1、 植物植物叶茎花种子果实组织根第一章第一章 植物生长与环境概述植物生长与环境概述第一节第一节 植物生产概述植物生产概述一、植物生长概述一、植物生长概述（一）植物的生长发育（一）植物的生长发育生长发育营养生长生殖生长 （二）植物生长发育规律（二）植物生长发育规律1 植物的生活周期和生产周期植物的生活周期和生产周期2 植物生长的周期性植物生长的周期性3 植物生长的相关性植物生长的相关性4 植物的成花原理植物的成花原理 二二 植物生产概述植物生产概述 植物生产的作用植物生产的作用 植物生产的特点植物生产的特点第二节第二节 环境条件与植物生长环境条件与植物生长一、环境条件一、环境条件第二节第二节 环境
2、条件与植物生长环境条件与植物生长二、环境条件与植物生长二、环境条件与植物生长农业生产的条件农业生产的条件农业生产必须为作物的生长发育创造良好的生活农业生产必须为作物的生长发育创造良好的生活条件，植物生存环境（条件，植物生存环境（温度、光照、水分、养分、空气、土壤等）的好坏及是否协调必将影）的好坏及是否协调必将影响植物的生存质量及植物的收获物（粮食）的响植物的生存质量及植物的收获物（粮食）的多少与质量的优劣。多少与质量的优劣。1、光条件v光是农业生产的基本条件之一。光是植物进行光是农业生产的基本条件之一。光是植物进行光合作用的必要条件，植物通过光合作用吸收太阳合作用的必要条件，植物通过光合作用吸
3、收太阳光，将二氧化碳转化为植物所需的有机碳源。光，将二氧化碳转化为植物所需的有机碳源。v光照强度及光照时间的长度直接影响植物的生长光照强度及光照时间的长度直接影响植物的生长发育，也影响到植物的产量和品质。发育，也影响到植物的产量和品质。2、温度（热量）、温度（热量）v植物的生长发育需要一定的热量条件，热量的来植物的生长发育需要一定的热量条件，热量的来源主要来自于太阳辐射能，太阳光辐射的强弱随源主要来自于太阳辐射能，太阳光辐射的强弱随海拔高度、纬度及季节等而变化。从而影响植物海拔高度、纬度及季节等而变化。从而影响植物的生长发育。的生长发育。3、水分（湿度）、水分（湿度）v水是生命之源，新鲜植物体
4、含水是生命之源，新鲜植物体含75-95%的水分，的水分，植物吸收的营养物质常随水分的运动而运动，植植物吸收的营养物质常随水分的运动而运动，植物通过蒸腾作用吸收水分和养分，若水分不足或物通过蒸腾作用吸收水分和养分，若水分不足或过多都会影响植物的正常生长发育。过多都会影响植物的正常生长发育。水分在植物生命活动中的作用水分在植物生命活动中的作用（一）、植物含水量一般植物组织含水量占鲜重的6090（二）、植物体内水分的存在状态v 细胞中的水可分为两类：v 束缚水与细胞组分紧密结合不能自由移动、不易蒸发散失的水。v 自由水与细胞组分之间吸附力较弱，可以自由移动的水。自由水束缚水两者比值原生质代谢生长抗逆
5、性高高溶胶溶胶旺盛旺盛快快弱弱低低凝胶凝胶活性低活性低迟缓迟缓强强（三）、（三）、水分在植物生命活动中的作用 含水量减少含水量减少 溶胶溶胶 凝胶凝胶 含水量增加含水量增加2.水分是生命活动的介质和参与者 3.水分是物质吸收和运输物质的工具 生理需水生理需水-满足植物生理活动所需要的水分满足植物生理活动所需要的水分 生态需水生态需水-利用水的理化特性利用水的理化特性,调节植物周围调节植物周围的环境所需要的水分的环境所需要的水分2）土壤质地的改良措施在环境保护上具有重要的意义。1 植物的生活周期和生产周期4）腐殖质具有生理活性，能促进作物生长植物的生长发育需要一定的热量条件，热量的来源主要来自于
