第4章作物的产量形成.

第4章作物的产量形成第1节作物的产量类型第2节作物产量构成因素第3节作物产量形成的生理机制第4节作物高产途径本章思考题1、生物产量、经济产量、经济系数和产谷阈值？今后提高经济产量的关键是哪一个？2、禾谷类作物和棉花、油菜的产量构成因素？3、源、库、流的概念？4、光合速率、净同化率、光合势的概念？5、构成生物学产量的物质大约有多少来自光合作用？给你何种启迪？6、产量库“吸力”或“拉力”的真实含义？7、Still提出作物产量的4个“A”具体指什么？第1节作物的产量类型一、产量的概念作物产量包括3个层次的概念生物产量（biologicalyield）经济产量（economicyield）收获指数（harvestindex，HI）或经济系数（economicindex）作物在生育过程中积累的干物质总量，即整个植株（一般不包括根系）总干物质的收获量。生物产量籽粒块茎纤维指被利用产品的收获量。不同作物被利用产品的部分不同。如：禾谷物类——籽粒；薯类——块根块茎；棉花——纤维和棉籽；甘蔗——茎杆。经济产量茎杆收获指数=经济产量/生物产量，指生物产量转化为经济产量的效率。收获指数薯类作物0.70~0.85油菜0.28水稻0.5大豆0.3小麦0.3~0.4棉花(籽棉)0.35~0.4玉米0.25~0.4甜菜0.5~0.65对一种作物来说，收获指数值相对稳定。不同作物的收获指数有差异:收获营养器官的作物比收获种子的作物高；收获产品碳水化合物含量高的作物比蛋白质和脂肪含量高作物的高。产谷阈值在作物生产过程中，只有当生物产量超过一定值之后，才能形成经济产量，这个值称为“临界株重或产谷阈值”。二、生物产量与经济产量的关系假设以1g为基数（产谷阈值），且单株籽粒重/(株重-1g)=0.5，则单籽粒产量（YE）与单株重(YB)的关系为：YE=0.5（YB-1）。生物产量是基础在作物生产过程中，提高作物自身的生物产量，是提高经济产量的基础。在获得一定生物产量的基础上，提高收获指数是获得高产的关键。第2节作物产量构成因素一、禾谷类作物经济产量=单位面积穗数×每穗实粒数×粒重或单位面积穗数×每穗颖花数×结实率×粒重二、薯类作物经济产量=单位面积薯块数×单薯重或单位面积株数×每株薯块数×单薯重三、豆类作物经济产量=单位面积有效荚果数×每荚果实粒数×粒重或单位面积株数×每株有效荚果数×每荚果实粒数×粒重籽棉产量=单位面积株数×每株有效铃数×单铃重皮棉产量=单位面积株数×每株有效铃数×单铃重×衣分四、棉花五、油菜经济产量=单位面积株数×每株有效角果数×每角果实粒数×粒重六、麻类作物麻产量=单位面积有效茎数×单茎重×出麻率第3节作物产量形成的生理机制一、源、库、流的概念源(source)即代谢源，指产生或输出同化物的器官或组织。如成熟的叶片、绿色的茎（鞘）和果皮或种皮及芒等。库(sink)即代谢库，指消耗或储藏同化物的组织、器官或部位。如作物的种子、果实、块茎、块根、根尖、幼叶等当时的生长中心器官。流（Flow）指作物源器官形成的同化产物向库器官的转移过程。狭义的概念通常指运输器官，如茎杆维管束等。光合面积指含叶绿素能进行光合作用的部分，常用LAI表示。LAI小于最适值时，净光光合产物量随LAI增加而增加；LAI大于最适值时，因叶层相互遮荫，下部叶光合作用受阻，呼吸消耗仍在进行，净光合产物量而降低或不再增加。二、作物产量的物质来源90~95%光合产物5~10%矿质元素生物产量的组成生物产量≈光合面积×光合能力×光合时间－消耗光合能力光合能力一般以光合强度或光合生产率为指标。光合强度也称光合速率，是指单位时间内单位叶面积吸收、同化二氧化碳的毫克数。光合生产率又称为净同化率（netphotosyntheticrate），通常以每平方米叶面积在较长时间内（一昼夜或一周）增加的干物质重量。净光合速率=光合速率—光呼吸速率光合时间光合时间一般以光合势为指标。光合势指群体叶面积与其持续时间的乘积（m2.日）。一般光合势越强，产量越高。这是“高产不早熟、早熟不高产”的缘由之一。花生总光合势与生物产量和荚果产量的关系（引自《江苏油料科学》，1995）作物光合生产过程中的呼吸消耗约占总生产干物质量的25~50%，其中大多数C3作物光呼吸消耗量约20~27%，C4作物（甘蔗、玉米、高粱等）光呼吸消耗仅2~5%。消耗作物光合产物需要适宜的库容量接纳才能形成产量，作物的繁殖器官或储藏器官就是这种仓库或容器。水稻产量库容=穗数×每穗颖花数×谷壳容积。高产必需有较大的产量库容，较大的库容还可以促进源提高生产效率，称为库“吸力”或“拉力”。三、作物产量物质的接受库同化产物的运输运输部位：韧皮部的筛管运输形式：碳水化合物（蔗糖）少量含氮化合物（氨基酸）运输速度：40-100cm/h，C4比C3快运输动力：主动运输和被动运输四、作物产量物质的运输和分配——流同化物的分配主要取决于库的吸力大小及库与源相对距离的远近；维管束通道之间的联系方式和环境也起一定制约作用。第4节作物高产途径一、作物的产量潜力美国学者Still在1991年提出了作物产量的4个“A”，即：A1绝对产量——品种的遗传潜力；A2可达到的产量——受环境条件制约的产量；A3合算产量——受栽培管理和经济条件制约的产量；A4实际产量——现实的产量。目前作物生物产量对光能利用率为1%~2%。理论推算至少可达5%，按此推算，长江流域稻谷绝对产量产量达1500kg/亩，实际最高产量低于900kg/亩。二、提高产量的途经——培育高光效作物品种：增加生物量；——塑造高光合效率株型：提高光能利用率；——调节作物产量形成时期与最佳光温季节同步：提高收获指数；——适宜的群体结构：增源、或扩库、或源库并重。本章结束