事业单位考试农学知识点汇总

...1.农学定义（广义）的农学仅指农业生产科学，这里的农业生产是指种植业、畜牧业、林业和渔业，它所涉及的学科包括作物学、园艺学、农业资源利用学、植物保护学、畜牧学、兽医学、林学、水产学等。（狭义）的农学是指研究农作物生产的一门科学，它所涉及的学科包括作物学、土壤学、植物营养学和植物保护学等。3.农学的性质与特点性质：①农学是以自然科学和社会经济科学为基础的一门应用科学②农学是服务于种植业的一门综合学科③农学是以可持续发展为目标的一门应用生态学科特点：①系统的复杂性②技术的实用性③生产的连续性④生长的规律性⑤明显的季节性⑥严格的地域性二、作物生产的地位与作用农业是国民经济的基础，这是由于农产品具有特殊的使用价值，是人类生存最基本、最必需的生活资料。作物生产又是农业生产的基础，这是由于作物生产不但直接供给人类所需的生活资料，而且还要供给农业中的畜牧业、渔业等所需的饲料。农学和作物生产的地位和作用主要表现在以下几个方面。1.人类生活资料的重要来源2.工业原料的重要来源农产品为工业生产提供了重要的原材料。目前，我国约40％工业原料、70％的轻工业原料来源于农业生产。3.出口的重要物资我国工业与世界先进水平还有相当大的差距，在世界市场上的竞争力还较弱，而农副产晶及其加工产品在国家总出口额中占有较大的比重。4.农业的基础产业农业是由种植业、畜牧业、林业和渔业组成。畜牧业和渔业的发展极大程度上依赖于种植业即作物生产的发展。5.农业现代化的组成部分实现农业现代化是我国社会主义现代化的重要内容和标志，是体现一个国家社会经济发展水平和综合国力的重要指标。作物生产业是农业的基础，没有现代化的作物生产，就没有现代化的农业和现代化的农村。因此，随着社会的发展和科技的进步，作物生产业也会得到现代科技的武装和改造，从而实现作物生产的现代化、科学化和产业化。农业发展历史：原始农业、传统农业、现代农业第三节作物生产概况及发展趋势一、作物生产概况1.世界作物生产概况作物总产的增加主要得益于单产的提高，而单产的提高主要依赖于现代农业科学技术的进步和农业生产条件的改善，特别是下列6个方面的因素起了决定性的作用。①品种改良②增施肥料与施肥技术③节水技术④设施栽培⑤作物病虫草害的防治⑥高新技术的推广应用2.我国作物生产概况①作物品种的改良②间作、套作多熟制种植技术③作物栽培技术④病虫草鼠防治技术⑤作物生产条件的改善二、作物生产的发展趋势1.作物生产发展的目标生产率目标、可持续性目标、营养安全目标、经济高效目标2.作物生产发展的途径①建设高产农田②改革种植 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 ③普及优良品种④发展先进适用技术第二章作物的起源、分类与分布1.研究作物起源的意义研究作物起源，可使人类了解众多的植物遗传资源并建立基因库，利用有用的基因改造现有的作物并选育新品种。其次，作物的特性与起源地气候生态条件密切相关，具有特定的气候生态适应性。通过了解作物起源地的生态地理条件，达到人为控制作物生长的目的。此外，研究作物的起源还有助于研究人类的农耕文化。“文化”的含义又有“栽培”的含义。2、作物的传播小麦发源于近东，大豆原产于中国，马铃薯原产于南美，玉米、甘薯起源中美洲，水稻起源印度斯坦中心。3、根据作物的生物学特性分类1.按作物感温特性可分为喜温作物，耐寒作物2.按作物对光周期反应特性可分为长日照作物、短日照作物、中日照作物和定日照作物。3.按作物对二氧化碳同化途径可分为C3作物、C4作物和CAM（景天科酸代谢）作物。4、根据作物用途和植物学系统相结合分类（一）粮食作物1.禾谷类作物2.豆类作物3.薯芋类作物（根茎类作物）（二）经济作物(工业原料作物)1.纤维作物2.油料作物3.糖料作物4.嗜好类作物5.其他作物主要有桑、橡胶、香料作物(如薄荷、留兰香等)、编织原料作物(如席草、芦苇)等。（三）饲料及绿肥作物饲料是发展畜牧业生产的物质基础。饲料作物种类很多，包括禾谷类、豆类、块根块茎类、饲用叶菜类和瓜类。我国人多地少，在农业区单纯种饲料的面积并不大。作为绿肥而栽培的作物大多为豆科，许多豆科作物既可肥田又可做饲料，如苕子、黄花苜蓿、紫云英等。（四）药用及调味品作物药用作物主要有三七、天麻、人参、黄连、贝母、枸杞、白术、白芍、甘草、半夏、红花、百合、何首乌、五味子、板蓝根、灵芝等。调料作物有花椒、胡椒、八角、小茴香、辣椒、葱、蒜、生姜等。有些作物可以有几种用途，例如玉米可食用，又可做优质饲料，也是油料作物；大豆可食用，又可榨油；马铃薯可作为粮食，又是蔬菜和食品加工原料；亚麻既是纤维，种子又是油料；红花种子是油料，其花是药材。因此上述分类不是绝对的，同一作物，根据需要可划分为不同的类型。5，作物分布与环境条件的关系。作物通过扩散，在不同地理区域位置上种植后形成了不同的空间配置情况，称为作物的分布。作物的分布与作物的生物学特性、气候条件、土壤条件、社会经济条件、生产技术水平、人们的习惯和社会需求状况等各种因素有关。同一作物不同品种长期生长在不同的环境条件或人工选择条件下，形成不同的生态型，包括气候生态型、水分生态型、土壤生态型等。例如，大豆是短日照作物，由于长期分布生长在地理纬度不同的地区，形成一些对日照反应不同的类型。在长日照的北方形成了短日性弱的品种，而日照短的南方，形成了短日性强的品种。6，我国几种主要优势农产品(农作物)区域布局规划1.专用小麦重点发展优质强筋小麦和弱筋小麦，稳定发展中筋小麦。2.专用玉米以提高玉米的商品质量和专用性能为突破口，大力发展饲用玉米和加工专用玉米，优化玉米品种结构。3.高油大豆以提高单产和含油率为重点。4.棉花以提高棉花强度为中心，重点发展目前市场短缺的陆地长绒棉和中短绒棉生产，大幅度减少“三丝”含量，提高棉花质量。5.“双低”油菜以提高“双低”油菜的含油率和单产水平、降低芥酸和硫苷含量为重点。6.“双高”甘蔗以引进、培育和推广高产、高糖甘蔗良种为重点，大力提高甘蔗单产和含糖率。第三章作物的生长发育与产量、品质作物的温度反应特性：作物生长发育过程中需要一定的温度和光周期诱导，才能从营养生长转为生殖生长的特性。作物温光反应特性对栽培实践的意义：①长日照作物的小麦北种南移，生育期变常长；短日照作物的水稻北种南移，生育期变短。②小麦品种的温光特性与分蘖数、成穗数、穗粒数有很大关系，若要精播高产，应选用适于早播的冬性偏强、分蘖成穗偏高的品种。营养生长和生殖生长之间的关系两者之间既相互依赖又相互制约。绝大部分作物都是先进行营养器官的生长，后进行生殖器官的生长。生殖器官的生长需要消耗营养，营养器官生长越健壮，生殖器官的分化与生长也就愈好。种子休眠：有些作物的种子在适宜的环境条件下仍不能正常萌发，这一现象称为种子的休眠。种子休眠的原因有：①种皮厚，透气差。②胚未发育完全。③后熟作用未完成。④抑制物质的存在。③为适期播种，促进种子提早萌发，应采取相应措施解除休眠。对于种皮厚、透性差的种子，可采取机械摩擦、加温或强酸等处理的方法。因胚发育不完全和后熟作用引起休眠的种子，常采用层积法、变温处理和激素处理等方法解除其休眠。层积法是将处理的种子与湿沙分层堆积，温度保持在o～5℃，堆放1～3个月，主要用于林、果种子。农作物常采用晒种或化学药荆处理等方法，促进种子后熟完成。对于因抑制物质的存在而引起休眠的种子，可采用水浸泡、冲洗、低温等方法解除其休眠。当作物因过早发芽而造成损失时，可采取措施适当延长休眠期。如马铃薯、洋葱在储藏期，常用2％～5％萘乙酸甲酯抑制发芽。2．种子萌发的环境条件(1)温度(2)水分(3)氧气3．种子萌发的过程(1)吸水膨胀(2)萌动(3)发芽(二)作物根，茎，叶的功能根的主要功能是吸收、输导、支持、合成和储藏。根从土壤中吸收水、二氧化碳和无机盐类，通过维管组织输送到茎和叶；而叶制造的有机物经过茎输送到根。根系固着在土壤中，使茎叶得以伸展，并能经受风雨和其他机械力量的袭击，大多数作物根群主要分布在耕层o～30cIIl范围内。茎的主要功能是支持和运输，其次也有储藏和繁殖的功能。叶的主要功能是光合作用、蒸腾作用及一定的吸收作用，少数作物的叶还具有繁殖功能。花的组成与基本结构双子叶植物的花多为典型花，由花柄、花托、花被、雄蕊群和雌蕊群5部分组成生物产量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)的干物质重量称为生物产量。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，也就是生产上所说的产量。经济系数在一定的生物产量中，获得经济产量的多少，要看生物产量转化为经济产量的效率，这种转化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。产量构成因素作物产量是指单位土地面积上的作物群体的产量。作物产量可以分解为几个构成因素，并依作物种类而异(表33)。田问测产时，只要测得各构成因素的平均值，便可计算出理论产量。产量构成因素间的相互关系1．相互制约2．相互补偿源、库、流理论源是指光合产物供给源或代谢源，是制造和提供养料的器官，主要指作物茎叶为主体的全部营养器官。库是光合产物储存库和代谢库，是指储藏，利用或消耗有机物的器官如子粒，花果幼叶根系等。流则指光合产物的转运和分配，它与作物体内输导系统的发育状况及其转运速率有关。源、流、库之间的关系研究表明，库、源的大小及其活性对流的方向、速率、数量都有明显影响，起着“拉力”和“推力”的作用。凌启鸿等(1982)研究，采用剪叶、疏茎、整穗处理所造成的不同粒叶比，对稻株光合产物分配状况有明显影响。相对于叶片的库容量越大，即粒叶比越高，叶片光合产物输向穗部的越多，而滞留在叶片和茎鞘中的较少；当粒叶比减小时，光合产物分配到穗部相对减少，滞留在茎鞘中的增多。另据wardlaw(1965)试验，摘除小麦穗子的2／3子粒时，标记的同化产物在剑叶的运输速度和运输量都不变，但当同化产物到达茎以后，在茎中向上运输到穗的速度至少比完整穗存在时减慢l／3，同时发现标记的同化产物在根中积累增加。可见库的多少对流量、流速及流向都有明显的作用。新生的幼嫩器官和代谢旺盛的器官，一般来说竞争力较强，分配同化物较多。库离源的距离越近，同化物也分配得越多。棉花、大豆等腋生花序作物，主要是靠各侧叶供应其相应叶腋间花序所需的同化物。但如果对向棉桃供应的那片叶遮光，该棉桃就会从另一片受光的幼叶中夺取养分，从而导致该幼叶叶腋里的幼铃脱落。可见，库的吸力大小或库的优劣，是决定同化物分配的关键。根据这些规律，在栽培上即可设法调节和改善同化物分配方向和数量。例如，水稻、小麦等作物分蘖的促控，拔节孕穗肥的施用；棉花整枝、打权、摘心；矮壮素等生长调节剂在多种作物上的应用等，都能影响作物生长中心和代谢方式的转移，控制茎、叶徒长，促进同化产物向收获储藏器官的分配，从而提高作物产量和品质。综上所述，源、库、流在植物代谢活动和产量形成中是不可分割的统一整体，三者的发展水平及其平衡状况决定着作物产量的高低，源小库大、源大库小或源库皆小均难以获得高产。在生产上力争“源大、库足、流畅”，获得高产。四、提高作物产量的途径(一)作物产量现状和潜力提高作物对太阳能的利用率是农业生产上各种增产措施的主要目的。国内外学者从不同角度，根据光能利用的基本理论，均提出作物增产的潜力还是很大的，理论光能利用率的最大值为5％左右。据FAO资料，1988—1990年世界谷物单产平均为2638kg／h群，光能利用率为o．3％左右。目前我国的光能利用率o．5％左右。高亮之(1984)按水稻生育期光合辐射，计算我国各主要地区单季水稻的潜在生产力、现实生产力及其光能利用率，指出把光能利用率由1．5％～2％提高到2．7％～3．