農(nóng)業(yè)概論第十二章-作物的生長環(huán)境

1、第十二章 作物與環(huán)境,環(huán)境 在農(nóng)田作物栽培的生態(tài)系統(tǒng)中，環(huán)境是指作物生活空間的外界自然條件的總和，不僅包括對其有影響的種種自然環(huán)境條件，還包括生物有機體的影響和作用。 自然環(huán)境環(huán)境 人工環(huán)境：所有為作物正常生長發(fā)育所創(chuàng)造的環(huán)境。,,措施 所采取的措施中， ↙ ↘ 一部分直接作用于

2、 作物 ← 環(huán)境 作物體，但更多的 ↓ 是用于改善作物的 生理生化過程 生物因子。 ↓ 產(chǎn)品產(chǎn)量、品質(zhì),環(huán)境與作物的關(guān)系,非生物因子,,氣候因子,,,,光能、溫度、空氣、水分等。如光照強度、日照長度、光譜成分、溫度、降水量、降水分布、蒸發(fā)量、空氣、風(fēng)

3、速等,土壤-地形因子,土壤結(jié)構(gòu)、土壤營養(yǎng)地勢、地貌、坡向、坡度,生物因子,植物,動物,微生物,環(huán)境因子分類,人為因素：主要指栽培措施，直接作用于作物如整枝、打杈等，改善作物的環(huán)境條件，如耕作、施肥、灌水等，還包括環(huán)境污染的危害作用。,光照與作物生長發(fā)育 太陽能是自然界中植物生產(chǎn)有機物質(zhì)的唯一能源。綠色植物吸收太陽光能并通過光合作用將CO2和水合成有機物質(zhì)，把光能轉(zhuǎn)變?yōu)橘A存于有機之中的化學(xué)能，實現(xiàn)能量的吸收、轉(zhuǎn)換和貯藏。

4、 栽培作物的目的在于獲取收獲物，作物產(chǎn)量的95%以上來自光合作用，而來自土壤中的無機鹽部分則不足5%。所以光照強度與作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成有密切的關(guān)系。,日本特殊光照技術(shù)培育農(nóng)作物,（一）作物的光周期現(xiàn)象 光周期現(xiàn)象---作物對于白天和黑夜的相對長度的反映。 根據(jù)大多數(shù)作物對光周期的不同反應(yīng)，分為：分為長日照、短日照、中性作物和定日照作物。 光周期現(xiàn)象在引種上的重要意義：緯度相近的地區(qū)，日照條件基本相同，

5、引種成功的可能性大；,短日照作物 南種（短日照、高溫）北引（長日照、低溫），生育期延長，甚至不能正常開花結(jié)實，北種南引則相反；長日照作物 南種北引，生育期縮短，應(yīng)選擇遲熟種，北種南引選擇早熟種。例如：小麥南種北引，其生育期縮短。,（二）光照強度與作物的生長發(fā)育,光照強度：指物體被可見光照明的程度，簡稱光強、照度，光照強度大小取決于可見光的強弱，單位勒克斯（Lux或Lx）。作物正常發(fā)育適宜的光照強度8000-12000 lx.

6、 1．光照強度與作物生長 光照強度對作物生長及形態(tài)建成有重要的作用。如作物種植過密，株內(nèi)行間光照就不足，由于植株頂端的趨光性，莖稈的節(jié)間會過分拉長，這樣一來，不但影響分蘗或分枝，而且影響群體內(nèi)綠色器官的光合作用，導(dǎo)致莖稈細(xì)弱而倒伏，造成減產(chǎn)。,2.光照強度與作物發(fā)育 光照強度也影響作物的發(fā)育。如棉花在開花、結(jié)鈴期遇長期陰雨天氣，光照不足，影響碳水化合物的制造與積累，就會造成較多的落花落鈴。3.光照強度與光合作用 作物

