第五章作物与生态环境1作物的生态因子与生长调节课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第五章作物与生态环境,2024/11/5,1,第五章作物与生态环境2023/10/41,作物,1光照,3水分,2温度,5肥料,4空气,6土壤,2024/11/5,2,作物 1光照3水分2温度5肥料4空气6土壤2023/10/4,基本要求：,掌握作物生态因子的分类及生态因子的作用机制和限制方式；了解作物与各种环境因素的关系,重点：,掌握光照强度和日照长度对作物的影响，积温在农业生产上的应用，水对作物的生理生态作用，作物对,CO,2,和,O,2,浓度变化的反应；作物必需的营养元素及不同作物的需肥规律,难点：,光照和,CO,2,对作物的影响,2024/11/5,3,基本要求：掌握作物生态因子的分类及生态因子的作用机制和限制方,第一节作物的生态因子与生长调节,一、,作物的生态因子,二、作物的生态适应性,三、作物生长的环境调节,2024/11/5,4,第一节作物的生态因子与生长调节一、作物的生态因子2023/,一、 作物的生态因子,（一）,概念,作物的生态环境,：,与作物生长发育相关的所有环境因子的总称。,作物的生态因子,：,构成作物生态环境的成分。,2024/11/5,5,一、 作物的生态因子2023/10/45,生,态,因,子,气候因子：,光、温、水、气、热、风）等。受地理位置和海拔影响,土壤因子：,土壤物理性质、化学性质、肥力状况、生物等,生物因子：,农田中的哺乳动物、昆虫、微生物、杂草,地形因子：,纬度、海拔、坡度、坡向,人为因子：,各种农业技术措施,（二）、 生态因子分类,2024/11/5,6,生 气候因子：光、温、水、气、热、风）等。受地理位置和海拔影,（三）、生态因子的作用机制与限制方式,作用机制,（1）,主次效应：早稻烂秧，低温为主。,（2）交互作用效应:水、肥累加效应。,（3）,a,直接作用：,光、温、水、肥等。,b,间接作用,：纬度、海拔、地形,等。,（4）作用的阶段性。,2024/11/5,7,（三）、生态因子的作用机制与限制方式作用机制 2023/10,2. 限制方式,（1）李比希最小因子定律,（2）谢尔福耐性定律,（3）报酬递减律,（三）、生态因子的作用机制与限制方式,2024/11/5,8,2. 限制方式（三）、生态因子的作用机制与限制方式2023/,（1）李比希最小因子定律（1940，德国）,某一数量不足的营养物质，由于不能满足作物生长的需要，不但会限制作物的生长，同时也将限制其他处于良好状态下的因子发挥作用。,（,a.,相对稳定条件下；,b.,必须考虑因子间相互作用）,图5-1 木桶理论,2024/11/5,9,（1）李比希最小因子定律（1940，德国） 某一数量,（2）谢尔福耐性定律,低,高,种群,没有生物,生物不多,分布中心最多度,没有生物,生物不多,不能耐受带,耐受下限,生理紧张带,最适范围,耐受上限,不能耐受带,图 5-2 耐性定律与生物分布和种群水平的关系,2024/11/5,10,（2）谢尔福耐性定律低高种群没有生物生物不多分布中心最多度没,一种生物对各种生态因子的耐性范围不同；不同生物对同一生态因子的耐性范围也不同。,同一生物在不同发育阶段对生态因子的耐性范围不同。,（,生殖生长阶段要求最严格；对光周期严格的作物或品种，只在光周期感应期内有严格要求，在其它发育阶段没有严格要求。）,（2）谢尔福耐性定律,2024/11/5,11,一种生物对各种生态因子的耐性范围不同；不同生物对同一生态因子,（2）谢尔福耐性定律,3.由于生态因子的互作，当某个生态因子不是处于最适状态时，则生物对其他一些生态因子的耐性范围缩小。,4.对主要生态因子耐性范围宽的品种，其分布范围广。,5.同一生物种内的不同品种，长期生活在不同生态环境下，会形成对多种生态因子的不同耐性范围，从而形成生态型的分化。,2024/11/5,12,（2）谢尔福耐性定律3.由于生态因子的互作，当某个生态因子不,（3）报酬递减律,（,law of diminishing returns),10 9 8 7 6 5 4 3 2 1,输出水平,a,b,c,d,e,g,f,abcdef=0g,1 2 3 4 5 6 7,输入水平,图5-3 收益递减规律示意图,农业生态学，骆世明主编.中国农业出版社.,P258-259,2024/11/5,13,（3）报酬递减律（law of diminishing re,从一定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减少。,报酬递减率在 土壤肥力中有明显表现，,E.A.Mitscherlich,根据肥料试验结果为这一规律描述的方程：,Y=A1-EXP(-KX),A,可能达到的高产极限，,X,是 土壤养分的 水平，,K,为 试验常数，,Y,是作物产量。,（3）报酬递减律,（,law of diminishing returns),2024/11/5,14,从一定土地上所得到的报酬随着向该土,二、作物的生态适应性,（一）,作物的生态适应性,：,（,ecological adaption),作物对环境的要求与实际环境的吻合程度。,作物生长发育和产量形成的节律与环境节律 的吻合程度。,2024/11/5,15,二、作物的生态适应性（一）作物的生态适应性：2023/10/,（二）生态型（,ecotype),：,作物的不同个体群，长期生活在不同的生态环境或人工培育条件下，发生趋异适应，经自然和人工选择分化形成了生态、形态和生理特性不同的基因型类群。,A,气候生态型：光周期、气温、降雨,B,土壤生态型：土壤水分、肥力等。