农业概论第十章-作物的生产发育与品质、质量的关系.ppt

第十章 作物的生长发育与产量、品质,生物与农业工程学院,第一节 作物的生长发育 第二节 作物产量及其形成 第三节 作物品质及其形成,主要内容,作物生长 作物生长是指植物细胞的增大与增多，是植物体或某一器官体积和重量增加的量变过程。作物发育 作物发育是指作物从营养器官阶段转到生殖生长的质变过程。生长和发育常常是交织在一起的。,第一节 作物的生长发育,一、作物的一生 作物的生育期 作物完成从播种到收获的整个生长发育所需的时间称为作物的生育期，以天数表示。对于以收种子为主的作物是指从种子出苗到作物成熟的天数。经常采用育苗移栽的作物，如水稻、甘薯、烟草等，通常还将其生育期分为苗床（秧田）生育期和大田生育期。对于以营养体为收获对象的作物，生育期是指出苗到产品适宜收获期的总天数。,第一节 作物的生长发育,作物的生育时期 在作物的一生中，其形态特征和生理特征总是呈现若干次显著的变化，根据这些变化，可以划分为若干个生育时期。目前，各种作物的生育时期划分方法尚未完全统一。,第一节 作物的生长发育,主要作物的生育时期 小麦：出苗、分蘖、起身、拨节、孕穗、抽穗、开花、灌浆、成熟期。豆类：出苗、开花、结荚、鼓粒、成熟等期 棉花：出苗、现蕾、开花，吐絮等期 甘薯：出苗、采苗、栽插、分枝、封垄、落黄、收获等期。,第一节 作物的生长发育,二、作物的生长发育特性（一）温光反应特性 作物的温光反应特性（又称感温性、感光性）是指作物必须经历一定的温度和光周期诱导后，才能从营养生长转为生殖生长，进行花芽分化或幼穗分化，进而才能开花结实的特性。作物的这种感温和感光能力是在经过一定时期的营养生长后才具有的，这一营养生长时期称为基本营养生长期，作物的这一特性称为基本营养生长性。,第一节 作物的生长发育,一些二年生作物，如冬小麦、冬黑麦、冬油菜等，在其营养生长期必须经过一段较低温度诱导，才能转为生殖生长。这段低温诱导也称为春化。依据不同作物和不同品种通过春化对低温的范围和时间的要求不同，一般可将其分为冬性类型、半冬性类型和春性类型3类。,1.作物的感温性,第一节 作物的生长发育,作物花器分化和形成除需要一定温度诱导外，还必需一定的光周期诱导，不同作物品种需要一定光周期诱导的特性称为感光性。一般分为以下3种类型。,2.作物的感光性,第一节 作物的生长发育,（1）短日照作物 日照长度短于一定的临界日长时，才能开花。如果适当延长黑暗，缩短光照可提早开花。相反，如果延长日照，则延迟开花或不能进行花芽分化。属于这类作物的有大豆、晚稻、黄麻、大麻、烟草等。,第一节 作物的生长发育,（2）长日照作物 日照长度长于一定的临界日长时，才能开花。如果延长光照、缩短黑暗可提早开花。而延长黑暗则延迟开花或花芽不能分化。属于这类作物的有小麦、燕麦、油菜等。（3）日中性作物 开花之前并不要求一定的昼夜长短，只需达到一定基本营养生长期，在自然条件下四季均可开花，如荞麦等。,第一节 作物的生长发育,作物进入生殖生长前，不受温度和光周期诱导影响而缩短的营养生长期，称为基本营养生长期。如不同水稻品种基本营养生长期的变化幅度为1560天。不同春播甘蓝型油菜品种基本营养生长期的变化幅度为2427天。不同作物品种的基本营养生长期的长短各异，这种基本营养生长期长短的差异特性，称为作物品种的基本营养生长性。