1、第三章第三章 作物的产量与品质作物的产量与品质n第一节第一节 作物的产量形成作物的产量形成 n第二节第二节 作物产品品质及其影响因素作物产品品质及其影响因素第一节第一节 作物的产量形成作物的产量形成 n一、作物产量及产量构成因素n二、作物产量形成的生理基础 一、作物产量及产量构成因素 n1生物产量及经济产量 作物的生物产量也称生物学产量，是单位面积上作物生育期间光合产物形成和积累的有机物的重量，即作物根、茎、叶、枝、花、果实、种子各部分有机物质重量的总和。经济产量是指种植该作物所要收获的主产品的重量，也就是具有经济价值的作物躯体某部分的重量。n经济系数 经济产量与生物产量的比率，称为经济系数（
2、收获指数），是指作物光合作用生产的有机物转运到具有经济价值收获器官的能力，它反映了生物产量转化为经济产量的效率。即：经济系数=经济产量生物产量100作物经济系数（）水稻、小麦3545玉米（粮用）3040大豆2025油菜2530棉花（籽棉）3040甜菜6070薯类7080烟草6070叶菜类接近100表表1 不同农作物的经济系数不同农作物的经济系数 不同作物的经济系数差异较大，这不同作物的经济系数差异较大，这与作物产品器官种类及其化学组成有与作物产品器官种类及其化学组成有关。关。同一作物的经济系数也有一定的变同一作物的经济系数也有一定的变幅，但相对比较稳定。幅，但相对比较稳定。2.产量构成因素及其
3、形成特点n产量构成因素表表2 各类农作物的产量构成因素各类农作物的产量构成因素 作物名称作物名称产量构成因素产量构成因素棉花棉花每亩株数、每株有效铃数、每铃籽棉重、衣分每亩株数、每株有效铃数、每铃籽棉重、衣分麻类麻类每亩株数、每株麻杆重量、出麻率每亩株数、每株麻杆重量、出麻率禾谷类禾谷类每亩穗数（基本苗、单株分蘖数、分蘖成穗率）、每亩穗数（基本苗、单株分蘖数、分蘖成穗率）、每穗实粒数（每穗着粒数、结实率）、粒重（千粒重）每穗实粒数（每穗着粒数、结实率）、粒重（千粒重）豆类豆类每亩株数、每株荚果数、每荚果粒数、粒重每亩株数、每株荚果数、每荚果粒数、粒重油菜油菜每亩株数、每株角果数、每角果粒数、粒
4、重每亩株数、每株角果数、每角果粒数、粒重薯类薯类每亩株数、每株薯块数、单薯块重量每亩株数、每株薯块数、单薯块重量甘蔗甘蔗每亩有效茎数、单茎重每亩有效茎数、单茎重烟草烟草每亩株数、每株叶数、单叶重每亩株数、每株叶数、单叶重饲料与绿肥作物饲料与绿肥作物每亩株数，单株重每亩株数，单株重叶菜类叶菜类每亩株数、单株重每亩株数、单株重 产量构成因素 作物产量是指单位土地面积上的作物群体的经济产品产量，即由个体产量或产品器官数量所构成。作物产量=株数单株有效穗（分枝）数每穗（分枝）粒（果荚）数 粒重2.产量构成因素及其形成特点n产量构成因素的形成特点：a.产量构成因素的形成具有顺序性和重叠性。b.各产量构成
5、因素之间在形成过程中具有自动调节（自动补偿）的功能，即：某一项产量构成因素小，则其它的某一项产量构成因素就大。二、作物产量形成的生理基础n1.光合作用与产量形成早在1928年，Mason等人首先提出了“源库”学说。n叶源；n果实（或块根、块茎等）库n连接二者之间的有机物质的运输系统，运转流1972年，A.R.Rees等人从生理学的角度阐述了“源、库、流”的概念。n“源”作物叶片通过光合作用产生同化物的能力n“库”作物新生幼嫩器官（如根、茎、叶、花、果实、种子等）通过呼吸作用消耗同化物质以及最终贮存同化物质的能力n而“流”“源”与“库”之间同化物的运输能力 显然，作物“源足、流畅、库大”即可获得
6、高产。“源源”主要是指光合产物供给源，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。“库库”既包括最终贮存同化物质的果实、种子、块根、块茎又包括正在生长的幼嫩器官（如根、茎、叶、花、果实、种子等）“流流”是指源与库之间同化物的运输器官，即输导系统。作物“源足、流畅、库大”即可获得高产。源与作物产量源与作物产量生物产量=光合面积光合（能力）强度光合时间消耗（呼吸、脱落等）经济产量=生物产量经济系数（1）光合面积与产量（2）光合能力与产量（3）光合时间与产量库与作物产量（1）库的大小与产量产量贮藏库容=每平方米穗数每穗颖花数谷壳容积（2）库对源的反馈作用 库具有主动影响和控制源的生
