作物栽培學(xué)第三章作物常量與品質(zhì)形成

第三章作物產(chǎn)量與品質(zhì)形成本章重點(diǎn)：作物產(chǎn)量和品質(zhì)形成的基本特征和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的調(diào)控途徑。難點(diǎn)：作物生長分析；作物高產(chǎn)的源、庫、流特征。光合作用效率和物質(zhì)吸收效率是作物生物學(xué)產(chǎn)量的主要生理基礎(chǔ)。第一節(jié)作物的產(chǎn)量及其形成1、作物產(chǎn)量概念1.1生物產(chǎn)量作物產(chǎn)量包括兩個層次上的概念生物產(chǎn)量（biologicalyield）經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量（economicyield）作物在生長發(fā)育過程中生產(chǎn)和積累的有機(jī)物質(zhì)總量?！话阒覆话ǜ担ㄒ愿鶠槭斋@產(chǎn)品的包括根系）的植株體總干物質(zhì)的收獲量。——不同的作物所需收獲的產(chǎn)品器官是不同的：谷類、油料等作物以風(fēng)干籽實為產(chǎn)品；水果、瓜類作物以新鮮果實為產(chǎn)品；蔬菜、綠肥作物以新鮮葉或莖、根為產(chǎn)品；棉花以種子纖維和種子為產(chǎn)品。1.2經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量作物栽培目的所需要的產(chǎn)品收獲量。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量是生物產(chǎn)量的一部分，以籽實或果實為產(chǎn)品的作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量所占比重較小，而以營養(yǎng)器官為產(chǎn)品的作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量所占比重比較大。系指生物產(chǎn)量轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化效率。

即：收獲指數(shù)=經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量/生物產(chǎn)量1.3經(jīng)濟(jì)系數(shù)經(jīng)濟(jì)系數(shù)亦稱收獲指數(shù)（harvestindex）?！谝欢ǖ纳锂a(chǎn)量下，收獲指數(shù)越高，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量越高，植株群體積累有機(jī)物的利用價值越高；——在相對穩(wěn)定的收獲指數(shù)下，適當(dāng)提高生物產(chǎn)量可提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。公式表明：——以營養(yǎng)器官為收獲產(chǎn)品的作物，生物產(chǎn)量轉(zhuǎn)運(yùn)形成經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的過程較簡單，收獲指數(shù)較高；——以生殖器官為收獲產(chǎn)品的作物，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量形成要經(jīng)歷性器官分化發(fā)育的復(fù)雜過程，因而生物產(chǎn)量轉(zhuǎn)運(yùn)成經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的效率即收獲指數(shù)較低。薯類作物0.70~0.85油菜0.28水稻0.50大豆0.30小麥0.30~0.40棉花0.35~0.40（籽棉）玉米0.30~0.50甜菜0.50~0.65對于一種作物來說，收獲指數(shù)值相對穩(wěn)定。2、作物產(chǎn)量構(gòu)成因素是決定產(chǎn)量高低的直接參數(shù)。產(chǎn)量為單位面積上各產(chǎn)量構(gòu)成因素的乘積。田間測產(chǎn)時，只要測得各構(gòu)成因素的平均值，便可計算出理論產(chǎn)量。2.1產(chǎn)量構(gòu)成的主要因素：（群體）禾谷類作物：單位面積穗數(shù)（株數(shù)×穗數(shù)/株）、每穗實粒數(shù)（每穗穎花數(shù)×結(jié)實率）、粒重薯類作物：單位面積薯塊數(shù)（株數(shù)×薯塊數(shù)/株）、單薯重豆類作物：單位面積有效莢果數(shù)（株數(shù)×莢果數(shù)/株）、每莢果實粒數(shù)、粒重棉花：單位面積有效鈴數(shù)（株數(shù)×鈴數(shù)/株）、單鈴重、衣分油菜：單位面積有效角果數(shù)（株數(shù)×角果數(shù)/株）、每角果實粒數(shù)、粒重莖用作物：單位面積有效莖數(shù)、單莖重葉用作物：單位面積有效葉數(shù)（株數(shù)×有效葉數(shù)/株）、單葉重根用作物：單位面積有效根數(shù)、單根重一般情況下，產(chǎn)量構(gòu)成因素單穗（莢、角）粒數(shù)、粒重、鈴重、衣分、單莖（根）重等主要受作物品種遺傳性決定，變化較?。凰霐?shù)、鈴數(shù)、角（莢）果數(shù)、根莖數(shù)主要受栽培條件和環(huán)境等影響，因而是作物高產(chǎn)栽培的主導(dǎo)因素。——密度較高時，個體生長發(fā)育量較小，密度較低時，個體生長發(fā)育量較大；——群體總穗數(shù)、總鈴數(shù)、總角（莢）果數(shù)較多時，每穗粒數(shù)與粒重、鈴重、單角（莢）果粒數(shù)與粒重趨降低；相反就增高；2.2產(chǎn)量構(gòu)成因素間相關(guān)性產(chǎn)量構(gòu)成因素間相互協(xié)調(diào)發(fā)展：3.1作物的產(chǎn)量因素形成（yieldformation）：是在作物整個生育期內(nèi)不同時期依次而重疊進(jìn)行的。決定階段決定階段鞏固階段鞏固階段播種分蘗期拔節(jié)孕穗期抽穗期果實成熟期單位面積穗數(shù)每穗實粒數(shù)粒重決定階段禾谷類作物產(chǎn)量的形成過程3.作物產(chǎn)量形成的特點(diǎn)雙子葉作物產(chǎn)量的形成過程播種（移栽）花芽分化現(xiàn)蕾開花結(jié)果果實成熟期單位面積果實數(shù)每果實粒數(shù)粒重（果實重）決定階段鞏固階段鞏固階段決定階段決定階段產(chǎn)量因素在其形成過程中具有自動調(diào)節(jié)現(xiàn)象，這種調(diào)節(jié)主要反映在對群體產(chǎn)量的補(bǔ)償效應(yīng)上。3.2干物質(zhì)積累與分配作物產(chǎn)量形成的全過程包括光合器官、吸收器官及產(chǎn)品器官的建成，離不開干物質(zhì)的形成、運(yùn)輸、分配和積累。從物質(zhì)生產(chǎn)的角度分析，作物產(chǎn)量實質(zhì)上是通過光合作用直接或間接形成的，取決于光合產(chǎn)物的生產(chǎn)、運(yùn)輸、分配與積累。生物產(chǎn)量=光合面積×光合能力×