6、太阳辐射能，太阳光辐射的强弱随海拔高度、纬度及季节等而变化。二、环境条件与植物生长来源：1）高等植物（地上部和地下部）耕作土壤，植物残体主要来源根茬，达2-3吨/公顷年。通常把每克干重的有机质经过一年分解后转化为腐殖质（干重）的克数，称为腐殖化系数。（4）土壤质地的层次性植物生长环境是一门综合性较强的学科，涉及土壤学、植物学、植物生理学、植物营养学、气象学及栽培学等学科知识点。岩石、矿物风化形成的风化产物称为成土母质。单糖双糖和多糖类 厌气条件 有机酸H2、CH4（4）土壤质地的层次性b 粘土一般含养分较丰富，特别是钾、钙、镁等含量较多，保肥力强；（1）、层状硅酸盐粘土矿物4、空气、空气v空气
7、质量的好坏直接影响植物的生产，空气混浊空气质量的好坏直接影响植物的生产，空气混浊或空气中含有过多有毒有害气体会影响植物的生或空气中含有过多有毒有害气体会影响植物的生长发育，影响植物的生存质量并进一步影响植物长发育，影响植物的生存质量并进一步影响植物的产量及质量。的产量及质量。5、营养物质、营养物质v植物的植物的“粮食粮食“，只有充足的养分供应并且各养，只有充足的养分供应并且各养分的比例协调才能有利于植物的正常生长发育，分的比例协调才能有利于植物的正常生长发育，获得高产优质。获得高产优质。6、土壤、土壤v土壤是植物生长的基地。土壤是植物生长的基地。“吃得饱吃得饱”，“喝得喝得好好”，“住得好住得
8、好”，“站得稳站得稳”。三、植物生长对环境的适应三、植物生长对环境的适应 趋向适应和趋异适应趋向适应和趋异适应 植物的生活型植物的生活型 不同植物长期生活在同一区域或相似区域，由于对该地区环境的不同植物长期生活在同一区域或相似区域，由于对该地区环境的共同适应，从外貌上反映出来的植物类型，都属于同一生活型。共同适应，从外貌上反映出来的植物类型，都属于同一生活型。植物的生态型植物的生态型 同种植物的不同种群由于长期分布在不同环境中，在生态适应过程同种植物的不同种群由于长期分布在不同环境中，在生态适应过程中发生变异与分化，形成不同的形态、生理和生态特征，并通过中发生变异与分化，形成不同的形态、生理和
9、生态特征，并通过遗传固定下来，从而分化为不同的种群类型，即生态型。（气候遗传固定下来，从而分化为不同的种群类型，即生态型。（气候生态型、土壤生态型、生物生态型、人为生态型）生态型、土壤生态型、生物生态型、人为生态型）植物适应环境的方式植物适应环境的方式 环境条件环境条件其他植物的其他植物的关系关系 植物适应环境的方式植物适应环境的方式1 适应组合：植物对环境的适应往往表现为一组或适应组合：植物对环境的适应往往表现为一组或一整套彼此相互关联的适应方式，甚至存在协同一整套彼此相互关联的适应方式，甚至存在协同和增效作用。和增效作用。2 休眠：极端环境下采休眠：极端环境下采取的共同适应方式。取的共同适
10、应方式。3 驯化：植物对环境适驯化：植物对环境适应随环境变化而变化。应随环境变化而变化。v 植物生长环境是一门综合性较强的学科，涉及土植物生长环境是一门综合性较强的学科，涉及土壤学、植物学、植物生理学、植物营养学、气象壤学、植物学、植物生理学、植物营养学、气象学及栽培学等学科知识点。学及栽培学等学科知识点。第二章 植物生长与土壤环境一、土壤的概念一、土壤的概念v 什么是土壤？历史上在土壤学中存在着不同的土什么是土壤？历史上在土壤学中存在着不同的土壤概念，这是因为人们从不同的出发点来研究土壤，壤概念，这是因为人们从不同的出发点来研究土壤，所以就产生了不同的土壤概念。所以就产生了不同的土壤概念。v
