1、第一節(jié) 作物的生態(tài)因子與生長調(diào)節(jié) 第二節(jié) 作物與光照 第三節(jié) 作物與溫度 第四節(jié) 作物與水分 第五節(jié) 作物與空氣 第六節(jié) 作物與肥料 第七節(jié) 作物與土壤,第四章 作物與生態(tài)環(huán)境,2,第一節(jié) 作物的生態(tài)因子與生長調(diào)節(jié) 一、生態(tài)因子 1、生態(tài)因子的概念 與作物相關(guān)的所有環(huán)境因子，統(tǒng)稱生態(tài)因子。 作物存在的生態(tài)系統(tǒng)稱為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng). 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)也是由生物因子和非生物因子所組成。 農(nóng)作物本身是這個(gè)系統(tǒng)生物因子中的一個(gè)種群。,3,2、生態(tài)因子的分類 （1）氣候因子 光、溫、水、氣等，隨地理位置和海拔而變化。 （2）土壤因子 土壤理化性質(zhì)、土壤生物和微生物等。 （3）地形因子 高原、山地、平原、洼地、坡

2、度、坡向等。 （4）生物因子 動(dòng)物如哺乳動(dòng)物、昆蟲等，昆蟲影響較大； 植物中除作物本身外還有各種雜草； 有益微生物和有害病原菌等。 （5）人為因子 栽培措施，整枝、打杈，耕地、施肥、灌水等。,4,3、生態(tài)因子的作用機(jī)制 主次效應(yīng) 在一定條件下，眾多的生態(tài)因子中總有一、兩個(gè)因子起著主導(dǎo)性的、決定性的作用，其它因子處于次要地位。 如春化階段的低溫、光周期現(xiàn)象中的日照長度，小麥灌漿期的干熱風(fēng)（氣溫30以上、大氣相對濕度30%以下、風(fēng)速3m/s） 交互效應(yīng) 當(dāng)作物受到多個(gè)生態(tài)因子的作用時(shí)，各個(gè)因子對作物的效應(yīng)會(huì)表現(xiàn)出某種交互作用。 如同時(shí)給旱地施肥和灌水，效果要大于單獨(dú)施肥和單獨(dú)灌水。 一般情況下，某

3、一生態(tài)因子不能由其它因子代替，但在特殊條件下，某一因素量的不足可由其它因素的增加而得到調(diào)劑。 如增加CO2濃度，可補(bǔ)償由于光照減弱而引起的光合效率降低的效應(yīng)。,5,直接作用和間接作用 在對作物生長發(fā)育狀況和作物分布進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)區(qū)別于環(huán)境因子的直接和間接作用。 如光、溫、水、氣和土壤養(yǎng)分等，直接影響作物的新陳代謝；如緯度、海拔、地形等則是通過影響上述因子起間接作用。 生態(tài)因子作用的階段性 同一環(huán)境因素或組合，對同一作物的不同發(fā)育階段所起的生態(tài)作用是不同的；作物一生中，所需環(huán)境因素也是隨著生長發(fā)育的推移而變化的。 如低溫在小麥春化時(shí)是必需條件，在小花分化時(shí)則會(huì)導(dǎo)致小花不孕，對作物有害。,6,4、

4、生態(tài)因子的限制方式 最小因子律 德國化學(xué)家李比希提出了“植物的生長取決于數(shù)量最不足的那一種營養(yǎng)物質(zhì)”的觀點(diǎn)，即最小因子定律。（限制因子） 應(yīng)用條件：第一，這一定律只有相對穩(wěn)定的條件下才能運(yùn)用。 第二，必須考慮因子間的相互作用。 報(bào)酬遞減律 從一定的土地上所得到的報(bào)酬隨著向該土地投入的勞動(dòng)和資本量的增大而有所增加，但隨著投入的單位勞動(dòng)和資本量的增加，報(bào)酬增加的幅度卻在逐漸減少。,7,耐性定律 某些因子的過量也會(huì)成為限制因子。謝爾福德把最大量和最小量限制作用的概念合并為耐性定律。即對某作物而言，生態(tài)因子都存在著一個(gè)生物學(xué)上的上限和下限，它們之間的幅度就是該種生物對某一生態(tài)因子的耐性范圍。,A、一種

5、生物對各種生態(tài)因子的耐性范圍不同；不同生物對同一生態(tài)因子的耐性范圍也不同。 B、同一種生物在不同發(fā)育階段對生態(tài)因子的耐性范圍不同 C、由于生態(tài)因子間的相互作用，在某個(gè)生態(tài)因子不是處于最適狀態(tài)時(shí)，則生物對其它一些生態(tài)因子的耐性范圍縮小。 D、對主要生態(tài)因子耐性范圍寬的生物種，其分布范圍廣。 E、同一種內(nèi)的不同品種，長期生活在不同的生態(tài)環(huán)境下，會(huì)形成對多種生態(tài)因子的不同耐性范圍，從而形成生態(tài)型的分化。,8,二、作物的生態(tài)適應(yīng)性 系指作物對環(huán)境的要求與實(shí)際環(huán)境的吻合程度。 即作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的節(jié)律與環(huán)境節(jié)律的吻合程度。 作物的生態(tài)適應(yīng)性具有地區(qū)性和季節(jié)性（核心）。 環(huán)境條件綜合作用于作物：不利

6、的因子降低了其它適宜因子的作用，適宜的環(huán)境因子能部分彌補(bǔ)不利因子的不良作用。,如：山東半島是優(yōu)質(zhì)蘋果基地，種在沈陽附近，則果小味酸。 云貴高原出名茶。,9,一般生態(tài)適應(yīng)性可分為：強(qiáng)、中、弱和不適應(yīng)四個(gè)等級。 生態(tài)型（ecotype）：同一種生物的不同個(gè)體群，長期生活在不同的生態(tài)環(huán)境或人工培育條件下，發(fā)生趨異適應(yīng)，經(jīng)自然和人工選擇分化形成了生態(tài)、形態(tài)和生理特性不同的基因型類群，稱為生態(tài)型。 （種以下，如早、中、晚熟水稻品種）,生活型(life form)：不同種的生物長期生長在相同的自然和人工培育環(huán)境條件下，會(huì)發(fā)生趨同適應(yīng)。在自然和人工選擇條件下，形成具有類似形態(tài)、生理和生態(tài)特性的生物（作物）類

7、群，稱為生活型。 （種以上，如喜溫作物、耐旱作物）,10,三、作物生長的環(huán)境調(diào)節(jié) 1、環(huán)境因子在自然界中并非孤立存在，而是互相影響相互制約的。 如光增強(qiáng)，溫度就會(huì)升高，土壤濕度就會(huì)減小。 2、采取各種應(yīng)變措施，處理好作物與環(huán)境的關(guān)系，既要讓作物適應(yīng)當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件，又要使環(huán)境滿足作物的要求。 做到天時(shí)、地利、人和。,11,第二節(jié) 作物與光照,2004年2月1日山東煙臺(tái)出現(xiàn)海市蜃樓 “蓬萊閣”,遠(yuǎn)處景物反射出的光線進(jìn)入空氣時(shí)，由于空氣上下層的溫度不同，密度不同，折射率也不同。 我們可以把海面的空氣看作是由折射率不同的許多空氣組成的，海面溫度較低，空氣密度較大，折射率也較大； 上層氣溫較高，空氣