光合時間－消耗經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量=生物產(chǎn)量×

經(jīng)濟(jì)系數(shù)

=（光合面積×

光合能力×

光合時間－消耗）×

經(jīng)濟(jì)系數(shù)包括葉片、莖、葉鞘及結(jié)實器官能夠進(jìn)行光合作用的綠色表面積，其中綠葉面積是構(gòu)成光合面積的主體光合作用進(jìn)行的時間指的是在單位時間內(nèi)單位葉面積同化CO2的毫克數(shù)或積累干物質(zhì)的克數(shù)光合時間光合效率光合面積在適宜范圍內(nèi)，光合面積愈大，光合時間愈長，光合效率又較高，光合產(chǎn)物非生產(chǎn)性消耗少，運(yùn)輸暢，分配利用較合理，就能獲得較高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。作物光合生產(chǎn)的能力作物的干物質(zhì)積累動態(tài)遵循Logistic曲線(S形曲線)模式，即經(jīng)歷緩慢增長期、指數(shù)增長期或直線增長期和減慢停止期。干物質(zhì)的生產(chǎn)、運(yùn)輸、分配和積累隨作物、作物的品種、生育時期及栽培條件而異。3.3作物生長分析

生長分析法的基本觀點(diǎn)是以測定干物質(zhì)增長為中心，同時也測定葉面積，計算與作物光合作用生理功能相關(guān)的參數(shù)，比較不同作物、不同品種、不同生態(tài)環(huán)境下個體和群體的生物產(chǎn)量的增長及其增長速度和單位光合器官生產(chǎn)干物質(zhì)的能力，以及它們之間的相互關(guān)系，從而找出控制生長率的主要因素和栽培上的對策。（1）相對生長率(Relativegrowthrate，RGR)單位時間單位重量植株的重量增加，通常用g/g.d或g/g·周表示。（2）凈同化率(Netassimilationrate，NAR)表示單位葉面積在單位時間內(nèi)的干物質(zhì)增長量，g/m2?d

（3）葉面積比率(Leafarearatio，LAR)

葉面積與植株干重之比稱葉面積比率，即單位干重的葉面積。

（4）比葉面積(Specificleafarea，SLA)