8％，理论产量均在15oOokg／hm2以上。而我国目前耕地的全年太阳能平均利用率为有效辐射能的o．4％～o．5％，远低于潜在光能利用率。全国各地区之间亦有较大的差异。这不仅与不同地区农业技术水平有关，而且也受各地气候条件、太阳辐射的总能量不同的影响。光能利用率不高的原因主要有：①漏光损失，作物从播种到出苗期间全部太阳辐射不能都被利用，苗期也由于很大一部分光照射在地面上而浪费，成熟期及以后，一部分光也要被浪费掉；②反射和透射损失，植物体包括叶片要将一部分光反射掉，透射损失较少；③光饱和现象，光照度超过光饱和点的那部分光，植物不能利用；④环境条件不适宜，如干旱、缺肥、温度过高或过低、涝害、二氧化碳浓度过低等，都降低光能利用率。(二)提高光能利用率的途径1．选育高光合效率的品种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，涉及形态、解剖结构、生理生化代谢以及酶系统等各个层次。研究表明，提高作物生产力，应从能提高群体光合生产力的性状来考虑，特别是根据植株形态特征、空间排列及各性状组合与产景形成的关系进行遗传改良，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。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。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／hmz左右。目前在生理水平上提高光合效率的遗传改良重点正在向以下方向努力：改变光合色素的组成与数量，改造叶片的吸光特性，提高光饱和点，缓解光抑光合；改变二氧化碳固定酶，提高酶活性及对二氧化碳的亲和力。从研究现状看，在解剖结构和形态学水平上，育种者主要对叶色、叶形、叶片厚度、叶片伸展角度等形态特征相当重视。2·提高作物群体的光能截获量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指数，低于最适宜值，即光能未充分利用；高于最适宜值，群体过大，郁闭加重，导致减产。一般要求前期叶面积增长速度要快而稳，最大叶面积指数要适宜，高峰期限持续的时间较长，叶面积衰退缓慢。如高产优质棉花群体中叶面积指数的消长动态大致是：现蕾期为o．2，初花期为2左右，盛花期达高峰3．5左右，不宜超过4，并持续一个月左右的时间，吐絮期2．5左右。3·降低呼吸消耗通过抑制光呼吸来提高净光合生产率，如3％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、a一羟基一2吡啶甲磺酸等化学药剂有抑制光呼吸的作用，但采用这些药剂喷洒，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。4·改善栽培环境和栽培技术作物的环境有两种，一是自然环境，包括气候、地形、土壤、生物、水文等因子，难以大规模加以控制；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。(1)复种与问作、套种通过改一熟制为多熟制或采用再生稻等种植方式，采用问作套种的复合群体，既可以相对延长光合时间，有效地利用全年的太阳能，又能使得单位时间和单位面积上增加对太阳能的吸收量，减少反射、透射和漏射的损失。(2)合理密植使生长前期叶面积迅速扩大，生长中后期达到最适叶面积指数，且持续时间长，后期叶面积指数缓慢下降，增大叶面积，保持较高的光合速率，可提高大田光合产物总量。(3)培育优良株型的群体通过合理栽培，特别是延缓型或抑制型植物生长调节剂的使用，能在某种程度上改善作物株型和叶型，形成田间作物群体的最佳多层立体配置，造成群体上层和下层都有较好的光照条件。如棉花在旺盛生长期使用缩节胺对于调控株型、协调营养生长与生殖生长的矛盾十分有效。(4)改善水肥条件改善农田水肥条件，培育健壮的作物群体，可增强植株的光合能力。(5)增加田问C02浓度在大田生产中要注意合理密植及适宜的行向和行距，改善通风透光条件，促使空气中c02不断补充到群体内部，有利于增强光合作用。另外，在土壤中适当增施有机肥，有机肥分解时可放出co。。在温室和塑料大棚中施用c02(如干冰)可提高产量。(6)使用植物生长调节剂矮壮素、缩节胺、多效唑等植物生长延缓剂不仅可有效防止植株徒长，在培育壮苗、提高植株光合能力等方面也具有很好的作用。萘乙酸等植物生长促进剂，在水稻、小麦等作物的开花末期或灌浆初期喷施，可显著调节光合产物的分配方向，达到增加粒数、千粒重和产量的作用。第三节作物品质及其形成一、作物品质及其 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 指标长期以来，由于我国人均耕地较少，为了解决温饱问题，人们重视产品数量，对质量重视不够。随着我国市场经济的发展、人们生活水平的提高和加入WTO后国际市场的冲击，人们逐渐认识到农产品质量的重要性，农产品质量已成为影响我国种植业持续发展的重要因素。(一)作物品质的概念作物品质是指收获目标产品达到某种用途要求的适合度。作物种类和用途不同，人们对它们的品质要求也各异。一般而言，根据人类栽培作物的目的，可大致将作物分为两大类：一类是为人类及动物提供食物的作物，如各种粮食作物和饲料作物等；另一类是为轻工业提供原料的作物，即各种经济作物。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。同一作物也会因产品用途不同，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，大豆子粒用于榨油时，要求脂肪含量高；用于制作豆腐时要求蛋白质含量高。再如，油菜子油作为工业用油时，要求芥酸含量高；但作为食用油时，要求芥酸含量必须低。随着市场经济的发展，有时人们根据各自的经济利益，也会制定不同的质量标准。例如，同样是小麦子粒，种植者追求的是子粒饱满，整齐度好，容重大等外观品质；面粉厂家则要求的是子粒出粉率高、易磨等物理品质；而消费者则希望口感好等食用品质和营养丰富等营养品质。再如，同样是大豆子粒，农户追求的是子粒光亮、饱满、淡脐等外观品质；豆腐作坊要求的是出豆腐率高，榨油厂要求的是出油率高等加工品质。实际上。作物品质的优劣是相对的，它随着人类的需要、科学技术的进步和社会的发展等而发生变化。例如，小麦的品质与加工产品有关，在不考虑加工产品时，其品质主要根据子粒的容重划分，但要加工制作面包时，要求用强筋小麦(角质率不低于70％)；制作蛋糕和酥性饼干等食品时则要求用弱筋小麦(粉质率不低于70％)。随着人们生活水平的提高，作物产品的保健作用将会引起重视。因此作物品质的评价标准也是相对的，不可能用统一的标准去衡量种类繁多、用途各异的各种作物。(二)作物品质的评价指标尽管对作物品质的评价不可能有统一的标准，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，用于评价各种作物品质的指标归结起来主要有两类：形态指标和理化指标。1．形态指标形态指标是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，如大豆子粒的大小、棉花种子纤维的长度、烤烟的色泽等。2．理化指标理化指标是指根据作物产品的生理生化 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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，小麦子粒的蛋白质含量、大豆子粒的蛋白质和油分含量、玉米子粒的赖氨酸含量、甘蔗和甜菜的含糖量、油菜子的芥酸含量、特用作物的特定物质含量等。在评价作物品质时，一般需要对形态指标和理化指标加以综合评价，才能确定其优劣。作物的形态指标与理化指标不是彼此独立的，某些理化指标常与形态指标密切相关。例如，优质啤酒大麦的特点为：发芽率和发芽势高，机械损伤的破粒少，谷壳密度小，蛋白质含量低，淀粉含量高。对大多数粮食作物及饲料作物来说，除了其产品需要有良好的外观形态品质以外，判断其品质优劣的主要指标是理化性状，具体体现在食用品质和营养品质两个方面。而对大多数经济作物而言，评价品质优劣的标准通常为工艺品质和加工品质。(三)作物品质的主要类型1．食用品质作物的食用品质是指蒸煮、口感和食昧等的特性。例如，稻谷加工后的精米，大约90％的内含物是淀粉，因此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，小麦子粒中含有的面筋是谷蛋白和醇溶蛋白吸水膨胀后形成的凝胶体，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。为此，小麦的食用品质很大程度上取决于面筋的特性，如谷蛋白和醇溶蛋白的含量及其比例等。2．营养品质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、维生素和矿物质等的含量越高，则产品的营养品质就越好。例如，高赖氨酸玉米植株外观上与普通玉米没有什么不同，主要特点是营养价值高，生物效价比普通玉米高。胚乳赖氨酸含量一般在o．4％以上，是普通玉米的2倍多。胚乳中蛋白质总含量与普通玉米相同，但优质蛋白质(非醇溶性蛋白)的含量是普通玉米的1．5倍左右。再如，小麦子粒的蛋白质含量是小麦营养品质中最重要的指标，一等优质强筋小麦子粒的蛋白质含量必须高于15％(干基)。3．工艺品质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。工艺品质不同可以加工成不同质量的产品，为了保证产品质量的稳定性，必须根据工艺品质对原材料进行分级。不同等级的原材料用于生产不同的产品，做到物尽其用。例如，棉花纤维长度与成纱指标有密切的关系，在其他品质指标相同时，纤维越长，其纺纱指数越高，强度越大。优质棉要求纤维长度在29～31rnrn。棉花纤维成熟度差时，纱布棉结多，染色性能较差，纺织价值较小。4．加工品质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、向日葵和花生的出仁率、稻谷的出糙率和小麦的出粉率等，均属于加工品质性状。作物的加工品质会直接影响企业的效益，例如，大豆子粒的脂肪含量不同，加工后单位重量的产油量也不同，尽管产出的油质量没有大的差异，但生产同样量的产品，加工费用会明显增加，使效益降低。又如，甜菜的含糖量低于规定要求，生产成本会大幅上升，甚至因企业无利可图而拒绝收购。二、作物品质的形成(一)糖类的形成与积累作物产量器官中储藏的糖类主要是蔗糖和淀粉。蔗糖以液体的形态、淀粉以固体(淀粉粒)的形态积累于薄壁细胞内。作物产量器官中累积的糖类，有的以蔗糖为主，例如甘蔗和甜菜中主要是蔗糖，其含量分别可达12％和20％左右；有的以淀粉为主，例如禾谷类作物种子中淀粉含量高达70％左右，薯芋类作物也可达20％左右。蔗糖的积累过程比较简单，即通过叶片等器官形成的光合产物，以蔗糖的形态经维管束输送到储藏组织后，先在细胞壁部位被分解成葡萄糖和果糖，然后进入细胞质合成蔗糖，最后转移到液泡中被储存起来。淀粉的积累过程与蔗糖有相似之处，光合产物以蔗糖的形式经维管束输送，并分解成葡萄糖和果糖后，进入细胞质，在细胞质内果糖转变成葡萄糖，然后葡萄糖以累加的方式合成直链淀粉或支链淀粉，形成淀粉粒。通常禾谷类作物在开花几天后，就开始积累淀粉。另外，由非产量器官内暂时储存的一部分蔗糖(如麦类作物的茎、叶鞘)或淀粉(如水稻的叶鞘)，也能以蔗糖的形态(淀粉需预先降解)通过维管束输送到产量器官后被储存起来。