7、對光照強度的要求通常用“光補償點”和“光飽和點”表示。,,光補償點---光合作用過程中吸收CO2和呼吸作用過程中放出的CO2等量時的光照強度。 光飽和點---隨著光照強度的進一步增強，光合速率也逐漸上升，當(dāng)達(dá)到一定值之后，光合速率便再不受光照強度的影響而趨于穩(wěn)定，此時的光照強度叫做光飽和點。 光補償點和光飽和點分別代表光合對光強度要求的低限與高限，也分別代表光合對于弱光和強光的利用能力，可作為作物需光特性的兩

8、個重要指標(biāo)。,幾種作物的需光特性,,在作物生產(chǎn)上，常根據(jù)作物對光照強度要求的特點，采取適當(dāng)措施，來提高產(chǎn)量和品質(zhì)。例如有些光飽和點較低的作物，在較低的光照強度下，仍能正常進行光合作用，形成較多光合產(chǎn)物，如大豆、馬鈴薯，便可在一些高稈作物(玉米、高粱等)行間間作。種植麻類作物時，一般要求種得密一些，使行、株間的枝葉相互遮蔭，促進植株往高生長，抑制分枝，這樣有利于多收麻皮，提高品質(zhì)。,,（三）光譜成分與作物的生長發(fā)育 1.光合有效輻射：在

9、光合作用中，作物只對可見光區(qū)(390—760nm)的大部分光波吸收，用于進行光合生產(chǎn)，這部分輻射稱為光合有效輻射。約占太陽總輻射量的40％—50％左右。 2. 光譜帶：把太陽輻射對植物的效應(yīng)，按波長劃分為8個光譜帶，各個光譜帶對植物的影響大不相同。＞0.72μm的大致相當(dāng)于遠(yuǎn)紅光，0.71—0.61μm為紅、橙光，0.6l—0.5lμm為綠光，0.5l—0.40μm為藍(lán)、紫光。,,3.光譜作用：紅光有利于碳水化合物的合成，藍(lán)光則對蛋白

10、質(zhì)合成有利。紫外線照射對果實成熟起良好作用，并能增加果實的含糖量。,,高山、高原上栽培的作物，由于接受青、藍(lán)、紫等短波光和紫外線較多，一般植株矮，莖葉富含花青素，色澤較深。豐富的藍(lán)紫光是高原春小麥屢出高產(chǎn)紀(jì)錄的重要生態(tài)因素之一。,不同的光譜成分對作物生育有不同的影響 用淺藍(lán)色薄膜育秧與用無色薄膜相比，前者秧苗及根系都較粗壯，插后成活快，分蘗早而多，生長茁壯，葉色濃綠，鮮重和干重都有增加，這是因為淺藍(lán)色的薄膜可以大量透過光合作

11、用所需要的380—760nm波長的光，因而有利于作物的光合過程和代謝過程。,,提高作物光能效率的途徑？,四、提高作物光能效率的途徑 1.選用高光效良種：應(yīng)選用株型、葉型合理且高光效的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種。株型緊湊、葉片挺直的品種。 2.間作套種:通過不同作物群體的合理配置，從時間和空間上更好的利用光能和地力。間作套種田可以利用高矮桿、寬窄葉作物進行間套。 3.合理密植：合理密植的增產(chǎn)機理主要是使葉面積指數(shù)處于最適宜的范圍內(nèi)、，

12、使太陽光的截獲量增加，從而增加作物干物質(zhì)積累，提高產(chǎn)量和品質(zhì)。,作物與溫度,溫度是一個狀態(tài)函數(shù)，標(biāo)志著物質(zhì)分子平均動能水平。 環(huán)境溫度包括大氣溫度和土壤溫度。,一、溫度的節(jié)奏性變化與作物生產(chǎn)二、溫度對作物的影響及作物生育的溫度范圍三、積溫及無霜期四、溫度逆境對作物的危害及防御措,(一）、氣溫變化 1. 周期性變化 非周期性變化 溫周期：作物生育與溫度變化的同步現(xiàn)象。2. 日變化及年變化,一、