比葉面積也稱葉面積干重比，為葉面積與葉干重之比，在某種意義上是葉子相對厚度的一種度量。（5）葉干重比（Leafweightrate，LWR）葉干重比是葉的干重與植株干重之比。

RGR=SLA×LWR×NAR（6）作物生長率(Cropgrowthrate，CGR)作物生長率又叫做群體生長率，它表示在單位時間、單位土地面積上所增加的干物重。——一類是能進(jìn)行光合作用并輸出光合產(chǎn)物的綠色器官，如葉、莖、果皮等；——一類是暫時貯存光合產(chǎn)物、繼而向產(chǎn)品器官轉(zhuǎn)運(yùn)有機(jī)養(yǎng)分的非產(chǎn)品器官，如莖、果皮、種皮等。4、作物的“源、庫、流”理論4.1源、庫、流在產(chǎn)量形成中的功能概念源（source）：是指產(chǎn)生和輸出同化產(chǎn)物的器官或組織。庫（sink）：是指消耗或積累同化物的器官或組織?！活愂亲罱K接納和貯藏有機(jī)養(yǎng)分的產(chǎn)品器官；

如籽粒、果實、花——一類是接納有機(jī)養(yǎng)分進(jìn)行代謝活動的器官；

如幼芽、幼葉、根系等——一類是暫時接納有機(jī)養(yǎng)分，繼而轉(zhuǎn)運(yùn)有機(jī)養(yǎng)分給產(chǎn)品器官的非產(chǎn)品器官。

如莖、果皮、種皮等——不能簡單地視“流”為某些器官或部位，而應(yīng)是“代謝勢”。流（flow）：產(chǎn)量形成過程產(chǎn)量內(nèi)容物（光合產(chǎn)物）由“源”向“庫”轉(zhuǎn)運(yùn)和分配的能力（潛力）。作物形成的生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量是“源、庫、流”三者在一定生態(tài)條件下相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一的結(jié)果。產(chǎn)量源=光合面積×光合能力×光合時間－呼吸消耗4.2作物產(chǎn)量形成過程的源、庫、流調(diào)節(jié)4.2.1作物產(chǎn)量源的調(diào)節(jié)光合產(chǎn)物源的影響因素：90~95%光合產(chǎn)物（產(chǎn)量源）5~10%礦質(zhì)元素生物學(xué)產(chǎn)量組成產(chǎn)量源要素的調(diào)節(jié)——塑造適宜的光合面積①適宜的最適葉面積指數(shù)和葉面積消長動態(tài)。小麥葉面積指數(shù)的適宜動態(tài)：越冬期1.0~1.5，返青期2，拔節(jié)期4，孕穗期6~7，灌漿期3.5。不同作物的最適葉面積指數(shù)：稻、麥5~7棉花3.5~4玉米4~5

油菜4~5甘薯3.5~4.5大豆4.5~6棉花葉面積指數(shù)的適宜動態(tài)：苗期0.03~0.06，現(xiàn)蕾期0.2~0.4，開花期1~1.5，盛花期3.5~4.0，吐絮期2.5~3.0②葉面積指數(shù)小于最適葉面積指數(shù)時，光合產(chǎn)物量隨葉面積指數(shù)增加而增加；葉面積指數(shù)大于最適葉面積指數(shù)時，光合效率因葉層遮蔽而降低，因而光合產(chǎn)物量不再增加或下降。③綠色的莖、枝、果皮、種殼等也是光合面積。①光合能力以光合速率（photosyntheticrate）表達(dá)。②作物生產(chǎn)要求維持較高的凈光合速率（netphotosyntheticrate）凈光合速率=真正光合速率－

呼吸速率③作物進(jìn)行光合生產(chǎn)過程中呼吸消耗的干物質(zhì)量約占總生產(chǎn)干物質(zhì)量的25~50%，其中大多數(shù)作物光呼吸消耗量約20~27%。

C4作物（甘蔗、玉米、高粱等）光呼吸消耗僅2%~5%。——維持充分的光合能力和較少的呼吸消耗塑造立體高光效株型塑造挺立型葉片配置適宜株行距④大田作物增強(qiáng)光合效率調(diào)節(jié)提高群體內(nèi)CO2濃度增施CO2肥加強(qiáng)葉綠素更新增施Mg、Fe、Mo素降低光呼吸強(qiáng)度施用光呼吸抑制劑通風(fēng)透光，提高立體光能、CO2利用效率②維持較長的最適葉面積指數(shù)或光合勢③人工延長光照（設(shè)施化栽培，主要在果實成熟期）