8、密度較小，折射率也較小。入射角i小于折射角r。當(dāng)i大于臨界角時(shí)便會(huì)出現(xiàn)全反射而折下來。地面的景物的影像就會(huì)在空中形成，便是海市蜃樓，海滋。,13,一、光照度對作物的影響 1、太陽光譜的性質(zhì) 太陽光譜范圍是2504,000nm之間。,14,(1) 熱效應(yīng)：太陽能被作物截獲后大部分轉(zhuǎn)化為熱能，用于蒸騰及維持體溫，保證各代謝過程的順利進(jìn)行。 (2) 光合作用：作物吸收的太陽能一部分用于光合作用，它是作物將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能進(jìn)行生產(chǎn)的基礎(chǔ)。 (3) 光形態(tài)建成：太陽光強(qiáng)（輻射量）和光質(zhì)（光譜成分），對作物的生長和發(fā)育的調(diào)整起著重要作用。 (4) 誘發(fā)性突變：紫外線、X-射線等波長很短的高能量輻射對生物有

9、殺傷作用，同時(shí)也改變遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)引起突變。,15,2、光照強(qiáng)度及其變化 太陽常數(shù)：地球上方垂直于太陽光的平面上所接受的輻射大約在1395.9 W/m2。 太陽光通過大氣層時(shí)，由于散射、反射和水氣、塵埃的吸收，強(qiáng)度減弱，并且進(jìn)行了重新分配。在穿過作物冠層時(shí)，太陽輻射又會(huì)大大減弱。海平面上只有907.3w/m2。 光強(qiáng)和光合有效輻射(PAR)是隨時(shí)隨地變化的，與天氣、太陽高度角、緯度、海拔、坡向等有密切關(guān)系。,16,3、光照度對作物的影響 （1）光強(qiáng)與光合作用 作物對光強(qiáng)的要求通常用光補(bǔ)償點(diǎn)（低限）和光飽和點(diǎn)（高限）表示。 夜晚，光在0點(diǎn)，作物只有呼吸消耗，沒有光合積累，光合速率為負(fù)值。 隨著光

10、強(qiáng)的增強(qiáng)，CO2的吸收逐漸增加，在一定光強(qiáng)下，實(shí)際光合速率和呼吸速率達(dá)到平衡，表觀光合速率等于0，此時(shí)的光強(qiáng)即為光補(bǔ)償點(diǎn)。 隨著光強(qiáng)的增加，光合速率也逐漸上升，當(dāng)達(dá)到一定值后，光合速率便再不受光強(qiáng)的影響而趨于穩(wěn)定，此時(shí)的光強(qiáng)稱為光飽和點(diǎn)。,(2)C3、C4和CAM作物,PGA：3-磷酸甘油酸，OOA：草酰乙酸，PEP：烯醇式磷酸丙酮酸，RuBP：核酮糖二磷酸,18,C4光呼吸弱，CO2補(bǔ)償點(diǎn)低，凈光合速率高。 高溫、強(qiáng)光和低CO2條件下，C4高光合效率更明顯示。,（3）光強(qiáng)對作物生長的影響 弱光-黃化現(xiàn)象。節(jié)間伸長，葉片小，無側(cè)枝，水分含量高，不能形成葉綠素，只形成胡蘿卜素和葉黃素，植株黃色或

11、黃白色。 強(qiáng)光-光抑制。稻、麥、棉、豆中午前后經(jīng)常出現(xiàn)光抑制，光合速率暫時(shí)降低，過后恢復(fù)或不能恢復(fù)。,（4）光強(qiáng)對作物發(fā)育的影響 光周期誘導(dǎo)后，開始花芽分化，光照時(shí)間越長，強(qiáng)度越大，有機(jī)物積累多，有利于花的發(fā)育。 籽粒飽滿，水果變紅，含糖量和香味增加。,19,二、日照長度對作物的影響 1、日照長度及其變化 自然界中一晝夜間的光暗交替稱為光周期。,20,2、光周期現(xiàn)象和作物光周期類型 光周期現(xiàn)象：作物在發(fā)育的某一階段，要求一定長短的晝夜交替，才能開花，這種現(xiàn)象叫作物的光周期現(xiàn)象。 （1）長日照作物：24h晝夜周期中，日照長度長于某一個(gè)臨界日長才能成花。小麥、黑麥、大麥、油菜、甜菜、菠菜、蘿卜 （

12、2）短日照作物：24h晝夜周期中，日照長度短于某一個(gè)臨界日長才能成花。水稻、玉米、大豆、高粱、煙草、大麻、黃麻 （3）日中性作物：對日照長度不敏感，在任何長度的日照下均能開花。 棉花、黃瓜、茄子、辣椒、番茄等。 （4）中日照作物：甘蔗11.5-12.5h,21,3、光周期誘導(dǎo)的機(jī)理 在植物的光周期誘導(dǎo)中，暗期的長度是植物成花的決定因素，尤其是短日作物。 對不同波長光的研究中發(fā)現(xiàn)，紅光最為有效，而遠(yuǎn)紅光的作用相反。,22,4、光周期理論的應(yīng)用 （1）引種：一般在同緯度地區(qū)，只要肥水條件相似，引種容易成功。不同緯度的地區(qū)引種時(shí)，一定要進(jìn)行試驗(yàn)，忌盲目引進(jìn)。 （2）育種：促進(jìn)花期相遇。 南繁北育，加

13、代繁殖。 如北方紅薯不能開花結(jié)實(shí)，短日處理后，正常開花結(jié)實(shí)。 水稻、玉米海南島，小麥夏季黑龍江、冬季云南。 （3）控制花期（花卉）： 菊花是短日照作物，一般秋季開花，遮光處理后，縮短了光照時(shí)間，可提前至夏季開花。 再如杜鵑、山茶花是長日照作物，延長光照處理，也可提前開花。,23,（4）調(diào)節(jié)營養(yǎng)和生殖生長 營養(yǎng)器官為收獲物：適當(dāng)推遲開花能夠提高產(chǎn)量和品質(zhì)。 “南麻北種”，即華南生產(chǎn)的大麻、黃麻及紅麻的種子，運(yùn)到北方種植，既提高產(chǎn)量，麻纖維的質(zhì)量也相應(yīng)提高。 利用暗期的光間斷處理，可以抑制甘蔗開花，從而提高產(chǎn)量。,三、光譜成分對作物的影響 1、光譜成分的時(shí)空分布 太陽高度角增大，紫外線和可見光的比

14、例增大，紅外線所占的比例減小。 低緯度地區(qū)短波光多，高緯度地區(qū)長波光多； 海拔高的地區(qū)短波光多，海拔低的地區(qū)長波光多。 夏季短波光多，冬季長波光多。 中午短波光多，早晚長波光多。,24,2、不同光譜成分對作物的作用 （1）光合作用 光合有效輻射：400-760nm。（約占總輻射的40-50%） 生理有效光：紅光、橙光，具有最大的光合活性。 藍(lán)光、紫光也能被葉綠素、胡蘿卜素強(qiáng)烈吸收。 生理無效光：綠光（反射和透射，很少被利用） 長波光促進(jìn)糖類的合成； 短波光促進(jìn)AA和蛋白質(zhì)的合成和積累。,25,不同光譜成分對作物生育和產(chǎn)量形成的作用,26,（2）對作物生長的影響 藍(lán)紫光與青光抑制作物伸長，促進(jìn)變