13、溫度的節(jié)奏性變化與作物生產(chǎn),(二）、土壤溫度變化 1.土壤熱量特征,熱容量,導(dǎo)熱率,重量熱容量（1g/度）,容積熱容量 （1cm3 /度),,,土壤的增熱程度也受土壤導(dǎo)熱性的影響。本身導(dǎo)熱性不大，主要由土壤顆粒間隙中的空氣與水分狀態(tài)決定。,二、溫度對作物的影響及作物生育的溫度范圍,（一）、溫度對作物的影響 1. 溫度對作物生長的影響 2. 溫度對發(fā)育的影響 A.溫度對成花

14、的誘導(dǎo)效應(yīng) 春化作用：經(jīng)過低溫誘導(dǎo)植物開花的作用。 B.作物的感溫性,（二）、作物生育的溫度范圍,1. 三基點溫度：最低、最適、最高 2. 溫度臨界期：對外界溫度最敏感的時期。,作物維持生命的溫度范圍較寬，生育的溫度范圍窄些，最適發(fā)育的溫度范圍則更窄。,作物對溫度的適應(yīng)范圍（Ф.Дрё，1976）,三基點溫度的特征：,不同作物三基點溫度不同，根據(jù)對溫度的不同要求，分為喜溫作物（生長起點>

15、;10℃)和耐寒作物(>3 ℃ )。 種子萌發(fā)的三基點低于營養(yǎng)生長期的，營養(yǎng)生長期又低于生殖器官發(fā)育期的。開花期對溫度最為敏感。一般最適應(yīng)溫度接近于最高溫度。最高溫度多在30-40 ℃ 之間,生產(chǎn)中也不常見.所以低溫造成的危害較多。,農(nóng)業(yè)界限溫度 標(biāo)志著某些重要物候現(xiàn)象或農(nóng)事活動的開始，終止或轉(zhuǎn)折，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有指示或臨界意義的日平均溫度，稱為農(nóng)業(yè)界限溫度。 0℃：土壤凍結(jié)或解凍，農(nóng)事活動終止或開始。常用

16、日平均氣溫0℃以上持續(xù)時期表示農(nóng)耕期。 5℃：早春作物播種，小麥積極生長的界限溫度， 5℃以上持續(xù)日數(shù)表示作物的生長期或生長季。,,10℃：喜溫作物（玉米、棉花）開始播種生長， 10℃以上持續(xù)日數(shù)表示作物的生長活躍期。15℃：喜溫作物開始快速生長。 15℃以上持續(xù)日數(shù)表示喜溫作物的積極生長期。20℃：熱帶作物開始積極生長期。,,作物的溫周期現(xiàn)象 1.溫周期概念：作物生長發(fā)育與溫度變化的同步現(xiàn)象稱為溫周期。作物的溫周期包括年溫周

17、期和日溫周期兩種。 2.為什么日夜變溫對作物生長有很大的影響？ 這是因為白天溫度較高，有利于光合作用，夜間溫度較低，可減少呼吸消耗。晝夜溫差越大，有利于有機物質(zhì)的積累，作物產(chǎn)量越高，品質(zhì)越好。日夜溫差越大，籽粒蛋白質(zhì)含量越高。,,（一）、積溫 1.概念：,三、積溫及無霜期,指某一生育時期或某一時段內(nèi)，逐日平均氣溫累積之和。,2. 積溫兩種表達(dá)方式,A活動積溫B有效積溫,大于或等與生物學(xué)零度的日平均溫度逐日累加起來

18、。,將日平均溫度與生物學(xué)零度的差值累加。,,,,,3. 積溫在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用可以估計作物的生育速度和各生育期到來的時間，并可確定作物安全播種期?？梢詫δ骋粋€地區(qū)某年產(chǎn)量進行預(yù)測，確定豐收年還是歉收年。一個地區(qū)的積溫代表了此地區(qū)的熱量資源，為正確制定農(nóng)業(yè)計劃、安排作物布局、確定種植制度提供了依據(jù)。 以棉花為例，早熟品種要求＞10℃的積溫3000—3300℃，中熟品種3400—3600℃，晚熟品種3700—4000℃。,20