,3.作物的基本营养生长性,第一节 作物的生长发育,水稻对温光的反应特性表现为感光性（短日照缩短生育期）、感温性（高温缩短生育期）和基本营养生长性（高温短日照都不能改变营养生长日数的特性）。根据水稻对光照反应的不同，可分为早稻、中稻和晚稻三种类型，早、中稻对光照反应不敏感，在全年各个季节种植都能正常成熟，晚稻对短日照很敏感，严格要求在短日照条件下才能通过光照阶段，抽穗结实。,第一节 作物的生长发育,作物的生长中心是指作物不同生育阶段生长势较强、生长绝对量和相对量都较大的器官。处于生长中心的器官，对光合产物需求迫切，竞争能力强，同时也是全株有机养分输入中心和养分分配中心。不同生育阶段的生长中心器官类型不同，其代谢特点亦不同。,（二）作物的生长中心,第一节 作物的生长发育,1、生育前期 生育前期是作物的苗期，生长中心为叶、根、分枝（分蘖）等器官，蛋白质合成居优势，因而是氮素代谢占优势的阶段。这一阶段植株碳/氮比小，碳水化合物中可溶性糖的比率高。旺盛的氮素代谢能促使作物幼苗茁壮早发，根、叶、分枝（分蘖）等营养器官生长良好，氮素代谢不活跃会导致发根、长叶缓慢，甚至组织老化形成老苗、僵苗。,第一节 作物的生长发育,2、生育中期 生育中期是以籽实为产品器官的作物的花器（幼穗）分化至开花前的生育阶段，块根、块茎作物的藤、薯两旺期和茎用作物的产品器官成熟期。代谢特点为碳、氮代谢并重（旺），既支持营养器官的旺盛生长，又促进生殖器官或其它产品器官的形成。,第一节 作物的生长发育,本阶段植株碳/氮比逐渐加大，体内代谢由氮素代谢占优势逐渐向碳素代谢占优势过渡，若氮素代谢过旺，而碳素代谢较弱将会导致叶片徒长，茎秆软弱，产品器官的形成与成熟进程受到阻碍。,第一节 作物的生长发育,3、生育后期 生育后期是以籽实为产品器官的作物的籽实发育期或块根、块茎作物的茎叶渐衰至薯块迅速膨大期。这一阶段的代谢特点是已从氮素代谢占优势转为碳素代谢占优势，且在碳水化合物中，贮藏态的淀粉、纤维素、半纤维素和木质素等大量积累，全株碳/氮比达最大值。,第一节 作物的生长发育,本阶段导致茎叶生长衰枯，而籽实或地下贮藏器官积累大量有机物，达到充分成熟。这一阶段如氮素代谢过旺，便会发生贪青迟熟，使谷类作物的空秕粒增多，也使块根、块茎作物茎叶继续旺盛生长而消耗大量养分，阻碍薯块的正常膨大。,第一节 作物的生长发育,生长中心理论说明作物的生育进程存在阶段性，因此栽培目标也应有阶段性。生育前期应立足促进壮苗早发，建立足够营养体，搭好丰产架子；生育中期重点是协调好地上部与地下部、营养器官与生殖器官、群体与个体的生长关系，形成足够数量储存产品的器官，积累大量有机物，实现壮茎足花（大穗）；生育后期以养根保叶，保证足够有机物向产品器官运转，增粒增重为调控目标。具体栽培技术的运用，应依据各生育阶段碳氮代谢特点及养分分配规律，调节各阶段作物体内碳氮代谢和协调器官生长，从而达到高产、优质的生产目的。,第一节 作物的生长发育,（三）作物器官生长的相关性 作物各器官在生长过程中相互影响的关系，称为相关性。,第一节 作物的生长发育,（1）地上部与地下部物质的相互交换：根供给地上部水分、无机盐，同时根还合成某些有机物质和激素(细胞分裂素)供地上部分需要。而地上部分又为根系提供光合产物和维生素、生长素等生理活性物质。“根深叶茂”就充分反映这种协调的关系。