作物栽培生理教案

1、緒論緒論一、作物栽培生理的性質和任務一、作物栽培生理的性質和任務科學基礎科學：認識自然如植物生理學應用科學：改造自然如作物栽培學科學科學理論科學方法科學態(tài)度科學精神植物學形態(tài)學解剖學生理學↗實驗科學：依靠實驗方法、儀器等研究↘理論科學：解釋作物生產(chǎn)出現(xiàn)問題和現(xiàn)象植物生理學：是研究植物生命活動規(guī)律的科學。包括物質代謝、能量轉化與形態(tài)建成(發(fā)生和變化)。作物栽培生理：應用植物生理學知識分析作物生產(chǎn)的基本問題，然后進行系統(tǒng)研究，提出解決的辦法

2、。它是作物栽培的理論基礎，是植物生理學和作物栽培學的連接點。作物栽培學：是研究作物生長發(fā)育規(guī)律及其與外界環(huán)境條件的關系，以及探討作物高產(chǎn)、優(yōu)質、高效率、低成本生產(chǎn)的理論和措施的一門技術科學，即研究作物生物學特性和栽培技術。作物栽培生理是作物生理學和作物栽培學的連接點，它是從作物栽培的實際出發(fā)，用生理的觀點分析和解決栽培中存在的實際問題。是要更合理地安排栽培技術措施，調控作物生長發(fā)育，把作物栽培技術建立在可靠的生理學基礎?；谏鲜稣J識，作

3、物栽培生理既不同于作物生理學，又有異于作物栽培學，它是兩者的連接點、綜合體。目前我們主要是為作物正常生長發(fā)育提供良好的生長條件(外界環(huán)境條件，如肥、水、土等條件)，所采取的不少技術措施是盲目的(如密度問題、肥水運籌問題、品質問題)，而不是根據(jù)作物實際生長發(fā)育需要而進行農業(yè)技術措施的實施。采用的栽培技術措施主要是考慮時間、數(shù)量和方法等。因此要實現(xiàn)栽培技術現(xiàn)代化、科學化、合理化，就需要更多的生理知識，用生理知識去指導作物生產(chǎn)，最終實現(xiàn)生理栽

4、培。二、作物生理的發(fā)展歷史及與有關學科的關系二、作物生理的發(fā)展歷史及與有關學科的關系二百多年前的1771年，JosephPriestley發(fā)現(xiàn)植物能夠在富于CO2的大氣中再生氧氣。然而，在八年之后才由Ingenhousz證明光照在這一過程中的重要作用，作為作物生理學的核心過程的光合作用的研究從此開始。作物栽培生理的研究起始于二十世紀二十年代。W.L.Balls在尼羅河流域以了解作物產(chǎn)量形成為目的的棉作研究。Balls和Holton（19

5、15，a，b）分析了株行距和播種期對田間群體內（不是孤立的單株）埃及棉的發(fā)育和產(chǎn)量的影響。在第三篇論文中，Balls（1917）分析了各種環(huán)境因素對產(chǎn)量的影響。同時，Balls相信F.F.Blackman(1905)所提出的最小限制因子學說，把它作為分析作物與環(huán)境之間錯綜復雜關系的鑰匙。繼Balls工作之后的十年間，英國的一批研究者迅速發(fā)展了生長和產(chǎn)量分析方法(如NAR、RGR、CGR……)。到了五十年代，隨著小氣候學說的發(fā)展，發(fā)明了紅

6、外線氣體分析方法測定CO2水平，不僅敏感，而且可以短時間測定單張葉片，同時可以在田間測定群體短時間的光合和呼吸速率，另外闡明了農作物之間在光合作用的效率和途徑方面存在重大差異，HeskethMoss⑤種子成熟期間外界環(huán)境條件⑥種子收獲、加工、貯藏和萌發(fā)過程中外界的環(huán)境條件三、種子發(fā)芽過程三、種子發(fā)芽過程種子發(fā)芽過程從吸水開始，經(jīng)酶的活化、水解作用和貯藏物質的代謝，胚的萌動，合成代謝和新細胞結構形成以及根、芽突破種皮等一系列形態(tài)和生理生化

7、變化而完成發(fā)芽過程。(一)種子的吸水種子發(fā)芽過程的第一個變化是吸脹(imbibition)。種子種子成熟過程中，由于含水量下降，而種子發(fā)芽時細胞分裂和生長所需的物質和能量，均需要通過酶的水解。因此，種子的發(fā)芽過程，首選是吸水和蛋白質、酶以及細胞器的重新水合，然后才能在各自酶系的作用下，將種子中的蛋白質、淀粉和脂肪等貯藏物質逐漸分解和轉移，為胚根和胚芽的生長提供建造新細胞的材料和維持生命活動的能量。吸脹期間所吸收的水量，一般不超過種子重量

8、的23倍。在正常條件下，種子吸水過程可以分為三個階段。階段Ⅰ：迅速吸水過程。由于成熟的種子襯質勢很高，水勢可以超過1000bar，遠低于種子周圍濕潤的基質。因此，在這一吸水過程中不論種子是否處于休眠或有于生命力，由于襯質勢的力量，都可迅速吸水。正由于有生命和無生命種子這一吸水過程并不存在差異，所以認為這一過程的吸水是純物理過程。所以，作物栽培技術強調播前曬種，目的是為了滅菌，播種后吸水迅速、出芽快、整齊。階段Ⅱ：水分吸收的滯后過程。(l

9、agduration)隨著種子含水量增加，襯質勢不再起明顯作用，水分吸收遲滯，此時種子的水勢主要在ψs與ψp之間保持平衡，大多數(shù)種子這一吸水過程的ψw值不超過10~15bar，水分吸收滯后過程在于為胚根生長做準備，故也具代謝性。休眠種子的吸水可繼續(xù)到這一階段，但只有能發(fā)芽的種子才能進入胚根伸長階段。由于這一階段吸收緩慢和酶的激活、物質轉變和運轉等生物學變化，故也可視為緩慢吸水的生物化學過程。階段Ⅲ：胚根伸長階段(Radicleelong

10、ation)胚根伸長后水分吸收繼續(xù)增加，與胚根伸長的細胞變化有關，胚部器官的生長是本階段的基本特征。故這一過程也可稱為新器官生長的生物學過程。吸水過程各個階段的長短，取決于種子的遺傳性(如水合底物的水平、種皮的滲透性、種子大小和O2的吸收等)以及水合作用過程的主要外界條件。水稻栽培技術中，不同時期浸種時間有異，否則不是浸不透，影響出苗，或者浸過，造成死種子，影響季節(jié)。(二)水合作用和酶的活化種子開始吸水階段，各種酶系統(tǒng)就已激活，細胞的生

11、理活性也逐漸嗇，參預代謝的酶可能在種子成熟期就已形成，也可能是在種子發(fā)芽過程中重新合成。原來形成的酶有兩種類型：一是經(jīng)水合作用便迅速活化的酶，活性因種子干燥而被逆轉，如丙糖磷酸異構酶、細胞色素還原酶和腺苷酸循環(huán)酶；另一類是通過激素或其它酶系的作用而獲得活性，這類酶被激活所需的時間多數(shù)只有幾分鐘到幾個小時。新合成的酶也有兩類：一是由原有的mRNA利用原有的氨基酸合成的酶，活性在24h內產(chǎn)生；另一是由mRNA合成的酶，用于合成這類酶的氨基酸