19、24/3/23,34,無霜期長短是衡量一個地區(qū)熱量資源的又一個指標(biāo)。 春季最后一次霜凍——秋季最早一次霜凍。 作物布局和確定種植制度的依據(jù)。,（二） 無霜期,2024/3/23,35,四、溫度逆境對作物的危害及防御措施,溫度逆境：對作物不利的溫度,2024/3/23,36,（一） 低溫對作物的危害,低溫:對作物的危害有冷害和霜凍 1.寒害: 0℃以上的低溫對作物的傷害。 水分合成失調(diào)、蛋白質(zhì)合成受

20、阻、碳水化合物減少、代謝紊亂。2.霜凍: 指春秋季節(jié)氣溫下降到0℃以下，組織內(nèi)部發(fā)生冰凍而引起的傷害。 原生質(zhì)失水、冰融速度、蛋白質(zhì)沉淀、原生質(zhì)的機械損傷。,2024/3/23,37,間接傷害高溫使呼吸加強，蒸騰加速，水分平衡和物質(zhì)供需平衡被破壞，植株萎蔫。,（二） 高溫對作物的危害,直接傷害間接傷害,蛋白質(zhì)合成受阻、有毒物質(zhì)生成、饑餓、旱害,蛋白質(zhì)變性、脂溶,,,2024/3/23,38,（三） 對逆境溫度的防御,培育和選育

21、抗寒或耐熱的品種。低溫鍛煉。甘薯育苗化學(xué)誘導(dǎo)。玉米、棉花種子福美雙處理合理肥料配比。磷肥、鉀肥提高抗寒力,2024/3/23,39,作物與水分,,第四節(jié) 作物與水分,水分對生命的存在起起決定性的作用，他的多少在很大程度上決定了作物的種植制度。 一、作物對水分的需求特點 二、水分逆境對作物的影響,2024/3/23,41,一、作物對水分的需求特點,（一） 水對作物的生理生態(tài)作用

22、 1.  生理作用： （1）原生質(zhì)的主要成分； （2）光合作用的基本原料； （3）代謝過程的反應(yīng)物質(zhì)； （4）作物生化反應(yīng)和物質(zhì)吸收、運輸?shù)娜軇?（5）維持細(xì)胞的膨脹狀態(tài)； （6）細(xì)胞分裂與伸長的必需因子。,2024/3/23,42,生態(tài)作用：改善田間小氣候，如大氣濕度，土壤及其表面的空氣溫度，土壤空氣含量、微生物狀況、土壤養(yǎng)分利用率等。,2024/3/23,43,（二）

23、水與作物生長及產(chǎn)量的關(guān)系,缺水對作物形態(tài)、生理產(chǎn)生不良影響，最終導(dǎo)致產(chǎn)量降低。 作物光合作用和蒸騰作用與作物生產(chǎn)關(guān)系極大，水分缺乏對光合作用的影響是對葉綠素合成及氣孔影響的綜合結(jié)果。,作物的水分平衡 在正常的情況下，作物一方面蒸騰失水，同時又不斷地從土壤中吸收水分；這樣就在作物生命活動中形成了吸水與失水的連續(xù)運動過程。一般把作物吸水、用水、失水三者的動態(tài)關(guān)系叫做水分平衡。只有當(dāng)吸水、輸導(dǎo)和

24、蒸騰三方面的比例適當(dāng)時，才能維持良好的水分平衡。 1.供應(yīng)不足→失衡→氣孔關(guān)閉→蒸騰減小→平衡 2.失水﹤吸水→吐水→陡長，倒伏 3.蒸騰﹥吸水→萎焉,（三）作物的需水量和需水臨界期作物的需水量 作物的需水量通常用蒸騰系數(shù)來表示。 蒸騰系數(shù)是指作物每形成l克干物質(zhì)所消耗水分的克數(shù)。它表示作物利用水生產(chǎn)干物質(zhì)的效率。 作物 蒸騰系數(shù)

