农学概论复习2011

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第一章作物学概述一、作物学的概念:作物学(cropscience):农业科学（agriculturescience）之一，是关于大田作物（fieldcrops）生产与改良的科学理论与技术。研究对象:大田作物（庄稼）：粮、棉、油、糖、麻、烟和园艺作物：茶、桑、果、菜、药、杂。二、农业现代化的主要内容:一是广泛采用现代化的农业生产手段和具有较高的农业劳动生产率；Ø二是广泛采用现代生物技术、化学技术和具有较高的土地生产率；Ø三是广泛采用现代经营管理方式和具有较高的农产品商品率；Ø四是大幅度提高农业生产的经济效益和使农民的收入水平接近城市居民的收入水平；Ø五是大幅度提高农民的科学文化素质，使之成为具有经营管理才能的现代商品生产者；Ø六是通过农业产业化，形成较高的农产品加工增值率；Ø七是有良好的资源生态环境，并有较高的资源转化率。三、作物学的性质和特点一）作物学的性质Ø应用性：以自然科学和社会经济科学为基础的一门应用学科。Ø综合性：是服务于种植业的一门综合学科。Ø生态性：是以可持续发展为目标的一门生态学科。（二）作物学的特点1、严格的地域性-因地制宜适应自然、利用自然、改造自然。2、明显的季节性-不违农时合理掌握农时季节，使作物的高效生长期与最佳环境条件同步。3、生物性-生长的规律性季节性、序列性、周期性。4、技术的实用性—通用、实用作物栽培学是一门应用性强的技术科学，着重将自然科学和农业科学的基础理论转化为实际的生产技术和生产力。如：作物模式化栽培技术、麦类少免耕技术、棉花化控技56\n术等5、生产的连续性—用养结合 作物生产是周期性不断循环的持续过程，因此栽培技术措施既要符合作物当时生长发育的要求，有要为以后生长富裕创造有利条件。土地的利用必须注意用养结合，做到前季为后季，季季为全年，今年为明年，年年为将来。6、复杂性—整体的观点、系统的方法作物生产受多种因子的影响与制约，既是一个大的复杂系统，又是一个统一的综合体。从大的方面来说，作物生产与林、牧、副、渔等部门之间存在相互依赖促进的关系，需要建立一个良好循环的生态系统。第二节作物学不同发展时期的特点（一）中国古代作物学Ø综合性：春秋战国《吕氏春秋》农业生产“为之者人也，生之者地也，养之者天也”Ø经验性：《齐民要术》中写到“采捃经传，爱及歌谣，询之老成,验之行书”。（二）西方近代作物学：300余年Ø专业性：英国—黑尔斯-生理学，瑞典-林奈-杂交育种；德国李比西-农业化学；奥地利-孟德尔-遗传学Ø科学性：严格的实验保证了近代农业科学的科学性。（三）现代作物学：近100年Ø农业机械化（20世纪30年代）Ø农业化学工业（40年代）Ø绿色革命（60年代）Ø可持续农业（90年代）Ø生物技术和信息技术三、作物学前景展望目前比较活跃的作物学领域主要集中在以下4个方面。Ø作物生物技术Ø作物信息技术Ø优质高产技术Ø可持续生产技术56\n第三节作物生产与粮食安全二、作物生产发展的几个方面世界作物产量的增加主要得益于单产的增加，这主要有赖于农业科学技术的进步和农业生产条件的改善，可归纳为下面几个方面的因素。（1）品种改良（cultivarsimprovement）——高产、优质、高抗，矮杆（dwarf）、抗性(resistance)、品质(quality)、杂种优势(hetaerists)。贡献率一般均在30%以上。（2）增施肥料与施肥技术：30年来，肥料在增产中的贡献率在30-60%。施肥技术：配方施肥（测土施肥）、平衡施肥、氮肥深施、缓效肥料、复合肥料、专用肥料、硝化抑制剂。（3） 扩大灌溉与节水技术（4） 温室与保护地栽培（5） 作物病虫草害的防治（6） 高新技术的推广应用：设施农业三、粮食需求与粮食危机粮食安全的技术途径1、保护和合理利用农业资源（1）耕地资源：人均由建国时的1800m2，到1995年784m2，1/3省区人均不足1亩。接近联合国规定的530m2。并且低中产田占78.5%。（2）水资源：人均水资源和单位土地水资源分别为世界的1/5和1/3。今后水浇地增加速度将会减慢。2、提高单位面积产量提高复种指数，改造中地产田、开发高产田，提高水分利用率，加快种子工程建设，优化施肥技术，改善栽培管理技术。3、改善作物品质国内市场：优质专用粮食产品等加入WTO后4、强化产后加工与利用开源节流：目前粮食总损失率18.1%；白酒工艺；精量播种，减少1/5种子，节约粮食6*106t。5、调整粮食发展战略由“粮食-经济作物”二元结构向三元结构转化，向人畜共粮为人畜分粮转化。56\n6、开发新的食物源微生物发酵-单细胞蛋白（SCP），海洋是巨大的生物宝库。我国有18，000km大陆海岸线。7、立足自给，适当进口进口量维持在粮食总产量5%，不超过10%，即控制在4.5*107t约站世界贸易量的20%，不会引起国际市场的粮食价格上涨。第二章作物的分类、起源和分布一、作物的分类、起源和传播（一）作物的概念与分类广义：作物是指由野生植物经过人类不断的选择、驯化、利用、演化而来的具有经济价值的栽培植物。狭义（fieldcrops）：指田间大面积栽培的农艺作物，俗称庄稼。主要是指粮、棉、油、麻、糖、烟。目前世界上被人们所栽培的植物约1500种，大致可以分为农作物、园艺作物、林木三类。包括粮、棉、油、麻、糖、烟、茶、桑、果、菜、药、杂。世界上最主要的农作物有90多种，我国常见的有50多种。（一）作物的概念与分类1、按用途和植物学特征分类(1).粮食作物（foodcrops)(2).经济作物（cashcrops)(3).绿肥与饲料作物（forageandgreenmanurecrops)(4).药用作物（medicalcrops)2、根据作物生物学特征分类（1）按感温特性分类耐寒作物（>1~3℃)喜温作物（>10℃)（2）按光周期特性分类长日照作物，短日照作物，中性日照作物（豌豆、荞麦），定日照作物（甘蔗）（3）按对CO2同化途径分类C3作物（大豆、小麦、棉花)，C4作物（玉米、高粱、甘蔗)，CAM作物（龙舌兰）3、按植物科、属、种分类一般用双命名法对植物进行命名，称为学名，为国际上所通用。例如玉米属禾本科，其学名为ZeamaysL.,学名结构为属——种——命名者姓氏缩写56\n二、世界作物的分布与生产（一）作物的分布与环境Ø光照、温度和降雨是决定作物分布的首要环境因子，纬度、海拔、地势、地貌则是影响光照、温度和降雨的重要因素。例如：纬度每增加10，夏至日长增加4.5min，年平均气温则则降低约0.5℃。海拔每升高100m，气温下降0.5-0.6℃。Ø科学技术可以改善作物品种特性，提高其抗逆性、适应性，使作物的分布不断扩大。Ø国际贸易市场的变化在很大程度上激励世界各国大力选择发展自己的优势作物，从而影响作物的分布。三、中国作物的分布与生产（一）生产与分布1、稻谷：占世界总产的34.5%，面积21.4%（1998），90%分布在淮河、秦岭以南，青藏高原以东，以湖南、江西、广东、广西面积最大。小麦：中国面积、总产居世界第一。河南、山东、河北、江苏、安徽、四川、陕西、甘肃、内蒙古为主产省。玉米：中国第三大粮食作物。面积、总产仅次于美国。东北-华北-西南。山东、黑龙江、吉林、河北为我国玉米主产区。2.   纤维作物棉花：三个主产棉区。世界第二大产棉国。（二）中国作物生产亟须解决的问题1.   水资源缺乏，农业基础条件较差中国人均水量为世界的1/4，且分布不均。中地产田面积大。2.人口持续增长，增加了人口对作物生产的压力3. 粮食生产重心转移问题地区之间粮食供求不平衡矛盾已由改革开放之前的南北方向变为东西方向，全国粮食生产中心、北移、西移。4.粮食品种结构问题稻谷“丰时平，欠时紧”5. 作物生产科技发展问题56\n规模效益小、机械化、信息化、商品化程度低，利润少、比较效益差。国外科技贡献率80%，我国30-40%。6．作物高产优质高效发展问题观念创新、技术创新、体制创新、机制创新、米袋子政策、优质棉基地县、南水北调、第四章作物生长发育与产量形成第一节作物的发育特性与生育期生长（growth）：指作物器官由小到大，由少到多，由轻到重的量变过程。这是通过细胞分裂和伸长来完成的，它既包含营养体的生长也包括生殖体的生长。发育（development）：指作物体内新器官（性器官）的分化、形成的质变过程。发育是作物一生中，其结构、机能的质变过程，它的表现是细胞、组织和器官分化，最终导致植株根、茎、叶和花、果实、种子的形成。ü生长和发育的关系：统一性：（1）生长是发育的基础（物质、能量、结构、功能）；（2）发育是新器官生长的前提。ü对立性：（1）生长过剩而发育不良：徒长、贪青；（2）生长缓慢而发育加速：早衰。一、作物的发育特性作物由营养性的分生组织转变为生殖性的分生组织，必须通过内部生理条件的诱导才能实现，这种内部生理条件系作物的遗传因子和环境因子相互作用的结果。除了植物的遗传因子外，诱导质变的主导环境因子是温度、光照。§作物的花芽分化对温度和光周期（日照长度）有一定的要求，即在花芽开始分化之前必须满足一定的温度和日照长度的环境条件以完成对花芽分化的诱导；§在适宜的温、光条件下可提早花芽的分化，而不适的温、光条件则延迟甚至阻碍花芽的分化，此种反应称为作物的温光反应。§按不同作物类型、品种的温光反应特性，大致可分为以下两大类型。1、高温―短日照§包括水稻、玉米、高粱、粟、黍、大豆、棉花、麻、黄麻、花生、烟草等暖季作物56\n§其发育特点：就光照而言，日照越短则花芽分化越早；就温度讲，在一定的温度范围内（例如20～30℃），温度越高则花芽分化越早§这是上述各种作物的基本发育特性，具有这些特性的作物品种称为基本型。§变异型：上述各种作物在长期的演变中，产生了与基本型的发育特性略有差异的变异型。§例如，水稻、玉米、大豆、花生的早熟品种对短日照的要求并不严格，即钝感甚至无感，不少早稻品种在延长日照时不仅不延迟抽穗，反有提早的趋势，似属于长日性类型。2、低温―长日照§包括小麦、大麦、黑麦、燕麦、蚕豆、豌豆、油菜等冷季作物。§其发育特点：与高温―短日照相反，即花芽分化要求一定低温和长日照条件。该类作物中也有不少非基本型的品种。§如小麦、大麦、油菜的春性品种需要较高的温度（以8～15℃为最适）才能完成对花芽分化的诱导，在低于临界温度的条件下反而延缓分化花芽，而在一定范围内更高的温度（如20～25℃）下仍能完成花芽分化的诱导。