——延長光合時間塑造高光效株型配置適宜株行距合理施肥①延長單葉的功能期——作物光合代謝源的同化產(chǎn)物需要適宜的庫容量接納才能形成產(chǎn)量，一定的目標(biāo)產(chǎn)量必需保持足夠的庫容量。——產(chǎn)品庫容器官是代謝庫，產(chǎn)品庫容量不可能無限擴(kuò)大?！a(chǎn)品庫容量的構(gòu)成因素：4.2.2作物產(chǎn)量庫的調(diào)節(jié)作物產(chǎn)品庫容量的潛力調(diào)節(jié)禾谷類作物：單位面積穗數(shù)×每穗有效穎花數(shù)×單谷?？扇萘抗麑嶎愖魑铮簡挝幻娣e有效花數(shù)×成果率×單果實可容量根莖類作物：單位面積有效塊根（莖）數(shù)×單根（莖）可容量——上述庫容量構(gòu)成因素在一定程度上受遺傳性決定。①調(diào)節(jié)目標(biāo)：盡可能大的庫容量②調(diào)節(jié)思路：調(diào)節(jié)庫容量的各構(gòu)成因素——產(chǎn)品庫容量的調(diào)節(jié)其中關(guān)鍵主導(dǎo)因素：穗數(shù)、果實數(shù)、根莖數(shù)庫容潛力大因素：不受機(jī)械組織局限的果實如玉米、瓜果、果實、塊根（莖）——生理實質(zhì)：產(chǎn)品庫對光合產(chǎn)物源的較強(qiáng)的競爭能力。產(chǎn)品庫是代謝活動中心；產(chǎn)品庫內(nèi)生長物質(zhì)分布量較多。產(chǎn)品庫容量對源的反饋?zhàn)饔茫╢eedback）——指庫容量主動影響、調(diào)控源生產(chǎn)效率的功能。