7、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（1）同化物的运输 同化物质运输的途径是韧皮部，韧皮部薄壁细胞是运输同化物的主要组织。同化物的运输受多种因素的制约。（2）同化物的分配 主要取决于各种库的吸力大小及其与源相对距离的远近。作物产量n作物产量包括生物产量和经济产量，它们与光合作用的关系可表示为：生物产量=光合面积 光合强度 光合时间-消耗（呼吸、脱落等）经济产量=生物产量 经济系数n所以，生产上利用适宜的光合面积、提高光合强度、有效延长光合时间、并减少一定的消耗、提高经济系数等均可提高作物产量。光合面积n广义上，是指作物植株上所有的绿色面积，包括所有具有叶绿体、能进行光合
8、作用的各个部位。n狭义上，主要是指叶面积，因其与产量的关系十分密切，又是最容易控制的一个因素。叶面积的大小以叶面积指数（LAI）表示。叶面积指数是指叶面积总和与所占土地面积的比值。即：叶面积指数=总叶面积（cm2）土地面积（cm2）=平均单株面积 株数 土地面积n每种作物都有一个最适宜的叶面积指数。n叶面积指数在作物生育期内是个动态变化的过程。光合强度n也称光合速率或光合能力。是指单位叶面积在单位时间内吸收、同化CO2的毫克数，即“CO2毫克分米2小时“（mgdm2hr）。因作物在进行光合作用的同时也进行呼吸作用，所以在测定光合强度时有两种表示方法：a.总光合强度（TAR：total assi
9、milation rate），亦称总同化率，即光合同化率与呼吸消耗率之和。b.净光合强度（NAR：net assimilation rate），亦称净同化率，即光合同化率与呼吸消耗率之差。是指单位叶面积在单位时间内所积累的干物质的数量，即“gm2d”。光合强度n影响光合强度的因素有：A、作物或品种B、光照强度n随着光照强度的增加，作物的光合强度增强，开始产生光合产物；当光照强度增加到一定数量时，作物制造的有机物质和消耗的有机物质达到平衡，表现出光合强度等于零，此时的光照强度称为“光补偿点”。n随着光照强度进一步增强，光合强度也随之增加。光照强度在“光补偿点”以上时，光合产物的累积超过呼吸消耗，
10、就可积累有机物质，但当达到一定的光照强度时，作物不再进一步增加光合强度和累积有机物质，即光合强度达到最大值，此时的光照强度称为“光饱和点”。C、温度 D、水分 E、CO2 光合时间 n光合时间是指作物能够进行光合作用、形成光合产物的时间。作物的有效光合时间与作物的生育期长短光照时数太阳辐射强度及叶片有效功能期长短有密切关系。光合产物的消耗 n作物在制造光合产物的同时，也进行光合产物的消耗，主要包括呼吸消耗、器官脱落和病虫危害等，对光合产物的累积极为不利，因此，在生产上应尽量减少消耗。呼吸作用是作物正常的生理活动，由其产生的消耗是不可避免的。据测定，一昼夜呼吸作用所消耗的有机物占全天光合产物的1
11、525，而在不良条件下则高达3050。因此，要最大限度地减少呼吸作用所造成的消耗，需要从改善不良条件着手。至于某些器官不必要的脱落及病虫危害等，对产量的损失则更是不言而喻的。经济系数n在生产上主要通过栽培管理,诸如合理密植、水肥管理、化学调控等措施，协调营养生长和生殖生长的关系，在争取高额生物产量的基础上提高经济系数，获得高额的经济产量。作物群体的基本概念作物群体的基本概念1.作物群体的概念 是指同一地块上的作物个体群。2.作物群体的特点（1）作物产量是单位面积上作物群体的产量。（2）作物个体与群体环境存在“反馈”现象。（3）在群体的动态发展中普遍存在“自动调节”现象。2、作物群体和群体光能利
12、用率2.作物群体结构与指标体系作物群体组成有单作群体和复合群体群体大小是随生育进程而动态消长作物群体的分布是指组成这一群体的各个单株以及总叶面积、总茎数、总根重在空间的分布和排列的动态情况。作物群体的分布群体的垂直分布：包括光合层、支持层和吸收层三个层次。群体的水平分布：是指作物个体在土地上的均匀分布、株行距的合理配置等。群体的时间分布：群体随生育进程而动态的消长作物高产群体的特点(1)产量构成因素协调发展(2)主茎和分枝(蘖)协调发展(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、生产中心更替、叶面积指数、茎蘖消长动态等进程合理一致(5)叶层受光态势好，光