25、 水稻 500-800 小麥 450-600 玉米 250-300 棉花 300-600,各種作物的蒸騰系數(shù),48,2．需水臨界期 作物一生中對水分的需要量，一般前期和后期較少，中期較多。苗期耗水量占全生育期的1/4以下，生育中期50-60%，作物一生中對水分最為敏感的時期，稱為需水臨

26、界期。所謂對水的敏感期，就是說在這一時期若水分過多或不足，對作物的生長發(fā)育和最終的產(chǎn)量和品質(zhì)有很不利的影響，以后即使水分供應(yīng)適宜了，損失也難以彌補。 麥類作物在孕穗到抽穗，黍類作物在抽穗（或開花）至灌漿，其他作物也多在開花到產(chǎn)量形成的盛期。,幾種作物的水分臨界期 作 物 水分臨界期 水 稻 孕穗—抽穗 小 麥 孕穗—抽穗 玉 米

27、 開花—乳熟 大 豆 開花 棉 花 開花—成鈴 花 生 開花,二、水分逆境對作物的影響（water stress),（一）干旱對作物的影響和作物的抗旱性1. 干旱分大氣干旱、土壤干旱和生理 大氣干旱（空氣濕度在10%~20%），使作物蒸騰大于水分的吸收，致使需水與供水失衡。大氣長期干旱引起土壤干旱（土壤中缺乏作物能

28、吸收的水分）。,2024/3/23,51,二、水分逆境對作物的影響,三、旱澇對作物生長發(fā)育的影響,（一）旱災(zāi)1、類型 土壤干旱、大氣干旱和生理干旱土壤干旱：在長期無雨或少雨的情況下，土壤含水量少，土壤顆粒對水分的吸收力加大，植物根系難以從土壤中吸收到足夠的水分來補償蒸騰的消耗．造成植株體內(nèi)水分收支失去平衡，從而影響生理活動的正常進行，植物生長受抑制，甚至枯死。,大氣干旱：空氣干燥、大氣蒸發(fā)力強促使植物蒸騰過快，根系從

29、土壤吸收的水分難以補償，水分收支失衡而造成的危害。生理干旱：是由于土壤環(huán)境條件不良，使根系的生理活動遇到障礙，導(dǎo)致植物體內(nèi)水分失去平衡而發(fā)生的危害。例如作物被淹根系缺氧不能正常吸收水分而發(fā)生萎蔫；鹽堿地常因幼苗根系滲透壓低于土境溶液而不能吸收水分。,2、危害(1)各部位間水分重新分配。(2)改變各種生理過程。(3)蛋白質(zhì)含量減少。 干旱對作物的傷害，一般不會導(dǎo)致植株死亡，但是在高溫和迅速干旱時，可能對作物產(chǎn)生直接

30、傷害導(dǎo)致作物死亡。,降低作物的各種生理過程。光合 引起作物體內(nèi)各部分水分的重新分配。 如水分從水勢高的部位流向水勢低的部位（幼葉向老葉奪水）；胚胎組織細(xì)胞的水分分配到成熟部位的細(xì)胞中去（莖從幼穗吸水）。 影響作物產(chǎn)品品質(zhì)。果樹，油料作物等,2. 旱害對作物的影響,2024/3/23,55,（二）水澇對作物的影響,根系澇害 土壤孔隙被水充滿—通氣受阻—抑制有氧呼吸—阻止水分和礦物元素吸收 高溫季節(jié)，積累H2S、F

31、e2+、M2+、及有機酸，直接毒害根系。2.地上部分澇害 光合停止；植株內(nèi)部含氧量降低—無氧呼吸增加，最終替代—呼吸停止 無氧呼吸產(chǎn)物酒精積累毒害細(xì)胞。,2024/3/23,56,3. 作物對水澇的適應(yīng),根系逐漸木質(zhì)化耐澇作物：水稻、高粱、黑豆一般作物：小麥苗期耐澇，玉米后期耐澇。怕澇作物：棉花、甘薯、粟（孕穗期除外）、 花生、芝麻。,2024/3/23,57,不同作物對水分的反