增加庫容量可促進(jìn)光合器官的光合效率；減少庫容量可降低光合器官的光合效率。——本質(zhì)：光合產(chǎn)物源轉(zhuǎn)運(yùn)給產(chǎn)品庫的有機(jī)產(chǎn)物流的生物學(xué)中繼站?！话阆蕊@示庫的功能（幼嫩期），后具備庫和源雙重功能。非產(chǎn)品庫容量的調(diào)節(jié)——調(diào)節(jié)途徑：①幼嫩期盡可能加大庫容量（如油菜莖、棉鈴鈴殼、幼葉）②功能期穩(wěn)定適宜庫容量，促進(jìn)源功能控制氮素代謝和營養(yǎng)生長促進(jìn)可溶性物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)光合產(chǎn)物的運(yùn)輸調(diào)節(jié)（translocation）4.2.3作物產(chǎn)量流的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)目標(biāo)：最大限度地將光合產(chǎn)物源有機(jī)物質(zhì)運(yùn)輸、分配至產(chǎn)品器官?！夂袭a(chǎn)物運(yùn)輸?shù)闹饕镔|(zhì)形式：蔗糖、氨基酸、酰胺等被動擴(kuò)散，要求充足的糖源主動運(yùn)輸，要求足夠的能量——光合產(chǎn)物運(yùn)輸?shù)闹饕绞舰俜材芗訌?qiáng)光合效率的調(diào)節(jié)行為，都能促進(jìn)光合產(chǎn)物運(yùn)輸量，如改善群體光照強(qiáng)度、肥水供應(yīng)充足等。產(chǎn)品成熟期增施P、K、B，可形成更多的蔗糖或形成蔗糖濃度梯度，促進(jìn)蔗糖向產(chǎn)品器官運(yùn)輸。②凡能加強(qiáng)呼吸作用、提高能量供給的行為都能促進(jìn)光合產(chǎn)物運(yùn)輸量。如產(chǎn)品器官成熟期噴施生長物質(zhì)（如GA3），可加快運(yùn)輸速度。抑制、去除新生營養(yǎng)器官的生長優(yōu)勢，促進(jìn)生殖生長。禾谷類作物分蘗期抑制主莖生長促進(jìn)分蘗的平衡生長和維管束發(fā)育。光合產(chǎn)物的分配調(diào)節(jié)（partition）競爭力強(qiáng)的代謝庫，如新生幼葉、幼果、（生長物質(zhì)含量多）成長果實。與源距離近的代謝庫，如棉花果枝葉與棉鈴、穗與穗下葉。輸導(dǎo)組織直接連通的代謝庫，如二級分蘗直接與一級分蘗相通?！夂袭a(chǎn)物的分配方向：——光合產(chǎn)物的分配調(diào)節(jié)作物產(chǎn)量的高低以源、庫、流綜合協(xié)調(diào)發(fā)展為基礎(chǔ)；源足、庫大、流暢是作物高產(chǎn)的基本條件。培育功能葉光合效率高、產(chǎn)品器官個體較大（大穗、大鈴、大果、大粒）和光合產(chǎn)物向產(chǎn)品分配效率較高的品種；定向塑造高效率的源、庫、流群體結(jié)構(gòu)和個體株型；輔之營養(yǎng)、水分和生長物質(zhì)等微觀調(diào)控。*思考題：試述作物“源、庫、流”理論及其在作物栽培中的應(yīng)用。4.2.4作物產(chǎn)量源、庫、流的綜合協(xié)調(diào)5、群體作物及其層次結(jié)構(gòu)5.1作物群體的概念作物群體是指同一塊地上的作物個體群。包括單作群體和復(fù)合群體。作物群體內(nèi)部存在著“反饋”和“自動調(diào)節(jié)”。合理的耕作栽培措施，就是根據(jù)作物群體的形成和發(fā)展規(guī)律，科學(xué)運(yùn)用人工栽培手段，協(xié)調(diào)群體中個體間的關(guān)系，促使作物個體良好地生育，并構(gòu)成高生產(chǎn)效率的合理群體，最終達(dá)到提高產(chǎn)量的目的。5.2作物群體的層次結(jié)構(gòu)作物的群體結(jié)構(gòu)：是指組成這一群體的各個單株及總?cè)~面積、總莖數(shù)、總根重在空間的分布和排列的動態(tài)情況。根據(jù)作物群體結(jié)構(gòu)的功能及其與環(huán)境條件的關(guān)系，把整個群體分為三個層次：光合層支架層吸收層一般認(rèn)為，優(yōu)良的群體生產(chǎn)結(jié)構(gòu)是：群體內(nèi)植株地上部各個器官（主要是葉片）的數(shù)量及其空間配置有利于最有效地利用太陽輻射能，地下部根系的數(shù)量和分布有利于最有效地吸收土壤中的水分和養(yǎng)分，最終有利于同化物的積累和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的形成。5.3影響作物群體結(jié)構(gòu)及物質(zhì)生產(chǎn)的因素株型環(huán)境因子：光、二氧化碳、溫度、水分、風(fēng)速種植密度和種植方式肥料

1991年“作物產(chǎn)量的生理和決定”國際學(xué)術(shù)研討會，美國學(xué)者Still提出了作物產(chǎn)量的4個“A”：A1絕對產(chǎn)量（absoluteyield）A2可達(dá)到的產(chǎn)量（attainableyield）A3合算產(chǎn)量（affordableyield）A4實際產(chǎn)量（actualyield）6、作物產(chǎn)量潛力和增產(chǎn)途徑在充分理想條件下所能形成的產(chǎn)量，即作物產(chǎn)量的潛力得到充分發(fā)揮時所能達(dá)到的產(chǎn)量，稱為潛在生產(chǎn)力或理論生產(chǎn)力；在具體的生產(chǎn)條件下所能形成的產(chǎn)量，稱為現(xiàn)實生產(chǎn)力。6.1作物產(chǎn)量潛力及影響條件6.1.1太陽輻射與光合生產(chǎn)潛力

作物對光能的吸收：照射到地面上的太陽光的波長范圍為250-4000nm。植物在光合作用中所能利用的波長為400-700nm的可見光，其余是波長為700nm以上的紅外光和波長為400nm以下的紫外光，這些光對光合作用都是無效的。植物在光合作用中只吸收利用可見光，可見光部分通常稱為光合有效輻射，又稱生理輻射。生理輻射占總輻射的50%左右。投射到葉面上的太陽輻射能，一部分被反射，一部分被透射，另一部分被吸收。