15、矮變粗； 紅光促進(jìn)莖伸長。藍(lán)光引起胚芽鞘的向光性、葉綠體的運(yùn)動(dòng)。 紅外線促進(jìn)莖的伸長，促進(jìn)種子萌發(fā)和提高作物體溫度。 紫外線抑制莖的伸長，促進(jìn)花青素的形成，水果著色良好。,冬前，觀察校園內(nèi)人行道兩側(cè)梧桐樹落葉的情況，并分析原因。,27,第三節(jié) 作物與溫度 環(huán)境溫度包括大氣溫度和土壤溫度。 一、溫度的變化節(jié)律及其對作物的影響 氣溫變化可分為:周期性變化(節(jié)律性變溫) 非周期性變化(非節(jié)律性變溫) 1、氣溫的時(shí)間變化 氣溫的日較差：日最高溫度（午后2時(shí)）與日最低溫度（日出之前）的差。熱帶平均為12，溫帶8 ，極地3-4 。 夏季較冬季數(shù)值大；晴天較陰天大；低海拔較高海拔大。,28,氣溫的年較差：最

16、熱月均溫與最冷月均溫之差。 在北半球，最熱月出現(xiàn)在7月（大陸）和8月（海洋）， 最冷月出現(xiàn)在1月（大陸）和2月（海洋）。 氣溫的年較差隨緯度增加（海拔升高）而增加（降低）。 海洋比陸地小，沿海比內(nèi)陸小，濕潤地比干燥地方小。,2、氣溫的空間變化 （1）氣溫的水平分布（水平地理分布） 氣溫的水平分布與緯度、海陸分布等因素密切相關(guān)。 一般緯度每增加1，年平均溫度降低0.5。 全球年平均溫度為14.3，北半球?yàn)?5.2，南半球?yàn)?3.3。全球平均最高氣溫在北緯10附近。 溫度年較差由赤道向極地增大。,29,（2）氣溫的垂直分布 一般對流層的溫度隨海拔高度的升高而降低。海拔每升高100米溫度降低的數(shù)值，

17、稱為氣溫直減率。 對流層氣溫直減率平均為0.65/100m。 但有時(shí)上層空氣比接近地面的空氣更熱。稱為“逆溫”。 形成逆溫的原因主要是： 輻射逆溫:夜晚（或冬季）由于地面溫度顯著降低，近地空氣層溫度也隨之冷卻。往往導(dǎo)致出現(xiàn)低霧、霜、露等天氣現(xiàn)象。 地形逆溫:山上冷空氣順坡下沉，谷底暖空氣被近上升。發(fā)展熱帶、亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物，通常要在南坡谷底以上3050m為宜。,30,3、土壤溫度及其變化 （1）土壤的熱量特征 主要影響因素：土壤的熱容量和導(dǎo)熱率， 土壤的熱容量分為: 重量熱容量（土壤比熱）：1g土壤增溫1所需的熱量， 容積熱容量：1cm3土壤增溫1所需的熱量。 空氣的容積熱容量比水小，因此冬季灌

18、水可以抵抗低溫。 土壤濕度高可增加土壤導(dǎo)熱性。 （2）土壤溫度的變化 時(shí)間變化：日變化（下午1時(shí)左右土表溫度最高,日出時(shí)最低）與年變化（1-2月低，7-8月最高） 空間變化：越深，越低，變幅也越小。,31,二、溫度對作物的影響及作物生育的溫度范圍 1、溫度對作物的影響 (1) 溫度對生長的影響 035的范圍內(nèi)，溫度上升，生長加速，溫度降低，生長減慢。 溫度對生長的影響是建立在作物各種代謝過程共同作用的基礎(chǔ)上的，代謝過程受影響時(shí)，作物生長也勢必受影響。 (2) 溫度對發(fā)育的影響 低溫對成花的誘導(dǎo)效應(yīng)（即春化作用） 作物的感溫性（暖季作物） 較高的溫度促進(jìn)發(fā)育，提早抽穗開花，縮短營養(yǎng)生長期；反之，

19、則反。這種現(xiàn)象稱為作物的感溫性。,32,2、作物生育的溫度范圍 (1) 溫度三基點(diǎn) 最適、最低、最高溫度。,33,作物的三基點(diǎn)溫度有如下特征： 不同作物的三基點(diǎn)溫度不同。 喜溫作物適溫較高，生長的起點(diǎn)溫度10，主要有水稻、棉花、玉米、大豆、麻類、甘薯等春播作物； 耐寒作物適溫較低，生長起點(diǎn)溫度一般在23，主要有小麥、大麥、油菜、蠶豆、甜菜等秋播作物。 生育時(shí)期不同，三基點(diǎn)不同。如棉花苗期蕾期開花期 不同器官三基點(diǎn)也不同。 地上部分地下部分，種子營養(yǎng)器官生殖器官 最適溫度比較接近于最高溫度，最高溫度多在3040之間，生產(chǎn)中往往高溫危害少。低溫危害多。,34,(2) 溫度臨界期 作物性細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)

20、分裂和開花時(shí)，對外界溫度最敏感，如遇低溫或高溫都會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)。這種對外界溫度最敏感的時(shí)期稱為溫度臨界期。,幾種作物開花期的溫度三基點(diǎn)（）,35,3、積溫與無霜期 （1）積溫 指某一生育時(shí)期或某一時(shí)段內(nèi)，逐日平均氣溫累積之和。 通常用0及10期間的積溫值來表示。 活動(dòng)積溫：是指生物學(xué)零度的日平均溫度的累積值。 生物學(xué)零度一般指最低溫度，喜溫作物多用10，耐寒作物常用0。 有效積溫或生長度日(GDD)：它指日均溫與生物學(xué)零度的差值的累加值。準(zhǔn)確性較高。 為了提高估算作物生育進(jìn)程的準(zhǔn)確度，有的學(xué)者提出了溫光積。,36,（2）積溫在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用： 1）確定作物安全播種期，估計(jì)作物的生育速度和各生

21、育期到來的時(shí)間。 2）預(yù)測產(chǎn)量?？纱_定是屬于豐收年還是歉收年。 3）制定種植制度。一個(gè)地區(qū)的積溫代表了此地區(qū)的熱量資源，根據(jù)積溫確定農(nóng)業(yè)區(qū)劃，安排作物布局。 如10的積溫在3600以下的地區(qū)只適于一年一熟，36005000可以一年兩熟，5000以上可以一年三熟。,37,（3）無霜期 是指某地春季最后一次霜凍至秋季最早一次霜凍出現(xiàn)的這一段時(shí)間。 無霜期的長短是衡量一個(gè)地區(qū)熱量資源的又一個(gè)指標(biāo)，也是作物布局和確定種植制度的依據(jù)。 無霜期又是滿足作物生長安全溫度的一個(gè)指標(biāo)，在無霜期內(nèi)，各種作物能夠正常生長，而在有霜期，由于溫度較低，并經(jīng)常出現(xiàn)霜凍，喜溫作物會(huì)受到凍害。,38,4、溫度逆境對作物的危害

22、及防御措施 對作物不利的溫度（低溫或高溫）叫做溫度逆境。 (1)低溫對作物的危害 冷害（寒害）：零度以上的低溫引起喜溫作物的傷害。 水分平衡失調(diào)，蛋白質(zhì)合成受阻，碳水化合物減少，代謝紊亂。 如水稻、棉花、花生在0.55溫度中，3436h便可死亡。 凍害：冰點(diǎn)以下的低溫，引起作物組織結(jié)冰造而成傷害或死亡。(分為細(xì)胞間隙結(jié)冰和細(xì)胞內(nèi)直接結(jié)冰) 原生質(zhì)失水危害，冰融速度，蛋白質(zhì)沉淀，原生質(zhì)的機(jī)械損傷。 冬小麥在越冬期間-20左右的氣溫中，不易受凍，拔節(jié)期在-2-3的低溫中，便可凍死。 霜害（白霜）：霜的出現(xiàn)而使植物受害。 黑霜：無霜使作物受害的天氣。（即凍害天氣）,39,(2)作物對低溫的適應(yīng) （主

