1、第四章第四章 作物生長發作物生長發育與產量形成育與產量形成第四章第四章 作物生長發育與產量形作物生長發育與產量形成成 第一節第一節 作物的發育特性與生育期作物的發育特性與生育期 第二節第二節 作物器官的建成作物器官的建成 第三節第三節 作物的群體特征作物的群體特征 第四節第四節 作物產量的形成作物產量的形成 第五節第五節 作物品質的形成作物品質的形成一、一、 生物產量與經濟產量生物產量與經濟產量二、收獲指數二、收獲指數三、產量構成因素三、產量構成因素四、產量形成過程及影響條件四、產量形成過程及影響條件第四節第四節 作物產量的形成作物產量的形成w 生物產量是指作物在生育過程中生產和積生物產量是指

2、作物在生育過程中生產和積累的有機物質的總量，即整個植株一般累的有機物質的總量，即整個植株一般不包括根系總干物質的收獲量。不包括根系總干物質的收獲量。w 經濟產量是作物品種改良及生產管理中所經濟產量是作物品種改良及生產管理中所說的產量，是指栽培目的所需要的產品的說的產量，是指栽培目的所需要的產品的收獲量。由于栽培目的不同，它們被利用收獲量。由于栽培目的不同，它們被利用作物產品的部分也不同。作物產品的部分也不同。第四節第四節 作物產量的形成作物產量的形成一、生物產量與經濟產量一、生物產量與經濟產量第四節第四節 作物產量的形成作物產量的形成二、收獲指數二、收獲指數作物的經濟產量僅是生物產量的一部分。

3、但經作物的經濟產量僅是生物產量的一部分。但經濟產量是以生物產量即有機物質總量作為物質濟產量是以生物產量即有機物質總量作為物質基礎的。但高的生物產量不等于高的經濟產量，基礎的。但高的生物產量不等于高的經濟產量，這要看生物產量轉化為經濟產量的效率，這種這要看生物產量轉化為經濟產量的效率，這種轉化效率稱為經濟系數或收獲指數轉化效率稱為經濟系數或收獲指數 ），即：），即：收獲指數收獲指數= =經濟產量經濟產量/ /生物產量生物產量 收獲指數是綜合反映作物品種特性和栽收獲指數是綜合反映作物品種特性和栽培技術水平的一個通用指標。培技術水平的一個通用指標。第四節第四節 作物產量的形成作物產量的形成三、產量構

4、成因素三、產量構成因素作物產量是按單位土地面積上的產品數量計算作物產量是按單位土地面積上的產品數量計算的，構成產量的因素是單位面積上的株數和單的，構成產量的因素是單位面積上的株數和單株產量，即：株產量，即：產量產量= =單株產量單株產量單位面積上的株數單位面積上的株數作物種類不同，其產量構成因素也有所差異，作物種類不同，其產量構成因素也有所差異，主要表現在單株產量的組成上表主要表現在單株產量的組成上表4 45 5）。）。作物生產的對象是作物群體。作物生產的對象是作物群體。 第四節第四節 作物產量的形成作物產量的形成作物種類作物種類代表作物代表作物 產量構成因素產量構成因素禾谷類禾谷類 稻、麥、

5、玉米、高梁稻、麥、玉米、高梁 穗數，每穗實粒數、粒重穗數，每穗實粒數、粒重豆類豆類 大豆、綠豆等大豆、綠豆等 株數，每株有效莢、每莢實粒、粒重株數，每株有效莢、每莢實粒、粒重薯類薯類 山芋、馬鈴薯山芋、馬鈴薯 株數，每株薯塊數，單薯重株數，每株薯塊數，單薯重棉花棉花 棉花棉花 株數，每株有效鈴數，每鈴籽棉重。衣分株數，每株有效鈴數，每鈴籽棉重。衣分麻類麻類黃麻、大麻、洋麻黃麻、大麻、洋麻 株數，每株重，出麻率株數，每株重，出麻率油菜油菜油菜油菜株數，每株有效分枝數，每分枝有效角果數，每角果粒數，株數，每株有效分枝數，每分枝有效角果數，每角果粒數， 粒粒重重甘蔗甘蔗甘蔗甘蔗 莖數，單株莖重莖數，

