发布时间 : 星期三 文章总论第三章 作物产量和产品品质形成更新完毕开始阅读5af5973d580216fc700afd79
定的温度范围内，并有最低、最适、最高温度界限，在最适温度下，作物生长发育良好。但是，作物在系统发育过程中形成了适应不同地区温度等环境条件的生态型，因而能在较宽的温度范围内生长。通常，温带禾谷类作物在3—5℃时萌动，10℃以上活跃生长；C4作物和C3作物水稻开始生长的界限温度为12—15℃，生长最适温度，前者为25—35℃，后者为20—25℃，C4作物在成熟阶段对早霜十分敏感。
孙惠南(1985)对光合生产潜力的温度订正时，采用了无霜期这一指标。无霜期的物理意义较明确，即温度降到0℃时出现霜冻，作物在出现霜冻前已受冷害或冻害，最低温度高于0℃，白天的温度可以达到作物活动温度，因此，无霜期是重要的农业气候指标，无霜期越长，对作物生长越有利。无霜期在年际间随气候变化而有所不同，实际应用时应遵照各地传统的安全期。
无霜期是个累积数字，即一年中从春天最后一次霜(终霜)至秋天第一次霜(初霜)的天数，便于计算。如果设某地无霜期为n天，以n／365表示光合生产潜力的温度有效系数T，该地作物的光温生产潜力PT＝Pf·T。在有霜冻的地区，T值必然小于1。 (1—n／365)为温度衰减系数，即无霜期以外的温度系数，在全年无霜的地区，T值为1，衰减系数为0，表示温度对光合生产潜力不起限制作用。
我国是一个多霜的国家，大部分地区位于温带，有霜范围很广。一般年份，除海南岛、云南省和台湾省部分地区外，均有霜冻出现。据统计，东北地区无霜期在150天左右，黑龙江省的北部在100天左右，华北地区为200天，长江流域250天，华南地区300天以上，有的年份全年无霜。将各地区的温度有效系数乘上光合生产潜力，便得出各地区的光温生产潜力(图3—4)。由图3—4可以看出，经过温度有效系数订正后，所得的光温生产潜力普遍低于光合生产潜力，而且，东北和青藏高原等气温较低的地区衰减较多，光温生产潜力的分布显示了明显的纬度地带性，与实际产量水平的差异有所缩小。但是，西部干旱、半干旱地区的光温生产力仍然比较高，与实际生产潜力尚有较大的脱节。 〔三〕水资源与光温水生产潜力
水是作物环境中最活跃的因素，也是作物生命活动的基础。水作为作物植株体内的主要成分，约占鲜重的70％一90％，水又是光合作用的原料，是物质运输、根系吸收矿物质以及所有生化过程的必要介质。水在作物产量形成中的作用是十分重要的。
孙惠南(1985)在对光温生产潜力进行水分有效系数(W)订正时，采用了降水与蒸发力的比值，蒸发力用彭曼法求得。水分有效系数W值＜1。在降水大于蒸发力时，根据具体情况确定W值，主要依据径流产生的数量。如果降水与蒸发力差值小于当地径流深度，W值取1，表示降水可以满足蒸发蒸腾需要，而且不过湿，水分因素不限制光温生产潜力的发挥。当降水大于蒸发力与径流深度之和时，W值应小于l，表示过于湿润。将水分有效系数乘以光温生产潜力，即可求得光温水生产潜力Pw＝Pf·T·W。由于太阳辐射、温度、水分均属气候因子，所以可以把光温水生产潜力称为气候一生物生产潜力。对比光温生产潜力与气候一生物生产潜力图(图3—5)，不难看出，在考虑了水分条件的限制后，气候一生物生产潜力
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与实际生产力变化趋势更接近，呈现自南向北递减的规律及自东北向西南的等值线走向，反映了我国地带性因素和季风气候影响的自然特征。