,1地下部分与地上部分,第一节 作物的生长发育,（2）地上部与地下部重量须保持一定比例：通常将根系重与冠部重之比叫做根冠比（根/冠），在作物生产上可作为控制和协调根系与冠部生长的一种参数。根冠比对于以根为收获对象的作物，如甘薯、甜菜等尤为重要。这类作物生长前期，应有繁茂的冠层，根冠比要小，后来根冠比应越来越大。以甘薯为例，其根冠比前期为0.5，中期为0.67，到了收获期则为22.5。,第一节 作物的生长发育,（3）环境条件和栽培技术措施对地下部和地上部生长的影响不一致：,“干长根，水长苗”。当氮充足时，茎叶生长旺盛，光合产物多用于自身建成，根系所得比例较少，生长受到抑制，根冠比小；磷素对根系生长是有利的，磷素丰富，根系发达，根冠比增大。钾素对块根、块茎作物的地下器官生长起促进作用。根系生长所要求的地温条件比地上部分低。,第一节 作物的生长发育,栽培中可以采取某些技术措施，调节地下部分和地上部的生长。例如，在苗期进行蹲苗，即在一定时期内控制水分的供应，促进根系发生。在甘薯生长前期，提高土温，使土壤中有充足的水分和氮素营养，对其茎叶的生长有利；生长后期凉爽的天气及供应充足的磷钾肥，有利于块根中淀粉的合成与积累。,第一节 作物的生长发育,作物的顶芽生长占优势的现象叫顶端优势。作物的主根和侧根也有类似的关系。不同作物的顶端优势有差异。向日葵的顶端优势明显。玉米、高梁的顶端优势较强，一般不产生分枝。顶端优势与农业生产有密切的关系。如棉花的打顶，去群尖就是解除顶端优势，抑制营养生长，促进生殖生长并能减少蕾铃脱落。,2顶端优势,第一节 作物的生长发育,作物营养器官根、茎、叶的生长称为营养生长；生殖器官花、果实、种子的生长称为生殖生长。两者之间既相互依赖，又相互制约。1营养生长期是生殖生长期的基础；2营养生长和生殖生长并进阶段两者矛盾大，要促使其协调发展；3在生殖生长期，作物营养生长还在进行，要掌握得当。,3营养生长与生殖生长,第一节 作物的生长发育,在生殖生长期，作物营养生长还在进行，要掌握得当 若营养生长过旺，后期贪青晚熟，影响种子和果实的充实形成；若营养生长太差，引起作物早衰，影响种子和果实的形成。,第一节 作物的生长发育,以营养器官为主要收获物的作物，如麻类、烟草和叶菜类蔬菜等，需要促进营养器官的生长，抑制生殖器官的形成和生长。生产上常常通过供给充足的水分和增施氮肥，加大种植密度、摘除花芽等措施来促进营养器官的生长。,第一节 作物的生长发育,营养生长和生殖生长的调控 不同的作物其调控方法不同：1.以果实或种子为收获对象的作物，开花前重点培育壮苗，使营养生长发育健全，搭好丰产的架子，为花果生长准备物质基础。同时，还要防止生长过旺，以免进入生殖生长阶段时不能建立花果生长的优势。,第一节 作物的生长发育,以营养器官为收获对象的马铃薯，花前主要以茎叶生长为主，此期间块茎虽然也在膨大，但总量不高，花后主要以块茎膨大和淀粉积累为主。,第一节 作物的生长发育,以茎为收获对象的作物如甘蔗，要促进茎的伸长。通过增加密度抑制分蘖，提高产量。,以叶为目的的烟草要抑制生殖器官的分化和腋芽的生长。饲料和绿肥作物在保证质量的前提下，收获前可任其生长。,第一节 作物的生长发育,第二节 作物产量及其形成,作物在整个生育期间生产和积累有机物的总量，即整个植株(一般不包括根系)的干物质全量称为生物产量。