6、單株莖重煙草煙草煙草煙草 株數，每株葉數，單葉重株數，每株葉數，單葉重綠肥綠肥苜蓿、紫云英苜蓿、紫云英 株數、單株鮮重株數、單株鮮重 表表4 45 5 不同作物的產量構成因素不同作物的產量構成因素第四節第四節 作物產量的形成作物產量的形成 產量形成過程是指作物產量的構成因素產量形成過程是指作物產量的構成因素形成和物質積累的過程，也就是作物各器形成和物質積累的過程，也就是作物各器官的建成過程及群體的物質生產和分配的官的建成過程及群體的物質生產和分配的過程。過程。四、產量形成過程及影響條件四、產量形成過程及影響條件 禾谷類作物產量形成禾谷類作物產量形成雙子葉作物產量形成雙子葉作物產量形成第四節第四

7、節 作物產量的形成作物產量的形成w 單位面積的穗數由株數單位面積的穗數由株數( (基本苗基本苗) )和每株成穗數和每株成穗數兩個因子所構成。因此穗數的形成從播種開始，兩個因子所構成。因此穗數的形成從播種開始，分蘗期是決定階段，拔節、孕穗期是鞏固階段。分蘗期是決定階段，拔節、孕穗期是鞏固階段。w 每穗實粒數的多少取決于分化小花數、退化小每穗實粒數的多少取決于分化小花數、退化小花數、可孕小花數的受精率及結實率四個因素。花數、可孕小花數的受精率及結實率四個因素。每穗實粒數的形成始于分蘗期，決定于幼穗分每穗實粒數的形成始于分蘗期，決定于幼穗分化至抽穗期及揚花、受精結實過程。化至抽穗期及揚花、受精結實過

8、程。 w 粒重取決于籽粒容積及充實度。主要決定時期粒重取決于籽粒容積及充實度。主要決定時期是受精結實、果實發育成熟時期。是受精結實、果實發育成熟時期。1 禾谷類作物產量形成禾谷類作物產量形成四、產量形成過程及影響條件四、產量形成過程及影響條件第四節第四節 作物產量的形成作物產量的形成不同作物的產量構成因素不同，其形成過程也各不同作物的產量構成因素不同，其形成過程也各有特點。有特點。單位面積果數單位面積果數( (如棉花鈴數、油菜角果數、花生、如棉花鈴數、油菜角果數、花生、大豆的莢數大豆的莢數) )取決于密度和單株成果數。取決于密度和單株成果數。因此，自播種出苗因此，自播種出苗( (或育苗移栽或育

9、苗移栽) )就已開始形成這就已開始形成這一產量構成因素，中后期開花受精過程是決定階一產量構成因素，中后期開花受精過程是決定階段，果實發育期是鞏固階段。每果種子數開始于段，果實發育期是鞏固階段。每果種子數開始于花芽分化，決定于果實發育。粒重花芽分化，決定于果實發育。粒重( (衣分、油分衣分、油分) )決定于果實種子發育時期。決定于果實種子發育時期。 2雙子葉作物產量形成雙子葉作物產量形成四、產量形成過程及影響條件四、產量形成過程及影響條件第四節第四節 作物產量的形成作物產量的形成w 內在因素內在因素 品種特性如產量性狀、耐肥、抗逆品種特性如產量性狀、耐肥、抗逆性等生長發育特性及幼苗素質、受精結實