11、土壤学家和农学家传统定义：土壤学家和农学家传统定义：发育于地球陆地表面发育于地球陆地表面能生长绿色植物的疏松多孔结构表层。能生长绿色植物的疏松多孔结构表层。v陆地表面：指土壤所处的位置。陆地表面：指土壤所处的位置。v生长植物：指土壤的生产性能（肥力特性）。生长植物：指土壤的生产性能（肥力特性）。v疏松表层：指土壤的物理性能。疏松表层：指土壤的物理性能。v 地质学家从岩石风化的地质学观点来认识土壤，认为土壤就从岩石风化的地质学观点来认识土壤，认为土壤就是破碎了的陈旧岩石。或认为土壤是坚实地壳最表面的风化是破碎了的陈旧岩石。或认为土壤是坚实地壳最表面的风化层。将土壤仅作为岩石的变态来认识。层。将土
12、壤仅作为岩石的变态来认识。v 植物营养学家 认为土壤是植物养料的贮存库。认为土壤是能认为土壤是植物养料的贮存库。认为土壤是能生长植物的那一部分地壳。或认为土壤仅是陆地植物生长的生长植物的那一部分地壳。或认为土壤仅是陆地植物生长的自然介质。自然介质。v 环境学家认为土壤是重要的环境因素，是环境污染物的缓认为土壤是重要的环境因素，是环境污染物的缓冲带和过滤器。冲带和过滤器。v 土壤发生学派创始人道库卡耶夫把土壤作为独立的自然体，认创始人道库卡耶夫把土壤作为独立的自然体，认为土壤是五大成土因素为土壤是五大成土因素生物、母质、气候、地形和时间综合作生物、母质、气候、地形和时间综合作用的产物。这是从土壤
13、发生学观点来认识土壤，在土壤学界得到广用的产物。这是从土壤发生学观点来认识土壤，在土壤学界得到广泛的认同。泛的认同。土壤是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分土壤是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分二、土壤是植物生长繁育和生物生产的基地土壤是植物生长繁育和生物生产的基地 土壤在植物生长繁育中有下列不可取代的特殊作用：土壤在植物生长繁育中有下列不可取代的特殊作用：v1、营养库的作用（营养和水分）、营养库的作用（营养和水分）v2、养分转化和循环作用、养分转化和循环作用v3、雨水涵养作用雨水涵养作用v4、生物的支撑作用、生物的支撑作用v5、稳定和缓冲环境变化的作用、稳定和缓冲环境变化的作用 空
14、气日光 水分(土壤提供)热量 养分(土壤提供)土土壤壤液体孔隙固体无机物质(土壤矿物质)有机物质(土壤生物、有机质)水分和土壤溶液气体无机物质(土壤矿物质)有机物质(土壤生物、有机质)第一节第一节 土壤的基本组成土壤的基本组成（一）土壤矿物质（一）土壤矿物质 土壤中所有无机物质的总和称土壤矿物质，主要来土壤中所有无机物质的总和称土壤矿物质，主要来自于岩石与矿物的风化物。自于岩石与矿物的风化物。矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用下形成的自然产物，是岩石的组成单位。一、一、土壤矿物质与土壤质地土壤矿物质与土壤质地水晶水晶白云母白云母黑云母黑云母方解石方解石土壤矿物质的化学成分土壤矿物质的化学成分