32、應(yīng)大不相同。但總的看來，在大田作物中，除了水稻屬于濕生性作物外，多數(shù)都為中生性的。 中生性作物根系和輸導(dǎo)系統(tǒng)比濕生性作物發(fā)達(dá)，以滿足植株對水分的需要。中生性作物沒有完整的通氣組織，不能在積水條件下發(fā)育。,[ 討論]（四）提高水分利用率的途徑？,,提高水分利用率的途徑[ 參考答案] 1.選好品種： C4作物比C3作物具有較高的水分利用效率，在水源緊缺的地區(qū)宜種植C4作物， 2.地面覆蓋：利用地膜、秸稈、沙子等覆蓋農(nóng)田

33、，可減少水分消耗而增加產(chǎn)量。 3.節(jié)水灌溉：采用噴灌、滴灌、渠道防滲等措施，合理用水，提高水分利用率。 4.栽培措施：精耕細(xì)作、增施肥料、合理灌溉等。,,（五）旱、澇對作物的危害及作物的抗性 1.干旱對作物的危害及作物的抗性 （1）旱害 環(huán)境中水分低到不足以滿足作物正常生命活動的需要時，便出現(xiàn)干旱。作物遇到的干旱有大氣干旱和土壤干旱兩類。 大氣干旱是空氣過度干燥，相對濕度低到20％以下；或因大氣干旱伴隨高溫，土壤中雖有

34、一定水分，但因蒸騰強烈，造成體內(nèi)水分平衡失調(diào)，使作物生長近乎停止，產(chǎn)量降低。 土壤干旱是指土壤中缺乏作物可利用的有效水分，對作物危害極大。我國北方春旱(3—5月)影響冬小麥拔節(jié)、抽穗、開花及棉花等春播作物的播種或育苗；伏旱易引起棉花蕾鈴脫落，造成玉米“曬花”；小麥生長后期如遇干熱風(fēng)為害，常?！扒喔伞?。這些干旱常造成生長停滯，產(chǎn)量降低。,,[討論] 干旱引起作物死亡的原因？,,干旱引起作物死亡的原因：[參考答案] 第一，代謝作

35、用紊亂。 第二，干旱時細(xì)胞脫水變形，原生質(zhì)受到機械傷害而死亡。 第三，干旱缺水，蒸騰減弱，植株不能降溫,,（2）抗旱鍛煉 ①通過“蹲苗”進行抗旱鍛煉。所謂蹲苗，就是在作物苗期減少水分供應(yīng)，使之經(jīng)受適度缺水的鍛煉，促使根系發(fā)達(dá)下扎，根冠比增大，葉綠素含量增多，光合作用旺盛，干物質(zhì)積累加快。經(jīng)過鍛煉的作物如再次碰上干旱，植株體保水能力增強，抗旱能力顯著增加。 ②通過種子處理進行抗旱鍛煉。 ③增加作物抗旱性的其他措施。

36、如增施磷、鉀肥，以提高植株的抗旱性；多施廄肥能增加土壤中腐殖質(zhì)含量，有利于增強土壤持水能力。,,2.澇害及作物的抗?jié)承裕?）澇害對作物的影響 水分過多對作物的不利影響稱為澇害。 水分過多一般有兩層含義，一是指土壤含水量超過了田間最大持水量，土壤水分處于飽和狀態(tài)（淹土），根系完全生長在沼澤化的泥漿中，這種澇害也叫濕害。 另一種含義是指水分不僅充滿土壤，而且田間地面積水，作物的局部或整株被淹沒（淹作物），這才是澇害。 濕害和

37、澇害使作物處于缺氧的環(huán)境，缺O(jiān)2的后果可能導(dǎo)致作物營養(yǎng)不良，土壤中大量有毒還原物質(zhì)的積累（H2S、CH4、FeO等）。,,（2）作物的抗?jié)承?作物抗?jié)承缘膹娙鯖Q定于對氧的適應(yīng)能力。如果具有發(fā)達(dá)的通氣系統(tǒng)，地上部吸收的O2通過胞間空隙系統(tǒng)可輸送到根或者缺02部位。,防澇措施：搞好農(nóng)田排灌設(shè)施，加速排除地面水，降低地下水和耕層滯水，保證土壤水氣協(xié)調(diào) 采取開溝、增施有機肥料以及田間松土通氣等綜合措施，,,四.作物與空氣的關(guān)系