10、率等性等生長發育特性及幼苗素質、受精結實率等均影響產量形成過程。均影響產量形成過程。w 環境因素環境因素 土壤、溫度、光照、肥料、水分、土壤、溫度、光照、肥料、水分、空氣、病蟲草害的影響較大。空氣、病蟲草害的影響較大。w 栽培措施栽培措施 種植密度、群體結構、種植制度、種植密度、群體結構、種植制度、田間管理措施，在某種程度上是取得群體高產田間管理措施，在某種程度上是取得群體高產優質的主要調控手段。優質的主要調控手段。3 影響產量形成的因素影響產量形成的因素四、產量形成過程及影響條件四、產量形成過程及影響條件第四節第四節 作物產量的形成作物產量的形成作物生活因子中光和熱是宇宙因素，目前人類作物生

11、活因子中光和熱是宇宙因素，目前人類尚難于控制，而水分和礦質營養元素來自土壤，尚難于控制，而水分和礦質營養元素來自土壤，可以通過人類的施肥、灌溉、耕作等加以控制可以通過人類的施肥、灌溉、耕作等加以控制和調節。和調節。因此，只要充分利用自然因素光和熱能以及土因此，只要充分利用自然因素光和熱能以及土壤水分和營養，提高其利用率，最大限度地滿壤水分和營養，提高其利用率，最大限度地滿足作物生長發育需要，作物的生產力可以不斷足作物生長發育需要，作物的生產力可以不斷提高，生產潛力是非常巨大的。提高，生產潛力是非常巨大的。 五、產量潛力及增產途徑五、產量潛力及增產途徑1 1 作物的產量潛力作物的產量潛力第四節第

12、四節 作物產量的形成作物產量的形成目前作物對太陽光能的利用率還很低，一般只有目前作物對太陽光能的利用率還很低，一般只有1%1%2 2。而現代植物生理學已闡明，一分子的。而現代植物生理學已闡明，一分子的C02C02通過光合作用而轉變為碳水化合物所需要的通過光合作用而轉變為碳水化合物所需要的光量子數，最低為光量子數，最低為8 81010個。而個。而8 81010個量子所含個量子所含有的自由能，實際上為同化一分子有的自由能，實際上為同化一分子C02C02轉化成碳轉化成碳水化合物固定能量的水化合物固定能量的3 34 4倍。倍。也就是說，在太陽提供的總輻射能中，也就是說，在太陽提供的總輻射能中，2/33

13、/42/33/4尚未被光合作用利用，而是以熱的形式浪費了。尚未被光合作用利用，而是以熱的形式浪費了。 五、產量潛力及增產途徑五、產量潛力及增產途徑1 1 作物的產量潛力作物的產量潛力第四節第四節 作物產量的形成作物產量的形成五、產量潛力及增產途徑五、產量潛力及增產途徑 在作物生產中，要實現上述光合潛力的理論在作物生產中，要實現上述光合潛力的理論值，必須同時具備以下四個條件：值，必須同時具備以下四個條件： 具有充分利用光能的高光效作物品種；空具有充分利用光能的高光效作物品種；空氣中氣中CO2CO2濃度正常；其他環境因素都處于最適濃度正常；其他環境因素都處于最適狀態；具備最適宜于接受和分配陽光的群

14、體狀態；具備最適宜于接受和分配陽光的群體結構。由此可知，要通過提高光能利用率來提結構。由此可知，要通過提高光能利用率來提高單產，特別需要從改進作物和環境因素兩個高單產，特別需要從改進作物和環境因素兩個方面著手。方面著手。2 2 作物增產的途徑作物增產的途徑第四節第四節 作物產量的形成作物產量的形成五、產量潛力及增產途徑五、產量潛力及增產途徑2 2 作物增產的途徑作物增產的途徑培育高光效的品種培育高光效的品種 如葉面積適當，葉片、株型等如葉面積適當，葉片、株型等都有利于最大限度利用光能的特點，都有利于最大限度利用光能的特點，合理安排茬口合理安排茬口 充分利用生長季節，采用間、套作充分利用生長季節