二、作物的发育阶段Ø作物发育对温度和日照长度的反应具有明显的阶段性Ø即先以一定的时间完成对花芽分化的温度诱导，称为感温阶段，然后再经一定时间完成对生长锥的光照诱导，才能正常进行花器发育，称为感光阶段Ø小麦、大麦均属此类作物，其感温阶段又称春化（vernalization）阶段。Ø春化阶段可以在萌动的种胚中进行，而光照阶段则在生长锥伸长至雌雄蕊形成期内通过。另有一些作物的温光诱导可同时进行，并且二者间有相互作用，并不存在温度诱导和光照诱导中明显的阶段性和顺序性，前面所说的高温―短日照作物（水稻）即是如此。三、作物的生育期作物的生育期(growthperiod)和生育时期(growthstage)是两个不同的概念，不可混淆。•全生育期:在作物生产实践中，把作物出苗到成熟期间的总天数，即作物的一生.56\n•生育时期(阶段):是指作物一生中其外部形态上呈现显著变化的若干时期。1、生育期Ø以籽实为播种材料又以新的籽实为收获对象的作物，其全生育期是指籽实出苗到新籽实成熟所持续的总天数。Ø以营养体为收获对象的作物如麻类、薯类、甘蔗、甜菜等，则是指播种材料出苗到主产品收获适期的总天数。Ø需育苗（秧）移栽的作物如水稻、甘薯、烟草等，通常还将生育期分为秧田（苗床）生育期和田间生育期。Ø秧田（苗床）生育期是从出苗到移栽的天数Ø大田生育期是指移栽到成熟的天数。2、影响生育期的条件Ø作物全生育期的长短，主要由作物的遗传性和所处的环境条件所决定。ü品种：ü环境条件：ü栽培措施品种特性：　　　有早、中、晚熟之分。早熟品种生长发育快，主茎节数少，叶片少，成熟早，生育期较短；晚熟品种生长发育缓慢，主茎节数多，叶片多，成熟迟，生育期较长；中熟品种在各种性状上均介于二者之间。环境条件：　　不同的环境条件下，作物生育期会有所变化。在气候条件中以光照、温度所起的作用最大。因此，作物在不同地区栽培，由于温度、光照的差异，生育期也发生变化。栽培措施：　　　栽培措施对生育期也有很大的影响。作物生长在肥沃的土地上或施氮较多，由于土壤碳/氮（C/N）比低，水分适宜，茎叶常常生长过旺，成熟延迟，生育期拖长。3、生育时期的划分§在作物的一生中，其外部形态要出现若干次显著的变化，根据这些变化，可以划分为若干生育时期。§关于达到各个生育时期的百分数标准，一般均以10％为始期，以50％以上为盛期，作为记载某时期的标准。56\n§目前，各种作物的生育时期划分方法尚未完全统一。以下为几种主要作物生育时期的划分：§禾谷类：出苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、成熟期§豆类：出苗期、开花期、结荚期、成熟期§棉花：出苗期、真叶期、现蕾期、开花期、吐絮期§油菜：出苗期、现蕾期、抽苔期、开花期、成熟期§甘薯：出苗期、采苗期、栽插期、还苗期、分枝期、封垄期、落黄期、收获期4、作物的生长中心§作物的生长中心是指生长势较强、生长绝对量和相对量较大的部份。§作物生长中心与体内生理代谢及有机养分分配存在着密切关系。第二节作物器官的建成一、种子形态和萌发1、种子的概念§种子(seed)的涵义在农业生产上的概念和植物学上的概念有所不同。§农业生产上可利用作为播种材料的任何器官或营养体的部分，凡是能作为繁殖后代用的播种材料都统称为种子。§植物学的种子仅指种子植物胚珠发育而成的繁殖器官，一般经过有性过程。§农业生产上的种子包括植物学上的三类器官:①由胚珠发育而成的种子，如豆类、麻类、棉花、油菜、花生的种子；②由子房发育而成的果实，如禾谷类作物稻、麦、玉米、高粱、谷子等的颖果及油料作物向日葵的瘦果；③用作无性繁殖材料的根、茎等营养器官，如甘薯的块根，马铃薯的块茎和甘蔗的茎节等。3、种子的休眠（2）种子休眠的原因大致可分为三种类型：①胚的后熟：作物种子成熟过程中，胚及其周围的组织成熟程度不一。②硬实（种子透性不良）：种子在成熟时变得硬实，种皮不透水、不透气，因而不发芽，如绿豆、大豆等。③发芽的抑制物质：种子中含有某种抑制发芽的物质，使种子不能发芽。如水稻种子56\n的抑制物质存在糊粉层中，小麦在种皮中。3）破除休眠的方法农业生产上如用休眠种子播种，则出苗时间延长，耽误季节，影响产量。因此，对尚未完全渡过休眠期的种子，在播种前采取适当方法进行处理，以提高发芽率，是非常必要的。解除休眠的方法通常有以下几种：1）机械处理对于硬实种子，可采取物理方法擦伤种皮或切块，使种皮对水分和气体的透性提高，消除种皮对萌发的抑制作用。如马铃薯切块，油菜挑破种皮等。2）高温、干燥处理它能降低种子含水量，促进未充分成熟种子的生理后熟过程，并能提高种皮对水与气的通透性。生产上广泛采用的晒种便是如此3）药剂处理用氧化剂处理种皮透性差的休眠种子，常能取得良好的效果。如用一定浓度的双氧水液浸种，赤霉素、细胞激动素、乙烯等植物生长调节物质也具有解除休眠促进发芽的良好效果。4）物理处理用X射线、高低频电流、超声波、磁场等处理种子，也可以解除休眠促进萌发。4种子的萌发有性繁殖种子的萌发（germination）过程分为吸胀、萌动和发芽等三个阶段§作物种子可因其萌发过程中下胚轴的伸长与否分成子叶出土和子叶不出土（留土）两类：§子叶出土的作物如棉花、大豆等，种子发芽时，此类作物一般播种不宜太深，土壤要疏松否则不易出苗；§子叶不出土作物如蚕豆、豌豆等，种子发芽时，下胚轴不伸长，只有上胚轴伸长，将胚芽带出土面，而子叶残留在土中；小麦、玉米等禾本科作物，首先钻出地面的是锥状的胚芽鞘，它的钻土能力强。胚芽鞘一见光后立即停止生长，包在里面的真叶则突破胚芽鞘的孔口而伸出。5种子萌发需要的外界条件§1）水分§水分是控制种子萌发的最重要的外界因素，种子必须在吸足水分后才能萌发。§作物种子的吸水量，因种子组成的成份而异。一般蛋白质56\n高的种子，吸水量多；含油分高的种子，吸水量少；含淀粉多的种子居中。§如以种子干重计算其萌发最低吸水率为：豆类100％、小麦60％、花生40％。§为了满足作物种子萌发时对水分的需要，或加速其萌发过程，常采用浸种措施。§2）氧气氧气是种子萌发的必要条件。§种子萌发时，需要充足的氧气以进行旺盛的呼吸作用，从而获得能量。种子内淀粉酶的活性，必须在有氧的情况下才能加强。§缺氧会造成幼苗根系生长受阻、幼苗瘦弱，影响细胞的分裂和分化，使胚的生长仅限于胚中原有的器官伸长，而没有新器官的形成。§一般含氧6％适宜发芽，少于1％根系发育受阻。§3）温度§种子萌发是种子内胚的生长和一系列酶促反应的结果，如同一般的化学反应一样，种子萌发随温度上升而加速。§但是温度过高会引起胚生活物质的变性，反而影响种子萌发。§因此，种子萌发也有其最低温度、最适温度和最高温度。4）光照§很多种子需光照才能萌发或光照促进其萌发（需光性种子或喜光性种子），例如烟草和莴苣种子。§另一类种子的萌发因光照而受抑制（需暗性或嫌光性种子），如番茄、茄子、瓜类种子。§光质对发芽也有一定影响。红光可破除休眠，而蓝光尤其是远红外光却抑制种子萌发。二、营养器官的建成S形生长曲线，新器官的建成伴随着老器官的老化或脱落。（一）根1.根系的功能：支持、吸收、合成、贮藏、繁殖间接增加土壤有机质。2.根系在土壤中的分布：决定于根系种类、作物类型和土壤环境。双子叶作物的根一般入土较深。多年生苜蓿可深达6米以上。3.影响根系生长的主要因素：（1）土壤水分56\n（1）肥力：N、P促进根系生长，K促进根系功能，但肥沃土壤中根冠比低于贫瘠土壤。（2）酸碱度（PH）：5-8（二）、茎：分为单、双子叶作物两大类型1.茎枝的功能：系统的结构是为功能服务的。支持、输导、合成、贮藏、通气、繁殖（1）茎有支持叶、穗或果实生长的作用，也是决定叶面积分布与结实部位合理配置的重要因素。（2）茎是连接根、叶、花或果实的运输通道，起着转移水分、养分的输导系统的作用。（3）绿色幼嫩具有合成有机养料的作用。（4）茎是临时贮存养料的器官。（5）沼泽作用的茎具有通气功能。（6）茎可以作为繁殖器官。2.影响分枝（分蘖）生长的主要因素（1）作物的种和品种（2）种植密度（3）肥料（4）水分（三）、叶作物的叶片是主要的光合作用器官，在作物栽培及育种上一向重视叶片的建成和叶面积的增加。尤其以叶片作为主要收获器官时，更重视叶片的质量和重量。3．叶的功能：合成、蒸腾（调温、吸收转运养分）、吸收。第三节作物的群体特征一、作物群体的基本概念1、群体的概念：Ø作物群体是指该种作物的许多个体的聚集体。Ø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。Ø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。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。56\n作物高产群体的特点1.产量构成因素协调发展，有利于保穗(果)增粒增重；2.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；3.群体与个体、个体与个体、个体内部器官之间协调发展；4.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；5.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。三、作物群体的源库流基本概念：Ø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。Ø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。Ø流则是指控制养料运输的器官―输导系统。Ø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。源与作物产量：Ø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％；Ø产量＝[（光合面积×光合能力（强度）×光合时间）－呼吸消耗]×收获指数Ø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：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56\n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Ø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。