38、 作物與空氣的關(guān)系，實際上主要是作物與二氧化碳的關(guān)系，因CO2是光合作用的原料；對于豆科作物來說，與空氣中的氮氣關(guān)系也很密切。,,（一） CO2與作物1. CO2濃度的變化規(guī)律 （1）周年變化規(guī)律。一年之內(nèi)，在田間有作物生長的季節(jié)，由于光合作用固定CO2數(shù)量增加，空氣中的CO2濃度較低，而非生長季節(jié)， CO2濃度較高。（冬高夏低） （2）周日變化規(guī)律。在一天之內(nèi)，作物群體內(nèi)CO2濃度有明顯的規(guī)律性變化。午夜和凌晨，群體內(nèi)CO

39、2濃度很高，這是由于在此期間CO2有補充而無消耗的緣故。清晨日出之后，光合作用逐漸加強，濃度逐漸下降；接近中午，光合作用旺盛，CO2濃度降至最低值；傍晚日落后，光合作用停止， CO2濃度又復(fù)上升。,,,（3）田間群體內(nèi)的CO2濃度變化及運動方向。 作物進行光合作用所需要的CO2不但來自群體以上空間，而且也來自群體下部，其中包括土壤表面枯枝落葉分解、土壤中活著的根和微生物呼吸、已死的根系和有機質(zhì)腐爛等釋放出來的CO2 。（4） CO

40、2濃度的垂直分布。 在作物群體內(nèi)部，接近地面的CO2濃度經(jīng)常是比較高的。在一天之中，午夜和凌晨，越接近地表面， CO2濃度越高。白天，由于光合作用消耗，群體上部和中部的CO2濃度較小，下部稍大一些。作物群體上層光照充足，但CO2濃度相對較低，下層的CO2濃度較大，光照卻又較弱，各自都成了增加光合成的限制因子。這便是在作物生產(chǎn)上要十分重視通風(fēng)透光的原因所在。,,由于提高CO2濃度可以促使某些作物增加產(chǎn)量，于是也就出現(xiàn)了CO2施肥的問題

41、。迄今為止， CO2施肥多半還是在溫室中或在塑料薄膜保護下進行的現(xiàn)實的提高CO2濃度的措施是增施有機肥。有機肥施入土壤后，能增加土壤中好氣性細(xì)菌的數(shù)量，增強其活力，釋放出更多的CO2 。,,2.關(guān)于共生固氮（1）什么叫共生固氮？ 豆科作物通過與它們共生的根瘤菌能夠固定并利用空氣中的氮素。 根瘤菌所固定的氮大約只占豆類作物需氮總量的l／4—1／2，并不能完全滿足要求。 在栽培措施中，加強光照、稀植、單作、

42、施有機肥，都有助于根瘤菌固氮；相反，遮蔭、與高稈作物間作、密植、施無機肥，都抑制根瘤菌固氮。,,,五、作物與土壤的關(guān)系(一)土壤物理性質(zhì)與作物的生態(tài)關(guān)系 1.土壤質(zhì)地：按照土壤質(zhì)地進行分類，一般可以把土壤區(qū)分為3類9級，即砂土類(粗砂土、細(xì)砂土)、壤土類(砂壤土、輕壤土、中壤土、重壤土)、黏土類(輕黏土、中黏土、重黏土)。由于土壤質(zhì)地對水分的滲入和移動速度、持水量、通氣性、土壤溫度、土壤吸收能力、土壤微生物活動等各種物理、化學(xué)

43、和生物性質(zhì)都有很大影響，因而又直接影響作物的生長和分布。,,2．土壤水分 土壤水分主要來自降雨、降雪和灌水；如地下水位較高，地下水也可上升補充土壤水分。 3．土壤空氣 土壤空氣的組成80％是氮，20％是氧和二氧化碳等。土壤通氣性程度影響土壤微生物的種類、數(shù)量和活動，并進而影響作物的營養(yǎng)狀況。 4．土壤溫度 一般說來，土溫比氣溫高，以年平均溫度而言，一般土溫約比氣溫高2—3℃左右，夏季明顯，冬季相差較小。土溫影響作物的發(fā)芽，土溫