15、，采用間、套作和育苗移栽等措施，提高復種指數，使一年中在和育苗移栽等措施，提高復種指數，使一年中在耕地上有盡可能多的時間生長作物。耕地上有盡可能多的時間生長作物。采用合理的栽培技術措施采用合理的栽培技術措施 如選用合理的種植密度，如選用合理的種植密度，保證作物群體適宜，最大限度地利用光能；正確保證作物群體適宜，最大限度地利用光能；正確運用肥水措施，運用肥水措施，提高光合效率提高光合效率 如補施如補施CO2CO2，人工補給光照，抑制，人工補給光照，抑制光呼吸消耗等光呼吸消耗等第五節第五節 作物品質的形成作物品質的形成一、作物產品品質一、作物產品品質作物產品品質的含義作物產品品質的含義作物產品品質

16、指標作物產品品質指標 作物產品品質的形成過程作物產品品質的形成過程 二、作物產品品質的影響因素二、作物產品品質的影響因素 三、提高作物產品品質的途徑三、提高作物產品品質的途徑 作物產品品質的含義作物產品品質的含義作物產品品質是指其利用質量和經濟價值。作物產品品質是指其利用質量和經濟價值。 大多數糧食作物包括飼料作物，判斷其品質優大多數糧食作物包括飼料作物，判斷其品質優劣的主要指標是理化性狀，根據實際內容可分劣的主要指標是理化性狀，根據實際內容可分為以下兩個方面：為以下兩個方面： 食用品質食用品質-所謂食用品質是指蒸煮、口感和食味所謂食用品質是指蒸煮、口感和食味等特性。等特性。 營養品質營養品質

17、-所謂營養品質主要是指蛋白質含量、所謂營養品質主要是指蛋白質含量、氨基酸組成、維生素含量和微量元素含量等。氨基酸組成、維生素含量和微量元素含量等。 對于大多數經濟作物而言，評價品質優劣的對于大多數經濟作物而言，評價品質優劣的標準通常為工藝品質和加工品質。標準通常為工藝品質和加工品質。作物產品品質的含義作物產品品質的含義工藝品質工藝品質-指影響產品質量的原材料特性。指影響產品質量的原材料特性。 如棉纖維的長度、細度、整齊度等；煙葉的色如棉纖維的長度、細度、整齊度等；煙葉的色澤、油分、成熟度等外觀品質也屬于工藝品質。澤、油分、成熟度等外觀品質也屬于工藝品質。加工品質加工品質-一般指不明顯影響產品質

18、量，但對一般指不明顯影響產品質量，但對加工過程有影響的原材料特性。加工過程有影響的原材料特性。 如糖料作物的含糖率，棉花的衣分，向日葵和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麥的出花生的出仁率，以及稻谷的出糙率和小麥的出粉率等，均屬于與加工品質有關的性狀。粉率等，均屬于與加工品質有關的性狀。作物產品品質指標作物產品品質指標生化指標生化指標 常用的生化指標有蛋白質、氨基酸、常用的生化指標有蛋白質、氨基酸、脂肪、淀粉、糖分、維生素、礦物質、棉酚含量，脂肪、淀粉、糖分、維生素、礦物質、棉酚含量，以及有害物質如化學農藥殘留等。以及有害物質如化學農藥殘留等。物理指標物

19、理指標 如產品的形狀、大小、香氣、色澤、如產品的形狀、大小、香氣、色澤、種皮厚薄、整齊度、纖維長度、纖維強度等。種皮厚薄、整齊度、纖維長度、纖維強度等。 例如水稻的出米率、米的形狀、米的心例如水稻的出米率、米的形狀、米的心腹白及透明度等，小麥籽粒的面筋含量，棉花纖腹白及透明度等，小麥籽粒的面筋含量，棉花纖維的長度、強度，油料作物的含油量及脂肪酸組維的長度、強度，油料作物的含油量及脂肪酸組成等。成等。作物產品品質指標作物產品品質指標w 作物品質通常是形態指標和理化指標的綜作物品質通常是形態指標和理化指標的綜合評價優劣。合評價優劣。w 例如，稻米的品質指標共有例如，稻米的品質指標共有1414項，其