组成作物体的全部干物质中，有机物质占总干物质的90%95%，其余为矿物质。因此，光合物质生产是作物产量形成的基础。,（一）生物产量,一、作物产量,第二节 作物产量及其形成,经济产量是指单位面积上所获得的有经济价值的主产品数量。由于栽培目的所需要的主产品不同，不同作物所提供的产品器官也各不相同。同一作物因利用目的不同，产量概念也随之变化。如玉米作为粮食作物时，其产量是指籽粒；作为饲料作物时，其产量包括叶、茎、果穗等全部有机物质。,（二）经济产量,第二节 作物产量及其形成,生物产量转化为经济产量的效率称为经济系数或收获指数，即经济产量与生物产量的比率。在正常情况下，经济产量的高低与生物产量成正比，尤其是收获茎叶为目的的作物。收获指数是综合反应作物品种特性和栽培技术水平的一个通用指标。,（三）经济系数,第二节 作物产量及其形成,作物产量=单位面积株数单株产品器官数产品 器官重量,谷 类 作 物 产量=穗谷数单穗粒数粒重类作物重量=穗数每穗结实粒数粒重,豆 类 作 物 产量=株数每株有效荚数每荚实粒数粒重,薯 类 作 物 产量=株数每株薯块数单薯重,（一）产量构成因素,二、产量构成因素及其形成,第二节 作物产量及其形成,油菜产量=株数每株有效角果数每角果粒数粒重,甘蔗产量=有效茎数单茎数,烟草产量=株数每株叶数单叶重,绿肥作物产量=株数单株重,棉花(皮棉)产量=株数每株有效铃数每铃籽棉重衣分,第二节 作物产量及其形成,作物的产量构成因素是在作物整个生长发育期内随着生育进程依次而重叠形成的。不同作物由于收获的产品器官不同，因此可把作物产量的形成归纳为两个类型。,（二）产量形成的特点,第二节 作物产量及其形成,1以收获营养器官为目的的作物 麻类作物、烟草和饲料作物，收获产品是茎、叶，主要在营养生长期收获。栽培管理技术相对比较简单，不需协调营养生长与生殖生长的矛盾。特别是绿肥饲料作物，以争取最大生物产量为主要目标。烟草、麻类作物在生育前中期，采用合理密度、水肥管理等各项栽培措施以使营养器官迅速而均匀的生长为主，同时必须考虑品质的形成。,第二节 作物产量及其形成,薯类作物以地下部肥大的薯块（块根或块茎）作为栽培的主要收获物。薯块形成的迟早、数量多少、形成后膨大持续期长短与速度等，直接决定着薯块产量的形成过程及最终产量。薯类作物在产量形成过程中需要经过比较明显的光合器官的形成、贮藏器官的分化和膨大等时期，而且要求前期有较大的光合同化系统，才能有适宜的贮藏器官分化及有利贮藏器官膨大的基础，最终获得理想的产量。,第二节 作物产量及其形成,（1）禾谷类作物 产量构成因素的形成经历完整的生育前期、中期和后期三个阶段，按穗数、穗粒数和粒重顺序完成，而穗数和粒数形成又是重叠进行的。总的来说，穗数的形成从播种开始，分蘖期是决定阶段，拔节、孕穗期是巩固阶段。每穗粒数的形成开始于分蘖期，决定于幼穗分化期至抽穗期以及扬花、受精结实过程。粒重主要决定时期是受精结实、果实发育成熟时期。,2以收获种子为目的的作物,第二节 作物产量及其形成,（2）双子叶作物 一般而言，单位面积的果实数取决于密度和单株成果数。因此，自播种出苗（或育苗移栽）就已开始形成，中后期开花受精过程是决定阶段，果实发育期是巩固阶段。每果种子数开始于花芽分化，决定于果实发育。粒重决定于果实种子发育时期。这类作物常常是分化的花芽数多，结果少，或分化的胚珠数多，结籽少，或籽粒充实度不够，饱粒少，千粒重低。