總論第三章 作物產(chǎn)量和產(chǎn)品品質(zhì)形成

1、1第三章作物產(chǎn)量和產(chǎn)品品質(zhì)的形成第一節(jié)作物產(chǎn)量及其構(gòu)成因素一、作物產(chǎn)量栽培作物的目的是獲得較多的有經(jīng)濟(jì)價值的產(chǎn)品。作物產(chǎn)量即是作物產(chǎn)品的數(shù)量。作物產(chǎn)量通常分為生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。生物產(chǎn)量是指作物一生中，即全生育期內(nèi)通過光合作用和吸收作用，即通過物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化所生產(chǎn)和累積的各種有機(jī)物的總量，計算生物產(chǎn)量時通常不包括根系(塊根作物外)。在總干物質(zhì)中有機(jī)物質(zhì)占90％—95％，礦物質(zhì)占5％一10％。嚴(yán)格說來，干物質(zhì)不包括自由水，而生物產(chǎn)量則含

2、水10％一15％。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量是指栽培目的所需要的產(chǎn)品的收獲量，即一般所指的產(chǎn)量。不同作物其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品器官不同，禾谷類作物(水稻、小麥、玉米等)、豆類和油料作物(大豆、花生、油菜等)的產(chǎn)品器官是種子；棉花為籽棉或皮棉，主要利用種子上的纖維；薯類作物(甘薯、馬鈴薯、木薯等)為塊根或塊莖；麻類作物為莖纖維或葉纖維；甘蔗為莖稈；甜菜為根；煙草為葉片；綠肥作物(苜蓿、三葉草等)為莖和葉等。同一作物，因栽培目的不同，其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的概念也不同。如玉米，作為

3、糧食和飼料作物栽培時，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量是指籽粒收獲量，而作為青貯飼料時，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量則包括莖、葉和果穗的全部收獲量。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量是生物產(chǎn)量中所要收獲的部分。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量占生物產(chǎn)量的比例，即生物產(chǎn)量轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的效率，叫做經(jīng)濟(jì)系數(shù)或收獲指數(shù)。經(jīng)濟(jì)系數(shù)=經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量生物產(chǎn)量。經(jīng)濟(jì)系數(shù)的高低僅表明生物產(chǎn)量轉(zhuǎn)運(yùn)到經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品器官中的比例，并不表明經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的高低。通常，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的高低與生物產(chǎn)量高低成正比。不同作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)有所不同，其變化與遺傳基礎(chǔ)、收獲器官及其化學(xué)成分以

4、及栽培技術(shù)和環(huán)境對作物生長發(fā)育的影響等有關(guān)。一般說來，收獲營養(yǎng)器官的作物，其經(jīng)濟(jì)系數(shù)比收獲子實(shí)的作物要高；同為收獲子實(shí)的作物，產(chǎn)品以碳水化合物為主的比含蛋白質(zhì)和脂肪為主的作物要高。其原因是營養(yǎng)器官的形成過程較簡單，子實(shí)的形成則須經(jīng)歷生殖器官的分化發(fā)育和結(jié)實(shí)成熟的復(fù)雜過程；碳水化合物如淀粉、纖維素等形成過程中需要能量相對少些，而蛋白質(zhì)、脂肪的形成要經(jīng)過同化產(chǎn)物的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，需要能量較多。通常，薯類作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)為0.70—0.85，甜菜、

5、煙草為0.60—0.70，水稻、小麥為0.35—0.50，玉米0.30一0.50，大豆0.25一O.40，油菜0.28左右，棉花(籽棉)為0.35—0.40，皮棉為0.13—0.16。禾谷類作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)還與植株高度有關(guān)。據(jù)觀測(四川農(nóng)學(xué)院，1978)，株高不同的小麥品種，其經(jīng)濟(jì)系數(shù)有明顯差異。株高由60cm增高到100cm以上，其經(jīng)濟(jì)系數(shù)由0.51下降到0.34，兩者呈負(fù)相關(guān)，株高在50cm左右的超矮稈品種，經(jīng)濟(jì)系數(shù)最小，僅為0.24

6、左右。可見，植株偏高或過矮，經(jīng)濟(jì)系數(shù)都不高，產(chǎn)量也相應(yīng)降低，前者生物產(chǎn)量高，后者生物產(chǎn)量低。雖然不同作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)有其相對穩(wěn)定的數(shù)值變化范圍，但是，通過品種改良、優(yōu)化栽培技術(shù)及改善環(huán)境條件等，可以使經(jīng)濟(jì)系數(shù)達(dá)到高值范圍，在較高的生物學(xué)產(chǎn)量基礎(chǔ)上獲得較高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。二、產(chǎn)量構(gòu)成因素3形成較多的結(jié)實(shí)器官，增加產(chǎn)量提供物質(zhì)基礎(chǔ)。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。不同作物的自動調(diào)節(jié)能力亦不同，分蘗