光合生產(chǎn)潛力的計算：主要介紹按全生育期的太陽輻射估算法：以貴陽地區(qū)為例，其一季中稻的理論產(chǎn)量推算如下：水稻本田期，每畝太陽輻射能量約為2.7×108千卡，用于光合作用的可見光按50%計算，則投射到水稻植株群體葉層上的太陽光能為：

2.7×108千卡×0.5=1.35×108千卡群體葉層表面反射和非同化器官吸收的無效光能約為20%，漏光率和光飽和的損失約為10%，兩項合計按30%計，則

1.35×108千卡×0.7=9.45×107千卡群體葉層吸收和利用的光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的光能轉(zhuǎn)化率按20%計算，則以光合產(chǎn)物形態(tài)貯藏的潛能為：

9.45×107千卡×0.2=1.89×107千卡光合產(chǎn)物中消耗于呼吸作用的按30%計算，則：

1.89×107千卡×0.7=1.323×107千卡按形成一克干物質(zhì)需要能量4.25千卡計算，形成一斤干物質(zhì)需要能量2.13×103千卡，則：水稻的理論生物產(chǎn)量=（1.323×107千卡）/（2.13×103千卡）

=6211斤/畝水稻的經(jīng)濟(jì)系數(shù)按0.5計算，則：水稻的理論經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量或稻谷產(chǎn)量=6211斤/畝×0.5=3106斤/畝

通過計算，太陽總輻射的最大利用率的理論值為5%左右。

黃維秉等根據(jù)全國各地年總輻射量的分布，進(jìn)行了年光合生產(chǎn)潛力的估算。結(jié)果與我國生產(chǎn)實際現(xiàn)狀幾乎呈相反趨勢，原因主要是光合生產(chǎn)潛力并不等于作物生產(chǎn)潛力，在光合潛力轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)量過程中，還有溫度、水分、土壤條件等將它“衰減”了。

6.1.2溫度資源與光溫生產(chǎn)潛力

作物對溫度的反應(yīng)及溫度資源在估算作物生產(chǎn)潛力時都是非常有用的。目前可采用的溫度指標(biāo)是氣溫，包括平均溫度、最高溫度、最低溫度、各種積溫和無霜期。孫惠南對光合生產(chǎn)潛力的溫度訂正時，采用了無霜期這一指標(biāo)。如果設(shè)某地?zé)o霜期為n天，以n/365表示光合生產(chǎn)潛力的溫度有效系數(shù)T，該地作物的光溫生產(chǎn)潛力就是將各地區(qū)的溫度有效系數(shù)乘上光合生產(chǎn)潛力，便可計算出各地區(qū)的光溫生產(chǎn)潛力。6.1.3

水資源與光溫水生產(chǎn)潛力

水在作物產(chǎn)量形成中的作用是十分重要的。孫惠南在對光溫生產(chǎn)潛力進(jìn)行水分有效系數(shù)訂正時，采用了降水與蒸發(fā)力的比值。即可求得光溫水生產(chǎn)潛力Pw=Pf?T?W。通過上述光、溫、水資源與作物生產(chǎn)潛力分析，可以得出如下結(jié)論：（1）我國廣大地區(qū)光照條件較好，光合生產(chǎn)潛力高，作物產(chǎn)量水平較低的西部地區(qū)，光資源比東部好；（2）東部地區(qū)溫度、水分條件與光照條件配合協(xié)調(diào)，生產(chǎn)潛力高；（3）限制光合生產(chǎn)潛力的主要因子，西部地區(qū)是水分不足，青藏高原和東北地區(qū)是低溫；（4）氣候—生物生產(chǎn)潛力與實際生產(chǎn)力變化趨勢相一致，可作為確定產(chǎn)量目標(biāo)的依據(jù)。

影響產(chǎn)量潛力的因素主要有：——作物品種的產(chǎn)量潛力——空氣中的CO2濃度——溫、濕度，肥料、土壤及病蟲草害——作物群體結(jié)構(gòu)及個體株型

目前光能利用率低的原因：————漏光損失————光飽和浪費(fèi)————條件限制影響產(chǎn)量潛力的因素主要有：目前光能利用率低的原因：————漏光損失————光飽和浪費(fèi)————條件限制——培育高光效作物品種——調(diào)節(jié)作物產(chǎn)量形成時期與最佳光溫季節(jié)同步——塑造高光合效率株型——配置適宜的群體結(jié)構(gòu)（合理密植、復(fù)種與間、套種）——改善水肥條件——增加田間CO2濃度——使用植物生長調(diào)節(jié)劑6.2