油菜、花生、大豆等油料作物尽管成熟种子内积累大量的脂肪，但在种子形成初期却以积累糖类为主，到种子形成后期糖类才转化为脂肪。(二)蛋白质的形成与积累豆类作物种子内含有特别丰富的蛋白质，如大豆种子的蛋白质含量一般可达40％左右。蛋白质是由氨基酸合成而来。在子粒形成过程中，氨基酸等可溶性含氮化含物从植株的各个部位转移到子粒中，然后在子粒中转变为蛋白质，以不溶性蛋白质体的形态储藏于细胞内。在豆类子粒成熟过程中，荚壳常常能起暂时储藏的作用。即从植株其他部位运输而来的含氮化合物及其他物质先储存在荚壳内，到子粒形成后期才转移到子粒中去。所以，在豆荚发育早期，荚壳内的蛋白质含量增加；到发育后期，荚壳内的蛋白质则开始降解、转移，含量也就随着下降。大豆在开花后10～30d内种子中氨基酸增加最快，此后氨基酸含量迅速下降，说明后期氨基酸向蛋白质转化的过程加快。蛋白质的合成和积累，通常在整个种子形成过程中都可以进行，但后期蛋白质的增长量可占成熟种子蛋白质含量的一半以上。谷类作物种子中的储藏性蛋白质，在开花后不久便开始积累。在成熟过程中，每粒种子所含的蛋白质总量持续增加，但蛋白质的相对含量则由于子粒不断积累淀粉而逐渐下降。(三)脂类的形成与积累作物种子中储藏的脂类(脂肪或油分)主要为甘油三酯，它是由甘油与各种脂肪酸在脂肪酶作用下形成的产物，它们以小油滴的状态存在于细胞内。油料作物种子富含脂肪，例如向日葵可达56％左右，花生为50％左右，油菜为40％左右，大豆为20％左右。在种子发育初期，光合产物和植株体内储藏的同化物是以蔗糖的形态被输送至种子后，以糖类的形态积累起来，以后随着种子的成熟，糖类转化为脂肪，脂肪含量逐渐增加。油料作物种子在形成脂肪的过程中，先形成的是饱和脂肪酸，然后转变成不饱和脂肪酸，所以脂肪的碘价(每100g植物油可吸收的碘的克数)随种子成熟而增大。同时，在种子成熟时，先形成脂肪酸，以后才逐渐形成甘油三酯，因而酸值(中和1g植物油中的游离脂肪酸所需的KOH的毫克数)随种子的成熟而下降。所以，种子只有达到充分成熟时，才能完成这些转化过程。如果油料作物的种子未完全成熟时收获，会因为脂肪的合成、转化过程尚未完成，造成种子的含油量低且油质较差。在玉米子粒发育的全过程中，普通玉米子粒含油量随着子粒的发育只有缓慢增长。而高油玉米在授粉后14～28d，尤其14～21d之间含油量迅速增长，在这个阶段以前和以后增长较缓慢，在子粒成熟的最后几天里甚至还有所减少。从脂肪酸组成的变化过程来看，授粉后7～14d脂肪酸的组成变化最大，油酸占的比例迅速增加，而软脂酸和亚麻酸所占的比例迅速下降，此后的比例分布变化不大。(四)纤维素的形成与积累纤维素是植物体内广泛分布的一种多糖，但一般作为植株的结构成分存在。纤维素的积累过程与淀粉的积累过程基本相似。但纤维素不属于储藏物质，一般也不能为人类作为食物利用，而是重要的轻工业原料。作为纤维作物被人类利用的主要是棉花和麻类，棉花利用的是种子表皮纤维，麻类作物利用的是韧皮部纤维。棉花种子的初纤维比例为20％左右，棉纤维中纤维素的含量可达93％～95％；在麻类作物中，苎麻的纤维素和半纤维素含量可占到原麻的85％，黄麻也可达70％以上。棉纤维的发育要经过纤维细胞伸长、胞壁淀积加厚和纤维脱水形成转曲3个阶段。胞壁淀积加厚阶段是纤维素积累的关键阶段，历时25～35d。在开花5～10d后，于初生胞壁内一层层向内淀积纤维素，使细胞壁逐渐加厚。纤维素在气温较高时淀积较致密，气温较低时则淀积疏松多孔。由于昼夜温差的关系，纤维素淀积在纤维断面上表现出明显的层次结构。麻类作物属于不同的科、属，其纤维形成过程也有所不同。由于麻类作物主要利用茎韧皮部纤维，因此从出苗到现蕾开花期(植株快速伸长期)是纤维形成的重要时期，此后则对纤维的厚度等工艺品质有一定的影响。然而，除留种用植株外，麻类作物在果实发育盛期开始前就应收获，这样可以避免积累于茎秆内的营养物质向果实转移，影响纤维的品质。生产上常采用一些抑制生殖生长的措施来保证麻类纤维的品质。(五)一些特殊物质的形成与积累1.烟碱烟碱是衡量烟草质量的重要指标。烟草中植物碱含量较多，烟株中已鉴定出的植物碱有45种，其中主要的有烟碱(又称为尼古丁)、去甲基烟碱、新烟碱等。在烤烟中，烟碱占总植物碱的90％以上。烟碱在烤烟中的含量为1．5％～3．5％，雪茄烟中为3％～6％。烟草种子中不含烟碱，随着种子萌发，幼苗中烟碱越来越多。随着烟株生长，烟碱含量不断增加，打顶之后，烟叶成熟期叶片中烟碱含量达到高峰。就不同器官而言，叶片含烟碱最多，根次之，茎最少；就叶位而言，上部叶含烟碱量高于中部和下部叶；烟碱在同一张叶片上分布也不均衡，自基部向叶尖渐次增加，自中脉向边缘渐次增加；在整个叶片中，叶肉积累烟碱最多，细脉次之，中脉最少。2.硫苷菜子饼粕中的硫苷对菜子饼粕的利用影响较大。不同类型油菜种子的脱脂饼粕中，硫苷含量差异较大，白菜型油菜硫苷含量最高，甘蓝型最低，芥菜型居中。油菜角果开始形成时，果壳中已含有较多的硫苷，以后逐渐增加。油菜种子中的硫苷含量，初期增长缓慢，至果龄20～30d时迅速增长，以后又趋缓慢。果壳和种子中硫苷含量的消长，在高硫苷和低硫苷品种之间存在极显著差异。5d果龄时高硫苷品种种子与果壳中硫苷含量之比为0.14；l，低硫苷品种为0.13：1，成熟时高硫苷品种为1.12：l，低硫苷品种则为0.61：1。3.单宁许多作物的子粒在其外层和胚乳中累积有多酚物质，其中有一种特殊的多酚物质——单宁。单宁是与蛋白质互作并使之沉淀的多酚物质。在植物中有两种单宁，即可水解的单宁和凝聚的单宁。所谓的抗鸟害高粱，就含有相当数量的凝聚性单宁。这种高粱的凝聚性单宁含量与皮层中的褐色素含量有关，皮色越深，含单宁越多。在油菜种子的种皮中也含有单宁，菜子饼粕中的平均含量为3.65％。这种单宁溶于水，并易与铁离子作用产生沉淀，使菜子饼粕变黑，具有苦涩味。4.维生素禾谷类作物的维生素是在营养器官，特别是在叶片中合成，当这些器官衰老时转运至子粒。维生素E在禾谷类作物子粒中约含1mg／100g，仅有些豆类作物和绿叶植物超过此含量。在由禾谷类作物子粒的胚提取的油中维生素E含量特别高，如小麦胚油中含0.26％～0.27％，玉米胚油中含0.23％。三、影响作物品质的因素与产量性状一样，作物的品质既受遗传因素的制约，也受环境条件和栽培技术等因素的影响。(一)遗传因素1．常规育种与作物品质的改良业已证明，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。因此，可以采用育种方法来有效地改良作物品质。但值得注意的是，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，有时见效甚微。例如，小麦的蛋白质含量在F1代有各种类型的遗传表现，但多数情况下为中间型，一般倾向于低值亲本。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，但无疑会加大品质改良的难度。既高产又优质的农作物新品种是作物品质改良的重点发展方向。另外，作物品质内部成分问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。由于油分含量和蛋白质含量均是大豆品质的重要指标，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，水稻子粒的蛋白质含量与食用口感之间常呈负相关，蛋白质含量越高，往往口感越差，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。2．利用生物技术改良作物品质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作物中，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。人类和多数动物都不具有合成某些氨基酸如赖氨酸等的能力，因此必须从食物中获取这些必需氨基酸。谷物和豆类是人类食物的主要来源，但种子所储存的蛋白质中所含的氨基酸种类有限，特别是赖氨酸等必需氨基酸含量偏低，严重影响作物产品的品质。科学家们正在如下方面开展品质改良工作：①将某作物的特定基因转到另一作物中，以提高相应作物中特定物质的含量。例如通过分析发现，玉米的B菜豆蛋白富含蛋氨酸，将此蛋白基因转入豆科植物中，就可以大大提高豆科植物种子储存蛋白的蛋氨酸含量，而蛋氨酸正是豆科植物种子储存蛋白所缺少的成分。②对种子储存蛋白的编码基因进行改造，使其氨基酸组成发生改变。③用基因工程的方法提高种子中某种氨基酸的合成能力，从而提高相应的氨基酸在储存蛋白中的含量。例如，可以对赖氨酸代谢途径中的各种酶进行修饰或加工，从而使细胞积累更大量的赖氨酸。油脂是人类希望从植物中获得的另一大类物质。油菜是世界较大的油料作物之一，也是最早成功进行了基因转化的植物之一，其转化技术相对来说较为成熟。迄今为止，在世界范围种植的良种油菜有许多是转基因品种，如用于生产人造黄油、可可奶油的含40％硬脂酸的品种；用于生产去污剂的含60％月桂酸的品种等。3．品质优异的作物种质资源的利用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，高油玉米的其他生物学特性与普通玉米差别很小。籼稻的直链淀粉含量通常明显高于粳稻，但当高直链淀粉含量品种与低含量品种杂交时，F1代的直链淀粉含量表现为中等含量，且不能固定遗传下去，因此在水稻淀粉性质改良时一定需要一个直链淀粉含量中等的品种做亲本。大量的测定结果证明，糯稻的直链淀粉含量通常在0～2％间，粳稻含量在20％以下，籼稻的含量大多在25％以上。随着人们对稻米品质需求的提高，香味也就逐渐受到育种家的重视。在稻种资源中有不少香味品种，如我国地方品种的“香粳晚”(太湖流域地区)、“香米”(陕西域固)、“香紫糯”(云南)和“有芒香糯”(广西)等。利用这些种质资源，育种家们已育成了大量香型品种供市场需要。大豆蛋白中的胰蛋白酶抑制剂会妨碍人体和动物对大豆蛋白的消化利用，甚至会引起胰脏肥大和含硫氨基酸短缺，在国外大豆资源中已发现了不含蛋白酶抑制剂的种质(P1157440、L83—4387和L81—4590)。在大豆成熟种子中，脂氧酶占蛋白质含量的1％～2％，脂氧酶的存在会使大豆蛋白制品产生豆腥味，降低豆制品的可食性和营养价值，因此需要尽可能地将其降低或除去。消除脂氧酶活性，去除豆腥味的主要手段是加热处理。但培育无脂氧酶的大豆则是消除豆腥味的根本方法。美国、日本和我国的大豆专家已从大豆资源中筛选鉴定出了脂氧酶缺失材料，并利用这些材料育成了高产优质新品种。(二)环境因素实践证明，很多品质性状都受环境条件的影响，这是利用栽培技术改善作物品质的理论基础。1．光照由于光合作用是形成作物产量和品质的基础，因此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，光照不足引起的子粒不饱满，子粒容重低。日照长度也会对作物品质造成影响。韩天富等(1997)的研究证明，长日照下大豆蛋白质含量下降，脂肪含量上升。在脂肪中，棕榈酸和油酸所占比例下降，亚油酸和亚麻酸所占比例有所升高。春小麦蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和降落值与抽穗至成熟期间的平均日照时数均呈正相关(曹广才等，2004)。甘蔗的含糖量也与日照时数有关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，会降低子粒灌浆速度；超过35℃的高温，又会造成高温逼熟，影响品质。曹广才等(2004)的研究表明，春小麦子粒蛋白质含量与抽穗至成熟期的平均气温呈极显著正相关，与平均昼夜温差呈负相关。