Ø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。第四节作物产量的形成一、生物产量与经济产量生物产量是指作物在生育过程中生产和积累的有机物质的总量，即整个植株（一般不包括根系）总干物质的收获量。经济产量是作物品种改良及生产管理中所说的产量，是指栽培目的所需要的产品的收获量。由于栽培目的不同，它们被利用作物产品的部分也不同。二、收获指数作物的经济产量仅是生物产量的一部分。但经济产量是以生物产量即有机物质总量作为物质基础的。但高的生物产量不等于高的经济产量，这要看生物产量转化为经济产量的效率，这种转化效率称为经济系数（或收获指数），即：收获指数=经济产量/生物产量收获指数是综合反映作物品种特性和栽培技术水平的一个通用指标。三、产量构成因素作物产量是按单位土地面积上的产品数量计算的，构成产量的因素是单位面积上的株数和单株产量，即：产量=单株产量×单位面积上的株数作物生产的对象是作物群体。不同作物的产量构成因素：作物种类代表作物产量构成因素禾谷类稻、麦、玉米、高梁穗数，每穗实粒数、粒重豆类大豆、绿豆等株数，每株有效荚、每荚实粒、粒重56\n四、产量形成过程及影响条件产量形成过程是指作物产量的构成因素形成和物质积累的过程，也就是作物各器官的建成过程及群体的物质生产和分配的过程。1禾谷类作物产量形成Ø单位面积的穗数由株数(基本苗)和每株成穗数两个因子所构成。因此穗数的形成从播种开始，分蘖期是决定阶段，拔节、孕穗期是巩固阶段。Ø每穗实粒数的多少取决于分化小花数、退化小花数、可孕小花数的受精率及结实率四个因素。每穗实粒数的形成始于分蘖期，决定于幼穗分化至抽穗期及扬花、受精结实过程。Ø粒重取决于籽粒容积及充实度。主要决定时期是受精结实、果实发育成熟时期。2双子叶作物产量形成Ø不同作物的产量构成因素不同，其形成过程也各有特点。Ø单位面积果数(如棉花铃数、油菜角果数、花生、大豆的荚数)取决于密度和单株成果数。Ø因此，自播种出苗(或育苗移栽)就已开始形成这一产量构成因素，中后期开花受精过程是决定阶段，果实发育期是巩固阶段。每果种子数开始于花芽分化，决定于果实发育。粒重(衣分、油分)决定于果实种子发育时期。3影响产量形成的因素w内在因素品种特性如产量性状、耐肥、抗逆性等生长发育特性及幼苗素质、受精结实率等均影响产量形成过程。w环境因素土壤、温度、光照、肥料、水分、空气、病虫草害的影响较大。w栽培措施种植密度、群体结构、种植制度、田间管理措施，在某种程度上是取得群体高产优质的主要调控手段。五、产量潜力及增产途径2作物增产的途径在作物生产中，要实现上述光合潜力的理论值，必须同时具备以下四个条件：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，特别需要从改进作物和环境因素两个方面着手。56\nØ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，Ø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，使一年中在耕地上有尽可能多的时间生长作物。Ø采用合理的栽培技术措施如选用合理的种植密度，保证作物群体适宜，最大限度地利用光能；正确运用肥水措施，Ø提高光合效率如补施CO2，人工补给光照，抑制光呼吸消耗等。第五节作物品质的形成作物产品品质的含义：作物产品品质是指其利用质量和经济价值。大多数粮食作物包括饲料作物，判断其品质优劣的主要指标是理化性状，根据实际内容可分为以下两个方面：Ø食用品质--所谓食用品质是指蒸煮、口感和食味等特性。Ø营养品质--所谓营养品质主要是指蛋白质含量、氨基酸组成、维生素含量和微量元素含量等。Ø工艺品质--指影响产品质量的原材料特性。如棉纤维的长度、细度、整齐度等；烟叶的色泽、油分、成熟度等外观品质也属于工艺品质。Ø加工品质--一般指不明显影响产品质量，但对加工过程有影响的原材料特性。如糖料作物的含糖率，棉花的衣分，向日葵和花生的出仁率，以及稻谷的出糙率和小麦的出粉率等，均属于与加工品质有关的性状。作物产品品质指标：Ø生化指标常用的生化指标有蛋白质、氨基酸、脂肪、淀粉、糖分、维生素、矿物质、棉酚含量，以及有害物质如化学农药残留等。Ø物理指标如产品的形状、大小、香气、色泽、种皮厚薄、整齐度、纤维长度、纤维强度等。例如水稻的出米率、米的形状、米的心腹白及透明度等，小麦籽粒的面筋含量，棉花纤维的长度、强度，油料作物的含油量及脂肪酸组成等。w作物品质通常是形态指标和理化指标的综合评价优劣。56\nw例如，稻米的品质指标共有14项，其中即有物理指标如长宽比、垩白大小等，也有生化指标如直链淀粉含量、胶稠度等，只有这14项指标同时达到某一级标准时才能称为某一级的优质稻米。二、作物产品品质的影响因素遗传因素Ø稻、麦、棉、油等作物的主要经济性状，都受遗传基因的控制。Ø如近年来不少学者研究了稻米香味的遗传，一般都认为香味受一个隐性基因控制。这样，由于作物品质性状受基因控制，使作物保持了其经济性状和产品质量的相对稳定性，正因为如此，作物之间本身就存在产品品质的差异。Ø另一方面，作物品质性状在遗传上一般都是数量性状，容易受环境条件的影响。生态因素Ø地理因素同一作物产品品质的优劣，因种植的地理环境条件不同有很大的差异。如小麦籽粒的蛋白质含量随地理位置的南移而逐渐降低。Ø季节因素由于种植与成熟的季节不同，产品品质差异很大。如南京的早稻与晚稻相比，一般早稻的米质较差。Ø温光因素温度和光照也影响产品的品质，如棉花生产后期，温度降低，使棉桃成熟度低，纤维强度差。栽培措施同一作物品种的品质表现因栽培环境条件而异，合理的栽培技术通常能起到改善品质的作用。水、肥措施三、提高作物产品品质的途径w培育和选用优质作物品种w改善栽培技术措施第五章作物与生态环境第一节作物的生态因子与生长调节56\n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。（二）、生态因子分类生态因子：1气候因子：光、温、水、气、热、风等。受地理位置和海拔影响2土壤因子：土壤物理性质、化学性质、肥力状况、生物等3生物因子：农田中的哺乳动物、昆虫、微生物、杂草4地形因子：纬度、海拔、坡度、坡向5人为因子：各种农业技术措施（三）、生态因子的作用机制与限制方式1.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。2.限制方式（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。（2）谢尔福耐性定律（3）报酬递减律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。二、作物的生态适应性（一）作物的生态适应性：（ecologicaladaption)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。56\n（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。（三）生活型(lifeform)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。三作物生长的环境调节第二节作物与光照一、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（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、C3作物、C4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光饱和点和光补偿点Ø光补偿点（compensationpoint)：56\n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。Ø光饱和点(saturationpoint)：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。二、日照长度（一）光周期现象和作物光周期类型Ø光周期（photoperiod）反应：作物生育受昼夜长度控制的现象。Ø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。（二）光周期诱导机理Ø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。Ø光周期诱导是一种光信号反应。Ø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。（三）光周期理论在生产中的应用1.引种：南（北）种北（南）引2.育种：促进花期相遇、加代繁种3.控制花期：花卉（菊花）4.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）。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、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400-760nm的大部分光能被作物质体色素所吸收。56\nØ红、橙光为生理有效光。叶绿素Ø蓝、紫光—叶绿素、胡萝卜素Ø绿光—被叶片射和透射，生理无效光（二）对作物生长的影响Ø蓝紫光、青光—抑制作物伸长生长Ø红光—促进茎伸长。（三）不可见光的作用Ø紫外线—抑制某些生长激素形成；促进花青素形成（水果着色）Ø红外线—促进茎伸长，促进种子萌发。第三节作物与温度温度是一个状态函数，标志着物质分子平均动能水平。环境温度包括大气温度和土壤温度。二、温度对作物的影响及作物生育的温度范围（一）、温度对作物的影响1.温度对作物生长的影响2.温度对发育的影响A.温度对成花的诱导效应春化作用：经过低温诱导植物开花的作用。B.作物的感温性（二）、作物生育的温度范围1.三基点温度：最低、最适、最高2.温度临界期：对外界温度最敏感的时期。作物维持生命的温度范围较宽，生育的温度范围窄些，最适发育的温度范围则更窄。