15、v土壤矿物质的化学组成很复杂，几乎包括地壳中所土壤矿物质的化学组成很复杂，几乎包括地壳中所有的元素。有的元素。其中氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、其中氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、钛、碳钛、碳等等10种元素占土壤矿物质总量的种元素占土壤矿物质总量的99%以上，以上，这些元素中以这些元素中以氧、硅、铝、铁氧、硅、铝、铁四种元素含量最多四种元素含量最多1 土壤矿物质的组成土壤矿物质的组成 土壤矿物质按矿物的来源，可分为原生矿物质和次土壤矿物质按矿物的来源，可分为原生矿物质和次生矿物质。生矿物质。l 原生矿物质原生矿物质 （长石、石英、云母等）（长石、石英、云母等）岩浆岩、沉积岩、变质岩中均含有原
16、生矿物岩浆岩、沉积岩、变质岩中均含有原生矿物主要存在于沙粒、粉粒等较粗的土粒中主要存在于沙粒、粉粒等较粗的土粒中岩浆岩岩浆岩沉积岩沉积岩变质岩变质岩l次生矿物质（粘土矿物）次生矿物质（粘土矿物）（1）、层状硅酸盐粘土矿物）、层状硅酸盐粘土矿物蒙脱石、伊利石、高岭石等。蒙脱石、伊利石、高岭石等。（2）、非硅酸盐粘土矿物）、非硅酸盐粘土矿物氧化铁、氧化铝、水铝英石、氧化硅等氧化铁、氧化铝、水铝英石、氧化硅等层状硅酸盐矿物层状硅酸盐矿物基本结构单位是基本结构单位是硅氧四面体和铝氧八面体硅氧四面体和铝氧八面体硅氧四面体硅氧四面体是由是由4 4个氧原子和个氧原子和1 1个硅原子所组成。个硅原子所组成。许
17、多硅四面体可以共用氧原子形成一层。氧原子许多硅四面体可以共用氧原子形成一层。氧原子排列成为中间有空的六角形，称为排列成为中间有空的六角形，称为硅氧片硅氧片。铝氧八面体铝氧八面体为为6 6个氧原子围绕个氧原子围绕1 1个铝原子而构成。个铝原子而构成。许多个铝八面体相互连接成片称为许多个铝八面体相互连接成片称为铝氧片铝氧片。SiAlOxygensSiliconTetrahedronAluminumOctahedronSiAlOxygens（二）岩石风化（二）岩石风化 物理风化：温度、结冰、水流和风力的磨蚀作用物理风化：温度、结冰、水流和风力的磨蚀作用等。等。化学风化：溶解、水化、水解、和氧化还原等
18、化学风化：溶解、水化、水解、和氧化还原等 生物风化：动物、植物、微生物生物风化：动物、植物、微生物岩石、矿物风化形成的风化产物称为成土母质。岩石、矿物风化形成的风化产物称为成土母质。（三）土壤质地1、土粒 土壤颗粒（土粒）是构成土壤固相骨架的基本颗粒，它们数目众多，大小（粗细）和形状迥异，矿物组成和物理性质变化甚大。包括单粒和复粒。v 按土粒的大小，分成若干组，称为土壤粒级。v 土粒的大小分级粒级制（种类较多）v 各种粒级制都把大小颗粒分为：石粒、砂粒、粉粒（粉砂）和粘粒（包括胶粒）4组。v0.01卡庆斯基制中砂粒和粘粒的界分（四）土壤质地（四）土壤质地v土壤机械组成：根据土壤机械分析，分别计
19、算其土壤机械组成：根据土壤机械分析，分别计算其各粒级的相对含量，即为机械组成（或叫颗粒组各粒级的相对含量，即为机械组成（或叫颗粒组成）。成）。v土壤质地土壤质地：是根据机械组成划分的土壤类型。是根据机械组成划分的土壤类型。v一般分为：砂土、壤土、粘土三类。一般分为：砂土、壤土、粘土三类。v质地分类制：质地分类制：国际质地制国际质地制、卡庆期基制，等。、卡庆期基制，等。国际制土壤质地分类：国际制土壤质地分类：前苏联制质地分类：前苏联制质地分类：土壤质地与土壤肥力土壤质地与土壤肥力v土壤质地是土壤的土壤质地是土壤的重要物理性质之一重要物理性质之一，对土壤肥，对土壤肥力有重要的影响。力有重要的影响。
