基于作物群体结构的研究程伟

浙江大学学士学位论文学号：xxxxxxxxx基于作物群体结构的研究ResearchBasedoncropcolonystructure学生姓名：程伟指导老师：xxx所在院系：农学院所学专业：农学研究方向：xxx浙江大学中国·杭州xxxx年xx月基于作物群体结构的研究I摘要本文通过对作物群体结构的生态环境效应以及作物生产影响因素的分析，同时对作物群结构参数和生态环境效应与作物生产影响之间的关系进行了研究,最后总结了合理的作物群体结构的构建标准和构建方法。作物群体是作物单位土地面积上所有单株的总和。作物群体结构是作物群体中各个单株的长相、大小、分布及其动态变化等，它是农田小环境良好运行的生物学基础。通过对作物群体结构功能的分析，阐述功能的影响主要体现在对作物环境和群体本身两方面。作物群体主要可以分为内生境和外生境，前者主要与群体内的个体发生影响，影响个体的性状，也会影响群体总体本身，同时群体也影响内生境，两者相互联系，相互促进；后者主要与群体本身发生影响，同时影响作物群体系统环境，群体与群体之间也直接和间接的影响。群体一直处于动态过程中，不同时期，对环境的反映以及对各层的结构和关系也不相同，本文讨论哪些因素的调节对群体各层之间的关系有促进作用，使之达到优良的群体生产结构。关键词：群体结构作物种群生态环境基于作物群体结构的研究IIAbstractInthispaper,theecologicalenvironmentofcropcommunitystructureeffectandanalyzingtheinfluentialfactorsofcropproduction,aswellasthegroupofstructureparametersandtherelationshipbetweentheecologicalenvironmenteffect,cropproductionwasstudied,andfinallysummarizesthereasonablestructureofcropcommunityconstructionstandardandconstructionmethod.Cropsgroupisthesumofallindividualunitlandarea.Cropsgroupstructureisthegroupofeachindividual'slooks,size,distributionanddynamicchange,etc.,itisasmallfarmlandenvironmentgoodbiologicalbasis.Throughtheanalysisofplantpopulationstructurefunction,thepaperexpoundsfunctionmainlyreflectsinthecropenvironmentandtheinfluenceofthegroupitself.Cropcommunitymainlycanbedividedintohabitatwithinandoutsidethehabitat,theformermainlyindividualsandgroupsinfluence,influenceoftheindividualcharacter,alsocanaffectthegroupoverallitself,groupsalsoaffectthehabitats,bothcontacteachother,promoteeachother.Whichandthegroupitself,atthesametimeaffectcroppopulationsystemenvironment,betweengroupsandgroups,isdirectandindirecteffect.Grouphasbeeninadynamicprocess,thedifferentperiod,reflectingtotheenvironmentandthestructureofeachlayerandtherelationshipisnotthesameinthispaperwediscusswhatfactorsregulatinghasapromotingeffectontherelationshipbetweenthegroupsbetweeneachlayer,toexcellentgroupproductionstructure.Keywords:Populationstructure,Cropspecies,Ecologicalenvironment.基于作物群体结构的研究III目录摘要……………………………………………………………………………………………IAbstract………………………………………………………………………………………II1前言…………………………………………………………………………………………11.1研究的目的和意义……………………………………………………………………11.2国内外研究现状…………………………………………………………………11.3本文研究的主要内容…………………………………………………………………22作物群体的生理研究方法……………………………………………………………………22.1生物量监测……………………………………………………………………………22.2作物群体机能的诊断…………………………………………………………………33作物群体结构及物质生产影响因素的分析……………………………………………………43.1株型…………………………………………………………………………………43.2环境因子……………………………………………………………………………54作物群体结构的生态环境效应及其优化探讨…………………………………………………54.1作物群体结构性状对农田生态环境的影响…………………………………………54.2理想作物群体结构的构建标准与途径………………………………………………65总结……………………………………………………………………………………………5参考文献………………………………………………………………………………………8致谢……………………………………………………………………………………………9基于作物群体结构的研究-1-1前言1.1研究的目的和意义目的：作物群体结构性状是一种农业生态系统的一部分。