三基点温度的特征：Ø不同作物三基点温度不同，根据对温度的不同要求，分为喜温作物（生长起点>10℃)和耐寒作物(>3℃)。Ø种子萌发的三基点低于营养生长期的，营养生长期又低于生殖器官发育期的。开花期对温度最为敏感。56\nØ一般最适应温度接近于最高温度。Ø最高温度多在30-40℃之间,生产中也不常见.所以低温造成的危害较多。三、积温及无霜期（一）、积温1.概念：指某一生育时期或某一时段内，逐日平均气温累积之和。2.积温两种表达方式A活动积温大于或等与生物学零度的日平均温度逐日累加起来。B有效积温将日平均温度与生物学零度的差值累加。3.积温在农业生产中的应用Ø可以估计作物的生育速度和各生育期到来的时间，并可确定作物安全播种期Ø可以对某一个地区某年产量进行预测，确定丰收年还是歉收年。Ø一个地区的积温代表了此地区的热量资源，为正确制定农业计划、安排作物布局、确定种植制度提供了依据。（二）、无霜期无霜期长短是衡量一个地区热量资源的又一个指标。（春季最后一次霜冻—秋季最早一次霜冻）作物布局和确定种植制度的依据。四、温度逆境对作物的危害及防御措施对作物不利的温度叫做温度逆境temperaturestress（一）、低温对作物的危害低温:对作物的危害有冷害和霜冻。1.寒害:是0℃以上的低温对作物的伤害。水分合成失调、蛋白质合成受阻、碳水化合物减少、代谢紊乱2.霜冻:是指春秋季节气温下降到0℃以下，组织内部发生冰冻而引起的伤害。原生质失水、冰融速度、蛋白质沉淀、原生质的机械损伤。（二）、高温对作物的危害直接伤害：蛋白质合成受阻、有毒物质生成、饥饿、旱害间接伤害：蛋白质变性、脂溶。高温使呼吸加强，蒸腾加速，水分平衡和物质供需平56\n衡被破坏，植株萎蔫。（三）、对逆境温度的防御1.培育和选育抗寒或耐热的品种。2.低温锻炼。甘薯育苗3.化学诱导。玉米、棉花种子福美双处理4.合理肥料配比。磷肥、钾肥提高抗寒力第四节作物与水分水分对生命的存在起起决定性的作用，他的多少在很大程度上决定了作物的种植制度。一、作物对水分的需求特点（一）、水对作物的生理生态作用1.    生理作用：（1）原生质的主要成分；（2）光合作用的基本原料；（3）代谢过程的反应物质；（4）作物生化反应和物质吸收、运输的溶剂；（5）维持细胞的膨胀状态；（6）细胞分裂与伸长的必需因子。生态作用：改善田间小气候，如大气湿度，土壤及其表面的空气温度，土壤空气含量、微生物状况、土壤养分利用率等。（二）、水与作物生长及产量的关系缺水对作物形态、生理产生不良影响，最终导致产量降低。作物光合作用和蒸腾作用与作物生产关系极大，水分缺乏对光合作用的影响是对叶绿素合成及气孔影响的综合结果。（三）、作物的需水量和需水临界期1.作物需水量蒸腾系数：每形成1g干物质所消耗水分的克数。2.作物的需水临界期：作物一生中对水分最敏感的时期。在临界期内若水分不足，对作物生育和产量影响最大。一般来说，大部分作物56\n的需水临界期在生殖生长最旺盛时。如：麦类作物在孕穗到抽穗，黍类作物在抽穗（或开花）至灌浆，其他作物也多在开花到产量形成的盛期。二、水分逆境对作物的影响（waterstress)（一）干旱对作物的影响和作物的抗旱性1.干旱分大气干旱和土壤干旱大气干旱（空气湿度在10%~20%），使作物蒸腾大于水分的吸收，致使需水与供水失衡。大气长期干旱引起土壤干旱（土壤中缺乏作物能吸收的水分）。2.旱害对作物的影响Ø降低作物的各种生理过程。如光合作用Ø引起作物体内各部分水分的重新分配。如水分从水势高的部位流向水势低的部位（幼叶向老叶夺水）；胚胎组织细胞的水分分配到成熟部位的细胞中去（茎从幼穗吸水）。Ø影响作物产品品质。果树，油料作物等大田作物中比较抗旱的是糜子、粟、高粱、甘薯、绿豆等，但在水分充足时同样生育更好并增产。（二）、水涝对作物的影响1.根系涝害土壤孔隙被水充满—通气受阻—抑制有氧呼吸—阻止水分和矿物元素吸收高温季节，积累H2S、Fe2+、M2+、及有机酸，直接毒害根系。2.地上部分涝害光合停止；植株内部含氧量降低—无氧呼吸增加，最终替代—呼吸停止无氧呼吸产物酒精积累毒害细胞。3.作物对水涝的适应根系逐渐木质化。耐涝作物：水稻、高粱、黑豆一般作物：小麦苗期耐涝，玉米后期耐涝。怕涝作物：棉花、甘薯、粟（孕穗期除外）、花生、芝麻。不同作物对水分的反应大不相同。但总的看来，在大田作物中，除了水稻属于湿生性作56\n物外，多数都为中生性的。中生性作物根系和输导系统比湿生性作物发达，以满足植株对水分的需要。中生性作物没有完整的通气组织，不能在积水条件下发育。第五章作物与空气一、作物与二氧化碳的关系（二）、CO2体积分数与作物产量空气中CO2的富集虽然能促进作物增产，但其温室效应等带来的气候变化对作物生产的不良影响也是严重的。下图为地球上CO2浓度的变化：CO2补偿点：光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2体积分数。CO2饱和点：开始达到最大光合速率时CO2体积分数。Ø在CO2—光合曲线的比例阶段，CO2体积分数是光合作用的限制因子。ØC4植物CO2的补偿点和饱和点均低于C3植物，说明其可利用较低浓度的CO2，但对于高浓度CO2利用效率较差。ØCO2浓度的增加，作物的呼吸速率减弱，光补偿点降低，蒸腾系数减小，水分利用率提高。ØCO2浓度对光合作用的影响也受温度和风速等其他条件的影响。二、作物与氧气的关系（一）、作物的呼吸作用有氧呼吸和无氧呼吸无氧呼吸是在无氧条件下有机物进行不彻底的氧化分解，同时释放出部分能量的过程。（二）、氧气与作物的呼吸作用1.长时间无氧呼吸会使作物死亡。（1）酒精引起蛋白质变性；（2）产生能量少，物质消耗多；（3）没有丙酮酸氧化过程，许多中间产物不能合成。2.过高的氧浓度反而对作物有毒。以不超过10%为宜。三、空气中其他气体与作物的关系（一） 氮气豆类作物通过与它们共生的根瘤菌，能固定并利用空气中的氮，但固氮量一般只有其需氮量的1/4-1/2。因此，除绿肥外，其他豆类并无养地作用。因为其带走的氮远比固56\n定的多。在作物栽培中，强光、稀植、单作、施有机肥都有助于根瘤菌固氮；相反，遮荫、与高秆作物间作、密植、施无机氮，都抑制固氮。（二）、有毒气体：SO2、HF、O3等ØSO2危害：（1）使细胞液PH降低，导致叶绿素失镁而丧失功能；（2）形成有毒物质羟基磺酸，破坏细胞结构，抑制代谢。ØHF：（1）较低浓度下发生慢性中毒；（2）高浓度下叶肉组织发生酸型伤害。ØO3：使细胞膜丧失选择半透性功能，内含物外渗。第六节作物与肥料一、作物必需的营养元素（一）判定必需营养元素的条件1.不能完成生活史（生育周期）。2.有独特的缺素症状。3.其生理作用不能被其他元素所代替。（二）作物必需营养元素的分类1.灰分元素、矿质元素和非矿质元素灰分元素：指燃烧后不能挥发而遗留在灰烬中的营养元素。矿质元素：植物从土壤矿物质中吸收的营养元素。非矿质元素：植物从水和空气中吸收的营养元素。2.大量元素和微量元素大量元素：一般占干物质含量的0.1%以上的营养元素。共九种，其中钙镁硫又称中量元素。微量元素：一般占干物质含量的0.1%以下的营养元素。铁、硼、锰、铜、锌钼、氯。二、矿质元素的生理作用（一）氮、磷、钾的生理作用1.氮素：0.3%-5%。（1）组成蛋白质的重要成分；（2）组成核酸、叶绿素、酶和多种维生素的重要成分。缺氮：叶片黄花、叶小而薄，生长延缓、植株瘦弱，早衰，产量、品质降低。氮肥过多：叶片柔软多汁，易遭受病虫害侵袭。叶大、色绿，植株高，茎杆细弱，成熟推迟。禾谷类作物易倒伏，棉花徒长，甜菜、西瓜含糖量降低。2.磷素：（1）组成核酸、核蛋白、磷脂、高能化合物（ATP等）和酶等的成分，参与作物体内的各种代谢；（2）提高作物的抗逆性和对外界环境条件的适应性。缺磷：生长迟缓甚至停止生长，植株矮小，发育迟，结实差。56\n1.钾素：0.3%-5%。（1）在细胞内积累维持细胞膨压，促使细胞和作物的伸展和生长。（2）调节气孔关闭，减少蒸腾作用。（3）促进叶绿素的合成，稳定叶绿素的结构，延长叶片功能期，促进光合作用。（4）促进光合产物向贮藏器官中运输，提高产量，改善品质。（5）提高作物抗逆性。缺钾：老叶叶尖和边缘变黄，进而变褐，渐次枯萎。叶片上出现褐色斑点甚至斑块。严重缺钾时幼叶上也会发生同样的症状。茎杆细软，易倒伏。（一）微量元素的营养功能1.特点：（1）由于对其需要量很少，土壤中微量元素的数量足够作物的需要，但有时有效性受土壤酸碱度等的影响，处于作物不能吸收的状态。（2）当土壤中有效态含量超过作物需要太多时，回出现毒害作用。（3）多数微量元素在作物体内不移动，不能再利用。（4）微肥的作用只有在大量元素充足时，效果才良好。2.各种微量元素的营养功能（1）铁：集中在叶绿体内，但非组成元素；参与硝酸还原、豆科作物固氮和光合电子传递。（2）锰：维持叶绿体的结构和功能；某些酶的组成成分或活化因子（呼吸代谢）。（3）锌：与生长素的合成有关。缺锌还影响蛋白质、叶绿素合成及光合作用。（4）铜：光合、氮素代谢、生长素代谢、呼吸作用。（5）钼：生物固氮、氨基酸和蛋白质的合成、呼吸作用、磷代谢。（6）氯：光合作用、细胞组织增殖。一、作物的需肥规律（一）作物的需肥量因作物而异。通常以单位产量从土壤中所吸收的养分量作为指标。为测土施肥（平衡施肥、配方施肥）的依据。（二）作物营养临界期和最大效率期1.作物营养临界期：指作物一生中所表现出的一个对养分需要量虽然不多但很迫切的时期。临界期缺肥的不良影响难于弥补或纠正。因作物和营养元素种类而异。磷的临界期通常在幼苗期（三叶期），氮的临界期在营养生长转向生殖生长的时期（小麦、玉米；幼穗分化期；棉花：现蕾期）。2.作物营养最大效率期：作物一生中养分需求量和吸收速率最大，施肥增产效果最好的时期。通常在作物生长最旺盛的中期。第七节作物与土壤56\n一、土壤与土壤肥力（一）土壤：指覆盖在地球陆地表面，能够生长植物且呈疏松状态的一层物质。为基本农业生产资料，由成土母质在地形、气候、生物和年龄的综合作用下形成的。（二）土壤肥力：指土壤能够经常不断地、适量地提供并调节作物生长所需要的养分、水分、空气和热量的能力。包括物质要素：水肥气；能量要素：热。1.自然肥力和人工肥力：自然肥力：指人们在垦殖和利用土壤以前在土壤形成过程中所产生的肥力。人工肥力：在自然肥力的基础上，通过人们对土壤的耕种、熟化、开发、改造所逐步产生的肥力。