,第二节 作物产量及其形成,其中大豆、棉花、蓖麻、花生可分为一种类型，它们的花果在植株上下各部都有（花生主要在下部），都是边开花结果，边进行营养器官生长，营养生长与生殖生长的矛盾比较突出，容易发生蕾花果的脱落（花生则是果针能否入土和发育饱满的问题），结果数是影响产量的主要因素。,第二节 作物产量及其形成,另一类作物如向日葵、红花、油菜，芝麻、亚麻等，它们的果实着生在植株顶部或上部（芝麻），在营养生长基本结束或结束之后（芝麻还有小部分营养生长）才开花结实，先开的花较易结实，后开的花常因环境已不适或植株衰老而不能结实。先结的果实中结籽率高低常成为影响产量的主要因素。,第二节 作物产量及其形成,作物光合性能,作物产量=(光合面积 光合强度光合时间)呼吸消耗 光合产物分配利用率,这五个方面称为光合系统的生产性能或光合性能。,（一）作物产量现状和潜力,三、提高作物产量的途径,第二节 作物产量及其形成,提高作物产量的根本途径在于改善光合性能，关键是提高群体光能利用率。改善光合性能的根本途径在于建立合理的群体结构。,第二节 作物产量及其形成,单位土地面积上作物光合作用积累的有机物所含的化学能，占同一期间同面积上入射太阳辐射能的百分率，称为光能利用率。,目前我国的光能利用率在0.5%左右。据中国农业大学报道，在北京地区小麦、玉米两熟每公顷产量12.5吨时，光能利用率为1.02%。高亮之按水稻生育期光合辐射，计算出我国各主要地区单季水稻的光能利用率为1.5%2%，若能提高到2.7%3.8%，理论产量均在每公顷15吨以上。,第二节 作物产量及其形成,（1）漏光损失。作物生长初期，植株小，叶面积系数小，日光大部分漏射到地面上而损失。生产水平较低的大田，一生不封行，直到后期漏光也很多。,目前光能利用率低的原因,第二节 作物产量及其形成,（2）光饱和浪费。已知稻麦光饱和点约为全日照的1/31/2，更强的光不能提高光合速率，而形成浪费。事实上，光强在光饱和点以前，光合速率已不随光强成比例地增加，说明那时光能已不能被充分利用而被浪费。即使群体的光饱和点较高，甚至在全日照下仍未饱和，但上部叶层仍因光饱和而有浪费，下部则因光照不足而达不到应有的光合速率。,第二节 作物产量及其形成,（3）条件限制。有时由于环境条件不合适，如温度过高过低，水分过多过少，某些矿质元素缺乏，CO2供应不足，以及病虫害等等，一方面会使光合能力不能充分发挥，限制了光能利用；另一方面会使呼吸消耗相对增多，最终使产量降低。,第二节 作物产量及其形成,从提高光合效率的角度培育超高产品种，选择目标很复杂。因为具有高光合效率的作物群体，不仅整株的碳素同化能力强，更重要的是群体水平上的碳素同化能力强。这些光合性状的表现，涉及到形态、解剖结构、生理生化代谢以及酶系统等各个层次。,1选育高光合效率的品种,（一）提高光能利用率的途径,第二节 作物产量及其形成,创造具有理想株型的新品种，对于提高作物产量潜力当有显著效果。例如，水稻半矮秆直立叶型、直立穗型品种，玉米紧凑型杂交种等，群体叶片反射损失明显减少，单位叶面积接受的太阳辐射量有所降低，量子效率提高，同时适宜密植，增加光合面积。目前，已选育出玉米紧凑株型品种单产达到15000kg/hm2以上，单季稻直立叶型品种单产达到13200kg/hm2左右。