23、要表現(xiàn)為原生質(zhì)特性的變化：即細(xì)胞水分的減少及細(xì)胞液濃度的增加） 在低溫下，一方面是細(xì)胞中水分的減少，細(xì)胞汁濃度增加； 另一方面，淀粉的水解，細(xì)胞液內(nèi)糖類逐漸積累。 同時(shí)，作物生長減慢，糖類等物質(zhì)的消耗減少，提高了細(xì)胞液的滲透壓，減少了細(xì)胞間隙的脫水。 細(xì)胞內(nèi)糖類、脂肪和色素物質(zhì)增加，能降低作物的冰點(diǎn)，防止原生質(zhì)萎縮和蛋白質(zhì)的凝固。 抗寒鍛煉：秋播作物在冬前氣溫逐漸下降，體內(nèi)發(fā)生抗寒的生理生長變化過程。,作物不同生育時(shí)期的耐寒能力,41,（3）高溫對作物的危害 高溫對作物的傷害，可以分為間接傷害和直接傷害。 間接傷害:蛋白質(zhì)合成受阻;有毒物質(zhì)生成;饑餓;高溫引起的旱害 直接傷害:蛋白質(zhì)變性;脂溶

24、 （4）作物對高溫的適應(yīng) 降低含水量，細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)濃度的增加，增強(qiáng)了抗凝結(jié)能力。 作物代謝減慢，增強(qiáng)了抗高溫能力。 促進(jìn)作物進(jìn)入休眠狀態(tài)，干燥的種子更能抵抗高溫。 加強(qiáng)蒸騰作用，降低體溫，避免高溫對作物的傷害， 當(dāng)氣溫升到40以上，氣孔關(guān)閉，作物失去蒸騰能力而受害。,高溫對水稻開花的影響,高溫對水稻結(jié)實(shí)率的影響,高溫對水稻千粒重的影響,43,（5）逆溫防御措施 培育和選用抗寒或耐熱的品種。 低溫鍛煉：將作物在一定的低溫條件下，經(jīng)過一定時(shí)間的適應(yīng)，提高其抗寒能力。如育苗移栽時(shí)低溫?zé)捗纭?化學(xué)誘導(dǎo)：如對玉米、棉花種子播前用福美雙處理可提高幼苗的抗寒性。 合理的肥料配比：適當(dāng)增施磷和鉀肥，少施速效氮

25、肥，有明顯提高作物抗寒力的作用。 改善田間小氣候：防風(fēng)林帶，覆蓋，水分管理。 調(diào)節(jié)播種期：避開逆境。,44,第四節(jié) 作物與水分 一、作物對水分的需求特點(diǎn) 、水對作物的生理、生態(tài)作用 生理需水：直接用于作物正常生理活動(dòng)和保持體內(nèi)水分平衡所需的水分。 生態(tài)需水：利用水作為生態(tài)因子，造成一個(gè)適于作物生長發(fā)育的良好環(huán)境所需要的水分。（如水稻） 生理生態(tài)作用： 原生質(zhì)的主要成分； 光合作用的基本原料； 代謝過程的反應(yīng)物質(zhì)； 物質(zhì)吸收、運(yùn)輸?shù)娜軇?保持作物固有姿態(tài)； 改善土壤溫度，提高肥料效率,45,2、土壤作物大氣系統(tǒng)中水分傳輸 主要來源：大氣降水。 主要散失：徑流、滲漏、作物吸收。平原地區(qū)主要是作物

26、吸收。 3、水對作物生長及產(chǎn)量的影響 影響葉的伸展和生長，影響葉綠素的合成和氣孔的開度，從而影響光合作用。 “有收無收在于水，收多收少在于肥”,46,4、作物的需水量和需水臨界期 (1) 作物的需水量（常用蒸騰系數(shù)表示） 蒸騰系數(shù)：指作物每形成1g干物質(zhì)所消耗的水分的克數(shù)。 需水量：生育前期和后期需水較少，中期需水較多。 影響作物需水量的因素： 氣象條件：大氣干燥、氣溫高、風(fēng)速大，蒸騰作用強(qiáng)，作物需水量多，反之則需水量少。 土壤條件：土壤肥沃或施肥后，作物生長良好，干物質(zhì)積累多，而水分蒸騰并不相應(yīng)增加，因此需水量增加，尤以缺磷和缺氮時(shí)需水量最多，缺鉀、硫、鎂次之，鈣最少。,47,（2）作物的需

27、水臨界期 作物一生中對水分最敏感的時(shí)期，稱需水臨界期。 作 物 需水臨界期 小麥、大麥 孕穗抽穗 水稻 抽穗揚(yáng)花 玉米 開花乳熟 豆類、花生、油菜 開花期 棉花 花鈴期 馬鈴薯 開花塊莖形成,48,二、水分逆境對作物的影響 1、干旱對作物的影響和作物的抗旱性 干旱分為：土壤干旱和大氣干旱。 大氣干旱：溫度高而空氣的相對濕度低(10%20%)，作物的蒸騰大于水分的吸收，破壞了作物的水分平衡。 土壤干旱：土壤中缺乏作物能吸收的水分，作物生長困難甚至停止。受害程度比大氣干旱嚴(yán)重。 大氣干旱如果長期存在，便會(huì)引起土壤干旱。,49,(1) 旱害對作物的影響 降低作物的各種生理過程。如氣孔關(guān)閉，原生質(zhì)脫水

28、， 引起作物體內(nèi)各部分水分的重新分配。如幼葉和老葉。 水分不足影響作物產(chǎn)品的品質(zhì)。如油料種子含油率降低。 (2) 作物的抗旱性 干旱常伴隨高溫發(fā)生，作物的抗旱與抗熱常有密切關(guān)系。 作物的抗旱性包括抗脫水的能力和抗高溫傷害的能力。如玉米抗高溫不抗脫水，向日葵抗脫水不抗高溫。 應(yīng)加強(qiáng)抗旱鍛煉。,50,2、 水澇對作物的影響 水分過多對作物的不利影響稱為濕害。（明澇暗漬） 漬害：土壤含水量超過田間最大持水量，土壤水分處于飽和狀態(tài)，對作物造成的不利影響。 澇害：田間地面積水，作物的局部或全部被淹沒。 (1) 水澇對作物的危害（主要是缺氧） 對作物形態(tài)與生長的損害：植株生長矮小，抑制種子萌發(fā)，葉片黃化，

29、根尖變黑。 代謝損害：抑制光合，限制有氧呼吸。 營養(yǎng)失調(diào)：降低根對離子吸收活性。產(chǎn)生大量還原性物質(zhì)，H2S、Fe2、Mn2+以及有機(jī)酸（如丁酸） 影響品質(zhì)：煙葉中尼古丁和檸檬酸含量下降。,2003年,52,(2) 作物的抗?jié)承?逐步淹水引起土壤中的氧慢慢下降，引起作物根系木質(zhì)化，限制了還原物質(zhì)的侵入。 不同作物的耐澇能力也有所差別。 地上部分莖葉向根系供氧能力的大小，是決定抗?jié)承缘闹饕蛩亍?有些旱地作物的耐澇性也較強(qiáng)，如高粱。,53,鉻對水稻生長的影響,三、 水污染對作物的影響 水體污染源有：工礦廢水、農(nóng)藥、生活污水。 臨界濃度：1mg/L和0.1mg/L分別是小麥生長和種子萌發(fā)的臨界濃度。