2.有效肥力和潜在肥力（1）有效肥力：能在农业生产中产生直接经济效果的那部分肥力。（2）潜在肥力：指由于各种原因未能发挥效果的那部分肥力。有效肥力和潜在肥力可以相互转化。3.土壤三相物质固相：50%体积。90%以上的矿物质；不足10%的有机质。调节三相物质的比例。二、土壤的主要性质及其对作物的影响（一）土壤质地：指土壤中各粒级土粒在土壤重量中所占的比例。砂粒：1-0.05mm;粗粉粒：0.05-0.001mm；胶粒：<0.0011.砂土类：通透性、保水保肥性、养分含量、易耕期、发苗情况2.粘土类（胶泥土）：3.壤土类（两合土）：（二）土壤结构：指由土粒形成的大小不等、形状不同的团聚体。1.团粒结构：指在腐殖质作用下形成的近似球形，较疏松、多孔的小土团。直径0.25-10mm。2.块状结构：土坷垃3.片状结构：水稻田和犁底层。（三）土壤水分的性质：土壤重要的肥力因素之一1.土壤水分的性质：重力水、毛管水（毛管悬着水、毛管上升水）、束缚水(<0.001mm)田间持水量：某种土壤能保持最大数量毛管悬着水的含水量。56\n土壤绝对含水量、土壤相对含水量、凋萎系数（作物表现出萎蔫时的土壤含水量）、土壤有效水、土壤墒情（土壤含水量和水分可用性）（一）土壤有机质：是土壤肥力高低的重要标志。有机农业土壤有机质的作用：增加土壤养分含量、营养全面均衡、肥效平稳、改良土壤结构。（二）土壤的酸碱性：指土壤溶液的PH，关系到土壤结构、养分活性、离子交换和根系活力。酸性土壤：易缺磷、钾、钙、镁、硼、锌、钼。碱性土壤：易缺铁、硼、铜、锰、锌。一、我国主要低产田土壤的改良（一）农业土壤的特征：土层、耕层厚度；质地；有机质含量；结构；有毒物质。（二）低产田土壤的改良1.盐碱土：排水洗盐、灌水压盐、增施有机肥2.风砂土：植树、植草、引水、风障第六章作物生产技术第一节土壤耕作技术Ø土壤耕作的概念和作用（一）  概念（soiltillage）：通过农机具的机械力量作用于土壤，以调节土壤水分、空气、温度和养分状况的农业技术措施。（二）作用：1.调整耕层三相比2.调节土壤微生物的活性3.翻埋植物残茬、肥料，提高肥料利用率4.创造深厚的耕层，有利于蓄水保墒，防止土壤侵蚀、冲刷（两重性）5.控制和减轻作物病虫草害二、土壤耕作类型：基本耕作、表土耕作（一）基本耕作（basictillage）：1.   翻耕（plowing）：最普遍，带壁的犁。具有翻土、切土碎土、翻埋肥料与残茬、疏松土壤的作用。后效长。技术要点：墒情（60%-80%田间持水量）、时期（以早为佳）、深度（旱田不超过25cm，水田16-23cm）56\n2.深松耕（subsoiling）：无壁犁、深松铲。25-30cm，甚至深达50cm。特点：可间隔松耕、节省动力、打破犁地层、保持地面残渣覆盖、防止风蚀、减轻土壤水分蒸发。不足：不能翻埋，地面粗糙。适合于干旱、半干旱和易风蚀地区3.旋耕（rotarytillage）：最深16-18cm，一般10-12cm。特点：既能松土，又能碎土，水田、旱田均适用，省时、省工、成本低。不足：连续运用易导致耕层变浅。土壤理化性状变劣。（二）表土耕作（surfacetillage)一般为基本耕作后的辅助作业，深度不超过10cm。1.耙地（harrowing）：用钉齿耙或圆盘耙，5cm左右。作用：碎土、平整地表、破除板结层、灭茬、灭草，切碎毛细管保墒。耕地后必须进行耙地，以碎土和平整土表。2.耱地（dragging）：又称盖地、擦地、耢地。作用：平土、碎土。3.镇压（packing）：作用：压紧耕层、压碎土块、平整地面、促进种子与土壤密接、提墒保墒。过干、过湿和盐碱地不宜压。作畦（bedding）：播种前。便于灌、排和田间管理。5. 起垄（ridging）：作用：防风、排水、提高地温、保持水土、防止表土板结、改善土壤透气性、压埋杂草。中耕、培土：为在作物生育期间进行的表土耕作措施。中耕：是在行间用锄或中耕器锄松或耙松表土层的耕作措施。作用：（1）破除表土板结、增加土壤通气性、促使土壤养分有效化；（2）调节土壤水分和温度；（3）铲除杂草（4）预防苗期病害、促进根系发育。培土：是把作物行间的土壤培壅到作物根部的措施。作用：（1）促进上层根系的生长，防止倒伏；（2）利于提高地温；（3）便于灌溉和排水。宜于封行前结合中耕分次进行（三） 少耕和免耕56\n1. 少耕法（minimumtillage）:是介于常规耕作和免耕之间的耕作类型。Ø耕翻播种法：只耕翻，不进行表土作业。Ø轮迹播种法：前耙地、后边即刻播种镇压，减少风蚀。Ø松土播种法：平切松土，播种。Ø带状耕种法：耕作局限在播种行内。特点：省工、减少水分损失、减轻风蚀。2.  免耕法（no-tillage）：又称零式耕作法。国外三个环节：Ø利用前作残茬或播种牧草作为覆盖物；Ø采用联合作业的免耕播种机；Ø采用广谱性除草剂。少、免耕的优点：（1）水蚀、风蚀减轻，水分蒸发少；（2）有利于有益微生物群落的繁殖；（3）利于表土层有机质增加。（4）节约投资，减少农耗时间，提高复种指数。缺点：（1）覆盖导致地温低；（2）杂草、虫害增多；（3）影响底肥、化肥、残茬的翻埋，土肥难融合，氮肥损失加重，肥料利用率低；（4）土壤变紧，土壤表层养分富化，下层贫化，导致作物早发早衰。第2节播种技术一、播前技术（一）品种选择：熟性、抗逆性、丰产性、品质品种是在一定生态条件下形成的，对生态条件和栽培条件有一定的要求。根据土地自然条件，因地因时制宜选用良种必须根据当地栽培制度、气候、生产力水平，选择能抗御当地主要自然灾害和与生产水平相适应的品种，在作物和品种间注意茬口和季节的衔接。并且品种要不断更新。（二） 种子清选：纯度（98%）、净度（96%）、发芽率（95%）、饱满度高1.筛选：根据种子形状、大小、长短及厚度，选择适当的筛孔的筛子，用人工或机械过筛分级。2.风选：以天然或人工风力吹去混杂于种子中的空瘪粒和夹杂物。工具：风扬车、簸箕等。56\n3.液体比重选：利用一定比重的液体，将轻重不一的种子分开。水稻要求比重为1.08-1.13，油菜1.06-1.08，大麦1.12-1.22。水稻泥水比为40：100，盐水比25：100，硫酸铵水比29：100，油菜盐水比8：100-10：100。注意：溶液选种时，从种子浸入到捞出的时间要短，防止种子吸水下沉，造成选种质量降低。溶液选种后，需用清水洗净，晒干待用或进入下一不浸种过程。（三）种子处理为使种子播种后发芽迅速、整齐、出苗率高，在选种的基础上进行预处理。1. 晒种：种子在贮藏期间生理代谢活动微弱，处于休眠状态。播种前翻晒1-2天，增强种子的透性，使种子干燥一致，浸种吸水均匀，便于打破休眠，提高发芽率（5%）和发芽势（10-20%）。太阳光谱中的短波光和紫外线具有杀菌能力，因此也起到一定的消毒作用。水泥地要防止种子谷壳破裂，或使种子灼伤，影响发芽率。2．消毒：有些作物病虫害（水稻的稻瘟病、干尖线虫病、白叶枯病、稻粒黑粉病；棉花炭疽病、枯、黄萎病）是由种子传播的，消毒是预防作物病虫害的重要环节之一。常见的消毒方式有以下几种：（1）石灰水浸种：1%石灰水浸种，利用石灰水膜将空气和水中的种子隔绝，使附着在种子上的细菌窒息死亡。防止种子吸水膨胀，顶破石灰水膜。水面应高于种子10-15cm。浸种时间根据气温而定。35℃，1天。20℃，3天。浸种后，必须用清水洗净。（2）药剂浸种：不同作物、不同的病虫害选用不同药剂浸种。Ø0.5%多菌灵浸泡棉花毛籽24h--黄、萎病；Ø用100-200mg/L浓度的矮状素、浸种18-20h---棉花高脚苗，使棉苗健壮早发。Ø0.01%的402药液浸种48h--稻稻瘟病、恶苗病、棉花炭疽病、立枯病。注意：随即播种；药剂浓度和处理时间。（3）药剂拌种：使种子表面附着一层药剂，不仅杀死种子内外的病原物，播种后还可以在一定时间内防止种子周围土壤中病原物对幼苗的侵染。Ø50%多菌灵可湿性粉剂，按花生种子重量的0.2%-0.5%拌种，可防治花生茎腐病；按棉籽重量的0.2%拌种，可防治棉花立枯病、炭疽病；按小麦种子56\n重量的0.5%拌种，可防止小麦黑腥穗病。Ø为防止地下害虫，用杀虫剂，如氧化乐果、辛硫磷乳油等拌种，可防治蝼蛄、蛴螬、金针虫等。（4）硫酸脱绒：脱绒后的棉籽光滑，种子直接接触土壤，能加快吸水速度，提早发芽出苗，提高出苗率，也有利于机械播种。每10kg棉籽加入比重为1.8g/cm3左右的粗硫酸1000ml（如防治枯、黄萎病），边倒边搅拌，10min左右，短绒全部溶解，种壳变黑发亮时，随即用清水反复冲洗，直至水变为中性（用PH试纸测定）。然后将棉籽摊开晾干。3.种子包衣及种子生物处理：用长效、内吸杀虫剂与生理活性强的的杀菌剂以及微肥、有益微生物、植物生长调节剂、抗旱剂等，加入适当助剂复配成种衣剂。药剂和微肥等成分是逐步释放且隐蔽施药、延长了药效期，节约药肥；减少农药对环境的污染和对天敌的杀伤。4.浸种催芽：种子发芽除本身具有发芽能力以外，还需要有一定的温度、水分、氧气。浸种催芽可达到种子发芽整齐一致、健壮，播种后迅速扎根出芽，可以防止烂种、烂苗，提高成苗率，可以提早安全播种期，争得农时季节。早稻在10℃时浸种，需3-4天，晚稻1-2天。注意勤换水，防止缺氧。催芽的适宜温度在25-35℃范围内。水稻破胸露白前应保持在35-38℃，高温使破胸整齐一致。露白后呼吸作用加强，种堆升温，防止高温烧芽，降低到25-30℃左右。达催芽标准后，低温摊晾炼苗。棉花等作物常采用温汤浸种，55-60℃（三开兑一凉）的热水5-15min进行种子消毒，水温下降后进行浸种6-8h，再捞起催芽。二、播种技术（一）播种期(seedingtime)适期播种：利于全、齐、壮苗；利于使作物各生育时期处于最佳的生育环境；利于减少逆境影响。ü提倡适期早播ü可延长生育期，增加光合产物，有利高产，提早成熟ü为后作适时播种创造有利条件，达到季季高产，全年增产影响播期的因素如下：56\n1品种特性：水稻早、中、晚稻对温度高低、光照长短反映不一样，播期适应范围也不一样发。早稻要适期早播，中稻适期播种范围较大，晚稻适宜的播期范围最小。2种植制度（croppingsystem)：种植方式：直播和育苗移栽。3.气候条件：气温和土温是影响播种期的主要因素春季作物早播易受低温和晚霜危害，不易全苗；过迟则营养生长和生殖生长不协调，不易获得高产。通常以当地气温或土温能满足作物发芽要求时，作为最早播种期。