集运量是指单位时间内单位韧皮部横截面是指单位时间内单位韧皮部横截面运转的同化物的量。运转的同化物的量。二、干物质的转运（一）运转速率和比集运量20（二）同化物的运输方向（二）同化物的运输方向1、就近运输、就近运输 每个叶片生产的同化物首先或大量每个叶片生产的同化物首先或大量地运到距它最近的需求器官地运到距它最近的需求器官。2、同侧运输、同侧运输 有些作物叶片生产的同化物运向同有些作物叶片生产的同化物运向同侧的需求器官侧的需求器官。（二）同化物的运输方向21（三）源库的相互关系与同化物运输（三）源库的相互关系与同化物运输1、源的光合能力与同化物运输、源的光合能力与同化物运输 当光合旺盛的情况下，同化物的运输能力当光合旺盛的情况下，同化物的运输能力也增强。也增强。2、库对同化物运转的影响、库对同化物运转的影响 光合产物运转的数量、方向、速度都因库光合产物运转的数量、方向、速度都因库的状态而变化。的状态而变化。（三）源库的相互关系与同化物运输1、源的光合能力与同化物运输22三、整个生育期同化物的分配三、整个生育期同化物的分配 许多作物生育前期茎叶既是源也是库，干物质许多作物生育前期茎叶既是源也是库，干物质在茎叶中积累迅速；在生育后期大部分同化产物运在茎叶中积累迅速；在生育后期大部分同化产物运向籽粒。向籽粒。在整个生育期中，不同生育时期有不同的同化物在整个生育期中，不同生育时期有不同的同化物分配中心。分配中心。生殖生长阶段同化物的分配与经济产量形成有关。生殖生长阶段同化物的分配与经济产量形成有关。经济产量来自部分生殖阶段的光合产物；抽穗前经济产量来自部分生殖阶段的光合产物；抽穗前植株中光合产物向籽粒运转的能力。植株中光合产物向籽粒运转的能力。三、整个生育期同化物的分配23干干 物物 质质（g/株）株）干干 物物 质质(t/ha)0 4 8 12 16 20605040302010121086420播种后周数播种后周数 植株及其各部分物质积累的一般图示植株及其各部分物质积累的一般图示总量果茎叶根干 物 质（g/株）干 物 质(24140120100806040200 15 30 45 60 75 90 105 1202030出苗后日数出苗后日数 高粱干物质分配率（李淮滨，高粱干物质分配率（李淮滨，1986）干物质分配率干物质分配率（%）叶叶鞘鞘穗穗茎茎140120100806040200 15 325四、同化物的再分配四、同化物的再分配 同化物由沉积的地方运到利用它的同化物由沉积的地方运到利用它的地方叫再利用。地方叫再利用。籽粒中同化物的来源籽粒中同化物的来源1、功能叶的光合作用、功能叶的光合作用2、非叶部分的光合作用、非叶部分的光合作用3、贮藏器官中贮积的同化物再利用、贮藏器官中贮积的同化物再利用四、同化物的再分配 同化物由沉积的地方运到利用它的地方26