湿面筋含量与同期平均日均温呈正相关，日平均气温在30℃以下，随着温度升高，面团强度增强，面包烘烤品质得到改良。气候冷凉和温差较大的地区有利于大豆油分的积累；亚麻和油菜子的含油量则在较低温度(10℃)时最高(分别为46．6％和51．8％)，并随着温度的升高而降低；向日葵和蓖麻对温度呈曲线反应，在21℃含油量最高(40．4％和51.2％)，而在较高和较低温度下的含油量较低。棉纤维的发育需要较高的温度，日平均温度低于15℃，纤维就不能伸长，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。烟草是喜温作物，特别是烟叶成熟时要求的温度较高，以昼夜平均温度24～25℃，并能持续30d左右最佳。若温度低于20℃，则叶薄，尼古丁含量低，味淡不成熟，不宜做卷烟的原料；温度过高，再加干旱，蛋白质和尼古丁含量过高，品质也不良。据国际烟草品质标准，以施木克值(总糖／蛋白质)为2～2．5，糖／碱10～15，总氮／烟碱1左右为最好。温度对甘蔗糖分的积累会产生较大影响。据研究，在9～10月份温度日较差为3．1～6．2℃时，含糖量为10．oo％～11．76％；温度日较差为6．56～7．53℃时，含糖量为10_84％～13．66％；温度日较差为11．6℃时，含糖量为14．22％。3．水分作物品质的形成期大多处于作物生长发育旺盛期，因此需水量多，耗水量大。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，从而影响地上部分的物质积累和代谢，降低品质。研究认为，小麦子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，以至降低面包的烘烤品质。黄淮海地区的玉米，常因降水过于集中，造成根系发育不良，导致子粒不饱满。在土壤湿度过大(饱和湿度的90％)的土中，烟叶的产量大受抑制，尼古丁和柠檬酸含量也降低，土壤水分不足(饱和湿度的30％)将降低烟叶产量，但叶中尼古丁含量则大大增加。干旱对大豆子粒品质的影响包括外观品质和内在品质的影响，大豆鼓粒期受旱，子粒重量降低，体积缩小，种皮增厚，硬实比率增加；同时会使子粒蛋白质含量增加，油分含量下降。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。大气中二氧化碳浓度的升高虽然能提高作物的光合作用速率，增加作物产量，但使作物体内碳水化合物向氨基酸和蛋白质转换的速率下降，使作物体内氨基酸和蛋白质的含量下降(郭建平等，2001)。CO2浓度增加使小麦子粒的蛋白质、赖氨酸、脂肪含量增高，淀粉含量下降，品质得到提高；玉米则相反，其蛋白质、赖氨酸、脂肪含量随C02浓度升高而减少，淀粉含量略有增高，品质有所下降(王春乙等，2000)。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品质的产品。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。在壤土、沙土上种植的花生总糖和蔗糖含量明显地比黏土上种植的花生高些；种植在沙土上的花生油酸／亚油酸比率(O／L)最高，黏土上的次之，壤土上的最低。施用农家肥和氮磷钾三元复合肥有利于提高花生的总糖、蔗糖含量；不论施用何种肥料，对花生脂肪酸成分和o／I，无大影响(张威等，2003)。赵淑章等(2004)对河南省8种不同类型土壤与强筋小麦品质和产量的关系进行了研究，结果表明，在同一自然气候条件下，小麦子粒产量和品质与土壤类型本身属性关系不大，土壤基础肥力和全氮含量对小麦子粒产量影响较大，速效氮和全氮含量与小麦品质呈显著的正相关。土壤的盐碱含量不但会影响作物产量，而且还会影响作物的品质。常汝镇等(1994)对盐胁迫下大豆子粒品质的变化进行了研究，结果表明，盐胁迫会影响子粒蛋白质含量，对大豆子粒的脂肪含量影响不大，但对脂肪酸的组成有一定影响，盐胁迫使亚油酸和亚麻酸含量增加，油酸含量减少。(三)栽培技术合理的栽培技术能起到提高产量和改善品质的作用，但过于偏重高产的和不合理的栽培技术也会导致作物品质的下降。1．种植密度和播种期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。当前，生产上常常出现因种植密度过大、群体过于繁茂，引起后期倒伏，导致品质严重下降的现象。但是，对于收获韧皮部纤维的麻类作物而言，在不造成倒伏的前提下，适当密植可以抑制分枝生长、促进主茎伸长，从而起到改善品质的效果。种植密度对烟叶品质的影响也很显著。由于烟草植株中部叶片多为优质烟叶，叶片大，单位叶面积重量大，组织细致，厚薄适中，干物质含量高，糖分高，有弹性，烟碱含量适宜，香味好。因此，种植过密，则品质降低；过稀，虽叶大而重，但含蛋白质和烟碱较多，品质也不良。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。例如，有研究表明，播种越早，大豆子粒的蛋白质含量越高，油分含量越低，碘价也越低。播种期不仅影响大豆油分的含量，而且影响脂肪酸的组成。与夏播相比，春播棕榈酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸含量较低，油酸含量却与之相反，春播高于夏播。又如，红麻推迟播种，主要表现是红麻茎秆中髓的比重随播种期的推迟而明显增加，细浆得率明显降低。再如，随着小麦播期的推迟，子粒蛋白质含量逐渐增加，面筋拉力逐渐增大，但不是越晚越好。2．施肥一般认为施用较多有机肥时，作物品质较好，过量施用化肥使作物使品质变差，而且会因化肥中有毒物质的残留影响人们的健康。有机肥及配施无机肥：从肥料种类来看，适量施用有机肥或化肥都能在不同程度上影响作物品质。高产优质的地块应强调有机肥与化肥配合施用。实践证明，大豆单施有机肥可使子粒的含油量下降，而在施有机肥基础上再施磷肥、磷氮肥、磷钾肥，均可提高大豆子粒的含油量。在所有的肥料中，一般氮肥对改善品质的作用最大。特别是在地力较差的中低产田，适当增施氮肥和增加追肥比例通常能提高禾谷类作物子粒的蛋白质含量，起到改善品质的作用。譬如，小麦子粒蛋白质含量和赖氨酸含量均随施氮量增加而提高。肥料施用过少，作物生长发育不良，干物质积累少，产量低，品质也差。同样，肥料施用过量，尤其是化肥施用过多，容易引起物质转运不畅和倒伏等问题，反而导致品质下降，甚至会因有毒物质残留超标而影响消费者健康。氮肥、磷肥施用量：孙慧敏等(2006)研究表明，适量施磷能显著提高小麦子粒蛋白质含量，延长面团形成时间和稳定时间，改善加工品质。但在施磷过量时，小麦子粒加工品质会下降。赵会杰等(2004)的研究也证实，随着施氮量的增加，小麦子粒蛋白质、赖氨酸含量提高；随着磷和钾的用量增加，也可使蛋白质、赖氨酸含量提高。适当增加氮、磷、钾的用量均可明显改善小麦的加工品质，使其容重、沉降值、湿面筋、吸水量、形成时间、稳定时间提高，弱化度降低。但当磷、钾用量过大时，加工品质不能得到进一步改善，甚至有所下降。樊虎玲等(2005)的研究也证明，施氮能提高小麦营养品质，增强面团强度和筋力，提高子粒氨基酸含量；氮磷钾配施和氮磷配施对小麦营养品质改良作用明显，均有利于提高面团的耐揉性、强度和筋力，降低面团的延展性。随着氮肥用量的提高，水稻直链淀粉含量和蛋白质含量增高，但氮肥施用过多会使蛋白质含量下降，氮肥用量与垩白米率和垩白度分别呈显著正相关和极显著正相关(柳金来等，2005)。施肥时期：追肥时期对不同筋型小麦子粒蛋白质含量的影响较大，对其他品质性状的影响较小。随着追氮时期后移，不同筋型冬小麦品种蛋白质含量总体呈上升趋势。张军等(2005)的研究表明，氮肥施用时期对子粒蛋白质含量、蛋白质产量、蛋白质组分、磨粉品质、面粉及面团品质和淀粉糊化特性均有显著的调节作用，抽穗期和开花期追施氮肥处理的小麦子粒接近或达到强筋小麦品质标准，开花期追施氮肥处理的品质最优，但高产和优质较难协调。肥料形态：不同的肥料形态也会对作物品质产生影响。例如，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。氮肥形态对春小麦淀粉及其组分积累的调节效应因品种而异，且对支链淀粉的调节效应高于直链淀粉(尹静等，2006)。微量元素：微量元素也会对作物的品质产生影响。作物对微量元素的反应，取决于土壤中的丰缺程度、各种元素的互作和氮、磷、钾大量元素的供应状况。试验表明，在稻田中施锌、硼、钼、锰和铜对稻谷产量和稻米品质有明显效果。施钼或硼能促使大豆子粒的蛋白质含量提高，降低了大豆子粒中钙和脂肪的含量，使大豆子粒总氨基酸含量和必需氨基酸含量较对照明显增加。研究还证明，氮、锌配合施用可提高大豆子粒的含油量。在增施氮肥的同时，适当配合施用磷、钾肥和其他微量元素，也是进一步提高棉花产量和改善纤维品质的关键措施之一。龚玉琴等(2004)探讨了水稻在常规施用氮、磷肥基础上，配施硅、硫、锌、锰肥对其品质和产量的影响，结果表明，配施硅、硫、锌、锰肥对大米碾磨品质、外观品质有一定的改善，并有一定的增产效果。3．灌溉根据作物需水规律，适当地进行补充性灌溉，通常能改善植株代谢，促进光合产物的积累，因而能改善作物的品质。对于大多数旱田作物来说，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。例如，有研究表明，大豆花期灌水能提高子粒含油量0.39％～o．53％；结荚期灌水能提高0.03％～1.6％，鼓粒期灌水能提高0.01％～0.45％。一般认为，水浇地小麦常比旱地小麦品质差。随着灌水量的增大和浇水时间的推迟，子粒蛋白质含量和赖氨酸含量有下降趋势。据报道，灌水对品质的影响与降雨量有很大关系，欠水年灌水可提高品质，丰水年灌水过多则对品质不利。灌水只有在施肥量较多时才能明显地影响子粒蛋白质含量，在缺肥条件下，灌水对蛋白质含量基本无影响。4．生长调节剂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每公顷采用40％的乙烯利1500～2250g，加水600～750kg于盛花后30～40d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。在接近采收时，用乙烯利对烟叶进行喷洒，也可提早采收，并减少尼古丁含量。5．收获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，干面筋和湿面筋含量也表现相同的变化趋势。棉花收花过早，棉纤维成熟度不够、转曲减少；收花过晚，则由于光氧化作用，不仅会使转曲减少，而且纤维强度降低、长度变短。其他经济作物也大多有类似的问题。如延迟收获，红麻纤维细胞的平均宽度减小，长宽比增大；韧皮部的纤维细胞壁厚度和壁腔比随收获期的推迟而减小。(四)病虫害对作物品质的影响1．病害在受到病害危害时，作物的品质会降低。例如，有研究表明，感染褐斑病的大豆子粒含油量下降3．52％，蛋白质含量增加1．59％；如果大豆灰斑病病斑率达50％，子粒含油量下降1．71％，蛋白质含量提高0.62％。陆京杰等(1991)证明，花叶病毒的侵染会显著地抑制大豆的碳代谢，但会明显刺激氮代谢，因而子粒中可溶性蛋白质大大增加。玉米的大斑病和小斑病是叶部病害，发生时，轻者产量损失10％～20％，重则减产50％以上。但对爆裂玉米来说，大斑病和小斑病不仅会影响产量，更会影响原料的质量。2．虫害在受到虫害危害时，作物的品质也会降低。例如，大豆子粒受到食心虫危害后，油分含量下降2．26％，而蛋白质则会提高1．70％。再如玉米螟虫危害特种玉米时，会降低甜玉米果穗的可用性，严重时根本不能用于加工；爆裂玉米果穗受害会降低等级．