,第二节 作物产量及其形成,提高作物群体的光能截获量主要是提高群体叶面积指数(LAI)和叶面积持续时间(LAD)。作物群体叶面积一生中需保持最适宜的叶面积系数，低于最适宜值，即光能未充分利用；高于最适宜值，群体过大，植株徒长。一般要求前期叶面积增长速度要快而稳，最大叶面积系数要适宜，高峰期限持续的时间较长，叶面积衰退缓慢。,2提高作物群体的光能截获量,第二节 作物产量及其形成,通过抑制光呼吸来提高净光合生产率，如在3%氧气含量的低氧条件下种植水稻，光呼吸受到抑制，干物重增加了54%。硫代硫酸钠、羟基甲烷磺酸、-羟基-2-吡啶甲磺酸等化学药剂均有抑制光呼吸的作用，但是，采用这些药剂喷株，在大面积生产中尚未发现明显增产效果。总之，通过环境调控，防止逆境引起的呼吸过旺，减少光合产物损耗，是提高光合生产力的途径之一。,3降低呼吸消耗,第二节 作物产量及其形成,作物的环境有两种，一是自然环境，包括气候、地形、土壤、生物、水文等因子，难以在大规模范围内加以控制；另一种是栽培环境，指不同程度人工控制和调节而发生改变的环境，即作物生长的小环境。作物产量潜力是由自身的遗传特性、生物学特性、生理生化过程等内在因素决定的，产量的表现受外部环境物质能量输入和作用效率所制约。,4改善栽培环境和栽培技术,第二节 作物产量及其形成,第三节 作物品质及其形成,作物品质是指收获目标产品达到某种用途要求的适合度。对提供食物的作物，其品质主要包括食用品质和营养品质等方面；对经济作物而言，其品质主要包括工艺品质和加工品质等。,（一）作物品质的概念,一、作物的品质及其评价指标,第三节 作物品质及其形成,同一作物因产品用途不同，对品质的要求也不同。如大麦作为饲料作物栽培时，要求蛋白质含量高、淀粉含量低；而作为啤酒大麦栽培时，则要求淀粉含量高、蛋白质含量低。又如，大豆籽粒用于榨油时，要求脂肪含量高；用于做豆腐时要求蛋白质含量高。再如，油菜籽油作为工业用油时，要求芥酸含量高；但作为食用油时，要求芥酸含量必须低。,第三节 作物品质及其形成,对作物品质的评价没有统一的标准，但随着人们对作物品质研究的深入，逐渐建立了一些评价作物品质优劣的指标。当前，用于评价作物品质的指标归结起来主要有两类，即形态指标和理化指标。,（二）作物品质的评价指标,第三节 作物品质及其形成,1形态指标 指根据作物产品的外观形态来评价品质优劣的指标，包括形状、大小、长短、粗细、厚薄、色泽、整齐度等。如大豆籽粒的大小，棉花种子纤维的长度、烤烟的色泽等。,第三节 作物品质及其形成,2理化指标 指根据作物产品的生理生化分析结果评价品质优劣的指标，包括各种营养成分，如蛋白质、氨基酸、淀粉、糖分、纤维素、矿物质等的含量；各种有害物质，如残留农药、有毒重金属的含量等。对于某一作物而言，通常以一、二种物质的含量为准。例如，小麦籽粒的蛋白质含量，大豆籽粒的蛋白质、油分含量，玉米籽粒的赖氨酸含量，甘蔗、甜菜的含糖量，油菜籽的芥酸含量等。,第三节 作物品质及其形成,作物的食用品质是指蒸煮、口感和食味等特性。例如，大米的食用品质很大程度上决定于淀粉的理化性状，如直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度、胀性和香味等。又如，小麦面团因有面筋而能拉长延伸，发酵后加热又变得多孔柔软，小麦的食用品质很大程度上取决于面筋的特性，如麦谷蛋白和麦醇蛋白的含量及其比例等。