增產(chǎn)途徑增產(chǎn)的主要調(diào)控途徑：增產(chǎn)調(diào)控途徑必須協(xié)調(diào)配套。作物產(chǎn)品品質(zhì)的具體內(nèi)涵包括：

——作物產(chǎn)品的實用性、安全性、商品性第二節(jié)作物產(chǎn)品的品質(zhì)及其形成1、作物產(chǎn)品的品質(zhì)1.1品質(zhì)的概念作物產(chǎn)品品質(zhì)：是指產(chǎn)品達(dá)到某種用途要求的適合度。1.2作物產(chǎn)品的品質(zhì)指標(biāo)實用性指標(biāo)——實用性指標(biāo)包括生化、物理、生物學(xué)三方面。食用與營養(yǎng)性狀工藝性狀加工性狀生命活動性狀——作物產(chǎn)品的實用性涉及生物學(xué)指標(biāo)：指用做種子（苗）的生命活動性狀。如含水率、發(fā)芽率、純凈度、抗逆力等。生化指標(biāo)：指產(chǎn)品中生物化學(xué)物質(zhì)含量。如淀粉（支鏈/直鏈）、蛋白質(zhì)與氨基酸組成、脂肪、維生素、有機(jī)酸、糖、纖維素、生物堿、礦物質(zhì)等。物理指標(biāo)：指產(chǎn)品利用的直感、工藝、加工的性狀。如出糙率、出粉率、出糖率、衣分、出油率、堊白度、透明度、膠稠度、脹性、面筋量、香味、纖維長度、纖維強(qiáng)度、纖維成熟度、果實成熟度、燃燒性、緊密度等?！獙嵱眯灾笜?biāo)可以是綜合性的，也可是單項性或組合性的?！D(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性狀安全性指標(biāo)這是一類與保障身體健康和生命安全相關(guān)的生化指標(biāo)。

——產(chǎn)品自身含有的生化物質(zhì)如芥酸、硫代葡萄糖苷、棉酚、焦油、尼古丁等有機(jī)物

——產(chǎn)品接受外來的生化物質(zhì)如重金屬、細(xì)菌、農(nóng)藥、生長調(diào)節(jié)劑等物質(zhì)作物產(chǎn)品依據(jù)實用性、安全性和商品性指標(biāo)規(guī)范成若干商品等級。商品性指標(biāo)這是一類與產(chǎn)品貿(mào)易效益相關(guān)的外觀物理性狀。如大小、形態(tài)、色澤、氣味、整齊度、食味、純凈度等1.3糧食作物的品質(zhì)包括營養(yǎng)品質(zhì)、食用品質(zhì)、加工品質(zhì)和商品品質(zhì)。營養(yǎng)品質(zhì)是指產(chǎn)品的營養(yǎng)價值，是產(chǎn)品品質(zhì)的重要方面，它主要決定于產(chǎn)品的化學(xué)成分及其含量。不同產(chǎn)品，其營養(yǎng)品質(zhì)的要求標(biāo)準(zhǔn)亦不同。食用品質(zhì)與營養(yǎng)品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)、加工品質(zhì)及外觀品質(zhì)等有關(guān)。加工品質(zhì)和商品品質(zhì)的評價指標(biāo)隨作物產(chǎn)品不同而不同。1.4經(jīng)濟(jì)作物的品質(zhì)主要包括工藝品質(zhì)和加工品質(zhì)。纖維品質(zhì)由纖維長度、細(xì)度和強(qiáng)度決定；油料作物種子的脂肪含量及組分決定其營養(yǎng)品質(zhì)、貯藏品質(zhì)和加工品質(zhì)；煙葉品質(zhì)由外觀品質(zhì)、化學(xué)成分、香吃味和實用性決定。1.5飼料作物的品質(zhì)

飼用品質(zhì)主要決定于莖葉中蛋白質(zhì)含量、氨基酸組分、粗纖維含量等。作物產(chǎn)品品質(zhì)形成于產(chǎn)品器官的物質(zhì)積累階段，即果實、子實發(fā)育成熟階段。2、作物產(chǎn)品品質(zhì)的形成產(chǎn)品品質(zhì)的形成依賴于果實（子實）發(fā)育成熟進(jìn)程累積光合產(chǎn)物類型及光合產(chǎn)物量。產(chǎn)品品質(zhì)的形成決定于產(chǎn)品器官的生命代謝能力。各類作物的品質(zhì)形成