30、 污水灌溉：鉛、汞、砷等高于清水灌溉。,54,第五節(jié) 作物與空氣,一、作物與CO2 1、田間CO2濃度的變化 （1）CO2濃度的時(shí)間變化 午夜與凌晨 高； 中午 低； 生長季節(jié)CO2濃度較低； 非生長季節(jié)CO2濃度高。,55,（2）CO2濃度的空間變化 作物群體內(nèi)部， 午夜和凌晨近地面，CO2濃度高。 白天中上部，CO2濃度較小，下部稍大一些。 通風(fēng)透光的原因： 群體上層光照充足，但CO2濃度相對較低，下層CO2濃度較大，光照卻又較弱。,56,（3）CO2濃度與作物產(chǎn)量 CO2補(bǔ)償點(diǎn)：當(dāng)光合速率與呼吸速率相等時(shí)環(huán)境中的CO2濃度。 CO2飽和點(diǎn)：開始達(dá)到最大光合速率時(shí)的CO2濃度。 C4作物C

31、O2補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)均低于C3作物。 隨CO2濃度的增加，作物的呼吸速率減弱，光補(bǔ)償點(diǎn)降低，蒸騰系數(shù)減小，水分利用率提高。,增施CO2的方法： CO2肥，成本高，應(yīng)用難度大。 增施優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥是提高CO2濃度現(xiàn)實(shí)措施。,57,二、作物與O2 O2直接影響作物呼吸速率與呼吸性質(zhì)。不足時(shí)，呼吸速率下降，無氧呼吸升高。 作物受澇死亡，就是由于無氧呼吸過久。 過高的O2濃度對作物反而有毒。多數(shù)情況下O2濃度在10以下就已足夠了。 三、作物與風(fēng) 大風(fēng)會(huì)引起作物倒伏或器官脫落，土壤風(fēng)蝕。干熱風(fēng)常導(dǎo)致小麥后期高溫逼熟，或花粉死亡。 農(nóng)田冠層CO2交換速率隨風(fēng)速加大而增加，群體同化率提高。 濕度低光照強(qiáng)的條件下，

32、高風(fēng)速區(qū)的光合作用強(qiáng)度會(huì)降低。,58,五、其他氣體* 1、氮?dú)?豆類作物通過與它們共生的根瘤菌可以利用空氣中的氮，但在根瘤菌生長前期需吸收作物的氮素，一般占豆類作物所需氮總量的1/41/3。在作物的幼苗期和籽實(shí)充實(shí)階段，還是需要適量施用氮肥。 根瘤菌所固定氮只占豆類作物需氮的1/41/2. 根瘤菌消耗的能量大致相當(dāng)于大豆光合產(chǎn)物的12% 14%。,59,2、有毒氣體 SO2：改變細(xì)胞液pH值，使葉綠素失去鎂而喪失功能； 與細(xì)胞中的羥酸形成羥基磺酸，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能，抑制代謝過程。 HF：植物慢性氟中毒的癥狀，首先出現(xiàn)在葉尖和葉緣，后發(fā)展至內(nèi)。 O3：與細(xì)胞膜接觸后，能將質(zhì)膜上的氨基酸、蛋白質(zhì)

33、的活性基因和不飽和脂肪酸的雙鍵氧化，使細(xì)胞膜喪失選擇半透性功能，內(nèi)含物質(zhì)大量外滲。 當(dāng)空氣中O3與SO2和NO2同時(shí)存在時(shí)，不良影響更大。,60,3、溫室效應(yīng) 主要由大氣中的CO2、CH4、N2O等氣體含量的增加引起。 CH4來源于稻田、自然濕地、天然氣的開采、煤礦等。 土壤中的硝化和反硝化過程，導(dǎo)致N2O的生成與釋放。 主要影響： （1）地區(qū)間氣候差異變大。氣溫上升，高緯度地區(qū)比赤道地區(qū)增溫明顯。兩極冰帽消融引起海平面上升。 降雨分布發(fā)生變化。赤道及50度以上地區(qū)降雨增加，1050地區(qū)減少，土壤含水量減少。 （2）大氣中CO2濃度增加。產(chǎn)量增加，但作物與野生植物競爭加劇。 （3）病蟲害影響。

34、導(dǎo)致氣溫與降雨變化，進(jìn)而影響病蟲害的發(fā)生。,61,第六節(jié) 作物與肥料（礦質(zhì)營養(yǎng)） 一、作物必需的營養(yǎng)元素 大量元素（占干重的0.1%以上） C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg（后三種也稱中量元素） 微量元素（0.1%以下）：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl C主要來自空氣（CO2），O和H來自水（H2O），其它元素都來自土壤礦物質(zhì)或有機(jī)質(zhì)的礦化分解，稱為礦質(zhì)營養(yǎng)元素。 某些作物對特定的非必要元素需要量很大： 如水稻對Si的需求很大，茶樹產(chǎn)量和品質(zhì)與Al有很大關(guān)系， Co，是豆科作物根瘤菌固氮時(shí)必需的元素，稱農(nóng)業(yè)上的必需元素（增益元素），鈉(Na)、碘(I)、硒(Se)、鍶（Sr）釩(

35、V)等也是有益元素。 超微量元素是指那些在植物體中含量很少很少的(在十萬分之幾以下)非必需元素，其中有些是有益元素，如硒、鎘、汞等元素。,62,63,二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)生理 1、氮 一般作物含氮量占干重的0.35%，是含量較高的元素之一，常限制作物的的產(chǎn)量、品質(zhì)（如蛋白質(zhì)）的提高。 組成蛋白質(zhì) （生命元素） 氮素還是組成核酸、葉綠素、酶和多種維生素的重要成分。 在作物缺氮時(shí)，蛋白質(zhì)和酶含量減少，葉綠素合成少，葉片黃化，導(dǎo)致生長延緩，植株瘦弱，葉薄、黃、小，出現(xiàn)早衰，產(chǎn)量、品質(zhì)降低。 缺氮時(shí)：下部葉片先開始退綠黃化，逐漸向上部葉片蔓延。 氮肥用量過多：易遭受病蟲害等各種逆境影響。易于倒伏，徒長，貪

36、青遲熟。氮素過多，還會(huì)降低甜菜、西瓜的含糖量。,64,水麥、玉米、棉花以及以生產(chǎn)莖葉為主的作物如甘蔗、煙草、麻類作物，對氮素要求較多， 水稻、油菜、高梁、粟、甘薯、馬鈴薯等相對耗氮較少。 大豆、花生等豆科作物因生物固氮作用，對氮的需求更少。 根系從土壤溶液中吸收NO3態(tài)氮后，輸送到葉片，在硝酸還原酶的作用下，進(jìn)入體內(nèi)氮素代謝過程。 吸收NH4態(tài)氮后，先合酰胺，再運(yùn)輸?shù)降厣喜俊?氮在土壤中的含量一般很少，而且多為有機(jī)態(tài)存在，難被作物直接利用。在我國廣大農(nóng)田中，除黑土、暗粟鈣土含量稍多以外，其它類型的土壤大多數(shù)缺乏氮素，需要施用氮肥。,65,2、磷 有機(jī)態(tài)磷，約占全磷量的85%，以核酸、磷脂等形態(tài)

37、存在。 無機(jī)態(tài)磷，僅占全磷量的15%，主要以鈣、鎂、鉀的磷酸鹽形態(tài)存在。 磷是組成核酸、核蛋白、磷脂、高能化合物如ATP和許多酶等重要化合物的成分。 磷參與作物體內(nèi)的各種代謝過程。 磷具有提高作物抗逆性和對外界環(huán)境條件適應(yīng)性的作用。 作物缺磷，表現(xiàn)為生長遲緩，植株矮小，結(jié)實(shí)差。嚴(yán)重缺磷，植株會(huì)停止生長。,66,作物根系吸收土壤溶液中的無機(jī)磷（H2PO4-），直接進(jìn)入磷素代謝過程。 某些作物對磷素營養(yǎng)反應(yīng)非常敏感，通常稱為喜磷作物，如油菜、大豆、花生、蠶豆、蕎麥等。這些作物施用磷肥都有不同程度的增產(chǎn)效果。 缺磷土壤和氮肥過多的田塊施磷的肥效也很顯著。 土壤中含磷一般也不多，許多土壤缺乏磷素，特別