,C,生物生态型：生物条件,种以下的分类：如小麦早、中、晚品种-气候生态型。,2024/11/5,16,（二）生态型（ ecotype)：2023/10/416,（三）生活型(,life form),不同种的生物（作物）在期生活在相同的自然和人工培育环境条件下，会发生趋同适应，在自然和人工选择条件下，形成具有类似形态、生理和生态特性的生物（作物）类群。,种以上的分类：如喜温作物、抗旱作物。,2024/11/5,17,（三）生活型(life form)2023/10/417,三 作物生长的环境调节,图5-4 作物-环境-措施系统示意图,环 境,措 施,作 物,生理生化过程,产品数量质量,直接作用于作物,间接：改善环境,2024/11/5,18,三 作物生长的环境调节图5-4 作物-环境-措施系统示意图,影响作物生育的光照因素有以下方面：,一、光照强度,二、日照长度,三、光谱成分,第二节 作物与光照,2024/11/5,19,影响作物生育的光照因素有以下方面：第二节 作物与光照2,一、 光照强度对作物的影响,（一） 光的重要性：,1、热效应,2、光合作用,3、光形态建成,4、诱发性突变,2024/11/5,20,一、 光照强度对作物的影响（一） 光的重要性：2023/10,（二） 光照度与作物的光合作用,1、作物对光照强度的定量指标有光合作用 的“,光补偿点”和“光饱和点”。,2、,C,3,作物、,C,4,作物和,CAM,作物,3、光强对作物生长的影响,4、光强对作物发育的影响,2024/11/5,21,（二） 光照度与作物的光合作用1、作物对光照强度的定量指标有,O,D,光强/,mol.m,-2,.s,-1,图5-5 光照光合曲线模式图,光合速率,mol.m,-2,.s,-1,A,B,C,2024/11/5,22,O光强/mol.m-2.s-1图5-5 光照光合曲线模式,光饱和点和光补偿点,光补偿点（,compensation point),：,随着光强的增高 ，光合速率相应提高，当达到某一速率时，叶片光合速率与呼吸速率相等，净光合速率为零，这时的光强为光补偿点。,光饱和点,(saturation point)：,开始达到光合速率最大值时的光强。,在一定范围内（低光强区），光合速率随光强的增加而成比例增加；超过一定光强后，光合速率增加边慢；当达到某一光强时，光合速率不在随光强增加而增加，呈现光饱和现象,。,2024/11/5,23,光饱和点和光补偿点光补偿点（compensation poi,作物种类,净光合强度,/,mgdm,-2,h,-1,生长速度,/,kgm,-2,d,-1,C,4,植物,玉米,4663,47,高粱,55,43,甘蔗,4249,50,菠菜,16,13,C,3,植物,烟草,1621,25,水稻,1230,-,表1,C,4,植物及,C,3,植物的净光合强度及生长速度,2024/11/5,24,作物种类净光合强度生长速度C4植物玉米466347高粱55,二、日 照 长 度,（一）、光周期现象和作物光周期类型,（二）、光周期诱导机理,（三）、光周期理论在生产中的应用,2024/11/5,25,二、日 照 长 度（一）、光周期现象和作物光周期类型2023,（一） 光周期现象和作物光周期类型,光周期（,photoperiod）,反应:,作物生育受昼夜长度控制的现象。,前已述及（第一章），按对光周期的反应，大田作物,可以分为长日照作物、短日照作物、中间型作物和定日照作物。,2024/11/5,26,（一） 光周期现象和作物光周期类型光周期（photoperi,（二） 光周期诱导机理,开花,营养态,开花,开花,开花,营养态,营养态,营养态,图5-6 暗期光间断和光期短暂黑暗对花形成的影响,光间断,暗间断,短日植物,长日植物,临界暗期,0 4 8 12 16 20 24,时间/,h,2024/11/5,27,（二） 光周期诱导机理开花营养态开花开花开花营养态营养态营养,实验证明，诱导花原基发育的实际是暗期长度， 而不是日照长度；短日作物对暗期中的光非常敏感。,光周期诱导是一种光信号反应。,并且，在不同波长光的研究中发现，红光最为有效，而远红光的作用相反。,（二） 光周期诱导机理,2024/11/5,28,实验证明，诱导花原基发育的实际是暗期长度， 而不是日照长度,（三） 光周期理论在生产中的应用,引种：,南（北）种北（南）引,育种：,促进花期相遇、加代繁种,控制花期：,花卉（菊花）,调节营养生长和生殖生长：,延迟开花（暗期处理甘蔗、南麻北种）。,2024/11/5,29,（三） 光周期理论在生产中的应用引种：南（北）种北（南）引,在理解作物对日长的反应时应注意：一是作物在达到一定生理年龄时才能接受光诱导，二是对长日照作物并非越长越好，对短日照作物也不是越短越好,1980,s,以来，对水稻、小麦、大豆的光温生态生理研究发现，有些作物品种已不能简单归入以上几类中，不同的光温组合也能诱导开花,（三） 光周期理论在生产中的应用,2024/11/5,30,在理解作物对日长的反应时应注意：一是作,三、太阳光谱成分对作物的影响,（一） 对光合作用的影响,光合有效辐射：可见光范围内400-760,nm,的大部分光能被作物质体色素所吸收。,红、橙光为生理有效光。叶绿素,蓝、紫光叶绿素、胡萝卜素,绿光被叶片射和透射，生理无效光,2024/11/5,31,三、太阳光谱成分对作物的影响（一） 对光合作用的影响2023,（二） 对作物生长的影响,蓝紫光、青光抑制作物伸长生长,红光促进茎伸长。,（三） 不可见光的作用,紫外线抑制某些生长激素形成；,促进花青素形成（水果着色）,红外线促进茎伸长，促进种子萌发。,三、太阳光谱成分对作物的影响,2024/11/5,32,（二） 对作物生长的影响三、太阳光谱成分对作物的影响2023,