甚至成为不合格产品；玉米笋被蛀后会失去利用价值；高赖氨酸玉米的果穗虫蛀后易引起果穗腐烂，降低品质。品质优良的作物更加容易受到害虫的危害。例如，高赖氨酸玉米在田问易受玉米螟、金龟子等害虫的危害，造成果穗腐烂，影响品质。在仓储过程中，高赖氨酸玉米因其松软的胚乳和高赖氨酸含量有利于害虫的繁殖，易受虫蛀，应注意仓储害虫的防治。在病虫害防治过程中，因施药不当，造成作物产品污染的事件时有发生，严重威胁食品卫生品质安全。因此，在作物病虫害防治过程中，一定要选用高效、广谱、低毒、低残留农药品种，并注意施药的时间和浓度。第四章作物生产与环境条件第一节光一、光对作物生产的重要性作物生产所需要的能量主要来自太阳光，其次是各种不同的人工光源。光是作物生产的基本条件之一。光在作物生产中的重要性包括间接作用和直接作用两个方面。间接作用就是作物利用光提供的能量进行光合作用，合成有机物质，为作物的生长发育提供物质基础。据估计，作物体中90％～95％的干物质是作物光合作用的产物。光对作物的直接作用是指光影响作物形态器官建成，如光可以促进需光种子的萌发和幼叶的展开、影响叶芽与花芽的分化以及分枝与分蘖的发生等。此外，光还会影响作物的某些生理代谢过程而影响作物产品的品质。二、光对作物生长发育的影响光对作物生产发育的影响是通过光照度、日照长度和光谱成分的影响而达到的。(一)光照度光照度通过影响作物器官的形成和发育以及光合作用的强度而影响作物的生长发育。1．光照度与形态器官建成和生长发育充足的光照对于器官的建成和发育是不可缺少的。作物的细胞增大和分化、组织和器官分化、作物体积增大和重量增加等都与光照度有密切的关系，作物体各器官和组织在生长和发育上的正常比例也与光照度有关。例如，作物种植过密，群体内光照不足，植株会过分伸长，一方面使分枝或分蘖数量减少，改变分枝或分蘖的位置而影响作物的产量和质量，另一方面使茎秆细弱而容易导致倒伏，造成减产。作物花芽的分化、形成和果实的发育也受光照度的制约。如作物群体内部光照不足。有机物质生产过少，在花芽形成期，花芽的数量减少，即使已形成的花芽也会由于养分供应不足而发育不良或在早期夭折。开花期光照不足，会造成授粉受精受阻，导致落花。果实充实期光照不足，会引起结实不良或果实停止发育，甚至落果。例如，水稻在幼穗形成和发育期遇上多雨且光照不足，稻穗变小，造成较多的空粒和秕粒。2.光照度与光合作用作物光合作用的能量来源于太阳光。由于作物群体的茂密程度不同、高矮不同和叶片的挺直状况不同，也由于作物种类不同而叶片的形状与大小以及叶层的构成与分布不一致，使群体内的光分布不同，即群体内不同位置(特别是不同高度)的光照度不一样，也导致叶片的受光态势不同。在正常自然条件下，上层叶片的光强一般会超过光合作用的需要，但中下部叶片常会处于光照不足的状态，会影响光合作用强度而减少物质的生产，削弱个体的健壮生长，这时光成为限制光合作用的主导因子。根据植物对光照度要求的不同，可把植物分为阳生植物和阴生植物。虽然作物没有阳生与阴生之分，大多数为喜光类型，一般要求较充足的光照，但不同作物类型需光量也有差别，C4作物(甘蔗、玉米等)的光饱和点高于c3作物(水稻、小麦等)，而前者的光补偿点一般又低于后者。故C4作物又称为高光效作物，一般不表现午休现象。综上所述，在了解作物光合作用与光照度关系的基础上，根据作物对光照度的反应，采用适当的措施，可以提高作物的产量和品质。在种植茎用纤维的麻类作物时，可适当密植，使群体较为荫蔽，从而促进植株长高，抑制或减少分枝，或提高分枝节位，有利于提高纤维的产量和品质。棉花周身结铃，要求群体内有充足的光照，过度密植导致群体荫蔽，产量低且品质劣。充足的光照及较长的光照长度(16h)均有利于烟叶中烟碱的合成，随密度和留叶数的增加烟叶中的烟碱和多酚含量降低，含糖量有所提高，品质降低。(二)日照长度1．日照长度与作物发育自然界一昼夜间的光暗交替称为光周期。从植物生理的角度而言，作物的发育，即从营养生长向生殖生长转变，受到日照长度的影响，或者说受昼夜相对长度的控制，作物发育对日照长度的这种反应称为光周期现象。根据作物发育对光周期的反应不同，可把作物分为长日照作物、短日照作物、中日照作物和定日照作物。在理解作物光周期现象时，有两点应当加以注意：①作物在达到一定的生理年龄时才能接受光周期诱导，且接受光周期诱导的只是生育期中的一小段时间，并非整个生育期都要求这样的日照长度；②对长日照作物来说，日照长度不一定是越长越好，对短日照作物来说，日照也不一定是越短越好。2．日照长度与作物干物质生产作物积累干物质，在很大程度上依赖于作物光合速率的高低和光合时间的长短。一般情况下，日照长度增加，作物进行光合作用的时间延长，就能增加干物质的生产或积累。因此在温室栽培作物，如进行补充光照，人工延长光照时间，能使作物增产。(三)光谱成分太阳光的波长可分为紫外线区(λ<390nm)、可见光区(λ=390～770nm，从波长由短至长，可分为紫、蓝、青、绿、黄、橙和红光)和红外线区(λ>770nm)。光谱中的不同成分对作物生长发育和生理功能的影响并不是一样的作物主要是利用400～700nm的可见光进行光合作用，其中红光和橙光利用最多，其次是蓝光和紫光。太阳辐射中的这部分波长的光波称为光合有效辐射。光合有效辐射占太阳总辐射量的40％～50％。很多研究都已证明：红光有利于碳水化合物的合成；蓝光有利于蛋白质的合成；紫外光对果实成熟和含糖量有良好作用，但对作物的生长有抑制作用；增加红光比例对烟草叶面积的增大和内含物的增加有一定的促进作用；蓝光处理会降低水稻幼苗的光合速率。人工栽培的作物群体中，冠层顶部接收的是完全光谱，而中下层吸收远红光和绿光较多，这是由于太阳辐射被上层有选择性吸收后，透射或反射到中下层的是远红光和绿光偏多，所以各层次叶片的光合效率和产品质量是有差异的。在高山、高原上栽培的作物，一般接受青、蓝、紫等短波光和紫外线较多，因而一般较矮，茎叶富含花青素，色泽也较深。三、我国光能资源的特点及利用光能资源通常以太阳总辐射、光合有效辐射的年(季、生长季或月)总量及日照时数表示。我国西部高于东部，高原高于平原，干旱区高于湿润区。青藏高原为最高值区，川黔地区为最低值区。在作物生长季节(4～lo月份)内的太阳辐射占全年总辐射量的40％～60％，水热同季，对作物生产十分有利。长江以南地区的太阳辐射在年内分配较均衡，作物可以周年生长。从日照时数的特点看，我国各地呈西多东少的趋势，在1400～3400h之间，总辐射高值区日照时数多在3000h以上。光资源的特点以及光对作物生长发育的影响，对农业生产有重要的作用。例如，作物的光周期现象，对不同地区问的引种极为重要。作物的需光特性和光照在群体内的分布状况，对考虑不同地区作物布局、间套种的作物搭配、通过种植密度的调节而改善某些作物的品质等方面都有重要意义。另外，提高作物光能利用率的各种措施也必须考虑光能资源的特点。第二节温度一、温度在作物生产中的意义作物的生长和发育要求一定的温度。在作物生产中，温度的昼夜变化和季节性变化影响作物的干物质积累甚至产品的质量，而且也影响作物正常的生长与发育。作物的正常生长发育及其过程必须在一定的温度范围内才能完成，而且各个生长发育阶段所需的最适温度范围不一致。超出作物生长发育所能忍耐的温度范围的极端温度，就会使作物受到伤害，生长发育不能完成，甚至死亡。其原因是温度影响作物的生理、生化过程。此外，温度的地域性差异，也造成不同起源地的作物对温度要求的差异，因而存在作物分布的地区性差异。这些差异，与作物的物种起源和进化过程中对环境的适应性有关。了解温度对作物生长发育的重要作用，在作物生产中有重要意义。二、温度对作物生长发育及产品的影响(一)作物的基本温度各种作物对温度的要求有最低点、最适点和最高点之分，称为作物对温度要求的三基点。在最适温度范围内，作物生长发育良好，生长发育速度最快；随着温度的升高或降低，生长发育速度减慢；当温度处于最高点和最低点时，作物尚能忍受，但只能维持其生命活动；当温度超出最高或最低点时，作物开始出现伤害，甚至死亡(图4—2)。一般情况下，不同类型作物生长的温度三基点不同(表4—2)，这种差异是由于不同作物在各自的原产地的系统发育过程中所形成的。一般情况下，原产热带或亚热带的作物，温度三基点较高；而原产温带的作物，温度三基点稍低；原产寒带的作物，温度三基点更低。同一作物不同品种的温度三基点也是不同的；同一作物的不同生育期、不同器官的温度三基点也有差异。一般情况下，种子萌发的温度三基点常低于营养器官生长的温度三基点，营养器官生长的温度三基点比生殖器官的低，根系生长所要求的温度比地上部分生长的低，作物在开花期对温度最为敏感。(二)极端温度对作物生长发育的影响作物在生长发育过程中，常会受到低于或高于生长发育下限或上限的温度，即极端温度的影响。1．低温对作物的危害根据低温程度的不同又可分为冻害和冷害。(1)冻害冻害是指作物体内冷却至冰点以下，引起组织结冰而造成的伤害或死亡。作物在O℃以下低温情况下，细胞间隙结冰，冰晶使细胞原生质膜发生破裂和原生质的蛋白质变性而使细胞受到伤害。作物受害的程度与降温的速度及温度回升的速度、冻害的持续时间有关。降温速度慢、温度回升速度慢和低温持续的时间较短时，作物受害较轻。(2)冷害冷害是指在作物遇到o℃以上低温，生命活动受到影响而引起作物体损害或发生死亡的现象。有人认为冷害是由于低温下作物体内水分代谢失调，扰乱了正常的生理代谢，使植株受害。也有人认为是由于酶促反应作用下水解作用增强，新陈代谢破坏，原生质变性，透性加大使作物受害。2.高温对作物的危害当温度超过最适温度范围后，再继续上升，就会对作物造成伤害。高温对作物危害的生理影响是使呼吸作用加强，物质合成与消耗失调，也会增强蒸腾作用，破坏体内水分平衡，植株萎蔫，使作物生长发育受阻；同时，高温使作物局部灼伤。作物在开花结实期最易受高温伤害。如水稻，开花期的高温会对其结实率产生较大的影响(表4—3)。(三)积温与作物生长发育作物生长发育有其最低点温度，这一温度也称为作物生物学最低温度，同时，作物也需要有一定的温度总和才能完成其生命周期。通常把作物整个生育期，或某一生长发育阶段内高于一定温度以上的日平均温度的总和称为某作物整个生育期或某生育阶段的积温。积温可分为有效积温和活动积温。在某一生育期或全生育期中高于生物学最低温度的日平均温度称为当日的活动温度，而日平均温度与生物学最低温度的差数称为当日的有效温度。例如，冬小麦幼苗期的生物学最低温度为3．o℃，而某天的平均温度为8．5℃，这一天的活动温度为8．5℃，而有效温度则为5．5℃。活动积温是作物全生育期或某一生育阶段内活动温度的总和，而有效积温则是作物全生育期或某一生育阶段的有效温度的总和。不同作物甚至同一作物不同品种由于其生物学最低温度的差异以及生育期的长短不同，整个生育期要求的有效积温不同。如小麦需要1oOO～l600℃的有效积温，而向日葵需要1500～2100℃的有效积温。需要强调的是，在作物生产上有效积温一般比活动积温更能反映作物对温度的要求。（四）温度变化与干物质积累作物是变温植物，其体内温度受周围环境的温度所影响，作物生长发育与温度变化的同步现象称为温周期。昼夜变温对作物生长发育有较大的影响。很多研究说明，白天温度较高，有利于光合作用和干物质生产，夜间温度较低，可减少呼吸作用的消耗，有利于干物质的积累，因而产量较高，品质较好。(五)温度对作物产品质量的影响在不同温度条件下，作物所形成的产品的质量不同。有研究表明，小麦子粒的蛋白质含量与抽穗至成熟期间的平均气温呈显著正相关；玉米、水稻、大豆等作物子粒的蛋白质含量也随气温的升高而增加；温度对油菜种子中脂肪酸组成有影响，在15度以上温度下发育成熟的种子，芥酸含量较低，油酸含量较高，而在较低温度下成熟的种子，芥酸含量较高，油酸含量较低；水稻子粒成熟期间的温度与稻米直链淀粉含量呈负相关；薯类作物的淀粉形成也与温度有密切的关系；在较低温度条件下有利于甘蔗的糖分积累；棉花纤维素形成的最适温度为25～30℃，低于15℃时，所形成的纤维素质量较差。