38、是南方的紅壤、黃壤。,67,3、鉀 K2O占干重的0.3%5%。鉀離子容易流動(dòng)，再分配和再利用的能力很強(qiáng)，主要集中在幼嫩、生命活動(dòng)旺盛的部位和莖、根的尖端。 鉀是許多酶的輔基。鉀可促進(jìn)糖類物質(zhì)的形成，增加作物體內(nèi)的淀粉和纖維素含量，使作物生長健壯。 鉀能促進(jìn)氮素的吸收利用，促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，提高產(chǎn)品品質(zhì)。維持細(xì)胞膨壓、調(diào)節(jié)氣孔開閉、促進(jìn)葉綠素合成。 鉀促進(jìn)光合產(chǎn)物向貯藏器官的運(yùn)輸，提高結(jié)實(shí)率、粒重。 鉀可以促進(jìn)根系發(fā)達(dá)，莖桿堅(jiān)韌，增強(qiáng)抗倒伏及抗病蟲害的能力，增強(qiáng)作物的抗逆性。,68,作物缺鉀時(shí)，根系不發(fā)達(dá)，植株矮小，莖桿細(xì)弱，分枝少，葉片下披，葉色暗綠，形成蛋白質(zhì)少，可溶性氮積累； 嚴(yán)重缺鉀時(shí)

39、，根莖生長點(diǎn)枯死，葉片皺縮、枯焦。 鉀與蛋白質(zhì)合成有關(guān)，所以某些籽粒富有蛋白質(zhì)的作物，籽粒含鉀量高，如豆科作物大豆、花生的籽粒含鉀量較禾谷類作物高。 含糖豐富的作物，如糖、淀粉、纖維類作物對鉀肥的反應(yīng)敏感（喜鉀作物），如甘薯、甜菜、甘蔗、煙草、大豆、花生等。 隨著作物產(chǎn)量的提高，對鉀的需求也不斷增加。 另外，紅黃壤是缺鉀嚴(yán)重的土壤。一般情況下，氮、磷、鉀肥時(shí)施用，效果是最好的。,69,4、硫 硫是AA（半胱氨酸、甲硫氨酸）的組成元素。 谷胱甘肽（含硫）是作物細(xì)胞的第二信使，也是清除體內(nèi)超氧化物等有毒物質(zhì)的重要的保護(hù)性非酶類物質(zhì)之一（其他非酶類物質(zhì)主要是VC等），因此硫與氧化還原過程和細(xì)胞保護(hù)系

40、統(tǒng)活性有關(guān)。 硫也是輔酶A（CoA）的成分之一，其為作物體內(nèi)生物合成、轉(zhuǎn)化的非?；钴S的又非常重要的能量化合物，如脂肪、淀粉、生長素等的生物合成離不開輔酶A。 硫也是許多維生素的組成元素之一。作物從土壤溶液中吸收SO42-，直接進(jìn)入體內(nèi)硫代謝。,70,5、鈣 作物直接從土壤溶液中吸收鈣離子。鈣主要存在于成熟器官組織中，一般不易移動(dòng)。 鈣是作物細(xì)胞壁的組分之一，是重要的結(jié)構(gòu)元素。 植株受到逆境脅迫時(shí)，鈣調(diào)蛋白和ABA共同完成一系列復(fù)雜的生理過程，調(diào)控基因表達(dá)，調(diào)動(dòng)體內(nèi)物質(zhì)，進(jìn)行適應(yīng)性變化。 鈣和鉀一樣，也是體內(nèi)重要的離子平衡元素。 鈣也是體內(nèi)清除毒害的重要元素，如有機(jī)酸（主要是草酸）過多而產(chǎn)生傷害

41、時(shí)，鈣即可與其形成鈣鹽，免除傷害；鈣也與植株抗病性有關(guān)。,71,6、鎂 作物直接從土壤溶液中吸收鎂離子。 鎂和鉀、磷一樣，主要分布于幼嫩器官和組織中，成熟時(shí)集中于種子中。 鎂是葉綠素組分之一，是作物的葉綠體的重要組成元素。 DNA和RNA的合成以及蛋白質(zhì)合成過程中的氨基酸活化，以及核蛋白體（組裝合成蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)）的功能，需鎂的參與。 鎂也是許多酶（如己糖激酶）的輔基，可促進(jìn)呼吸作用等。 鎂可促進(jìn)作物對磷的吸收，故需磷多的作物需鎂也多。 一般土壤雖不缺乏，但施用鈣鎂磷肥對許多作物增產(chǎn)顯著。,72,7、微量元素 （1）鐵 作物從土壤溶液中主要吸收氧化態(tài)的鐵。鐵進(jìn)入體內(nèi)后，不易移動(dòng)。 鐵有兩個(gè)重要功

42、能：酶的輔基和合成葉綠素必須元素。 如：鐵氧還原蛋白、血紅蛋白、鐵蛋白、鉬鐵蛋白。 （2）錳 錳是糖酵解和三羧酸循環(huán)中的許多酶的活化劑，所以能提高呼吸作用。缺錳或鐵時(shí)，葉綠素生物合成受阻，葉綠體結(jié)構(gòu)會(huì)破壞解體。 （3）硼 硼與糖結(jié)合，使糖能夠通過質(zhì)膜，促進(jìn)糖運(yùn)輸。 對花器形成，生殖過程尤其重要。油菜是對硼敏感的作物，甘藍(lán)型油菜“花而不實(shí)”就是缺硼的緣故。,73,（4）鋅 鋅是吲哚乙酸（生長素）合成必須的。 鋅是碳酸酐酶的活化劑，也是許多脫氫酶的活化劑。 （5）銅 是許多氧化酶的成分，也是參與光合作用中電子傳遞體系的一種重要元素。 （6）鉬 鉬是硝酸還原酶的金屬成分，又是生物固氮參與元素，鉬對花

43、生、大豆等豆科作物的增產(chǎn)作用明顯。 （7）氯 氯是活化光合作用的水光解過程中的重要元素，促進(jìn)氧的釋放和NADP還原。,74,總結(jié)： 必需礦質(zhì)元素在作物體內(nèi)的主要功能有： （1）細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成成分； （2）作物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)者，參與酶的活動(dòng)； （3）電化學(xué)作用，即離子平衡、膠體穩(wěn)定、電荷中和等； （4）能量代謝。 大多數(shù)大量元素具有以上所有生理作用，而微量元素一般只有酶促功能。 每一種必需元素都有特殊作用，不能被其他元素替代，如鈣和鎂理化性質(zhì)很相似，卻不能互相替代； 但是，錳可部分地替代鐵；有些非必需元素還能部分替代必須元素，如鈉能部分替代鉀等。,75,微量元素參與許多代謝過程，是作物體內(nèi)酶

44、的組分之一。 微量元素還能提高作物對不良環(huán)境條件的抵抗能力： 如硼、錳、鋅能提高作物的抗旱、抗熱性。 當(dāng)土壤微量元素含量過高時(shí)，也會(huì)引起傷害。 如鹽土地氯離子的毒害，錳、鋅、銅毒害常發(fā)生在酸性土壤上。 一般情況下，土壤微量元素的含量均能滿足作物需要，但不同的土壤有一定的差異，特別是微量元素的有效性。 如堿性土壤容易缺硼、鋅、銅； 在酸性土壤中，有效銅較少； 在水分多的條件下，有效鉬較少； 當(dāng)然有的作物還有對某些微量元素的特殊要求。,76,三、作物的需肥規(guī)律 （一）作物的需肥量和需肥特性 1、不同作物對營養(yǎng)元素的需要量是不同的。 一般地，產(chǎn)品器官和生物器官含蛋白質(zhì)、脂肪高的作物，對氮、磷、鉀的需