,（三）食用品质,第三节 作物品质及其形成,作物的营养品质主要是指蛋白质含量、氨基酸组成、维生素含量和微量元素含量等。一般来说，有益于人类健康的成分丰富，如蛋白质、必需氨基酸、维生素和矿物质等含量越高，则产品的营养品质就越好。,（四）营养品质,第三节 作物品质及其形成,作物的工艺品质是指影响产品质量的原材料特性。例如，棉花纤维的长度、细度、整齐度、成熟度、强度等。烟叶的色泽、油分、成熟度等外观品质也属于工艺品质。,（五）工艺品质,第三节 作物品质及其形成,作物的加工品质是指不明显影响加工产品质量，但又对加工过程有影响的原材料特性。例如，糖料作物的含糖率，油料作物的含油率，棉花的衣分，向日葵、花生的出仁率，稻谷的出糙率和小麦的出粉率等，均属于加工品质性状。,（六）加工品质,第三节 作物品质及其形成,作物品质的诸多性状，例如形状、大小、色泽、厚薄等形态品质，蛋白质、糖分、维生素、矿物质含量及氨基酸组成等理化品质，都受到遗传因素的控制。值得注意的，大多数品质性状受许多具有累加效应的微效基因或基因群控制，遗传规律比较复杂，因而在作物品质改良时，有时会见效甚微。,1常规育种与作物品质的改良,（一）遗传因素对作物品质的影响,二、影响作物品质的因素,第三节 作物品质及其形成,作物品质改良的主要障碍是品质与产量存在相互制约关系，如禾谷类作物的蛋白质含量与产量、油料作物的含油量与产量、棉花纤维强度与皮棉产量之间常呈负相关关系。虽然这种关系并不是绝对的，但会加大品质改良的难度。既高产又优质的农作物新品种是当今的作物品质改良的重点发展方向。,第三节 作物品质及其形成,另外，作物品质内部成分间也会出现相互制约现象，例如大豆的含油量与蛋白质含量之间呈负相关关系。因此在确立大豆育种目标时必须根据实际需要协调二者关系，或者有所取舍，即培育专用的高油大豆或高蛋白大豆。再如，水稻籽粒的蛋白质含量与食用口感之间常呈负相关，有“食味与营养不可兼得”之说。因此在品质改良时要协调大米营养与食用口感之间的矛盾。,第三节 作物品质及其形成,生物技术可将一些用传统育种方法无法培育出的性状通过基因工程的手段引入作物。如，将单子叶作物中的性状导入双子叶中，或将双子叶作物中的性状导入单子叶作物中，以提高作物的营养价值；改进食用和非食用油料作物的脂肪酸成分；引入甜味蛋白质改善水果及蔬菜的口味等。,2利用生物技术改良作物品质,第三节 作物品质及其形成,随着市场经济的发展，人们越来越重视对品质优异的作物种质资源的利用，例如，高油玉米新品种选育的材料主要来源于普通玉米，除了含油量高以外，高油玉米的其它生物学特性与普通玉米差别很小。,3品质优异的作物种质资源的利用,第三节 作物品质及其形成,（1）光照 光照不足会严重影响作物的品质。例如，南方麦区的小麦品质差，其原因之一就是春季多阴雨，光照不足引起的籽粒不饱满，籽粒容重低。,1生态因子对作物品质的影响,（二）环境因素对作物品质的影响,第三节 作物品质及其形成,（2）温度 对禾谷类作物来说，灌浆结实期温度过高或过低均会降低粒重，影响品质。例如，水稻遇到15以下的低温，会降低籽粒灌浆速度；超过35的高温，又会造成高温逼熟，影响品质。棉纤维的发育需要较高的温度，日平均温度低于15，就不能伸长，低于21，还原糖不能转化为纤维素。棉花的“秋桃”一般品质较差，主要与温度下降有关。