三、我国热量资源的特点及利用(一)我国热量资源的特点我国的热量资源丰富，但地域间差异较大，季节变化很大。东部季风区的热量资源随着纬度的增高而减少。如≥0℃积温在海南省的南端达9000℃以上，而黑龙江省的北部不足2000℃，长江中下游地区为5000℃左右，湖南为4400-5300℃。西部受地形的影响，改变了积温随纬度分布的地域性特征，而随着海拔高度的升高而减少。如青藏高原的南部谷地≥10℃积温在3000℃以上，有的地方不足500℃。丰富多样的热量资源成就了不同的作物分布和各地区不同的种植制度。我国热量资源在季节和年际间很不稳定，低温冷(冻)害常有发生。(二)热量资源的合理利用热量资源常以稳定通过各种农业界限温度的初终日期、持续日数和积温、年平均温度、最热月平均温度、无霜冻期或生长期来表示。日平均温度≥o℃出现至终止的日期，为欲耕期，是北方土壤解冻，进行田问耕作的时期；日平均温度≥5℃出现至终止的日期，是耐寒作物的生长期；日平均温度≥10℃是大多数喜温作物播种及生长期；日平均温度≥15℃是对温度反应敏感的喜温作物的安全播种及生长时期。在作物生产上，如果事先了解某一作物或品种所需要的积温，再结合当地的温度条件，特别是无霜冻期的长短，就可以有目的地引种，合理搭配品种，确定当地的熟制，以提高复种指数，也可以根据当地气温情况确定安全播种期。在此基础上，根据植株的长势和气温预报资料，还可估计作物的生育速度和各生育时期到来的时间，也可根据当地长期气温资料，对当年作物产量进行预测，确定是属于丰产年、平产年还是歉产年。第三节水分一、水分对作物生产的重要性水是生命起源的先决条件，没有水就没有生命。植物的一切正常生命活动都必须在细胞含有水分的状况下才能发生。作物生产对水分的依赖性往往超过了任何其他因素。农谚“有收无收在于水，收多收少在于肥”充分说明了水对作物生产的重要性。水是连接土壤作物一大气这一系统的介质，水在吸收、输导和蒸腾过程中把土壤、作物和大气联系在一起。水是通过不同形态、数量和持续时间3方面的变化对作物起作用的。水的不同形态是指水的三态：固态、液态和气态；数量是指降水量的多少和大气湿度的高低；持续时间是指降水、干旱、淹水等的持续日数。上述3个方面对作物的生长、发育和生理生化活动产生重要作用，进而影响作物产品的产量和质量。二、作物对水分的吸收根是作物吸收水分的主要器官。作物通过根系从土壤中吸收大量水分，但只有o．1％～o．2％用于制造有机物，连同组成作物体内的水分在内也不超过所吸收水分的l％，其余绝大部分的水通过蒸腾作用而散失掉。蒸腾作用是指水分以气态通过植物体的表面(主要是叶片)散失到体外的现象。除根系吸水外，植物体的其他部位也能吸收水分。三、水分对作物生长发育及产品的影响(一)水分的生理生态作用1．水是细胞原生质的重要组成成分原生质含水量在70％～80％或以上才能保持代谢活动正常进行。随着含水量的减少，生命活动会逐渐减弱，若失水过多，则会引起其结构破坏，导致作物死亡。一般植物组织含水量占鲜重的75％～90％，水生植物含水量可达95％。细胞中的水可分为两类，一类是与细胞组分紧密结合不能自由移动、不易蒸发散失的水，称为束缚水；另一类是与细胞组分之间吸附力较弱，可以自由移动的水，称为自由水。自由水可直接参与各种代谢活动，因此，当自由水与束缚水比值高时细胞原生质是溶胶状态，植物代谢旺盛，生长较快，抗逆性弱；反之，细胞原生质呈凝胶状态，代谢活性低，生长迟缓，但抗逆性强。2．水是代谢过程的重要物质水是光合作用的原料，在呼吸作用以及许多有机物质的合成和分解过程中都有水分子参与。没有水，这些重要的生化过程都不能进行。3．水是各种生理生化反应和运输物质的介质植物体内的各种生理生化过程，如矿质元素的吸收、运输，气体交换，光合产物的合成、转化和运输以及信号物质的传导等都需以水作为介质。4.水分使作物保持固有的姿态作物细胞吸足了水分，才能维持细胞的紧张度，保持膨胀状态，使作物枝叶挺立，花朵开放，根系得以伸展，从而有利于植物捕获光能、交换气体、传粉受精、吸收养分等。水分不足，作物会出现萎蔫状态，气孔关闭，光合作用受阻，严重缺水会导致作物死亡。5．水分的生态作用由于水所具有的特殊的理化性质，因此水在作物的生态环境中起着特别重要的作用。例如，作物通过蒸腾散热，调节体温，以减轻烈日的伤害；水温变化幅度小，在水稻育秧期遇到寒潮时，可以灌水护秧；高温干旱时，也可通过灌水来调节作物周围的温度和湿度，改善田间小气候。此外，可以通过水分控制肥料的释放速度来调节养分的供应速度。(二)旱、涝对作物的危害1．干旱对作物的影响缺水干旱常对作物造成旱害。旱害是指长期持续无雨，又无灌溉和地下水补充，致使作物需水和土壤供水失去平衡，从而对作物生长发育造成的伤害。干旱可分为大气干旱和土壤干旱两种。大气干旱是由于气温高而相对湿度小，作物蒸腾过于旺盛，叶片的蒸腾量超过根系的吸水量而破坏了作物体内的水分平衡，使植株发生萎蔫，光合作用降低。若土壤的水分含量足，大气干旱造成的萎蔫则是暂时的，作物能恢复正常生长。大气干旱能抑制作物茎叶的生长，降低产量及品质。土壤干旱是由于土壤水分不足，根系吸收不到足够的水分，如不及时灌溉，会造成根毛死亡甚至根系干枯，地上叶片严重萎蔫，直至植株死亡。大田作物中比较抗旱的有糜子、谷子、高粱、甘薯、绿豆等。当然，作物比较抗旱，只是指它们能够忍受一定程度的干旱而有一定的产量，绝不是说它们不需要更多的水。在雨水充沛的年份或有灌溉的条件下，作物的产量可以大幅度地增加。干旱使作物受害的原因是多方面的。干旱缺水下，作物体内合成酶的活性降低，分解酶的活性增强，作物不仅不能合成生长所需的物质，而且蛋白质等有机物质大量被分解。干旱还使作物体内能量代谢紊乱，原生质结构破坏，营养物质吸收和运输受阻，光合速率下降。作物缺水萎蔫会引起体内水分再分配，渗透压较高的幼叶向老叶夺水，使老叶过早脱落。处于胚胎状态的组织和器官由于细胞汁液浓度较低而受害最重。此外，水分亏缺会加剧作物营养生长与生殖生长争夺水分的矛盾，引起生殖器官萎缩和脱落，特别是在干旱季节又施速效氮肥的情况下，更易发生这种情况。不同作物耐旱能力不同，同一作物不同品种耐旱能力也有差异。干旱下，同一品种在不同生长发育阶段受害程度也有所不同，一般情况下，作物在需水临界期和最大需水期受害最重。2．涝害涝害是指长期持续阴雨，或地表水泛滥，淹没农田，或地势低洼田间积水，水分过剩，土壤缺乏氧气，根系呼吸减弱，久而久之引起作物窒息、死亡的现象。土壤水分过多，抑制好氧性微生物的活动，土壤以还原反应为主，许多养分被还原成无效状态，并会产生大量有毒物质，使作物根系中毒、腐烂，甚至引起死亡。此外，根际还会积累过多的C02，使根吸收的coz量增加，C02运送到叶片会引起气孔关闭，降低光合速率。土壤渍水，使作物根系发育不良，土壤养分流失，降低作物产量和质量。(三)水污染对作物的影响水体污染源一是城市生活污水，二是工矿废水，三是来自农药化肥施用不当引起的水污染。受污染的水体往往含有有毒或剧毒的化合物，如氰化物、氟化物、硝基化合物、酸、汞、镉、铬等，还含有某些发酵性的有机物和亚硫酸盐、硫化物等无机物。这些有机物和无机物都能消耗水中的溶解氧，致使水中生物因缺氧而窒息死亡，或直接毒害作物，影响其生长发育、产量和品质，甚至间接地影响人体健康。有毒物质如果数量极少，对于作物没有太大的毒害，但当这些有毒物质在作物体内的含量超过一定浓度后对作物就有毒害作用，有毒物质对作物开始产生毒害作用的浓度即临界浓度。超出临界浓度后，随有毒物质浓度增加，作物受害逐渐加重。有研究指出，用城市污永进行合理灌溉，可增加土壤有机质和氮素含量，可能获得增产效果。也有研究表明，工业废水灌溉农田，依其含有毒物质的种类和多少，对作物的产量和品质有不同的影响，有增产也有减产的实例。但是研究也指出，污水灌区地下水受到不同程度的污染，特别是浅层地下水，会使污水中的有毒物质在土壤中积累而造成土壤污染，从而导致作物产品不同程度的污染，对人蓄造成危害。四、我国水资源状况及利用(一)我国水资源的特征1．在水资源组成中，以地表水为主2．水资源总量不少，但人均、单位面积占有量不足3．水资源的时空分布不均衡，差别悬殊4．地下水开采过量．水质污染加剧一些地区为满足农业用水，过量开采地下水资源而造成地下水位下降，地下漏斗面积扩大，地面局部沉降，沿海地区的海水入侵，水质恶化。人为造成的水资源污染问题日益严重，大部分未经处理的废水污水直接排入水域，使江湖库塘和地下水的水质受污染。据估计，在已进行评价的河流中，有66％的水质达不到饮用水标准，11％的水质．不符合农田灌溉要求，6％的有毒物质含量超过排放标准或者受到有机物污染而达到黑臭的程度。水质污染给农业生产和农业环境带来了一系列问题。(二)水资源的合理利用水资源在我国是十分珍贵的自然资源，合理利用和保护水资源，节约用水是我国长期坚持的一项基本国策。目前，我国水资源总用水量中有80％左右用于农业，包括灌溉、农村人畜用水及牧业用水。因此合理地利用和保护水资源是我国农业持续发展的关键。1．合理灌溉，发展节水型农业和早作农业实行经济用水，充分有效地利用自然降水；改革耕作制度；选用耐旱作物；推广节水栽培技术。2．改善水质．扩大水源北方干旱、半干旱地区可通过科学处理污水，再供农业利用，这种用处理后的污水灌溉农田的方法是缓解水资源紧张状况的有效途径之一。3．兴修水利工程，增加蓄水能力合理地开发利用地下水资源、提高水资源的重复利用率、跨流域调水、工程蓄水等，都是扩大水资源利用的有力措施。第四节空气一、空气对作物生产的重要性空气的成分非常复杂，在标准状态下，按体积计算，氮约占78％，氧约占21％，二氧化碳约占o．032％，其他气体成分都较少。在这些气体成分中，与作物生长发育关系最密切的有二氧化碳、氧、氮、氮氧化物、甲烷、二氧化硫和氟化物等。氧气影响作物的呼吸作用，二氧化碳是光合作用的原料，氮气影响豆科作物的根瘤固氮，二氧化硫等有毒气体造成大气污染而直接或间接地影响作物的产量和品质。二、空气对作物生长发育的影响(一)氧气氧气主要是通过影响作物的呼吸作用而对作物的生长发育产生影响。依据呼吸过程是否有氧气的参与，可将呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸：高等植物呼吸的主要形式，能将有机物较彻底地分解，释放较多的能量。无氧呼吸：在缺氧情况下，作物被迫进行，不但释放的能量很少，而且产生的酒精等对作物有毒害作用。作物地上部分一般不会出现缺氧现象，但地下部分会因土壤板结或渍水造成氧气不足，这是造成作物死苗的一个重要原因，特别是油料作物。另外，在作物播种前的浸种过程中，应经常搅动，否则会凶氧气不足而影响种子的萌发。(二)二氧化碳1.二氧化碳与作物的光合速率和干物质积累二氧化碳影响作物的生长发育主要是通过影响作物的光合速率而造成的。二氧化碳浓度为零时：光照下，作物叶片只有光呼吸和暗呼吸，光合速率为零。随着二氧化碳浓度的增加：光合速率逐渐增强，当光合速率和呼吸速率相等时，环境中的二氧化碳浓度即为二氧化碳补偿点；当二氧化碳浓度增加至某一值时：光合速率便达到最大值，此时环境中的二氧化碳浓度称为二氧化碳饱和点。同一作物在不同的二氧化碳浓度环境中，其光合速率也不同。很多试验研究结果表明，提高环境中二氧化碳浓度，作物的产量有不同程度的增加。2．作物群体内二氧化碳的来源和分布作物群体内二氧化碳主要是来自于大气中的二氧化碳，即来自于群体以上的空间。此外，作物本身的呼吸作用也排放二氧化碳，土壤表面枯枝落叶的分解、土壤中微生物的呼吸、已死亡的根系和有机质的腐烂都会释放出二氧化碳。