45、求量大于含淀粉類物質(zhì)的作物。 2、同一作物的不同品種，對養(yǎng)分的要求也不一樣。 水稻的矮桿秈稻耐肥，粳稻次之，高桿秈稻耐肥性最差 甘藍(lán)型油菜品種比白菜型品種耐肥。 小麥矮桿品種與匍匐性品種，比高桿或直立性品種易受缺鉀的影響；,77,馬鈴薯的早熟品種應(yīng)用相對地多施氮而少施些磷，否則易因早衰而減產(chǎn)，晚熟品種則反之，磷能使其營養(yǎng)生長及時(shí)停止有利于薯的形成和膨大。 3、同一種作物在不同的生育期對養(yǎng)分的需要也不相同。 作物生長初期吸收養(yǎng)分很少，將近開花結(jié)果時(shí)吸收營養(yǎng)物質(zhì)最多，其后又衰退，到了種子成熟時(shí)，養(yǎng)分停止進(jìn)入，衰老時(shí)甚至有部分營養(yǎng)物質(zhì)從根部“倒流”。,78,作物對N、P、K的需求(kg),79,80

46、,（二）營養(yǎng)臨界期 作物生育過程中，常常有一個(gè)時(shí)期對某種元素的要求絕對量雖不多但很迫切，如果缺乏該營養(yǎng)元素，生長發(fā)育就會(huì)受到很大的影響，以后很難糾正或彌補(bǔ)，該時(shí)期稱為營養(yǎng)臨界期。 如各種作物對磷臨界期為幼苗期，棉花、油菜出苗后1020天內(nèi)，對缺磷特別敏感，此時(shí)缺磷對后期生長影響很大，為磷的臨界期。玉米則在出苗后一周進(jìn)入磷的臨界期，其他作物也有類似情況。一般作物苗肥早施，增產(chǎn)效果常比同樣肥料遲施好。也說明前期需肥的迫切性。 氮的臨界期，一般要晚于磷，往往是在營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向生殖生長的時(shí)候，如水稻、小麥在分蘗期和幼穗分化期，玉米在穗分化期，棉花在現(xiàn)蕾期。,81,（三）營養(yǎng)最大效率期 在作物一生中，還有

47、一個(gè)養(yǎng)分需求量和吸收速度都很大的時(shí)期，施肥作用最明顯，增產(chǎn)效果最好，這一時(shí)期稱為作物營養(yǎng)的最大效率期。 作物營養(yǎng)最大效率期往往都在作物生長最旺盛的中期，此時(shí)作物吸收養(yǎng)分能力最強(qiáng)，表現(xiàn)出的生長速度也最快。 例如，小麥在拔節(jié)至抽穗，玉米在大喇叭口至抽雄，棉花在盛花至結(jié)鈴等。 營養(yǎng)最大效率期也因養(yǎng)分不同而異:如甘薯生長初期，氮營養(yǎng)的效果較好，而塊根膨大時(shí)，磷、鉀營養(yǎng)的效果較好等。,82,（四）營養(yǎng)的特殊性 某些作物對某些特定的營養(yǎng)元素需求特別敏感，或吸收特別多，如： 水稻對硅元素需求量大，硅有利于水稻形成壯稈大穗； 甘藍(lán)型油菜對硼素有特殊要求，從苗期至花角期都對土壤有效硼含量要求較高； 花生對鈣需求

48、量大，鈣有利于花生果殼生長發(fā)育，形成飽果。所以花生施鈣肥，增產(chǎn)效果顯著。 作物的肥料運(yùn)籌應(yīng)與作物的需肥規(guī)律相符合，發(fā)揮最大肥效，減少肥料流失。,83,第七節(jié) 作物與土壤 一、土壤的基本概念及其作用 土壤是指覆蓋在地球陸地表面，能夠生長植物的疏松層。 1、我國土壤主要類型有: 南方的紅、黃壤 東北平原的黑土類型 溫帶草原的鈣質(zhì)土和荒漠土壤 黃淮平原的棕壤類型 鹽堿土壤、山地土壤等。 2、地力（土壤肥力）：是衡量土壤好壞的指標(biāo)，是指土壤不斷提供滿足作物對水、肥、氣、熱的需求的能力。,84,3、土壤是種植業(yè)生產(chǎn)力形成和發(fā)展速度的限制性因素 （1）大氣中環(huán)境因子的自由度大于土壤中，土壤中諸因素的改變、

49、交換、分配均勻度都很小。 （2）對作物的生育條件的改善，基本上都要在土壤中進(jìn)行，如對旱、澇、鹽堿土壤的改良利用，農(nóng)田灌溉、排水等。 （3）作物的生長發(fā)育需要土壤經(jīng)常不斷地供給一定的水分、養(yǎng)分、空氣和熱量。 （4）在作物生長的初期，生長好壞取決于土壤的理化條件。這時(shí)整個(gè)作物能否發(fā)育并不在于地上部分的光、熱和CO2，而只取決于父代所累積光合產(chǎn)物的能量向子代的轉(zhuǎn)化是否順利，即依靠播于土層內(nèi)種子的發(fā)育程度。,85,二、土壤性質(zhì)及其對作物的影響 土壤性質(zhì)包括土壤的物質(zhì)組成、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)及空氣、水分、熱量等物理性狀，礦物質(zhì)營養(yǎng)、有機(jī)質(zhì)、酸堿度等化學(xué)性質(zhì)，以及土壤微生物等。影響作物生長的土壤條件還包括土層厚度

50、（耕作層熟土的厚度）、土壤物理機(jī)械性質(zhì)等。 （一）土壤物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu) 1、土壤組成 組成土壤的基本成分是礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、水分和空氣： 土壤礦物質(zhì) 固體部分 土壤有機(jī)質(zhì)（動(dòng)植物殘?bào)w的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物和土壤微生物 土壤組成 液體土壤水分（溶有離子、水分、膠體態(tài)有機(jī)、 無機(jī)物） 孔隙部分 氣體土壤空氣,86,2、土壤結(jié)構(gòu) 土壤結(jié)構(gòu)是指土壤中固體部分和孔隙部分所占的比例以及空間上的分布。 （1）團(tuán)粒結(jié)構(gòu)：土壤顆粒在腐殖作用下形成的近似球形、多孔、較疏松、直徑0.2510mm的小土團(tuán)。團(tuán)粒結(jié)構(gòu)數(shù)量的多少和分布，在一定程度上標(biāo)志著土壤肥力水平。 （2）塊狀結(jié)構(gòu)：在有機(jī)質(zhì)含量少、質(zhì)地粘重的土壤中，土壤顆粒粘連成為較

