作物栽培学总论—第四章 作物与生态环境

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1、第四章作物与生态环境4.1作物的生态环境4.2作物与光照4.3作物与温度4.4作物与水分4.5作物与空气4.6作物与肥料4.7作物与土壤生物的生长离不开环境，它需要不断从环境中获得物质和能量以维持生命活动。环境对生物的分布和生长起着限制和制约作用。生物通过特定的形态、生理和生物化学的机制不断适应环境的变化。生物还能通过不同的途径不断地影响和改造环境。生物环境农业生产的实质就是在一定的自然环境和社会环境中，利用农业生物对农业资源进行转化的过程。农业生态系统的生物与环境的关系4.1作物的生态因子4.1.1作物的生态因子作物存在的生态系统称为农田生态系统。农田生态系统与其他生

2、态系统一样也是由生物因子和非生物因子所组成，农作物本身是这个系统生物因子中的一个种群。但从作物学角度来看，作物是生产系统的主体，其他生态因子是作物的环境因子。构成环境的各个因子称环境因子，包括：光、温水、气候、土壤等。环境(Environment)——是指生态系统中作用于生物的各种外界条件的总和。它包括生物生存的空间，以及维持生命活动的物质、能量和信息。生态因子（ecologicalfactor）--环境中一切影响生命活动的因子。太阳生物圈水圈大气圈土壤圈岩石圈生态因子的分类作物的生态因子大致可以分为五类：（1）气候因子：包括光照、温度、水分、空气等，它们对作物的生长

3、发育等方面有很大的作用。气候因子随地理位置和海拔高度而变化。（2）土壤因子：包括土壤的物理性质、化学性质、土壤肥力、土壤生物等。（3）生物因子：包括农田中的动物如哺乳动物、昆虫等；植物中除作物本身外还有各种杂草；微生物中包括对作物有益的微生物和有害的病原菌等生态因子的分类（4）地形因子：地形因子是间接因子，其本身对作物没有直接影响，但它通过影响气候和土壤，从而影响作物。（5）人为因子：人为因子是一类特殊的因子，人类栽培农作物是有意识有目的的，它具有无限的支配能力。生态因子的作用机制环境生物主导因子作用综合作用阶段性作用直接作用间接作用不可替代性和补偿作用生态因子作用的主

4、次效应在一定的环境条件下，众多的生态因子中总有一二个因子起着主导性的、决定性的作用，而其他因子则处于比较次要的地位。生态因子的交互作用效应当作物受到多个生态因子的作用时，各个因子对作物的效应会表现出某种交互作用。如：同时给旱地作物灌水和施肥，其效果通常要大于单独灌水和单独施肥两者累加的效应，即表现出水分与肥料的互作效应。一般说来，某个生态因子对作物的作用是不能由别的因子完全替代的。但在一定的范围内，由于因子间的交互作用，某一因子在数量上的不足，可以由另一些因子的加强而得到调节。如：大棚的蔬菜，适当增加co2含量，可以互补因作物叶面积小，而光合作用不强。生态因子的直接作用

5、和间接作用有些生态因子，如光、温、水、气和土壤养分等，能直接影响或参与作物的新陈代谢；另一些生态因子，如纬度、海拔、地形等则是通过影响上述因子间接作用于作物。例如，纬度升高、光强减弱、温度降低；南坡较北坡光照强度大，温度高。生态因子作用的阶段性在农田环境中，各个生态因子及其组合会随着时间的推移而发生阶段性的变化，加上不同生育阶段的作物对生态因子有不同的反应。因此，生态因子的作用往往表现出一定的阶段性特点。例如：低温在某些植物的春化阶段是必须的条件，但在以后的生长发育时期中，低温对植物是有害的。又如：光照长度在植物的春化阶段并不起作用，但在光周期阶段中则是必需的。生态因子

6、的限制方式1、限制因子：限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制性因子。（1）任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范围就会成为该生物的限制因子。（2）当某一因子不能满足生物一生或某一发展阶段的生存需要时，就可能成为限制因子。（3）在繁殖期，最容易阻扰和限制生物繁殖的因子可能成为限制因子。2、Liebig最小因子定律德国化学家BaronJustusLiebig认为每一种植物都需要一定种类和一定数量的营养元素，并阐明在植物生长所必需的元素中，供给量最少（与需要比相差最大）的元素决定着植物的产量。Liebig指出：“植物的生长取决于处于最小量状况的营养物质的量”。这一概念被

7、称做“Liebig最小因子定律。木桶效应示意图随着环境条件的变化，最小环境因子之间可以相互转化。ABC请判断哪一个是最小因子？谢尔福德耐性定律同一种生物对各种生态因子的耐性范围不同，对一个因子耐性范围很广，而对另一因子的耐性范围可能很窄。不同种生物对同一生态因子的耐性范围不同。同一生物在不同的生长发育阶段对生态因子的耐性范围不同，通常在生殖生长期对生态条件的要求最严格，繁殖的个体、种子、卵、胚胎、种苗和幼体的耐性范围一般都要比非繁殖期的要窄。由于生态因子的相互作用，当某个生态因子不是处在适宜状态时，则生物对其他生态因子的耐性范围会缩小。同