作物產量是指單位土地面積上作物群體的產量,通常分為生物產量和經濟產量。生物產量是作物在全生育期內生產的各種有機化合物總量,在總干物質中有機物質占90%~95%,礦物質占5%~10%。而經濟產量則是栽培目的所需產品的收獲量。
經濟產量含義
經濟產量是生物產量中所要收獲的部分。經濟產量占生物產量的比例,即生物產量轉化為經濟產量的效率,被稱為經濟系數或收獲指數。經濟系數的高低并不表明經濟產量的高低,而是反映了生物產量轉運到經濟產品器官中的比例。通常情況下,經濟產量的高低與生物產量高低呈正比。一般說來,收獲營養器官的作物,其經濟系數比收獲子實的作物要高;同為收獲子實的作物,產品以碳水化合物為主的比含蛋白質和脂肪為主的作物要高。不同作物的經濟系數因其遺傳基礎、收獲器官及其化學成分以及栽培技術和環境等因素而異。例如,薯類作物的經濟系數通常在0.70至0.85之間,而水稻、小麥的經濟系數則在0.35至0.50之間。盡管不同作物的經濟系數有其相對穩定的數值變化范圍,但通過品種改良、優化栽培技術和改善環境條件等手段,可以使經濟系數達到高值范圍,從而在較高的生物學產量基礎上獲得較高的經濟產量。
構成因素
作物產量是由個體產量或產品器官數量所構成。作物產量可以分解為幾個構成因素,這些因素會因作物種類而異。田間測產時,只需測量各構成因素的平均值即可推算出理論產量。這一方法簡便易行,廣泛應用于作物栽培及育種工作。單位土地面積上的作物產量隨產量構成因素數值的增大而增加。然而,作物在群體栽培條件下,由于群體密度和種植方式的不同,個體所占營養面積和生育環境也會有所差異,導致植株和器官生長存在差異。在這種情況下,產量構成因素難以同步增長,甚至可能彼此之間存在負相關關系。盡管如此,在產量構成因素中仍可能存在最佳組合,即個體與群體協調發展的狀態下,產量可以得到提升。
形成
作物產量的形成與其器官分化、發育及光合產物的分配和累積密切相關。理解其形成規律對于采用先進的栽培技術,進行合理的調控,實現高產至關重要。
產量因素形成
產量因素的形成在整個作物生育期內不同時期依次重疊進行。將作物生育期大致劃分為三個階段:前期、中期和后期。以子實為產品器官的作物,生育前期為營養生長階段,光合產物主要用于根、葉、分蘗或分枝的生長。生育中期為生殖器官分化形成和營養器官旺盛生長并進期,生殖器官形成的多少決定了產量潛力的大小。生育后期是結實成熟階段,光合產物大量運往籽粒,營養器官停止生長且重量逐漸減輕,穗和子實干物質重量急劇增加,直至達到潛在貯存量。前一生育時期的生長程度會對后一時期產生影響,營養器官的生長和生殖器官的生長相互影響,相互聯系。生殖器官生長所需的養分大多由營養器官提供,因此,營養器官的良好生長是生殖器官形成和發育的重要保障。
產量因素在其形成過程中具有自動調節現象,這種調節主要體現在對群體產量的補償效應上。禾谷類作物產量因素的補償作用,主要表現為生長后期形成的產量因素可以補償生長前期損失的產量因素。例如,種植密度偏低或苗數不足的情況下,可通過發生更多的分蘗,形成更多的穗數來進行補償;穗數不足時,每穗粒數和粒重的增加也可以略微補償。生長前期的補償作用往往大于生長后期。不同作物的補償程度也有差異,分蘗作物如水稻、小麥等,自動調節能力較強;主莖型作物如玉米、高粱等,自動調節能力略弱。
物質積累分配
作物產量形成的全過程涉及光合器官、吸收器官及產品器官的建立及產量內容物的形成、運輸和積累。從物質生產的角度來看,作物產量實際上是通過光合作用直接或間接形成的,并取決于光合產物的積累與分配。作物光合生產能力與光合面積、光合時間和光合效率密切相關。光合面積包括葉片、莖、葉鞘及結實器官能夠進行光合作用的綠色表面積,其中綠葉面積是構成光合面積的主要組成部分;光合時間是指光合作用進行的時間;光合效率指的是單位時間內,單位葉面積同化二氧化碳的毫克數或積累干物質的克數。一般來說,在適宜范圍內,光合面積越大,光合時間越長,光合效率越高,光合產物非生產性消耗較少,分配利用較為合理,則能獲得較高的經濟產量。
作物的干物質積累動態遵循Logistic曲線(S形曲線)模式,經歷了緩慢增長期、指數增長期、直線增長期和減慢停止期。作物生長初期,植株較小,葉片和分蘗或分枝不斷發生,并進行再生產。此時干物質積累量與葉面積成正比。隨著植株的生長,葉面積的增大,凈同化率因葉片相互遮蔽而下降,但由于單位土地面積上葉面積總量大,群體干物質積累接近直線增長。隨后,葉片逐漸衰老,功能減弱,群體干物質積累速度減緩,同化物質由營養器官向生殖器官轉運。當植株進入成熟期,生長停止,干物質積累也隨之停止。作物種類或品種不同,生態環境和栽培條件不同,各個時期所經歷的時間、干物質積累速度、積累總量及在器官間的分配都會有所不同。
干物質的分配隨作物種類、品種、生育時期及栽培條件而異。生育時期不同,干物質分配的重點也有所不同。一般而言,作物干物質的分配是隨著生長中心的轉移而轉移的。
參考資料 >
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