51、堅(jiān)實(shí)的土塊，直徑在10mm以上。這種結(jié)構(gòu)，土塊間的孔隙大，既漏風(fēng)跑墑，又蒸發(fā)失墑，而土塊內(nèi)部孔隙太小，既不保水，也不透氣，微生物活動(dòng)弱，養(yǎng)分不易釋放。也會(huì)抑制根系生長和影響種子萌發(fā)出苗。 （3）片層結(jié)構(gòu)：水稻田和旱地的犁底層，土壤顆粒粘結(jié)成堅(jiān)實(shí)緊密的薄土片，成層排列，片狀分布，稱為片層結(jié)構(gòu)。水稻田的片層結(jié)構(gòu)可防止水肥滲漏，旱地犁底層的片層結(jié)構(gòu)則影響作物根系生長和水、氣、熱的交換。 因此，建立合理的土壤結(jié)構(gòu)，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)多，固、液、氣三相比例、垂直分布合理，孔隙度、土壤容重適中，有利于土壤其他理化性狀的改善，提高通氣性和保肥保水能力，促進(jìn)微生物活動(dòng)，加快物質(zhì)轉(zhuǎn)化，就可以為作物根系生長提供良好的環(huán)境條

52、件，而作物根系的生長又改善了土壤結(jié)構(gòu)。,87,（二）土壤質(zhì)地 土壤質(zhì)地：土壤中各級土粒相互組合的百分?jǐn)?shù)。 土壤質(zhì)地的輕重是影響土壤肥力和耕性好壞的決定性因素。 根據(jù)土粒直徑的大小，可將土粒分為： 粗砂（土粒直徑2.00.2mm） 細(xì)砂（土粒直徑0.2 0.02mm） 粉砂（土粒直徑0.02 0.002mm） 粘粒（0.002mm以下）,88,按照土壤質(zhì)地的不同，一般可以把土壤區(qū)分為三類： 質(zhì) 地 組 質(zhì) 地 號 質(zhì) 地 名 稱 各粒級百分含量/% 砂 粒/mm 粗粉粒/mm 膠 粒/mm 10.05 0.050.001 20 40 40 20 40 7 膠性兩合土 40 膠泥土組 8 泥 土

53、3035 9 膠泥 土 - 3540 10 膠 土 40,89,1、砂土類 質(zhì)地砂性。通透性好，排水通暢，不易受澇，作物易發(fā)根和深扎，但根系固著不牢，保水保肥性差，施化肥易流失。潛在養(yǎng)分含量低，但礦質(zhì)養(yǎng)分和有機(jī)養(yǎng)分易分解轉(zhuǎn)化。耕作省力、耕作質(zhì)量好、宜耕期長。作物生育前期發(fā)苗快，中后期容易脫水脫肥，易早衰。 2、粘土類 質(zhì)地粘重，又稱膠泥土。通透性差，排水不暢，易澇，作物扎根差。保水保肥性好，利于有機(jī)質(zhì)積累，潛在養(yǎng)分含量高。粘性強(qiáng)、塑性大、耕作費(fèi)力、耕作質(zhì)量差、宜耕期短。作物生育前期發(fā)苗慢，中后期易旺長，不早衰。 3、壤土類 質(zhì)地疏松，也稱兩合土，含粗細(xì)土粒比例適度，砂粘適度，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性狀介于砂

54、土和粘土之間，兼有二者優(yōu)點(diǎn)，通透性、保蓄性、耕作性均好土壤溫度溫定、水分和空氣比例協(xié)調(diào)，有利于作物發(fā)小苗和后期生長。,90,（三）土壤水分 1、土壤水分性質(zhì) 土壤水分主要來源于降雨、降雪和灌溉水，當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，地下水也可上升補(bǔ)充土壤水分。 重力水：水進(jìn)入土壤大孔隙內(nèi)的水。容易流失。 毛管水：進(jìn)入土壤毛管孔隙的水。 毛管水可分為兩種： 毛管懸著水：降雨或灌溉后，保存在毛管孔內(nèi)，它與地下水不連接。 土壤能保持最大數(shù)量毛管懸著水的含水量，稱為該土壤的田間持水量。 毛管上升水：這是指地下水位較高，當(dāng)表土水分由于蒸發(fā)和蒸騰消耗，地下水可沿毛管上升而補(bǔ)給表土的水分。 毛管水是土壤中最重要、最有效的水分

55、，既不會(huì)滲漏丟失，又能被作物充分吸收。 束縛水：進(jìn)入孔徑0.001mm的微孔隙，形成束縛水，束縛水由于土粒的吸力很大，作物也無法利用。,91,2. 土壤水分利用 凋萎系數(shù)：作物表現(xiàn)萎蔫時(shí)的土壤含水量。 墑情：土壤含水量及土壤水分的可利用性。,作物和土壤質(zhì)地凋萎系數(shù)的關(guān)系（重量%）,92,（四）土壤空氣 1、供給作物種子發(fā)芽、生根及微生物活動(dòng)所需的氧氣。 2、土壤純化學(xué)過程引起O2的消耗與CO2的積累。使土壤空氣和大氣中的O2和CO2的含量有很大的差別。 土壤空氣中的CO2一部分通過擴(kuò)散和交換進(jìn)入近地面空氣層，供低層葉片吸收，另一部分CO2也可以直接為根部吸收。 但是當(dāng)土壤中O2缺乏、CO2過多

56、時(shí)，例如在大量使用有機(jī)肥料或翻壓綠肥的土壤里，土壤CO2含量可以超過2%或更多，則會(huì)阻礙種子發(fā)芽，使出苗不齊，并且影響根系的呼吸與生長，使根系不能擴(kuò)散，吸水吸肥能力減弱，甚至因呼吸窒息而死亡。產(chǎn)生各種有機(jī)酸或硫化氫，甲烷等有毒物質(zhì)傷害作物根系。 一般土壤O2的濃度低于910%，根系發(fā)育就要受到影響，5%以下，絕大部分作物的根系停止發(fā)育。如果土壤空氣過分流通，有機(jī)物質(zhì)分解迅速，養(yǎng)分釋放太快并造成養(yǎng)分的損失，形成的腐殖質(zhì)也少。,93,（五）土壤溫度 淺色土壤對太陽輻射能的反射強(qiáng)，吸收少，溫度低。 深色土壤則相反，吸收多，土壤溫度高。 有機(jī)質(zhì)在分解過程中可以放出熱量，同時(shí)有機(jī)質(zhì)可使土色變深，有利于土

57、溫提高，另一方面有機(jī)質(zhì)可增加土壤蓄水量，因而又不利于土溫上升。 在生產(chǎn)上我們往往可以采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣碚{(diào)節(jié)土壤的溫度，如水稻排灌措施保持秧田的土溫。在霜凍夜間，可滿灌秧田水，使秧田土溫不至于下降過多，在有太陽的白天，可排除秧田水，使秧田多接受陽光，增加土溫。,94,（六）土壤酸堿度（土壤反應(yīng)） 土壤酸堿度是指土壤溶液的酸堿度，常用pH值表示。 土壤pH67微酸性條件下，養(yǎng)分的有效性最高，對植物生長最有利。過酸則容易引起磷、鉀、鈣、鎂的缺乏，多雨地區(qū)還會(huì)缺乏硼、鋅、鉬等元素 pH值還直接影響到作物的生活力，在pH低于3和高于9時(shí)，作物根細(xì)胞的原生質(zhì)將受到嚴(yán)重?fù)p害；pH值也影響土壤中的微生物活動(dòng)，從而影響?zhàn)B分的有效性和作物的生長。各種作物對土壤pH的適應(yīng)范圍有差異，大多數(shù)在5.57.5之間。 多數(shù)作物適于中性土壤，典型的“嗜酸”、“嗜堿”作物是沒有的。蕎麥、甘薯、煙草、花生等作物比較耐酸。 能夠忍耐輕度鹽堿的作物有大麥、棉花、甜菜、向日葵、紫花苜蓿等。紫花苜蓿被稱作鹽堿土的“先鋒作物”。,95,各種作物適宜的土壤pH值范圍 作 物 適宜pH值范圍 作 物 適宜pH值范圍 煙草 5.06.0 水稻 6.07.5 甘薯 5.06.0