通过上述光、温、水资源与作物生产潜力分析，可以得出如下结论：①我国广大地区光照条件较好，光合生产潜力高，作物产量水平较低的西部地区，光资源比东部好；②东部地区温度、水分条件与光照条件配合协调，生产潜力高；③限制光合生产潜力的主要因子，西部地区是水分不足，青藏高原和东北地区是低温；④气候一生物生产潜力与实际生产力变化趋势相一致，可作为确定产量目标的依据。
目前，水稻的实际产量水平，与理论产量差距还相当大，这正是作物增产的潜力所在。事实上，近年来已有一些高产纪录出现，新疆73.4hm玉米，平均单产达15465kg/hm2；青海0.26hm小麦，单产为15195kg/hm；贵州水稻单产超过15000kg/hm等等。说明通过品种改良和栽培技术的改进，最高现实生产力是可以实现的。
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二、提高产量潜力的途径
（一）限制光能的原因
1.光能转化率低；2.一年中作物生长初期覆盖度较小；3.中高纬度地区，每年有一段低温时期，生长仅限于春夏两季；4.光合作用过程受空气中二氧化碳浓度的影响；5.营养缺乏；6.病虫害的危害等等。
(二)实现光合潜力理论值的条件
针对以上原因，从理论上讲，要达到光合潜力理论值的高限(5%～6%)，必须具备下列条件：1.具有充分利用光能的高光合效能的作物品种；2.空气中二氧化碳浓度正常；3.环境因素均处于最佳状态；4.具备最适于接受和分配阳光的群体结构。
（三）提高光能利用率的途径
在作物生产上应从改良品种和改善环境两方面考虑。
1.培育高光效品种。要求作物品种具有高光合能力，低呼吸消耗，光合作用能保持较长时间，叶片大小、着生角度适当，株型、长相均有利于田间群体最大限度地利用光能。
2.充分利用生长季节，合理安排种植制度。采用间作、套种及复种等方式，增加复种指数，在温度许可的范围内，一年内在同一块土地上延长作物生长时间，特别是在光合潜力最大的时期，使单位土地面积上有较大的绿叶面积，以求提高光能利用率。
3.采用科学合理的栽培措施。首先要因地制宜合理安排种植方式，调节群体内的光分布，建立一个合理的群体结构，最大限度地利用光能。其次要加强科学管理，正确运用水肥促控措施，以满足作物各个阶段对外界环境的要求，适时防治病虫害，保证作物健壮生长。
4.运用现代科学研究新成果，提高光合效率。随着作物生产集约化程度的提高，作物栽培的促控技术日益受到人们的重视。如利用现代数学方法和电子计算机等手段、建立作物生长模型，利用多指标多手段调控作物生长发育向有利于人们需要的方向发展，还有作物模式化栽培，专家决策支持系统、地膜覆盖技术、化控技术等的应用，对挖掘作物增产潜力均起了很重要的作用。为了在不久的将来实现作物产量的潜力，仍需在以上几个方面不断继续深
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入地探讨研究。
第四节 作物品质的形成及其影响因素
三、影响农产品品质的因素
影响作物产品品质的因素是错综复杂，归纳起来主要受遗传控制、气候生态因素、栽培措施等三个方面的影响。
(二)气候生态因素
1．地理因素
同一作物产品品质的优劣，因种植的地理环境条件不同，而有很大的差异。如小麦籽粒的蛋白质含量随地理位置的南移，雨量和相对湿度的增加，而逐渐减少；大豆蛋白质的含量为南高北低，大豆油分则相反，纬度越高，越有利于油分的积累；海拔高度对烟草尼古丁的含量影响比较大；
2．季节因素
同一种作物，由于种植与成熟的季节不同，产品品质差异很大。如早稻与晚稻相比，一般都是早稻稻米的品质比晚稻差。主要表现在：早稻米质腹白较多，米质疏松，加工时易产生碎米，特别是早籼品种的蒸煮品质不佳；晚稻米质则腹白少，米质坚实，碎米少，米饭食味和蒸煮品质也比早稻好。
3．温、光因素