7、作物如水稻、小麥等，自動調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)；主莖型作物，如玉米、高梁等，自動調(diào)節(jié)能力稍弱。穗數(shù)是禾谷類作物產(chǎn)量因素中調(diào)節(jié)幅度較大的因素。分蘗作物的有效穗數(shù)是生育期內(nèi)分蘗發(fā)生與消亡演替的結(jié)果。分蘗多少及成穗率高低與品種遺傳特性、種植密度(基本苗數(shù))和環(huán)境條件等有關(guān)。一般營養(yǎng)生長期長和多穗的品種，其分蘗力較強(qiáng)；高產(chǎn)田種植密度小或基本苗數(shù)少時，分蘗較多。但是，生產(chǎn)上并非分蘗多，成穗就多，常常由于穗數(shù)與穗粒數(shù)的負(fù)相關(guān)，穗多未必一定高產(chǎn)。分蘗成穗與分蘗

8、發(fā)生早晚密切相關(guān)。早生分蘗或低位分蘗與主莖生長差距較小，在主莖進(jìn)入生殖生長之前，吸收的無機(jī)營養(yǎng)和合成的有機(jī)營養(yǎng)，除供應(yīng)自身生長需要外，主要運(yùn)往分蘗。因而，分蘗生長速度快而健壯，易形成大穗。相反，后生分蘗或高位分蘗發(fā)生較晚，主莖已處在旺盛生長階段，需要營養(yǎng)物質(zhì)增多，向分蘗輸送量減少，致使多數(shù)分蘗由于營養(yǎng)匱乏而不能抽穗，成為無效分蘗。多數(shù)研究證明，無效分蘗雖然耗用一些養(yǎng)料，但也能把大部分的礦質(zhì)元素轉(zhuǎn)移到有效分蘗中，使主莖穗和有效分蘗穗的平均

9、性狀占優(yōu)勢，群體產(chǎn)量較高而穩(wěn)定。在水稻、小麥高產(chǎn)栽培中，水肥供應(yīng)良好，產(chǎn)量在中、上等水平時，單位面積基本苗數(shù)相同，穗數(shù)多的產(chǎn)量高；穗數(shù)相同，基本苗數(shù)少的產(chǎn)量高。這一規(guī)律表明。適量分蘗和成穗率對群體產(chǎn)量的形成有促進(jìn)作用。玉米是典型的獨(dú)稈大穗作物，其分蘗力很弱，即使有分蘗發(fā)生，也在發(fā)生后去掉。玉米單位面積的穗數(shù)隨種植密度增加而增加。多穗型玉米的有效穗數(shù)決定于雌穗能否同步分化，同期吐絲授粉，植株能否制造累積充足的營養(yǎng)物質(zhì)，并在果穗間均衡分配。

10、空稈是玉米生產(chǎn)中常見的現(xiàn)象，影響穗數(shù)和產(chǎn)量?？斩挼男纬膳c品種、種植密度、水肥供應(yīng)、病蟲害、氣候條件等有關(guān)，而植株本身營養(yǎng)不足或養(yǎng)分分配失調(diào)則是造成空稈的主要原因。通常，玉米高產(chǎn)田的個體和群體發(fā)展協(xié)調(diào)，空稈率明顯降低，有效穗數(shù)增多，產(chǎn)量較高。小穗、小花分化數(shù)量是穗粒數(shù)潛力的基礎(chǔ)，并對產(chǎn)量有一定的補(bǔ)償作用。禾谷類作物花序結(jié)構(gòu)不同，小穗小花分化順序亦不同。小麥的小穗分化先由穗的中下部開始，然后向上下兩端發(fā)展，玉米雌穗則從幼穗基部開始向頂部分化

11、。一般說來，從第一個小穗原基出現(xiàn)到穗頂端小穗原基出現(xiàn)的時間較長，就可能提供增加小穗數(shù)的機(jī)會。小穗原基對產(chǎn)量的補(bǔ)償能力因品種、植株?duì)I養(yǎng)狀況及小穗分化期的環(huán)境條件而異。一般在小麥產(chǎn)量水平較高和幼穗分化期較長的條件下，主莖和有效分蘗具有形成較多小穗的能力；若早期分蘗少，小穗分化期植株?duì)I養(yǎng)供應(yīng)充足，環(huán)境條件適宜，有利于小穗原基的大量形成，對產(chǎn)量的補(bǔ)償作用明顯；反之，小穗原基發(fā)生少，使繼后的小花數(shù)和粒數(shù)受到限制，則對產(chǎn)量的補(bǔ)償作用削弱。水稻的穎花