20、中即項，其中即有物理指標如長寬比、堊白大小等，也有有物理指標如長寬比、堊白大小等，也有生化指標如直鏈淀粉含量、膠稠度等，只生化指標如直鏈淀粉含量、膠稠度等，只有這有這1414項指標同時達到某一級標準時才能項指標同時達到某一級標準時才能稱為某一級的優質稻米。稱為某一級的優質稻米。二、作物產品品質的形成過程二、作物產品品質的形成過程w 糖類的積累過程糖類的積累過程 w 蛋白質的積累過程蛋白質的積累過程w 脂類的積累過程脂類的積累過程w 纖維素的積累過程纖維素的積累過程糖類的積累過程糖類的積累過程作物產量器官中貯藏的糖類主要是蔗糖和淀粉。作物產量器官中貯藏的糖類主要是蔗糖和淀粉。在甘蔗和甜菜中貯藏的

21、主要是蔗糖，其含量分在甘蔗和甜菜中貯藏的主要是蔗糖，其含量分別可達別可達1212和和2020左右；在禾谷類作物種子和左右；在禾谷類作物種子和薯芋類作物塊根塊莖中貯藏的是淀粉，禾谷類薯芋類作物塊根塊莖中貯藏的是淀粉，禾谷類作物可達作物可達7070左右，薯芋類作物可達左右，薯芋類作物可達2020左右。左右。蔗糖以液體的形態，淀粉以固體淀粉粒的蔗糖以液體的形態，淀粉以固體淀粉粒的形態積累于薄壁細胞內。形態積累于薄壁細胞內。蛋白質的積累過程蛋白質的積累過程 作物的種子內含有貯藏性蛋白質，在豆類作作物的種子內含有貯藏性蛋白質，在豆類作物種子內特別豐富，如大豆種子的蛋白質含量物種子內特別豐富，如大豆種子的

22、蛋白質含量可達可達4040左右。左右。脂類的積累過程脂類的積累過程作物種子中貯藏的脂類主要為甘油三脂，包括作物種子中貯藏的脂類主要為甘油三脂，包括脂肪和油，它們以小油滴的狀態存在于細胞內。脂肪和油，它們以小油滴的狀態存在于細胞內。油料作物種子含有豐富的脂肪，如花生可達油料作物種子含有豐富的脂肪，如花生可達5050左右，油菜可達左右，油菜可達4040左右。在種子發育初期，左右。在種子發育初期，光合產物和植株體內貯藏的同化物是以蔗糖的光合產物和植株體內貯藏的同化物是以蔗糖的形態被輸送至種子后，以糖類的形態積累起來，形態被輸送至種子后，以糖類的形態積累起來，以后隨著種子的成熟，糖類轉化為脂肪，使脂以

23、后隨著種子的成熟，糖類轉化為脂肪，使脂肪含量逐漸增加。肪含量逐漸增加。纖維素的積累過程纖維素的積累過程纖維素是植物體內廣泛分布的一種多糖，一般纖維素是植物體內廣泛分布的一種多糖，一般作為植株的結構成分存在。作為植株的結構成分存在。從光合產物到纖維素的合成積累過程與淀粉基從光合產物到纖維素的合成積累過程與淀粉基本類似。它們不屬于貯藏物質，也不能為人類本類似。它們不屬于貯藏物質，也不能為人類作為食物利用，而是重要的輕工業原料。作為食物利用，而是重要的輕工業原料。 二、作物產品品質的影響因素二、作物產品品質的影響因素 w 遺傳因素遺傳因素w 生態因素生態因素w 栽培措施栽培措施遺傳因素遺傳因素 稻、麥、棉、油等作物的主要經濟性狀，都受稻、麥、棉、油等作物的主要經濟性狀，都受遺傳基因的控制。遺傳基因的控制。如近年來不少學者研究了稻米香味的遺傳，一如近年來不少學者研究了稻米香味的遺傳，一般都認為香味受一個隱性基因控制。這樣，由般都認為香味受一個隱性基因控制。這樣