20、v土壤质地常常是土壤土壤质地常常是土壤通气通气、透水透水、保水保水、保肥保肥、供肥供肥、保温保温、导温导温和和耕性耕性等的决定性因素。等的决定性因素。（1）砂土类：）砂土类：a 粒间孔隙大，毛管作用弱，粒间孔隙大，毛管作用弱，通气透水性强通气透水性强，内部排水通畅，不，内部排水通畅，不易积聚还原性有害物质，有机质分解快，易释放有效养分；易积聚还原性有害物质，有机质分解快，易释放有效养分；b 矿物成分主要是石英，矿物成分主要是石英，含养分少含养分少，要多施有机肥料；，要多施有机肥料；保肥保肥性差性差，施肥后因灌水降雨而易淋失；，施肥后因灌水降雨而易淋失；c 含水量低含水量低，热容量较小，易增温也
21、易降温；，热容量较小，易增温也易降温；d 松散易耕松散易耕，缺少有机质的砂土泡水后容易沉淀、板结、闭气。，缺少有机质的砂土泡水后容易沉淀、板结、闭气。（2）粘土类：）粘土类：a 粒间孔隙小，多为极细毛管孔隙和无效孔隙，粒间孔隙小，多为极细毛管孔隙和无效孔隙，通气透水性差通气透水性差，内部排水慢，易受渍害和积累还原性有毒物质，有机质分解慢，不易内部排水慢，易受渍害和积累还原性有毒物质，有机质分解慢，不易释放有效养分；释放有效养分；b 粘土一般含粘土一般含养分较丰富养分较丰富，特别是钾、钙、镁等含量较多，特别是钾、钙、镁等含量较多，保肥力强保肥力强；c 含水量多含水量多、热容量较大，升温慢降温也慢
22、；、热容量较大，升温慢降温也慢；d 粘土干时紧实坚硬，温时泥烂，粘土干时紧实坚硬，温时泥烂，耕作费力，宜耕期短。耕作费力，宜耕期短。(3)壤土类：壤土类：v 这类土壤由于砂粘适中，这类土壤由于砂粘适中，兼有兼有砂土类、粘土类的砂土类、粘土类的优点优点，消除消除了砂土类和粘土类的了砂土类和粘土类的缺点缺点，是农业生，是农业生产上质地产上质地比较理想比较理想的土壤。的土壤。（4）土壤质地的层次性土壤质地的层次性 土壤质地的层次性表现为土壤质地的层次性表现为上砂下粘上砂下粘、上粘下砂上粘下砂或或砂砂粘相间粘相间。产产 冲积性母质发育的土壤冲积性母质发育的土壤生生 自然因素自然因素的的 水分在剖面中的
23、淋洗作用水分在剖面中的淋洗作用原原 人为因素人为因素（耕作）（耕作）因因上砂下粘上砂下粘：胶泥底、上浸地，托水又托肥；：胶泥底、上浸地，托水又托肥；上粘下砂：上粘下砂：砂砾底、菜蓝地，漏水又漏肥。砂砾底、菜蓝地，漏水又漏肥。上部为轻壤质，下层为中壤上部为轻壤质，下层为中壤 重壤重壤，这种土壤既有，这种土壤既有利于种子出苗，又利于苗期根系下扎吸水吸肥，利于种子出苗，又利于苗期根系下扎吸水吸肥，对土壤水、肥、气、热状况具有较强的调节能力。对土壤水、肥、气、热状况具有较强的调节能力。有利于植物生长。这种土称为有利于植物生长。这种土称为“蒙金土蒙金土”。（5）.不同质地土壤的利用和改良：不同质地土壤的