13、合效能大，物质积累多,转运效率高。2、作物群体和群体光能利用率n群体光能利用率群体光能利用率是指作物通过光合作用，将投射到一定土地面积上的太阳总辐射或有效辐射能量转化成为化学能贮存在光合产物的百分率。（注：太阳有效辐射仅指400800nm的可见光部分）n光能利用率（）=单位土地面积上作物干物质重量（克）所含能量（千卡）单位土地面积上接受太阳辐射总量（千卡）100n（最大5.2）n或：n光能利用率（）=单位土地面积上作物干物质重量（克）所含能量（千卡）单位土地面积上接受太阳有效辐射能量（千卡）100n（最大12）我国主要地区单季稻的产量潜力及光能利用率地名潜在生产力现实生产力理论产量（kg/亩）
14、光能利用率（）实际产量（kg/亩）光能利用率（）成都1067.12.97864.351.59南昌1401.02.93748.151.57武汉1224.82.62654.051.40南京1209.72.77654.051.40昆明1397.63.84746.352.05遵义1039.62.73581.91.46西安1437.43.14739.21.62北京1710.93.30877.651.69沈阳1470.03.67785.151.98哈尔滨1359.33.73726.051.99兰州1583.73.46846.01.85提高作物的光能利用率的主要途径 n第一，培育和选用高光效的作物品种高光效
15、品种应具有的特征是：叶片分布合理、叶片较短而直立、耐荫性较强及矮秆抗倒。n第二，合理密植合理密植的主要原则是处理好群体和个体之间的关系。n第三，间、套、复种充分利用生长季节的日光能；可以充分发挥边际效应；可以充分利用地力；可以防止病虫害（生物多样性控制稻瘟病）。n第四，加强田间管理，改善环境条件 第二节 作物产品品质及其影响因素n一、产品品质作物产品的品质是指产品的质量，即达到人们某种要求的适合度，直接关系到产品的经济价值。品质的评价标准，即所要求的品质内容因产品用途而异。n作物的产品品质包括两层含义：第一层含义是指产品内部组成物质的种类及含量。如，n粮食作物的品质主要指蛋白质、脂肪、淀粉、氨
16、基酸、面筋等的含量；油料作物的品质主要指总脂肪的含量和必需脂肪酸的组成；糖料作物的品质主要是指含糖量及糖纯度。第二层含义是指产品外观、风味、营养、贮藏加工的性能等。如，n纤维作物的纤维长度、强度、细度、木质化程度等；饲料作物的营养成分和适口性；水稻的米饭香味等。作物产品品质指标评价作物产品品质，一般采用两类指标，一是生化指标二是物理指标每种作物都有一定的品质指标体系。粮食作物的品质粮食作物的品质 可概括为营养品质、食用品质、加工品质及商品品质等。营养品质是指产品的营养价值，是产品品质的重要方面，它主要决定于产品的化学成分及其含量。不同产品，其营养品质的要求标准不同。食用品质是 蒸煮食味品质、口
17、感和食味、外观品质等特性。加工品质和商品品质的评价指标随作物产品不同而不同。经济作物的品质经济作物的品质 主要包括工艺品质和加工品质。纤维品质由纤维长度、细度和强度决定；油料作物种子的脂肪含量及组分决定其营养品质、贮藏品质和加工品质；烟叶品质由外观品质、化学成分、香味和实用性决定。饲料作物的品质饲料作物的品质 饲用品质主要决定于茎叶中蛋白质含量、氨基酸组分、粗纤维含量等。第二节 作物产品品质及其影响因素n二、影响产品品质的因素1.不同作物或品种(遗传因素)n不同类别作物的有机物含量（）作物类别蛋白质脂肪碳水化合物备注(代表作物)禾谷类禾谷类10.610.63.73.770.970.9小麦、玉米
18、、大麦、高梁、燕麦小麦、玉米、大麦、高梁、燕麦等等豆类豆类26.426.44.24.245.645.6菜豆、绿豆、豌豆、大豆、蚕豆菜豆、绿豆、豌豆、大豆、蚕豆等等油料油料25.725.747.147.116.616.6花生、芝麻、向日葵、亚麻、油花生、芝麻、向日葵、亚麻、油菜等菜等n2.环境条件(生态因素)地理位置n纬度高有利于蛋白质的形成，如：南方小麦籽粒大，皮厚，蛋白质含量较低，而北方小麦籽粒小，皮薄，蛋白质含量较高；n海拔高有利于油脂的形成，不利于蛋白质的形成，如：青藏高原海拔较高（气温低），其小麦的蛋白质含量较低，仅为9.67%，是全国最低的，而油菜的油脂含量却是全国最高的，可达4555%。气候条件 n作物产品品质受温、光、水等生态因子的影响具有综合性和复杂性。n3.栽培措施 施肥对形成作物产品成分有影响n按照作物产品成分的形成规律，采用相应的栽培技术措施。精细的田间管理对产品外观有影响n根据作物产品的外观形成特点，采取相应的栽培技术措施。调节生育期对产品品质有影响 n针对作物产品器官的生育特点，采取相应的栽培技术措施。三.提高作物产品品质的途径1.培育和选用优质作物品种2.改善栽培技术措施 (1)合理轮作 (2)合理的种植密度 (3)肥料 (4)灌溉排水