据估计，这些来自于群体下部空间的二氧化碳约占供应总量的20％。根据群体内二氧化碳的来源，二氧化碳在群体内的垂直分布有较大的差异，近地面层的二氧化碳浓度一般比较高。在一天中，午夜和凌晨，越接近地面，二氧化碳浓度就越高。白天，群体中部和上部的二氧化碳浓度较小，下部较大。因此，在光照较强的群体中上部由于二氧化碳的限制而达不到较强的光合速率，而二氧化碳浓度较高的下部群体又由于光照较弱而光合速率较弱，这是作物生产上十分重视田间通风透光的原因所在。(三)氮气与固氮作用豆科作物通过与它们共生的根瘤菌能够固定和利用空气中的氮素。豆科作物根瘤菌所固定的氮素占其需氮总量的1／4～1／2，虽然并不能完全满足作物一生对氮素的需求，但减少了作物生产中氮肥的投入。因此，合理地利用豆科作物是充分利用空气中氮资源的一种重要途径。(四)大气环境对作物生产的影响1.温室效应温室效应主要是由于大气中CO2、CH4和N2O等气体含量的增加所引起。（CH4来自水稻田、自然湿地、天然气的开采、煤矿等；N2O是土壤中频繁进行的硝化和反硝化过程中生成和释放的。）温室效应使地球变暖，对作物生产的影响表现在几个方面：①使地区间的气候差异变大，气温上升，降水量分布发生变化，一些地区雨量明显减少；②大气中二氧化碳浓度增加，作物和野草的产量都会增加，出现栽培植物与野生植物之间的竞争加剧，杂草防治更加困难；③由温室效应导致的气温和降水量的变化，会进一步影响作物病虫的发生、分布、发育、存活、迁移、生殖、种类动态等，从而加剧某些病虫害的发生。2．二氧化硫、氟化物和氮氧化物二氧化硫、氟化物和氮氧化物都会造成大气污染，对作物生长发育乃至产量和品质都会产生各种直接的或间接的影响。二氧化硫和氟化物的长期或急性毒害，通过影响作物的生理过程而使作物叶片出现焦斑，植株生长缓慢和产量降低，而氮氧化物引起大气中氮氧化物含量过高可导致植物群落的变化而影响作物生产。而且，氮氧化物还是酸雨的组成成分，并与空气中分子态氧反应形成臭氧。3．臭氧臭氧是NO2在太阳光下分解产物与空气中分子态氧反应的产物。臭氧浓度较高时，影响作物的生理过程和代谢途径，从而引起作物生长缓慢，早衰，产量降低。臭氧浓度的增加与作物减产率呈正相关。4．酸雨酸雨(大气酸沉降)是指pH<5．6的大气酸性化学组分通过降水的气象过程进入到陆地、水体的现象。严格地说，它包括雨、雾、雪、尘等形式。调查研究表明，我国pH<5．6的降水面积约占全国土地面积的40％，已成为世界上第二大酸雨区。酸雨在落地前先影响叶片，落地后影响作物根部。对叶片的影响主要是破坏叶面蜡质，淋失叶片养分，破坏呼吸作用和代谢，引起叶片坏死。对处于生殖生长阶段的作物，缩短花粉寿命，减弱繁殖能力，以至影响产量和质量。酸雨还会降低作物的抗病能力，诱发病原菌对作物的感染；抑制豆科作物根瘤菌生长和固氮作用。三、二氧化碳施肥提高二氧化碳浓度可以增加作物产量。迄今为止，二氧化碳施肥主要还是在有控制条件的温室中或在塑料薄膜保护下进行，在开放环境下的大田作物生产中推广二氧化碳施肥还有很大的困难。首先，每生产1kg干物质大约需要消耗1．5kg二氧化碳，用量大且体积也大，另外二氧化碳是以气体状态存在，流动性较大，应用起来比较困难。其次，目前生产二氧化碳的成本较高，价格昂贵，因此在作物生产上使用时效益不高。鉴于此，提高田间二氧化碳浓度比较现实的方法是多施有机肥和多采用作物秸秆还田，通过有机肥和秸秆的分解和促进土壤中好气性细菌的数量和活力，释放更多的二氧化碳。第五节土壤条件土壤是植物赖以生存的基础，是农业生产所必需的重要自然资源。作物的土壤环境包括物理环境、化学环境和养分环境。当然，植物在作物的土壤环境中也有重大作用。植物与土壤的三大环境相互影响、相互作用，有着极为复杂的相互关系，构成了土壤—植物生态系统的基本内容。一、土壤的种类(一)基本概念土壤是指地球陆地表面上能够生长植物的疏松表层。“陆地表面”指出了土壤的地理位置，而“疏松”是指土壤的物理结构性，以区别于坚硬、块状岩石。“能够生长植物”指出了土壤具有肥力的特征。土壤肥力是指土壤能够同时而且不断地供应和协调作物生长发育所必需的水分、养分、空气、热量和其他生活必需条件的能力。其中养分和水分是通过植物根系从土壤中吸收的，而植物之所以能立足于自然界中，经受得起风雨的侵蚀而不倾倒，是由于其根系伸展在土壤中，从而获得土壤的机械支持之故。土壤是陆地生态系统的组成部分。整个自然界可以划分为大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈。生物圈包括有生物活动的所有场所，即整个水圈、土壤圈、大气圈下层和岩石圈上层。从土壤圈在环境中所占据的空间位置来看，它正处于岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互交接的地带，是联结自然界中无机界和有机界的中心环节。在一定条件下，生态系统通过自身的调节或人类干预，其物质和能量的输入和输出接近相等，系统的功能处于相对稳定状态，被称为生态平衡；反之，如不能恢复到原初的稳定状态，就叫做生态平衡的破坏或生态失衡。如土壤污染、水土流失、土壤沙化、土壤退化、土壤次生盐碱化、洪涝灾害等，均是生态失衡所带来的恶果。土壤除了具有生产力、能生长植物以外，还具有缓冲自调和净化两大功能，但是土壤的缓冲自调和净化功能是有限度的，污染物超过了土壤的环境容量后土壤本身也被污染了。(二)土壤的形成1．自然土壤土壤的发生与演变受到母质、气候、生物、地形和时间五大因素的影响。岩石在成土因素影响下形成的具有肥力特征的土壤称为自然土壤。土壤是先由岩石经过风化作用成为母质，在成土因素的综合作用下，母质经过成土过程而形成的。土壤与母质之间具有本质的区别：母质含有的黏粒数量有限，而土壤含有较多的黏粒。母质中没有有机质，也没有氮素；而土壤的一个重要特征就是具有有机质和氮素。母质中含有少量的矿质养分，为自养型细菌的生长提供了条件。当母质中出现黏粒、有机质和氮素时，土壤也就形成了。随着自养型细菌依次向苔藓、藻类、裸子植物、被子植物过渡，土壤肥力形成。土壤上出现了绿色植物以后，土壤肥力才得以发展和提高。随着气候的变化、植被的演替和时间的延续，形成了自然界形形色色的土壤。自然土壤的肥力特征称为自然肥力。2．农业土壤自然土壤在人为开垦、种植植物等农业活动影响下，土壤的肥力特性发生了变化，这种土壤称为农业土壤，其肥力称为人为肥力。农业土壤是自然成土因素与人为因素综合作用的结果，其中人为因素是农业土壤形成的主要因素。例如，山区坡地土壤易于发生水土流失，结果是土层浅薄，肥力低下。但是人们通过坡改梯等工程措施，结合耕作、施肥使土壤熟化，从而直接影响了土壤的发育、组成和性质。(三)中国土壤的分布土壤是各种成土因素综合作用的产物。而成土因素，特别是生物气候条件，当然也包括地形因素，都具有特定的地带性规律。因此，土壤类型及其分布也必然反映出地带性规律。中国的土壤由南到北、由西向东具有水平地带性分布规律，在东部湿润、半湿润地区，表现为自南向北随着气温带而变化，大体上热带为砖红壤，南亚热带为赤红壤，中亚热带为红壤和黄壤，北亚热带为黄棕壤和黄褐土，暖温带为棕壤和褐土，温带为暗棕壤，寒温带为漂灰土，其分布与纬度基本一致。在北部干旱半干旱区域，表现为随着干燥度而变化的规律。二、土壤的性质(一)土壤的组成土壤是由固、液、气三相物质组成的复合物。固体部分：主要由矿物质和有机质组成，约占土壤组成的50％。土壤矿物质一般占固体部分的95％，犹如土壤的骨架，支撑着植物的生长。矿物质既可以直接影响土壤的物理性质和化学性质，又是植物养分的重要来源。土壤有机质部分包括处于不同分解阶段的死亡的各种动植物残体、施人的有机肥料以及腐殖质。土壤有机质一般不足5％，但它在土壤肥力的形成和发展中起非常重要的特殊作用。液体部分：主要是土壤溶液。水分进入土壤后，可与土壤固体部分发生相互作用，浸出可溶性物质，含有各种可溶性物质的土壤水，叫做土壤溶液。土壤溶液约占土壤组成的25％，包括水分、溶解在水中的盐类、有机一无机化合物、有机化合物以及最细小的胶体物质。土壤气体部分：主要是指土壤中的空气，土壤空气基本上来自大气，也有一部分是土壤中进行的生物化学过程产生的。土壤的三相物质是土壤各种性质产生和变化的物质基础，也是土壤肥力的基础。改良土壤，首先就是改造土壤的固相组成，调节三相比例，使之适合作物生长的要求。(二)土壤的物理性质土壤的物理性质是指土壤固、液、气三相体系中所产生的各种物理现象和过程，包括土壤质地、孔隙、结构、水分、热量和空气状况等方面。各种性质和过程是相互联系和制约的，其中以土壤质地、土壤结构和土壤水分居主导地位，它们的变化常引起土壤其他物理性质和过程的变化。土壤的物理性质制约土壤肥力，影响植物生长，是制定合理耕作和灌排等管理措施的重要依据。土壤物理性质除受自然成土因素影响外，人类的耕作活动(包括耕作、轮作、灌排和施肥等)也能使之发生变化。因此，可在一定条件下，通过农业措施、水利建设以及化学方法等对土壤不良的物理性质进行改良、调节和控制。1．土壤质地土壤质地是指土壤中不同大小直径的矿物颗粒的组合状况。通俗地说，土壤质地就是土壤的沙黏性。随手抓一把土，掺一些水，搓揉一下，就会产生黏手或爽手的感觉。这就是土壤质地的反应。土壤质地对作物生长的影响是通过土壤通气、透水、供肥、保水、保湿、导热、耕性等因素的作用而实现的。土壤中的矿物颗粒可按其直径大小分为若干等级(粒级)，按土壤中各粒级的构成情况，可以把土壤质地分为3类9级(卡钦斯基的土壤质地分类制)，即砂土类(粗砂土、细砂土)、壤土类(砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土)、黏土类(轻黏土、中黏土、重黏土)。2．土壤孔隙土壤孔隙不仅承担着对作物水分、空气的供应，而且孔隙本身也对作物生长具有重要作用。3．土壤结构土壤结构是指土壤固相颗粒的排列形式、孔隙度以及团聚体的大小、多少及其稳定度。这些都能影响土壤中固、液、气三相的比例，进而影响土壤供应水分、养分的能力，影响通气和热量状况以及根系在土壤中的穿透情况。良好的土壤结构是土壤肥力的基础，土壤结构愈好，土壤肥沃度愈高。疏松的土壤耕作时轻松爽利，紧实的土壤容易板结成块，耕作困难。这两种不同性状是土粒的排列和组合不同造成的。常见的土壤结构类型有：块状、片状、柱状、团粒结构。团粒结构是各种结构中最为理想的一种，其水、肥、气、热的状况是处于最好的相互协调状态，为作物的生长发育提供了良好的生活条件，有利于根系活动和吸取水分、养分。4．土壤水分土壤水分主要来自降雨、降雪和灌水，若地下水位较高，地下水也可上升补充土壤水分。充足的土壤水分是植物正常生长发育的先决条件，也是影响作物营养的主导因素，土壤水分不足(对湿生作物)和过多(对旱作)都会影响到作物对养分的吸收。土壤水分与土壤空气、土壤养分关系密切。土壤水分本身或通过土壤空气和土壤温度可影响养分的生物转化、矿化、氧化与还原等，因而与土壤养分的有效性有很大的关系。土壤水分还能调节土壤温度，对于防高温和防霜冻有一定的作用。所以，可通过控制和改善土壤的水分状况，如提高土壤蓄水保墒能力，进行合理灌溉，提高作物产量。5．土壤空气土壤空气是土壤的重要组成成分之一，与土壤水同时存在于土壤孔隙之中。较细小的毛管孔隙通常被水分所充满，而较大的通气孔隙常为空气所占据。土壤空气来源于大气，故其组成接近于大气。但由于土壤中生物的活动，使得土壤空气中二氧化碳含量为大气的十至数百倍，氧气含量小于大气。土壤通气性好坏直接影响到土壤空气的更新，影响到土壤的氧化还原状况。旱地土壤通气性好，土壤中物质以氧化态占优势，氧化还原电位高，铁、锰等易变价元素以氧化态存在，作物常会出现缺铁、缺锰所引起的失绿症。