24、利用和改良：1）土壤质地与作物生长：）土壤质地与作物生长：土宜：土宜：适宜作物种植的土壤条件。适宜作物种植的土壤条件。v各种作物的生物学特性及耕作栽培要求不同，各种作物的生物学特性及耕作栽培要求不同，所需的最适宜的土壤条件也不同，土壤质地是所需的最适宜的土壤条件也不同，土壤质地是重要的土宜条件之一。重要的土宜条件之一。2）土壤质地的改良措施）土壤质地的改良措施（1）增施有机肥料；）增施有机肥料；（2）掺砂掺粘、客土调剂；）掺砂掺粘、客土调剂；（3）翻淤压砂、翻砂压淤；）翻淤压砂、翻砂压淤；（4）引洪放淤、引洪漫沙；）引洪放淤、引洪漫沙；（5）根据不同质地采用不同的耕作管理措施。）根据不同质地采
25、用不同的耕作管理措施。二二、土壤生物与土壤有机质、土壤生物与土壤有机质1 土壤有机质的概念土壤有机质的概念土壤有机质：土壤有机质：泛指土壤中所有的含碳的有机物质。包括：土壤泛指土壤中所有的含碳的有机物质。包括：土壤微生物和土壤动物及其分泌物以及土体中植物残体和植物微生物和土壤动物及其分泌物以及土体中植物残体和植物分泌物。分泌物。有机物质有机物质 腐殖质：是普通生命物质进入土壤后在土壤生物、特别是微腐殖质：是普通生命物质进入土壤后在土壤生物、特别是微生物的作用下，经转化后重新合成的一类高分子深色有机物生物的作用下，经转化后重新合成的一类高分子深色有机物质。质。占有机质占有机质85%90%包括：包
26、括：胡敏酸、富里酸、胡敏素胡敏酸、富里酸、胡敏素等等。2 土壤有机质的含量土壤有机质的含量 不同土壤差异较大不同土壤差异较大 一般在一般在10200g/kg 我国大部分农田土壤有机质的含量变动在我国大部分农田土壤有机质的含量变动在1040g/kg3 土壤有机质的来源及形态土壤有机质的来源及形态来源：来源：1）高等植物（地上部和地下部）高等植物（地上部和地下部）2）土壤中的动物）土壤中的动物 3）土壤中的微生物）土壤中的微生物 4）施用的有机肥）施用的有机肥形态：形态：1）新鲜有机质（未分解有机质）新鲜有机质（未分解有机质）2）半分解有机质）半分解有机质 3）腐殖质）腐殖质 1）高等植物）高等植
27、物v 森林植被森林植被下有机残体主要来自地上部凋落物，下有机残体主要来自地上部凋落物，4-5吨吨/公顷公顷年；年；v 草本植物草本植物的有机残体主要来自根系，黑土地区达的有机残体主要来自根系，黑土地区达9.3吨吨/公顷公顷年（风干根重）；年（风干根重）；v 耕作土壤耕作土壤，植物残体主要来源根茬，达，植物残体主要来源根茬，达2-3吨吨/公顷公顷年。年。v由于各地区的气候条件、植被类型及耕作管理由于各地区的气候条件、植被类型及耕作管理不同，进入土壤中的植物残体数量和化学组成不同，进入土壤中的植物残体数量和化学组成有很大的差异。有很大的差异。2）土壤动物）土壤动物根据躯体大小根据躯体大小区分：小型
28、、中型和大型土壤动物；区分：小型、中型和大型土壤动物；大型大型：（体长：（体长2mm）蚯蚓、蚂蚁、甲虫、马陆、）蚯蚓、蚂蚁、甲虫、马陆、蜈蚣等；蜈蚣等；中型中型：（体长：（体长0.2-2mm）螨类、弹尾虫；）螨类、弹尾虫；小型小型：（体长：（体长10%，否则，嫌气呼吸产生有机酸类物，否则，嫌气呼吸产生有机酸类物质质2）土壤通气性对作物根系生长及其吸收水肥功）土壤通气性对作物根系生长及其吸收水肥功能的影响能的影响v根系生长需要氧：氧浓度根系生长需要氧：氧浓度910%，生长受，生长受阻；阻；5%时，发育停止。时，发育停止。v影响养分的形态和有效性（特别是多价元素，影响养分的形态和有效性（特别是多价元素，如：如：Fe）v影响微生物的活性影响微生物的活性