,第三节 作物品质及其形成,（3）水分 作物品质的形成期需水量大、耗水量多。如果此时遭遇水分胁迫，一般都会明显降低品质。我国北方小麦灌浆后期常遇干热风天气，如果供水不足，就会严重影响粒重。相反，水分过多，则会抑制根系的生理功能，从而影响地上部的物质积累和代谢，降低品质。研究认为，小麦籽粒蛋白质含量一般与降水量或土壤水分含量呈负相关。成熟期过多的降水会降低面筋的弹性，以致降低面包的烘烤品质。,第三节 作物品质及其形成,（4）大气污染 随着工业的发展，大气污染问题日益严重。大气污染不仅会对作物产量造成巨大损失，对作物品质也会造成极大的影响。Heagle等（1998）研究了臭氧和二氧化碳对大豆品质的影响，证明提高臭氧浓度会降低种子中油酸的含量，而提高二氧化碳浓度则会增加油酸的含量；种子蛋白质含量不受臭氧和二氧化碳浓度的影响。,第三节 作物品质及其形成,（5）土壤 通常肥力高的土壤和有利于作物吸收矿质营养的土壤，常能使作物形成优良的品质。如酸性土壤施用石灰改土，可起到明显提高作物蛋白质含量的作用。营养元素中，硝态氮和硫酸钾对烟叶的产量和品质有良好作用，铵态氮和氯化钾有提高烟叶中蛋白质含量和降低燃烧性的不利影响。,第三节 作物品质及其形成,对于大多数作物而言，适当稀植可以改善个体营养，从而在一定程度上提高作物品质。播种期不同，植株生育和物质形成所遇到的温、光、水等条件也不同，这些条件的变化会对作物的品质产生很大的影响。,（1）种植密度和播种期,2栽培技术对作物品质的影响,第三节 作物品质及其形成,一般认为施用较多有机肥时，作物品质较好；过量施用化肥，作物品质较差，而且会因化肥中的有毒物质残留影响人们的健康。作物品质对微量元素的反应，取决于土壤元素中的丰缺程度、各种元素的互作和氮、磷、钾大量元素的供应状况。,（2）施肥,第三节 作物品质及其形成,根据作物需水规律，适当地进行补充性灌溉，能改善作物的品质。对于大多数旱地作物来说，追肥后进行灌溉，能起到促进肥料吸收、增加蛋白质含量的作用。特别是当干旱已经影响到作物正常的生长发育时，进行灌溉补水，不仅有利于高产，而且有利于保证品质。,（3）灌溉,第三节 作物品质及其形成,在作物的生育过程中，喷施生长调节剂一方面可以提高产量，另一方面可以改善品质。例如，利用乙烯利的催熟作用，对早熟棉花和一年两熟地区棉花采用乙烯利于盛花后3040d进行喷雾，可以加速棉铃早熟吐絮，减少烂铃和霜后花，提高部分棉铃的铃重和品质，增加霜前花的产量。,（4）生长调节剂,第三节 作物品质及其形成,适时收获是获得高产优质的重要保证。禾谷类作物大多数在蜡熟或黄熟期收获产量最高、品质最优。例如，小麦不同收获时期蛋白质含量的变化趋势为蜡熟中期黄熟期迟收5d迟收10d迟收15d，干、湿面筋含量也表现相同的变化趋势。,（5）收获,第三节 作物品质及其形成,（1）病害 在受到病害危害时，作物的品质会降低。（2）虫害 在受到虫害危害时，作物的品质会降低。,3病虫害对作物品质的影响,第三节 作物品质及其形成,1简述作物的温光反应特性。2什么叫营养生长和生殖生长？两者之间关系如何？3什么是作物的生物产量、经济产量、经济系数？4解释作物的品质、食用品质、营养品质、工艺品质和加工品质。5简述生态环境对作物品质的影响？6在作物生产中如何采用适宜的栽培措施来改善品质？,复习思考题,