44、影響根系的生長、呼吸和吸收能力。土溫還制約各種鹽類的溶解速度、土壤氣體交換和水分的蒸發(fā)、各種土壤微生物的活動以及土壤有機物質(zhì)的分解速度和養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，進而影響作物的生長。,,(二)土壤化學(xué)性質(zhì)與作物的生態(tài)關(guān)系 1．作物與土壤酸堿度 各種作物對土壤酸堿度(pH)都有一定的要求。多數(shù)作物適于在中性土壤上生長，典型的“嗜酸性pH 8”作物是沒有的。 耐酸性作物有:蕎麥、甘薯、煙草、花生等， 耐鹽堿的作物有:甜菜、高粱

45、、棉花、向日葵、紫花苜蓿等。紫花苜蓿被稱作鹽堿土的“先鋒作物”。,,2．作物與土壤養(yǎng)分 作物生長和形成產(chǎn)量需要有完全營養(yǎng)的保證。從施肥和作物對營養(yǎng)元素反應(yīng)的角度，常常把作物分作喜氮、喜磷、喜鉀3大類。 ①喜氮作物 如水稻、小麥、玉米、高粱屬于這一類， ②喜磷作物 如油菜、大豆、花生、蠶豆、養(yǎng)麥等屬于這一類。 ③喜鉀作物 如甜菜、甘蔗、煙草、棉花、薯類、麻類、向日葵等屬于這一類。,,(二)高產(chǎn)對土壤條件的要求 1．

46、土層深厚，結(jié)構(gòu)好 作物強大的根系主要分布在1米以內(nèi)的土壤內(nèi)，而根量的50%集中在0～25厘米的耕層內(nèi)。因此，要求土層要深厚，具有團粒結(jié)構(gòu)的土壤，使水、肥、氣、熱各個因素相互協(xié)調(diào)，為根系生長創(chuàng)造一個良好的生活環(huán)境。 2．松緊適宜，通氣性好 耕層的松緊程度要適宜，并要求相對穩(wěn)定。固相、液相、氣相三者比例要協(xié)調(diào)，一般要求土壤的孔隙部分與土壤固體部分之比值等于1或稍大于l較好。土壤容重在1.0～1.3克／cm3。,,3．

47、砂粘適中，質(zhì)地好 壤土為作物生長最為理想的土壤質(zhì)地。但各種作物對土壤質(zhì)地有不同要求，如塊根、塊莖等作物要求砂質(zhì)土壤。 4．耕作層肥沃，有機質(zhì)合量高 一般要求土壤耕層內(nèi)有機質(zhì)含量在1%～2%。 5．酸堿適度，地下水位低 土壤內(nèi)含鹽量與酸堿度（pH值)對作物生長發(fā)育影響很大。土壤pH值超過9或低于4對作物根系均有毒害作用，并對土壤養(yǎng)分有效性的影響也很大。大多數(shù)作物要求pH植在6.0～8.0之間。甘薯、馬鈴薯、花生、煙草在5～6

48、，玉米、大豆、黃麻、油菜為6～7；水稻、小麥、大麥為6～7.5；高粱、豌豆、蠶豆、棉花、向日葵、甜菜為6～8。,,本章思考題 1.敘述作物、環(huán)境、措施三者之間的關(guān)系。2.敘述環(huán)境因素的分類和環(huán)境因素的特點。3.光飽和點、光補償點概念以及在生產(chǎn)上的應(yīng)用。4.光周期反應(yīng)在作物栽培上的應(yīng)用。5.何謂溫度三基點？如何利用三基點理論采取栽培措施提高作物產(chǎn)量？6.何謂有效積溫和活動積溫？敘述積溫在作物生產(chǎn)中的意義。何謂作物的水分平衡？