Ø水稻:气温稳定通过10℃（粳稻）,12℃（籼稻）Ø玉米10cm地温稳定通过10-12℃为适宜播种期；Ø棉花日平均气温稳定在14℃即可播种。（二）播种量(seedingrate)单位土地面积上播种种子的数量。直接决定了单位面积基本苗(basicseedling)的多少,关系到田间群个体的关系。1.  确定播种量的一般原则：作物类型、品种类型、环境条件、生产条件、栽培技术水平、目标产量、经济效益等综合考虑（1）植株高大、分枝性强、生育期长的作物和品种播种量小；反之则大。（2）气候适宜、土壤肥沃、灌溉条件好，播量小。（3）种子质量好、播种技术高，播量小。（4）以采收种子为目的，播量小；以采收茎叶为目的播种量宜多。（5）播种方式2.确定播种量的方法：播种量=基本苗*千粒重/（发芽率*种子净度*出苗率*1000*1000）出苗率可根据常年经验数字确定，基本苗可根据田间试验或经验确定，其余通过播种前种子检验求得。（三）播种深度作用：温度、湿度、根系、风吹、雨蚀、鸟害等。影响因素：种子大小、出苗习性、土质、土壤有效水分。一般大粒种子、子叶留土、土壤质地较轻、含水量少、土温高，宜播深些；反之，应适当浅播。水稻播种，一般只盖一层草木灰或使种子半陷土中即可。麦类、玉米等播种深度356\n-4cm为宜。（四）播种方式指作物种子和幼苗在田间的分布状况，即株行配置。1.撒播(broadcastsowing)：整地后，把种子均匀的撒于田面，然后覆土镇压。利：弊：目前，除水稻、油菜育苗及南方稻麦多熟地区小麦采用撒播外，大田生产上很少应用。2.条播(drillsowing,rowsowing)：在田间按作物生长所需行距开辟条沟，把种子均匀播于沟内，再覆土镇压。较省种，行距、深浅一致，通风透光好、苗齐，便于田间管理。w方式：窄行条播-小麦（15-20cm）、宽行条播(玉米、棉花，40-70cm)、宽窄行条播、宽幅条播（播幅12-15，幅距15-20）。适于麦类作物。3. 点播（spacesowing）：按一定的行穴距开沟播种，即穴播。保证密度、种子入土深浅一致、出苗整齐、省种，便于集中施肥和管理。费工，适于大粒稀植作物。4.精量播种（precisionsowing）:在点播的基础上发展起来的一种经济用种的播种方法。将单粒种子按一定的距离和深度，准确得播入土内。使用条件：精选种子并包衣、精细整地、控制病虫害、精量播种机。第三节育苗移栽技术一、育苗移栽的意义育苗移栽(seedlingraisingandtransplanting)：苗床育苗并把幼苗或营养器官的一部分移栽于大田的栽培方式。Ø 缓和季节矛盾，充分利用土地、光、温等自然资源，延长作物生育期，增加复种指数，从而促进高产。Ø苗床面积小，便于集中精细管理，培育壮苗。Ø减少种子、农药、化肥等投入，节约了成本。Ø育苗可按预期的规格移栽，利于保证大田的适宜密度。Ø不利：移栽时根系受损，尤其是直根系。根系入土浅，不利于吸收土壤深层养分、水分及抗旱、抗倒；费工多。56\n二、育苗方式根据利用能源不同，大致分为三类育苗方式1．露地育苗:湿润育苗如水稻的湿润育秧（semiaridnursery）。旱育苗:营养钵育苗:适于大粒种子。优点：移栽不伤根，成活率高，增产效果显著方格育苗:(squareseedlingraising):用刀划成6-8cm宽，5-7cm深的方块。简便省工，具有营养钵育苗的优点。旱育秧:水稻肥床旱育秧。培肥床土是旱育秧成败的关键。2．保温育苗:在露地育苗的苗床上加盖塑料薄膜进行育秧。优点：提早播种，培育壮苗，延长生长期。3．增温育苗:在保温育苗的基础上，采用生物膜或人工增温。三、移栽技术1.株行距配置：根据密度和栽培条件决定株行距和每穴株数。2.移栽时间：由前作收获期或间套作的共生期决定。移栽时可带土，也可不带土。3.移栽深度：3cm左右，高杆作物、大苗可深些；矮杆作物、小苗可浅些。带土移栽浅些，不带土深些。4.栽后灌水第四节地膜覆盖栽培技术groundcoveredculturewithplasticmembrane一、地膜覆盖技术的作用1.作物种植区域的变化2.品种布局的突破3.促进了干旱、半干旱及盐碱地区农业的发展4.提高复种指数5.增加经济效益和社会效益三、地膜覆盖的效应及增产机理（一）地膜覆盖效应1.增加土壤蓄积太阳能，提高土壤温度，提早播种，促进作物发育。2.抑制土壤水分蒸发，防止水土流失，改善土壤物理性状。3.土壤微生物活动旺盛，养分分解加快。56\n1.利于防止土壤返盐，提高出苗率，促进幼苗生长。2.改善近地光照条件，提高光能利用率：反光膜效果更佳。3.病虫害发生规律改变：防治措施相应改变二）地膜增产机理1.增强了根系生理机能，促进了根系和地上部器官的生长2.增加有效叶面积和叶绿素含量，提高光合作用。3.提高作物体内酶活性，促进代谢，增强抗逆性：有待深入研究四、地膜覆盖栽培管理（一）整地作畦（起垄）：高畦高垄、平畦；垄高一般10~15cm。垄宽因作物种类和地膜而异。（二）施足基肥：增加30%~50%有机肥，中上等地力可减少10~20%氮素化肥。（三）  播种与覆盖：1. 先播种后覆盖：播种覆膜省工，利于机播。但放苗围土费工，易烧苗。2. 先覆膜后开孔播种：不用放苗，不易烧苗，雨后覆膜保墒。但人工打孔播种费工，覆土不匀，雨后板结。联合覆膜播种机械作业：整地、碎土、施肥、作畦、喷除草剂、覆膜、压土、打孔、播种、覆土等作业一次性完成。提高工效百倍，质量好。（四） 田间管理1. 检查覆膜质量，保持地膜覆盖严密2. 及时放苗出膜3. 疏苗、定苗4. 灌溉、追肥、防早衰：前期蹲苗，促根下扎；中后期及时灌水施肥地膜回收：短期覆膜可重复使用。采用残膜回收机，结合人工拾遗。第五节施肥技术一、施肥的意义1. 增加土壤养分含量2. 培肥地力，改善土壤理化性状3.增加作物产量，改善产品品质二、影响肥效的因素（一）气候因素：影响养分状态与吸收。56\n1.温度：温度与肥料分解及作物代谢密切相关。最适根际温度；小麦25、玉米25-30、棉花28-30、温度对不同养分吸收的抑制程度不同：小麦低温下应补充钾、磷肥；水稻为磷、氮肥。2.光照：光合作用影响呼吸和根系活动，从而直接影响养分吸收；光照影响蒸腾；光照不足受影响最大的是氮，其次是磷、钾，对钙、镁影响较小。3.水分：养分的溶解；土壤微生物活动和有机质矿化；土壤氧气状况；根系发达程度及吸收能力。（二） 土壤条件1.土壤pH：影响养分的有效性和作物对养分的吸收。多数作物适于中性和微酸性土壤。2.土壤供肥、保肥性能：黑土、暗栗钙土含氮较多；黑土、四川紫色土含磷较多；黄、红壤普遍缺钾。3.土壤有害物质：如水田硫化氢、有机酸、盐分、重金属等，毒害根系。措施：（1）改良土壤，减少有害成分；（2）增施有机肥和磷钾肥。（三）  作物的营养特性1.作物营养吸收的选择性：禾谷类作物需要较多的氮、磷；糖料和薯类作物需要较多的磷、钾；豆科作物宜补充施用钼肥。2. 作物的不同生育时期所需营养元素的种类、数量、比例不同，敏感程度不同。3.  作物对养分的吸收具有连续性。凡能影响作物生长发育和土壤肥力的因素都能影响肥效。三、养分作用规则（律）Ø最少养分律（lawofminimumnutrient）Ø报酬递减律（lawofdiminishingreturn）Ø养分互作效应1.养分的协同作用（synergism）：如N-P，N-K2.养分的拮抗作用（antagonism）：K-Mg,Fe-Mn,Ca-H四、推荐施肥技术与施肥量的确定（一）推荐施肥技术1.   土壤测试推荐施肥（soiltestingtechnique）（1）土壤养分丰缺指标法：北美、西欧；侧重合理利用土壤（2）养分平衡法：苏联、东欧；侧重作物需要56\n（3）土壤诊断法：日本；改良土壤-平衡施肥2.   植物营养诊断（1）作物生长诊断（growthdiagnosis）或形态诊断（morphologicaldiagnosis（2）组织分析营养诊断（二）施肥量的确定Ø肥料需要量=（一季作物总吸收量-土壤养分供应量）/（肥料中该养分含量*肥料利用率）Ø一季作物总吸收量=目标产量*单位产量养分吸收量Ø土壤养分供应量参数不能直接应用土壤养分测试值，必须经过田间试验进行校验。五、肥料种类和施肥方法（一）肥料种类：分类方法多样Ø有机肥料（organicmanure）：特点，施用方法。Ø无机肥料（inorganicfertilizer）：又称化学肥料；特点，施用方法Ø微生物肥（microbialfertilizer）:指以微生物生命活动获得特定肥料效应的制品。如根瘤菌、固氮菌、抗生菌、磷细菌、钾细菌等。具有节约能源，不污染环境的作用。与有机、无机肥配施。（二）施肥方法根系-土壤施肥；叶面-叶面施肥Ø土壤施肥（1）施肥方式：撒施、条施、穴施；深层施肥（10-20cm）（2）施肥时期：基肥、种肥（拌种、浸种、蘸根、沟施、穴施）、追肥Ø叶面施肥（根外追肥）：种类、浓度、时间、方式Ø肥料、农药混合施用第六节水分管理技术水是作物的重要组成成分，是生命活动不可缺少的物质。作物新陈代谢只有在水分相当充足的状态下才能协调进行，否则正常的生命活动就要受到破坏，造成作物萎蔫甚至死亡。水分管理技术是通过灌溉和排水控制和调节土壤水分。一、合理灌溉56\n（一）作物需水量与需水规律1.作物需水量：植株蒸腾+株间蒸发+株体构成--表示方法：单位面积需水量、蒸腾系数。作物需水规律：生育前期以株间蒸发为主，中期以作物蒸腾为主，后期需水量减少。作物需水临界期：作物一生中对水分最敏感的时期。大多在营养生长为主向生殖生长为主过渡阶段，通常和需水高峰期吻合。(二） 灌溉定额和灌溉制度1. 灌溉定额：指作物生育期间单位面积上各次灌溉水量之和。M=E（田间需水量）+W2（生育末期计划湿润层储水量）-P（全生育期内有效降雨量）-W1（播种前…）-K（地下水）2.灌溉制度：指作物田间灌水管理的具体方案。通常包括灌水定额（灌水量）、灌水时间、灌水次数。（三） 灌溉方法：灌溉方法按田间输水的方式和湿润土壤的方式分为以下四大类：1.地面灌溉2.地下灌溉3.喷灌4.微灌1.  地面灌溉：传统方式，优点：投资少、技术简单、能源消耗少；缺点：水资源利用率较低、破坏土壤结构。（1）  畦灌：小麦、谷子（2）  沟灌：棉花、玉米（3）  淹灌：水稻、改良盐碱地（4）  漫灌：粗放式灌溉（不提倡）2.  地下灌溉：在根系吸水层下面供水，借助土壤毛细管自下而上湿润土壤。地下水浸润灌溉和地下暗管灌溉。