温度和光照同样影响作物产品的品质，如棉花生长后期的棉桃纤维之所以成熟度低、强度差，主要是由于低温影响纤维素的淀积，次生胞壁较薄的缘故。又如棉纤维在日光下暴晒940h，其纤维强度即可下降50％，这是由于在日光的作用下，纤维素可在空气中逐渐氧化，生成氧化纤维素，使纤维变得脆弱。
(三)栽培措施
栽培技术措施对作物产品品质有很大的影响。如甘薯增施钾肥除能加强根部形成层的活动，增加块根数和加速块根的肥大外，还能减少块根纤维，增加糖分和淀粉含量，从而增进甘薯的品质；又如通过调整播种期和调控棉花生育进程，争取在最佳的温、光条件下多结伏桃和早秋桃，才能达到优质高产。做好病虫草害的防治工作，对作物产品品质的影响也很大，如小麦赤霉病、甘薯黑斑病等都使可品质降低。
四、提高作物产品品质的途径
(一)选用优质品种
随着育种手段的不断改进，品质育种越来越受到重视，粮、棉、油等主要作物的优质品种，有很多得到了推广。如“四低一高”(低纤维、低芥酸、低硫代葡萄糖甙、低亚麻酸、高亚油酸)的油菜品种；高蛋白质、高脂肪的大豆品种；高赖氨酸的玉米品种；抗病虫的转基因棉花品种等，都对我国的高产优质农业起到了推动作用，以后在提高作物产品品质方面，仍将起着重要的作用。
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(二)改进栽培技术
研究和实践表明，在作物生长发育过程中，采取各种栽培措施都可以影响产品的品质，所以，优良的栽培技术是提高产品品质的一条途径。
1．合理轮作
合理轮作是通过改善土壤状况、提高土壤肥力而提高作物产量和品质的。如棉花和大豆轮作，可使棉花产量增加，成熟提早，纤维品质提高；马铃薯和玉米间作，可防止马铃薯病毒病，提高其品质等。
2．合理密植
作物的群体过大，个体发育不良，可使作物的经济形状变劣，产品品质降低。如小麦群体过大，后期引起倒伏，子粒空瘪，蛋白质和淀粉含量降低，产量和品质下降，但是纤维类作物，适当增加密度，能抑制分枝、分蘖的发生，使主茎伸长，对纤维品质的提高有促进作用。
3．科学施肥
营养元素是作物品质提高不可缺少的因子之一，用科学的方法施肥，能增加产量，改善品质。如棉花，适当增施氮肥能增重棉铃、增长纤维；施磷肥可增加衣分和子指；施钾肥可提高纤维细度和强度；使用硼、钼、锰等微量元素能促进早熟，提高纤维品级等。对烟草而言，过多施用氮素，会造成贪青晚熟；难以烘烤，使品质下降。所以，要针对不同的作物，合理施用营养元素，提高其品质。
4．适时灌溉与排水
水分的多少也会影响产品品质。水分过多，会影响根系的发育，尤其对薯类作物的品质极为不利，可使其食味差、不耐贮藏、肉色不佳，甚至会产生腐烂现象。如土壤水分过少，也会使薯皮粗糙，降低产量和品质；陆稻和水稻的水分条件不同，使陆稻的蛋白质比水稻高，但在食味方面，往往水稻比陆稻好。
5．适时收获
小麦要求在蜡熟期收获，到了完熟期蛋白质和淀粉含量均有下降；水稻收获过早，糠层较厚；棉花收获过早或过晚都会降低棉纤维的品质。此外，作物农药的残留、杂草的危害等都会影响产品品质。
(三)提高农产品的加工技术
农产品加工是改进和提高其品质的重要措施之一。农产品中的有害物质(单宁、芥酸、棉酚等)可以通过加工的方法降低或取剔。如菜籽油经过氧化处理后，将几种脂肪酸不同的油脂调配成“调和油”，极大地改善了菜籽油的品质；将稻谷加工成一种新型的超级精米，使80％的胚芽保留下来，其品质较一般米优良。另外，在食品中添加人类必需的氨基酸、各种维生素、微量元素等营养成分，制成形、色、味俱佳的食品，大大提高了农产品的营养品质和食用品质。
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