作物与环境的关系

一、作物的环境

(一)自然环境

作物生长在自然环境之中，通过不断同化环境完成生长发育过程，最终形成产品;作物又受制于自然环境，自然环境影响着作物的生长发育过程，最终影响到作物遗传潜力的表达。

(二)人工环境

广义的人工环境是指所有的为作物正常生长发育所创造的环境;狭义的人工环境，是指在人工控制下的作物环境。

二、作物与光的关系

(一)光的补偿点与饱和点

光补偿点：光合作用过程吸收CO2量和呼吸作用释放CO2量相等时的光照强度。

光饱和点：光合作用开始达到最大光合速率值时的光照强度。

(二)光周期

自然界的一昼夜间的光暗交替称为光周期。

光周期现象：是指作物对白天和黑夜的相对长度的反应。

(三)作物对光周期的反应

长日照作物、短日照作物、中间型作物、定日作物。

(1)作物在达到一定的生理年龄时才能接受光引变。日照长度是营养生长转变为生殖生长的必要条件，并不是作物一生都要求这样的日照长度。

(2)对长日照作物来说，绝不是日照越长越好，对短日照作物也是如此。

(四)光周期反应在作物栽培上的应用

纬度调节：短日照作物由南方向北方引种时，由于北方生长季节内日照长、气温低，营养生长期延长，开花结实推迟。北方种向南引种，出现营养生长期缩短，开花提前。

播期调节：短日照(水稻)，从春到夏分期播种结果，播期越晚抽穗越快(出苗至出穗天数缩短)。

(五)作物对光谱的反应

1.作物的生理有效光与生理无效光(低效光)

红、橙光被叶绿素吸收最多、光合活性最强，为生理有效光;绿光被作物叶片反射和透射，很少利用，为生理无效光。

2.不同波长光下的光合产物

长波光，促进糖类合成;短波光，促进氨基酸、蛋白质合成。

3.不同波长对作物生长影响

蓝紫光、青光抑制作物体伸长，红光促进作物体伸长，紫外线抑制作物体伸长、促进花青素形成，红外线促进作物体伸长、促进种子萌发。

三、作物与温度

(一)积温

作物生长、发育要求一定的热量。通常把作物整个生育期或某一发育阶段内高于一定温度度数以上的昼夜温度总和，称为某作物或作物某发育阶段的积温。积温可分为有效积温和活动积温两种。

作物不同发育时期中有效生长的温度下限叫生物学最低温度，在某一发育时期中或全生育期中高于生物学最低温度的温度叫活动温度。活动温度与生物学最低温度之差叫有效温度。

活动积温是作物全生长期内或某一发育时期内活动温度的总和。

有效积温是作物全生长期或某一发育时期内有效温度之总和。

温周期：作物生长发育与温度变化的同步现象。

(二)作物温光反应特性

作物必须经历一定的温度和光周期诱导后，才能从营养生长转变为生殖生长进行花芽分化或穗分化，进而才能开花结实。一些两年生作物如冬小麦、冬燕麦、冬油菜，在营养生长期经过一段较低温度诱导才能转为生殖生长，这种诱导为春化。

(三)耐寒作物与喜温作物

各种作物对温度的要求与它们的起源地有一定的关系。

耐寒作物：麦类、豌豆、蚕豆、油菜、亚麻等作物生育适温较低，在2～3℃也能生育，幼苗期能耐-6～-5℃低温。

喜温作物：大豆、玉米、高粱、谷子、水稻、荞麦、花生、芝麻等作物生育的适温较高，一般要在10℃以上才能生育，幼苗期温度下降到-1℃左右，即造成危害。

春化现象：有些作物在幼苗期或种子萌动时，受一段时间的低温处理，才能正常抽穗开花和结实，这种现象称作春化现象(如：冬小麦)。

(四)温度三基点

作物生长过程中，对温度的要求有最低点、最适点和最高点之分，称为温度三基点。

最低温度：作物生长发育要求的起点温度(低限)。

最适温度：作物生长发育最快要求的温度。

最高温度：作物生长发育所能承受的高限温度。

(五)地温与根系生长

大多数作物，在最适温度以下，随着地温的上升，根部、地上部的生长量也增加。由于地上部所要求的温度比根部高，所以10～35℃的范围内，温度越高地上部生育越快，根冠比越大。在冷凉的春秋，根系生长活跃，炎热的夏天根系生长量则较少。