肥料，二氧化碳，氧气，光照，风速以及水分这些自然要素与作物群体结构性状相互联系，相互作用，是作物群体的一部分。群体的规模，结构以及大小的不同，会使氧气，辐射在群体中的再分配及农田的小生态也会有所不同，从而影响作物的产量与质量，同时，作物的生长情况也会反作用于农田群体结构的变化，因为作物是构成群体的单元，所以构建一个合适的理想的作物群体结构从而使形成良好的农田生态环境，有利于作物的质量和数量最大化，得到较高的经济产量，这是一个很值得研究和分析的问题。这些研究的进步可为作物的育种，景观，构建良好农田生态环境，以及解决粮食危机提供重要的参考和支持。意义：本文通过对作物群体结构的生态环境效应以及作物生产影响因素的分析，同时对作物群结构参数和生态环境效应、作物生产影响之间的关系进行了研究,最后总结了合理的作物群体结构的构建标准和构建方法。群体一直处于动态过程中，不同时期，对环境的反映以及对各层的结构和关系也不相同本文讨论哪些因素的调节对群体各层之间的关系有促进作用，使之达到优良的群体生产结构。1.2国内外研究现状新世纪以来，跨国资本的大量输出、生物科技工程技术与市场经济的飞快发展，在全球化经济的大潮下，作物群体结构发展技术以及育种业的步伐不断加快，西方发达国家和美国的育种业面临全球产业化、高速竞争化、高技术化。基因技术在作物育种上的研发与应用目前世界上主要由美国控制，尤其以转基因作物最引人注目，美国在玉米育种上，早已经打破传统化的育种方法，基本上实现了高产量、高质量、高营养价值的转基因育种，实现了定向以及目标育种。进入20世纪80年代后期，国际科学家合作研究联合攻关，根据作物群体结构发展技术与产量相关的关系的研究结果，提出了超高产育种计划，育种家们不断努力改变其缺点，希基于作物群体结构的研究-2-望在新的研究周期后满足国际作物生产的各种指标和需求。目前世界上美国、日本等国家在作物育种方面处于领先地位。相比于欧美作物群体结构发展技术，中国的作物群体结构发展技术还有较大差距，但是在第三世界中处领头羊地位。中国的“超级稻计划”。农业部决定启动为期l0年的“中国超级稻研究”重大项目，通过各种途径和技术手段，从而使到2015年产量为1050公斤/亩。中国政府不仅明确表态支持生物育种技术，并且将他列为中国新兴产业之一。09年开始实施了“大力发展作物群体结构发展技术”等重大科研技术项目;旨在通过高层次的研发与现代化的服务带领现代化农业走向高层次、高科技、高产出的道路在2013年，中国农业科学院开启了科创工程这是在中科院的知创工程、社科院理创工程之后的第三个国家级科创工程，目的在于通过科技创新提升自主创新的能力、着力优秀的人才、完善学科的布局、优化资源配置、拓展国际合作化的空间。通过这些手段和措施，将进一步提升我们的农业水平，增强中国的农业科研实力，为我国和世界粮食安全做出重要贡献。1.3本文研究的主要内容作物群体是作物单位土地面积上所有单株的总和。作物群体结构是作物群体中各个单株的长相、大小、分布及其动态变化等，它是农田小环境良好运行的生物学基础。通过对作物群体结构功能的分析，阐述功能的影响主要体现在对作物环境和群体本身两方面。作物群体主要可以分为内生境和外生境，前者主要与群体内的个体发生影响，影响个体的性状，也会影响群体总体本身，同时群体也影响内生境，两者相互联系，相互促进；后者主要与群体本身发生影响，同时影响作物群体系统环境，群体与群体之间也直接和间接的影响。为了更清楚的研究与分析,我们在这要将作物群体结构分为生理性结构性状和人为性结构性状两大类。前者主要包括作物的叶片、茎杆以及作物器官空间配置状况等,叶片又分为叶面积指数，叶位，叶倾角，叶子位角等，茎秆包括杆高，茎秆纵断面，茎秆粗等等。人为性结构性状包括单一种植、复合种植、种植方向以及种植密度等。本文通过对作物群体结构的生态环境效应以及作物生产影响因素的分析，同时对作物群结构参数和生态环境效应、作物生产影响之间的关系进行了研究,最后总结了合理的作物群体结构的构建标准和构建方法。基于作物群体结构的研究-3-2作物群体的生理研究方法2.1生物量监测21世纪以来，随着科学技术的发展，人们为了获取更高的产量，尝试各种方法从多个角度测试作物的各种生长发育阶段的状态，监测其是否达到所希望的水平，利用监测结果，以及根据环境因素并采取相应的农业栽培措施，按照人们的想法去控制。通过测试作物群体和田间反射的不同强度的太阳光，就可以计算出作物的生长情况，因为作物对近红外光吸收的少，这样就造成反射率高，由此判断出生物的生长状况；中红外对做物体和土壤中含有的水分的影响表现在反射率上，故次可以推测出与水分有关的生物体的信息。当然还有其他方法来测试生物的生长状况，比如连续测定作物群体吸收的光量子从而来判断生物量。测定方法是在作物群体被测试区域放日射计，将一日、一周存储量纪录在装置中，由此来推断一日、一周的干物质变化。2.2作物群体机能的诊断测定植物的群体生理机能有很多方法。我们知道，农作物的机能有两项很重要的因素：光合作用和呼吸作用，这是两项非常重要的指标，植物冠层分析仪与结构分析仪等仪器为研究作物的特性给予了极大的支持，在实际的生产活动中，如果考虑生产力，那么需要测定单叶的呼吸作用能力，最近有了便携式光合作用测试系统为自然不外加其他条件地诊断植物叶片的光合作用状况提供了极为方便的设备，植物利用体内叶绿素为天然探针，来进一步研究和探测作物光合生理状况及其他因子对其细微影响的一种植物活体