參見教材P573.作物品質(zhì)與環(huán)境條件的關(guān)系3.1環(huán)境對貯藏態(tài)油分的影響

作物籽粒中的油分是碳水化合物轉(zhuǎn)化而來的，影響光合作用的因素也影響油分的含量和組成。（1）不同地理緯度形成了不同的氣候因素，因而對作物的化學(xué)組成有很大的影響。一般說來，高緯度地帶的氣候條件，有利于油分的積累。如：原產(chǎn)杭州（36016N）的大豆品種，含油量16.74%，哈爾濱（45045N）為19.2%。含油量與緯度的相關(guān)系數(shù)r=0.9052**。另外，在同緯度不同季節(jié)種植，含油量也有變動。（2）養(yǎng)分：N、P、K營養(yǎng)對含油量影響較小，對產(chǎn)油量影響較大。對油的成分而言，高N增加芥酸含量，增P增加油酸含量，降低芥酸含量，缺Mn降低油菜和大豆油量和油酸含量，而增加亞麻酸和棕櫚酸含量。

3.2環(huán)境對蛋白質(zhì)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響（1）作物蛋白質(zhì)含量常表現(xiàn)出明顯的地理分布規(guī)律性。就麥類而言隨著緯度升高和大陸性氣候的增強(qiáng)，蛋白質(zhì)含量的氨基酸總量提高。大豆的蛋白質(zhì)含量以南方為高，北方為低。320N以南為高蛋白質(zhì)大豆產(chǎn)區(qū)，一般含量在43.5%以上，33—390N為過渡區(qū)41.0—43%，400N以上，低蛋白區(qū)，一般含量40.5%以下。

（2）溫度：小麥籽粒建成期間，特別是成熟前15—20天，在32℃以內(nèi)，蛋白質(zhì)含量隨著溫度升高而增加，32℃以上，隨溫度升高而降低。（3）光照：光照長度（光周期）對大豆蛋白質(zhì)含量有重要影響。

（4）養(yǎng)分：在影響蛋白質(zhì)含量的養(yǎng)分中，N的作用最大。3.3環(huán)境對蔗糖和淀粉形成的影響（1）蔗糖：不同地區(qū)，不同年份種植甘蔗的蔗糖含量的變化幅度較大。

甜菜含糖率與甘蔗蔗糖變化相一致。在東北地區(qū)，8—9月份，降雨過多，減少日照時數(shù)和晝夜溫差，不僅使光合性能降低，蔗糖合成量減少，而且塊根組織含水量增加，導(dǎo)致含糖率降低。施用N肥對甜菜含糖率和加工品質(zhì)有很大影響，增施N肥，增加氨基酸含量，而降低蔗糖含量。增施P、K肥，則增加甜菜和甘蔗糖含量。

（2）淀粉：其積累受溫度、光照、養(yǎng)分的影響。如水稻灌漿期間，低溫條件下直鏈淀粉含量平均為18.75%，比在高溫條件下降8.87%。光照強(qiáng)度和光照時間也影響淀粉的積累，小麥開花后遮光，淀粉粒數(shù)明顯減少。N、P肥的使用可明顯降低貯藏器官中的淀粉含量，原因是N、P肥可增加貯藏器官中干物質(zhì)積累總量和蛋白質(zhì)等組分的相對含量，而使淀粉的比例相對下降。3.4環(huán)境條件對纖維品質(zhì)的影響

（1）溫度：棉花結(jié)鈴期間的氣候條件，對纖維品質(zhì)和產(chǎn)量有很大影響。一般認(rèn)為，光照充足，日溫30℃，夜溫18℃，無病蟲害，土壤水分和營養(yǎng)條件適合時，可得到最大的纖維厚度和強(qiáng)度。如果溫度過高，會引起纖維細(xì)胞蛋白質(zhì)變性，降低纖維合成中酶的活性，使纖維發(fā)育遲緩。（2）水分：充足的水分，有利于韌皮纖維的發(fā)育，防止木質(zhì)化，要求保持田間持水量80%左右為宜。（3）養(yǎng)分：N提高棉纖維產(chǎn)量，但降低纖維系數(shù)和品質(zhì)。K可使棉纖維細(xì)胞壁增厚而提高纖