优点：不破坏表土结构，节水，节约土地、时间。缺点：投资大、暗管易堵、难于检修。二、节水农业（water-savingagriculture)技术56\n目前灌水的利用系数只有0.4左右，有60%左右是在输水、配水和田间灌水过程中浪费。水分生产率不足1kg/m3，不到发达国家水分生产率的一半。（一）水资源的合理开发利用技术：1、水资源优化分配技术2、多水源联合运用技术3、雨水汇集利用技术4、地下水利用技术5、劣质水利用技术充分利用地上水资源、合理利用地下水资源、选择性利用劣质水资源。（二）节水灌溉工程技术(略)：1、低压管道输水灌溉技术2、渠道防渗渠技术3、沟畦改造技术4、喷灌和微灌技术（三）农艺节水技术：1、育种（抗旱品种特征）：可增产10-25%，水分利用率提高1.5-2.55kg/(mm.hm2)2、栽培（耕作、覆盖、水肥耦合）3、化学制剂保水节水技术：保水剂、ABT生根粉、黄腐酸等。喷黄腐酸使作物叶片蒸腾速率降低19-27%，田间耗水量减少7-9%，水分利用率提高25-35%，增产9-12%。（四）节水管理技术(略)：1、灌溉水源的配置、量化；2、土壤墒情监测；节水灌溉制度；3、现代化灌溉管理技术（自动化监控制）三、旱地农业（一）概念（drylandagriculture）：指半干旱地区在没有灌溉条件下的农作物生产。一般认为年降水250-500mm，干燥度1.5-4.0的地区为半干旱地区。56\n（二）  旱地农业生产及生态环境特点：1. 气候生态特点：降雨量少且季节分布不均，土壤侵蚀和水分不足为限制因素。2.  土地利用情况：天然植被、人工改良草地和雨养农业并存，农牧交错，畜牧为主。3.   作物产量：年际间变化大。宁夏南部丘陵旱地，一般年产量为75%，严重干旱年为50%。（三） 旱地农业技术(略)：1.农田保水技术：修建水平梯田。2.蓄水技术：科学耕作、覆盖3.合理用水：调整作物布局与种植制度，4.利用土壤深层储水5.提高作物水分利用效率：抗旱品种6.蓄水窖灌溉技术第八节化学调控技术一、植物激素与植物生长调节剂植物生长物质（plantgrowthsubstance）：Ø调节植物生长发育的生理活性物质；Ø植物激素（planthormones）、植物生长调节剂（plantgrowthregulators）。Ø植物激素：又称植物内源激素。指植物体内合成的微量存在且对植物的生长发育产生显著调节作用的生理活性物质。Ø植物生长调节剂：又称植物外源激素。指通过人工合成或微生物发酵方法生产出的与植物激素有相似生理效应的物质。二、植物激素的种类与作用（一） 生长素（auxin）类：(发现最早）天然：吲哚乙酸（IAA）及其衍生物合成：2，4-D，α-奈乙酸（NAA）生理作用：Ø促进发根及根、茎生长、顶端优势和愈伤组织分化；Ø诱导花芽分化，促进着果和果实生长；Ø促进光合产物运输及气孔开放；Ø抑制落花、叶片衰老和块根形成。56\n低浓度下促进生长，中等浓度抑制生长，高浓度可导致植物死亡（二）赤霉素类（gibberellinGA）种类最多的一种植物激素，121种。生理作用：Ø促进细胞伸长，从而促进植物生长。（其促进作用不因高浓度而改为抑制）。Ø诱导开花（春化作用）。（对短日照作物无作用）Ø打破作物种子休眠（光和低温）。Ø加强IAA对养分的动员效应，促进单性结实（可使雌株开雄花）。（三）细胞分裂素(cytokininCTK，CK)已发现30余种，最早发现的是玉米素（zeatin,ZT）。生理功能：Ø促进细胞的分裂。Ø促进芽的分化。当CTK/IAA比值高时，诱导愈伤组织形成芽；低时，形成根；二者相等时保持生长而不分化。Ø促进侧芽发育，消除顶端优势。Ø延迟叶片衰老，打破种子休眠等作用。（四）脱落酸（abscisicacid,ABA）高等植物各器官和组织中都有ABA，逆境条件下和将要脱落的器官中较多。生理作用：Ø促进休眠。Ø引起气孔关闭，降低蒸腾（抗蒸腾剂）。Ø抑制生长，促进脱落。Ø增加抗逆性，又被称为应激激素或胁迫激素（五）乙烯（ethylene,ETETH）为分子结构最简单的激素。生理功能：Ø三重反应：抑制茎的伸长生长、促进茎和根的横向增粗及茎横向生长。Ø促进成熟，又叫成熟激素。Ø促进开花和雌花分化，诱导不定根的形成，打破休眠等。（六）其他植物生长物质56\nØ油菜素甾体类和多胺类具有促进生长，延缓衰老，增强抗逆性的作用。Ø茉莉酸类抑制生长和萌发，促进衰老，促进生根等。Ø水杨酸能诱导开花，增强抗性，抑制顶端生长等作用。Ø多胺类促进植物生长，抑制乙烯的生成而延缓衰老、提高抗性等作用。三、植物生长调节剂在生产上的应用广义上，天然和人工合成的外源生理活性物质都可以称为植物生长调节剂。根据对作物生长的效应可分为三类：植物生长促进剂、抑制剂、延缓剂。（一） 植物生长促进剂的种类和作用促进细胞分裂、分化和伸长。Ø生长素类：IAA、NAA、2,4-D等。Ø赤霉素类：GA3Ø乙烯利(CEPA):起作用需要一定的温度、pH值。Ø细胞分裂素类、油菜素内酯等。（二）、植物生长抑制剂的种类和作用抑制顶端分生组织细胞的伸长和分化，消除顶端优势，使得植株矮化，叶片变小，生殖器官发育也受影响。如脱落酸、三碘苯甲酸、青鲜素、增甘膦。乙烯总体上应属植物生长抑制剂类。（三） 植物生长延缓剂的种类和作用抑制茎顶端下部区域的分化组织细胞的分裂、伸长和生长的化合物。不影响茎节、叶片的数目和花的发育。如缩节安（皮克斯、助壮素）、矮壮素、多效唑、比久等。（四） 复合型和专用型植物生长调节剂的种类和应用1复合型类：ØAPT生根粉：加速代谢，促进根系、幼苗生长。Ø植物活力素：含微量NPK及各种营养元素活化助剂。Ø叶面宝、喷施宝等：含腐植酸、大量和微量元素及多元无机酸等物质。2专用型：甘薯膨大素、玉米健壮素等。（五）生长调节剂在作物生产上应用发展趋势56\n1、拓展品种应用范围促进产量潜力发挥。2、改进传统栽培技术。3、促进多熟制发展。4、提高作物抗逆性。第十节作物智能栽培技术一、作物智能栽培技术的形成和定义作物栽培学是一门综合性很强的应用科学。一方面应用植物生理和生态的方法与技术，围绕作物生产上急需解决的问题开展应用基础性研究；另一方面应用系统分析的原理和计算机信息技术，对作物生产系统进行综合的动态模拟、科学决策和优化管理。作物智能栽培学就是将系统分析原理和信息技术应用于作物栽培学研究，着重以作物栽培智能决策支持系统来指导作物生产和科学管理。二、作物智能栽培的基本特征定量化、系统化、模型化、信息化、知识化、动态化、集成化、产品化作物智能栽培学使作物栽培学的研究工作从定性理解向定量分析、概念模式向模拟模型、专家经验向优化决策转化。作物智能栽培支持系统：Ø作物生产数据库及信息系统Ø作物生长预测和监测系统Ø作物管理决策支持系统Ø基于3S的作物空间信息系统：RS、GIS、GPSØ精确农作支持系统：主要支持技术包括3S技术、作物管理决策技术、田间信息采集技术、智能化农业机械装备技术、系统集成技术。第七章种植制度与农业生态系统Ø基本要求：了解土壤耕作、播种、育苗、移栽、施肥、水分管理、化学调控、地膜覆盖等作物生产的技术原理和措施Ø重点：重点掌握作物布局的影响因素和原则，复种和间套作的效益原理和技术56\nØ难点：各种种植方式的作用和技术以及在农业生产中的应用第一节种植制度与作物布局一、种植制度的概念和特点（一）种植制度（croppingsystem）指一个地区或生产单位的作物布局与种植方式的综合。为耕作制度（farmingsystem）的核心内容。(二） 合理种植制度的特点1、提高的土地利用效率和年生产率；2、注重作物的生态适应性；3、采用多元多熟种植途径；4、兼顾社会经济因素；5、合理保护并改善资源与环境。二、作物布局的含义与生产意义（一） 作物布局的含义作物布局（cropcompositionanddistribution）:是指一个地区或生产单位作物组成与配置的总称。作物布局是种植制度的主要内容；所指的范围可大可小，时间上可长可短。Ø作物组成包括作物种类、品种、面积比例等；Ø配置是指作物在区域或田地上的分布。作物布局解决种什么作物、种多少与种在哪里的问题。（二） 作物布局在生产上的意义1、作物布局是种植业较佳方案的体现；2、是农业生产布局的中心环节；3、是农业区划的主要依据和组成部分。作物布局是组织和领导农业生产的一项战略性工作；也是一项复杂的、综合性很强的、影响全局的生产技术设计。三、 作物布局的影响因素一个地区的作物布局很大程度上取决于作物生态适应性；此外，它的组成与分布在很大程度上受社会经济、生产与技术等人为因素的影响。（一）生态因素温度与作物布局光与作物布局水分与作物布局土壤与作物布局56\n（二）经济社会因素社会需求、价格社会发展水平1、温度与作物布局根据作物对温度的要求，分为以下类型：喜凉作物≥0℃积温喜凉耐寒型喜凉耐霜型喜温作物≥10℃积温温凉型温暖型耐热型Ø喜凉耐寒型黑麦、冬小麦、冬大麦、青稞等，可能是谷物中分布在最北的作物。适宜生长温度15～20℃，冬季可耐-18～-20℃的低温Ø喜凉耐霜型油菜、豌豆、胡萝卜、大白菜、春小麦、燕麦、亚麻、荞麦、马铃薯、蚕豆以及毛苕子、草木樨等生育盛期适宜生长发育温度为15～20℃左右，生物学最低温度为2～8℃，不怕霜，可耐短期一5～一8℃低温Ø温凉型大豆、甜菜、谷子、红麻等。适宜生长温度20～28℃，≥10℃积温l800～2800℃左右Ø温暖型适宜温度为25～30℃，水稻、玉米、棉花、甘薯、芝麻、黄麻、苎麻、等。温度过低生长慢，生殖生长受阻Ø耐热型高粱、花生、苜蓿、烟草等。烟草的适宜温度为22℃左右，但可以忍耐35～37℃的高温。苜蓿耐寒力较强，但在灌溉条件下也可以耐高温2、光与作物布局ØC3、C4植物；Ø喜光作物和耐阴作物：大豆、马铃薯和豌豆较耐阴Ø短日照作物（赤道附近和南部）长日照作物（北部）3、水分与作物布局Ø喜水耐涝型：水稻，>800mm,>1000mm（双季）56\nØ喜湿润型：燕麦、烟草等（75-95%）Ø中间型：小麦、玉米、棉花、大豆等Ø耐旱怕涝型：甘薯、苜蓿、花生等Ø耐旱耐涝型：高粱、田菁、草木樨等Ø避旱涝型：短生作物，荞麦、绿豆、饲料绿肥4、土壤和作物布局Ø质地（适砂土型作物花生、甘薯、适壤土型作物、适粘土型作物水稻）Ø酸碱度与盐度（宜酸性、宜中性、宜碱性）Ø土壤肥力（耐瘠型高粱、大麦、耐肥型、中间型）Ø养地与耗地（养地作物、耗地作物、兼养地作物）（二）经济社会因素Ø农产品社会需求（自给性、市场）、价格政策Ø社会发展水平：消费水平、交通、信息Ø农业科学技术：新品种、新技术的推广四、作物布局的原则Ø以满足社会对农产品的需求为根本目的需求：自给、市场、国家的战略性需求Ø以作物生态适应性为依据因地种植，趋利避害、发挥优势Ø适应生产条件、用地与养地相结合，遵循农业可持续发展的原则Ø以经济效益为可行性方针比较效益原则，最低风险原则五、我国的作物布局目前我国的作物结构，仍以粮食作物为主，经济作物为辅，饲料作物很少。