(1)低温、高温条件：

低温条件：根系呈白色、多汁、粗大、分枝减少、皮层生存较久。

高温条件：根系呈褐色、汁液少、细、分枝多、木栓化程度大。

温度临界期：对外界温度最敏感的时期(减数分裂至开花)。

(2)低温对作物的危害：

寒害：亦称冷害，零度以上低温对作物造成的伤害。

冻害：零度以下低温对作物造成的伤害。

霜害：又称白霜，由于霜的出现而使植物受害。

(3)高温对作物的危害：

间接危害：高温导致代谢异常，缓慢渐进伤害作物。

直接伤害：高温直接破坏作物细胞质结构，导致死亡。

(六)作物抗热性的自我调节

在温度渐升过程中，降低植株含水量，减慢代谢活动。

四、作物与水的关系

(一)作物对水的反应

大多数作物在潮湿的土壤中作物根系不发达，生长缓慢，分布于浅层;土壤干燥，作物根系下扎，伸长至深层。

作物不同对土壤含水量要求也不同：豆类、马铃薯——田间持水量的70%～80%，禾谷类作物——田间持水量的60%～70%。

(二)水对作物的重要意义

水是作物体的重要组分，是光合作用生产有机物质的原料，是作物原生质体生命代谢活动的基质，是连接土壤、作物、大气生态链的介质。

(三)作物的需水量

作物需水量通常用蒸腾系数来表示。蒸腾系数是指作物每形成1g干物质所消耗的水分的克(g)数。作物的蒸腾系数不是固定不变的，同一作物不同品种的需水量不同，同一品种不同条件下种植，需水量也各异。

影响因数：

(1)气象因数：干燥、高温、风大，蒸腾多，需水多。

(2)土壤条件：土壤肥沃或施肥后作物生长良好，干物质积累多，但水分蒸腾并不相应增加，需水量比瘠薄地少。土壤中缺某一元素时(磷、氮)需水最多，缺钾、硫、镁时次之，缺钙时影响最小。

(四)作物的需水临界期

需水临界期是作物一生中对水分最敏感的时期。在临界期内水分不足对作物生长发育和最终产量影响最大。

(五)旱、涝害

环境中水分低到不足以满足作物正常生命活动的需要时，便出现干旱。作物遇到的干旱有大气干旱和土壤干旱两类。

抗旱锻炼：

蹲苗：在作物苗期减少水分供应，使之经受适度缺水的锻炼，促使根系发达下扎，根冠比增大，叶绿素含量增多，光合作用旺盛，干物质积累加快。经过锻炼的作物如再次碰上干旱，植株体保水能力增强，抗旱能力显著增加。

增加作物抗旱性的其他措施：选育抗、耐旱品种，增施磷、钾肥，施用生长调节剂等。

水分过多对作物的不利影响称为涝害。

五、作物与土壤条件

作物的生长和形成产量需要营养。根据作物对施肥和营养元素的不同反应，可分为喜氮、喜磷、喜钾作物。

喜氮作物：水稻、小麦、玉米、高粱等作物。这一类作物对氮肥敏感，在一般肥力条件下，约2/3的氮生产子粒蛋白质，剩余部分生产茎、叶、根的蛋白质。

喜磷作物：油菜、大豆、花生、蚕豆、荞麦等作物。这一类作物施磷肥增产显著。北方土壤几乎普遍缺磷，南方的红、黄土更是缺磷，施磷肥增产效果良好。

喜钾作物：甜菜、甘蔗、烟草、棉花、薯类、麻类等作物。这一类作物施钾肥对作物产量和品质都有良好的作用。

以上的划分只有相对的意义，其实在作物生产上缺乏任何一种营养元素都势必造成减产。

(一)作物与矿质营养

1.作物必需的营养元素

作物体干物质组成必需营养元素包括：大量元素：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫九种元素，一般占干物质含量的0.1%以上;微量元素：铁、锰、硼、锌、氯、钼、铜七种元素，一般占干物质含量的0.1%以下。

在这16种必需营养元素中，矿质营养元素13种。其中：碳元素45%，氧元素40%，氢元素6%。

2.作物对矿质营养的需求规律

(1)营养临界期：作物生长发育过程中一个对某种营养元素需要量虽不多但又很迫切的时期。

氮：水稻、小麦——分蘖期和幼穗分化期，玉米——穗分化期;

磷：一般在幼苗期;

钾：水稻——分蘖初期和幼穗分化期。

(2)作物营养最大效率期：作物生长发育过程中一个养分需求量很大、施肥增产效率最好的时期。大多数作物的营养最大效率期在生殖生长期，水稻、小麦在拔节抽穗期，大豆、油菜在开花期。

(3)作物对矿质营养三要素需求：在作物必需的13种矿质元素中，对氮、磷、钾需求量最大，一般称为三要素。同一作物不同生育期的三要素需求量不同。