随着经济的发展和人民生活水平的提高，经济作物、饲料作物或粮饲兼用作物等的比重将有所增加。第二节复种一、复种的概念与意义（一）复种及其有关概念56\n1、复种(sequentialcropping)：指在同一年内于同一块地上种植或收获两季或多季作物的种植方式。2、种植指数=全年作物总收获面积/耕地面积*100%种植指数（croppingindex,CI）>100%时，称复种指数。3、熟制：对耕地利用程度的另一种表示方法，指以年为单位表示种植的季数。—多熟制：一年两熟、一年三熟、两年三熟4、多熟种植(multiplecropping)：指在时间和空间上的种植集约化。即在一年内于同一块地上前后或同时种植2种或2种以上作物的种植方式。包括复种、套作、间作和混作5、休闲与撂荒Ø撂荒：指荒地开垦种植几年后，较长时间弃而不种，待地力恢复时再垦殖的一种土地利用方式。Ø休闲：指耕地在可种作物的季节只耕不种或不耕不种的方式。休闲年限在两年以上并占整个轮作周期的2/3以上时称为撂荒。（二）复种的意义Ø扩大播种面积和单位面积年产量；耕地变化粮食生产（中国）1.3*108hm2>1.9*108hm2(美国）Ø缓和粮、经、饲、果、菜等作物争地的矛盾；Ø利于稳产。“夏粮损失秋粮补”（三）复种增产、增效原理1、提高土地、光能利用率；提高单位土地面积上作物的光能利用效率是提高作物年单产的核心。2、利于热量集约利用：减少农耗；3、水资源的集约利用。夏季，53.3%；冬季，8.6%；夏半年78.5%；冬半年，21.5%二、复种的条件一定的复种方式要和一定的自然条件、生产条件与技术水平相适应。影响复种的自然条件主要有是热量和降水量，生产条件主要是肥料、劳畜力、机械等。56\n（一）热量：决定复种的可能性。Ø年均气温法：8℃-12℃-16℃-18℃；Ø积温法：3600℃-5000℃（≥10℃）4000℃-5800℃（≥0℃）；Ø生长期法（无霜期）：140天-150天-250天 160天-180天-230天 （≥10℃）（二）水分条件与复种华北地区低水平的二年三熟年耗水400--500mm,小麦一玉米两熟制需水700mm,高产需900mm。（三）、生产条件与复种肥料条件、劳动力、机械化程度等。（四）、经济效益（可行性评价）“三三见九不如二五一十”“二五一十比一八得八容易得多”三、复种的技术多熟与一熟的主要区别：1、作物总生长期延长（虽然每种作物的可能缩短），要保证正常成熟。2、用工增加，时效性增强，要保证劳动力的均衡使用，及时收种。3、对地力的消耗增加，养地措施要加强。（一）作物组合与品种搭配技术选用适宜的作物和品种组合，既要保证正常成熟，又要充分利用生长季节。（二）复种季节超额利用技术1．育苗移栽2．套作栽培：华北地区≥10℃积温3600~4200DD的地方，一季有余二季不足，小麦收获后平播玉米产量不高不稳，故多采用套作。3．促早发早熟措施：抢时播种，减少农耗，缩短生育期；地膜覆盖，合理施肥等等华北铁茬播种玉米，南方板田栽旱作，4．作物晚播栽培技术以提高全年的产量和效益为目标。如小麦-玉米两熟中两个作物产量潜力发挥的关系？56\n四、我国主要复种方式二年三熟:春玉米冬小麦-夏大豆一年二熟：麦-玉米、麦-甘薯、麦-棉一年三熟：麦-稻-稻、油菜-稻-稻第三节间套作一、间、套作的概念与意义（一）间、套作的概念间、套作指的是作物种植在耕地平面上的分布方式。单作(solecropping)在同一块田地上种植一种作物的种植方式，也称为纯种、清种、净种或平作。间作(intercropping)：在同一田地上于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。集约利用空间的种植方式；不计入复种面积。混作(混合间作)：Mixedintercropping在同一块田地上，同期混合种植两种或两种以上作物的种植方式，也称为混种。混作作物在田间一般无规则分布，不便分别管理，所以要求混种作物的生态适应性要比较一致。套作(接替间作)Relayintercropping在前季作物生长后期的株行间种植（播种或移栽）后季作物的种植方式，也称为套种、串种。（二）间套作在农业生产中的意义Ø增产Ø增效Ø稳产保收Ø协调作物争地的矛盾土地当量比(LandEquivalentRatio，LER)二、间、套作效益原理Ø充分利用空间，增加叶面积系数。v改平面受光为立体受光；v改善通风与C02供应。56\nØ充分利用边行优势。Ø用地和养地相结合。Ø增加抗逆能力，稳产保收。Ø充分利用生长季节，发挥作物丰产性能。三、间、套作技术特点Ø合理搭配作物种类和品种：大同小异，对应互补：一高一矮，一胖一瘦，一圆一尖，一深一浅，一长一短，一早一晚。Ø合理安排田间配置：密度、株行距与幅宽、间距、行向、带宽。Ø合理设计田间管理措施。三、间、套作主要类型与方式（一）、主要间作类型与方式1、高秆谷类作物与矮秆作物间作：玉米+大豆，玉米+薯类2.麦类间作：3、棉田、蔗田间作4、多年生作物间作1、麦田套作两熟：小麦/玉米，小麦/棉花，小麦/花生；2、麦田套作三熟：麦／玉米／甘薯；3、粮、饲套作：稻-稻/绿肥。（三）、立体种养类型与方式Ø稻鱼模式Ø稻萍鱼模式Ø玉米食用菌模式Ø蔗田食用菌模式Ø基塘结合模式（四）忌间作的作物：黄瓜—番茄、高粱--芝麻、玉米—荞麦等。56\n第四节轮作与连作一、轮作Croprotation（一）概念：在同一块田地上不同年度间按照一定的顺序地轮换种植不同作物或采取不同的复种形式的种植方式。/换茬、倒茬/二）轮作的作用Ø减轻病虫草害Ø均衡利用土壤养分，调养地力Ø调节茬口季节防治病虫害：主要是土传病害，无污染、低成本。1、换种非寄主作物，使土壤中的病原逐渐减少和消亡；2、利用前作的根际微生物和根系分泌物抑制后作病害的发生；3、通过前后茬作物管理措施和田间环境条件（养分、水分、通气状况）的剧烈变化而达到抑制和消灭病原的效果。防除农田杂草：1、通过换种非寄主作物，使寄生性杂草（如大豆菟丝子）种子发芽后找不到寄主而死亡；2、换种不同类型的作物，使生态适应性或形态与作物相似的伴生性杂草（如稻田的稗草，谷子地的狗尾草、小麦根际分泌物抑制茅草生长）3、通过水旱轮作，使前后茬作物田间环境条件发生剧烈变化，从而达到抑制和消灭杂草的效果。调养地力：以田养田，生物养田。1、利用豆科作物和红萍固氮；2、均衡利用土壤养分和水分；3、改善土壤的物理化学特性和微生物状态4、通过水旱轮作，使水田的土壤得以脱水产生干土效应。调节作物茬口季节：采用多熟制的地区，生育期不同、茬口季节早晚不同的作物轮换以及同种作物熟期不同的品种搭配，有利于错开农忙季节，避免或缓和劳力紧张。（三）特殊轮作的应用56\n1、水旱轮作：Ø油菜菌核病、烟草立枯病、小麦条斑病的病菌等，淹水2-3个月均能消灭。Ø水田-旱地棉花，遏制枯黄萎病发生，旱（棉）-水稻，减轻水稻纹枯病。Ø防除杂草2、草田轮作Ø增加土壤有机质和氮素营养Ø保持水土Ø降低土壤盐分含量（四）轮作与作物布局的关系Ø作物布局对轮作起着制约作用或决定性作用。Ø作物布局也要考虑轮作与连作的因素。二、连作一）概念：在同一块第上连年种植相同作物或采取相同的复种方式的种植方式。类型：单一连作：复种连作：（二）、连作的危害Ø生物因素杂草危害、病虫害。Ø化学因素营养物质的偏耗、有毒物质的积累。Ø物理因素如南方连年种稻，土壤淹水时间长，土壤大空隙显著减少，导致通气不良。（三）作物对连作的反应1.忌连作的作物（间隔５年以上）：马铃薯、西瓜、番茄等。2.不宜连作的作物（间隔3－4年）：陆稻、绿豆、大豆、蚕豆、向日葵、辣椒。3.耐短期连作的作物（连作２年后间隔２－３年）：甘薯、紫云英、苕子等。4.耐连作的作物：水稻、小麦、玉米、棉花等。（四）连作的地位与作用56\nØ连作的形成：自然条件、社会经济条件、作物对连作的反应、科学技术和生产条件。Ø连作的利弊：由与轮作相反的缺点，但利于专业化、集约化、区域化的商品化大生产。Ø连作的技术措施：针对连作的弊端第五节农业生态系统一、定义：指人类为满足社会需求，在一定边界内通过人为干预，利用生物与生物、生物与环境之间的物质和能量联系而建立起来的功能整体。（一）  基本结构与功能1． 结构：组分结构、时空结构、营养结构2． 功能：能量转换、物质循环、信息传递和价值交换（二）   特点：与自然生态系统相比较1.组分特点：农业生物、人类、环境2.功能特点：结构简单，自我调控能力弱，稳定性差3.运行特点：开放程度大4.运行机制特点：受自然规律和社会经济规律的共同支配二、农业生态系统的运行机制（一）  生物群体特征（二）  能量转换（三） 农业生态系统的物质循环生态农业与持续农业1．生态农业（ecologicalagriculture）:指以维持生态平衡，构建良性循环为核心的农业生产系统。2．持续农业（sustainableagriculture）指1980年，世界自然与自然资源保护联盟首次提出“持续农业”的要领:是在继承传统农业遗产和发扬现代农业优点的基础上，以经济、社会发展与资源、环境相互促进、相互协调为目标的农业生产系统。可持续农业发展的系统特征56\n三大系统组成：即行为系统、支持系统和约束系统。Ø行为系统的表现特征为农业生产方式和农民的生存方式等。直接作用和影响农业生态环境；Ø支持系统的表现特征为农业环境对农业行为的承受限度和不断反馈作用；Ø约束系统的表现特征为国家的政策、法规以及市场等对农业行为的引导、管理和监督。生态农业和持续农业建设的基本原则Ø合理利用、不断优化农业资源和环境。Ø以提高初级生产力为基础，以能量转化、物质循环的高效、合理，以及物质多层次利用、资源循环再生、持续协调发展等生态学原理为指导思想。Ø农业生产与农产品加工相结合，农业产业、农村工业与农村社会发展相结合。Ø全面优化农林牧副渔结构，实现系统的整体、协调发展。Ø作物高产、高效相结合。Ø农业生物的多样化与区域性专业化生产相结合。56