长期淹水的土壤通气性差，土壤中物质以还原态占优势，氧化还原电位低，铁、锰、硫等易变价元素以低价态存在，作物常会出现亚铁、亚锰或硫化氢中毒症。6．土壤热量土壤热量状况影响到种子发芽和植物的生长发育、根系对养分的吸收及其在体内的转化。土壤热量状况影响土壤中有机质分解、矿物风化和养分形态的转化过程和速率。土壤热量状况还对土壤微生物的活性产生显著的影响。土壤热量状况还影响土壤中气体的交换、水分的运动及其存在形态。由此可见，土壤热量状况与土壤肥力因素之间关系十分密切。(三)土壤的化学性质土壤的化学性质是指土壤中的物质组成、组分之间和固液相之间的化学反应和化学过程，以及离子(或分子)在固液相界面上所发生的化学现象。包括土壤矿物和有机质的化学组成、土壤胶体、土壤溶液、土壤电荷特性、土壤吸附性能、土壤酸碱度、土壤缓冲性、土壤氧化还原性等。土壤化学性质和化学过程是影响土壤肥力水平的重要因素之～。除土壤酸度和氧化还原性对植物生长产生直接影响外，土壤化学性质主要是通过对土壤结构状况和养分状况的干预间接影响植物生长。土壤矿物的组成、有机质的数量和组成、土壤交换性阳离子的数量和组成等对土壤质地、土壤结构直至土壤水分状况和生物活性产生影响。土壤胶体数量和性质、电荷特性、氧化还原程度和土壤溶液的组成与土壤物理性质，如土壤质地、土壤结构和土壤水分状况关系密切；土壤有机质的积累、分解和更新以及腐殖质的形成与土壤生物，尤其是土壤微生物关系密切。进入土壤中的污染物的转化及其归宿也受土壤化学性质的制约。(四)土壤生物特性土壤的生物特性是土壤动物、植物和微生物活动所造成的一种生物化学和生物物理学特征。栖居在土壤中的活的有机体可分为土壤微生物和土壤动物两大类。土壤生物除参与岩石的风化和原始土壤的生成外，对土壤的形成和发育、土壤肥力的形成和演变以及高等植物的营养供应状况均有重要作用。1．土壤微生物土壤微生物包括细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物五大类群。土壤微生物在土壤中的作用是多方面的，主要表现在：①作为土壤的活跃组成部分；②参与土壤有机物质的矿化和腐殖质化过程，同时通过同化作用合成多糖类和其他复杂有机物质，影响土壤的结构和耕性；③参与土壤中营养元素的循环，包括碳素循环、氮素循环和矿物元素循环，提高植物营养元素的有效性；④某些微生物有固氮作用，可借助其体内的固氮酶将空气中的游离氮分子转化为固定态氮化物；⑤与作物根际营养关系密切，作物根际微生物以及与植物共生的微生物(如根瘤菌、菌根和真菌等)能为植物直接提供氮素、磷素和其他矿质元素的营养以及各种有机营养，如有机酸、氨基酸、维生素、生长刺激素等。2．土壤酶土壤酶指土壤中的生物催化剂，即具有加速土壤生化反应速率功能的一类蛋白质。土壤中的一切生化过程，包括各类植物物质的水解与转化、腐殖质的合成与分解以及某些无机物质的氧化与还原，都是在土壤酶的参与下完成的。土壤酶在参与生化反应的过程中有很强的专一性，在反应前后自身不发生任何变化。不同的土壤酶类多以酶一有机质复合体存在，具有共同的作用底物。3．矿化作用矿化作用指在土壤微生物作用下，土壤中有机态化合物转化为无机态化合物过程的总称。4．腐殖化作用腐殖化作用指动植物残体在微生物的作用下转变为腐殖质的过程，广泛发生于土壤、水体底部的淤泥、堆肥、沤肥等环境。腐殖化作用有助于土壤肥力的保持和提高。生物残体的化学组成、环境的水热条件、土壤性质(特别是pH和石灰反应)影响土壤中的腐殖化作用。5．菌根菌根是特定真菌菌丝与植物根联合组成的共生体。具有这种能力的真菌称为菌根真菌或菌根菌。菌根中的菌根菌伸出根外的菌丝具有与植物根毛相似的吸收能力。由于其伸长的范围常超过根毛，菌根实际上起了扩大植物根对营养元素吸收面的作用，对于增大植物对在土壤中迁移缓慢的磷、铜、锌等营养元素的吸收量有重要作用。(五)土壤有机质土壤有机质是土壤固相物质组成之一。是土壤中除碳酸盐及二氧化碳以外的各种含碳化合物的总称。土壤有机质与土壤性质和作物营养关系密切，是影响土壤肥力水平的重要因素。土壤有机质被认为是土壤肥力的中心，是评定土壤肥瘦、好坏的重要标志之一。1．土壤有机质的来源、组成和转化土壤有机质主要来自植物及土壤内的微生物和动物，以及各种有机肥料(包括秸秆还田和绿肥)。植物的根茬，也是土壤有机质的重要来源。从存在的形态看，土壤有机质可分为三大类：一类是新鲜的有机物，即未被分解或很少分解的动物和植物残体；第二类是部分被分解的有机物，变成暗褐色，松脆易碎，对疏松土壤有良好的作用；第三类是被微生物彻底改造过的有机物，即腐殖质，它已变成胶体状态与矿质土粒紧密结合，是土壤有机质的主要部分。土壤中如果有机质不断积累，而且处于淹水状态，则形成泥炭。从化学元素看，土壤有机质主要含碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁等植物生长必需的营养元素。有机质的转化有两个方向，一是分解作用，另一是分解一合成作用，即腐殖化过程。分解作用又称为矿质化过程，由复杂的有机化合物变成简单的矿质化合物(如水、二氧化碳、氨等)，这是一个释放养分的过程，有机质经分解就可以释放出植物能够吸收的养分。腐殖化过程是微生物将有机质分解的中间产物合成复杂的腐殖质，这个过程既可将养分暂时储存起来，以后再陆续分解供植物利用，又形成了对土壤性质起重要作用的有机胶体。2．土壤有机质含量各类土壤有机质含量(土壤有机质含量一土壤全碳含量×1-724)的变化幅度很大，主要取决于成土因素，即土壤有机质含量是有机质一，(气候、植被、母质、地形、时间……)多数矿质土壤的有机质含量在5％以下。某些沼泽土、泥炭土或高山土壤，其表层有机质含量在20％以上或更高(50％以上)，此类土壤称为有机土壤。3．土壤有机质与土壤肥力的关系土壤中有机质的存在对提高土壤肥力有多方面的作用，主要表现在：①有机质有助于提高土温和增强土壤保水性能。②有机质常与土壤矿物质发生各种反应，可促进土壤团聚体和结构的形成，增加土壤的渗透性；有的可提高cu2+、Mn2+和zn2+等微量元素对植物的有效性。③土壤有机质有较大的表面积，有助于增强土壤的保肥性和缓冲性。④有机物质矿化后释放出CO2、NH4+、NO3-、H2PO4-和SO42-等，为作物提供大量有效养分。⑤土壤有机质中若干低分子脂肪酸、腐殖酸等对作物生长或起促进作用或起抑制作用。⑥有机质还可与进入土壤中的化学农药(或其他合成有机物)结合，影响农药的生物活性、持续性、生物降解性、挥发性和淋溶状况等。因此，土壤有机质的含量是评价土壤肥力水平的重要指标。需要指出的是，我国多数耕作土壤中的有机质含量偏低，因此，增施有机肥料是提高土壤有机质含量和提高土壤肥力的重要措施。(六)土壤养分状况作物主要是从土壤溶液中吸取养分，固相部分的养分一般需要先进入土壤溶液才能被作物利用。因此，土壤养分状况的基本标志之一是土壤溶液中的养分水平，它是土壤养分供应的强度因素。土壤养分即使在施肥的情况下也起着重要作用。据粗略估计，在一般施肥情况下，在中等产量水平时，植物吸收的氨中有30％～60％、磷有50％～70％，钾有40％～60％是来自土壤。当然，不同作物、不同施肥量和不同土壤有很大变幅，但从上述粗略估计中已可看到土壤养分环境对作物营养的重要作用。长期试验证明，有丰富储备的土壤与贫瘠土壤，即使施用同量的肥料，前者更容易达到高产。土壤对养分具有一定的缓冲能力。由于土壤溶液中养分的浓度在一般情况下都是比较低的，尽管它可能已经达到最适水平，但在作物吸收而消耗了部分养分之后，为了避免养分下降，土壤必须有能力迅速补给这一部分被吸收的养分，而使土壤继续保持在最佳的养分浓度水平，这一能力就是土壤的养分缓冲能力。土壤的这种缓冲能力决定于固相中的与液相处于平衡的养分数量，这一养分称为养分供应的数量因素。所以，土壤养分状况取决于三大因素：土壤养分的强度因素、数量因素和缓冲能力，这三大因素代表土壤养分供应能力，受前述土壤物理、化学、生物等因素的综合制约。影响土壤养分有效性的主要因素影响：土壤养分有效性的因素为：①难溶态养分转化为溶解态养分的速度，受土壤矿物类型、有机质含量、质地、通气和水分状况以及pH等的制约；②土壤溶液中养分的强度因素和数量因素；③土壤养分与作物根表的接触。有效养分如不与植物根表接触，仍属无效养分。第六节营养条件土壤为作物生长提供了支撑条件，同时也是作物吸收养分的场所。但是自然土壤往往难以满足作物生长发育所需要的营养条件，为补充土壤养分的不足，必须施肥以营造良好的营养条件。了解作物生长发育所需的营养元素的种类和数量、各种营养元素的作用，并在此基础上通过施肥手段为作物提供充足的养分，创造良好的营养条件，从而达到提高作物产蕈和改善产品品质的目的。一、作物必需的营养元素及其生理功能绿色植物从外界环境中吸取其生长发育所需的养分，并用以维持其生命活动，称为营养。植物体所需的化学元素称为营养元素。营养元素转变为细胞物质或能源物质的过程(合成与分解)称为新陈代谢。(一)作物必需的营养元素所谓作物必需的营养元素，是指作物正常生长所必需的，缺乏它作物就不能正常生长，而其功能又不能为其他元素所替代的元素。作物体内的元素究竟是否是必需营养元素，有3条判断标准：①由于该元素的缺乏，作物生育发生障碍，不能完成生活史；②除去该元素，则表现出专一的缺乏症状，而且这种缺乏症状是可以预防和恢复的；③该元素在作物营养生理上应表现出直接的效果，不是因土壤或培养基的物理、化学、微生物条件的改变，产生的间接效果。迄今为止，已确认的作物必需元素有17种，它们是：碳(C)、氢(H)、氧(o)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(ca)、镁(Mg)、硫(s)、铁(Fe)、锰(Mn)、铜(cu)、锌(zn)、硼(B)、钼(Mo)、氯(C1)和镍(Ni)。前9种作物需要量相对较大，称为大量元素；后8种作物需要量极微，稍多会发生毒害，故称为微量元素。作物对氮、磷、钾需要量较多，而土壤又往往不能满足作物的需要，需要以肥料的形式加以补充，故称它们为“肥料三要素”。(二)必需营养元素的生理功能及缺素症状必需营养元素在作物体内的生理功能有3个方面：①作为细胞结构物质的组成成分；②作为作物生命活动的调节者，参与酶的活动；③起电化学作用，即离子浓度的平衡、胶体的稳定和电荷中和等。大量元素同时具备上述2～3个作用，大多数微量元素只有酶促功能。1．氮作物需要多种营养元素，而氮素尤为重要。从世界范围看，在所有必需营养元素中，氮是限制作物生长和形成产量的首要因素。一般作物含氮量占作物干物质重的o．3％～5％。豆科作物含有丰富的蛋白质，含氮量也高。按干重计，大豆植株含氮2．49％，紫云英植株含氮2．25％。禾本科作物一般含氮量较少，大多在1％左右。氮是作物体内许多重要有机化合物的组分，例如，蛋白质、核酸、叶绿素、酶、维生素、生物碱和一些激素等都含有氮素。作物氮素营养充足时，植株叶片大而鲜绿，光合作用旺盛，叶片功能期延长，分枝(分蘖)多，营养体健壮，产量高。作物氮素缺乏时，缺乏症首先在下部叶片上发生，开始是绿色减退，生长减缓，植株矮小。继而下部叶变成柠檬黄或橘黄色，叶片焦枯，并逐渐脱落。从作物幼苗到成熟期的任何生长阶段里都可能出现氮素的缺乏症状。苗期缺氮，由于细胞分裂减慢，苗期植株生长受阻而显得矮小、瘦弱i叶片薄而小。禾本科作物表现为分蘖少，茎秆细长；双子叶作物则表现为分枝少。后期若继续缺氮，禾本科作物则表现为穗短小，穗粒数少，子粒不饱满，并易出现早衰而导致产量下降。作物缺氮不仅影响产量，而且使产品品质也明显下降。供氮不足致使作物产品中的蛋白质含量减少，维生素和必需氨基酸的含量也相应地减少。2．磷作物体的含磷量相差很大，为干物重的o．2％～1．1％，而大多数作物的含量在0．3％～O．4％，其中大部分是有机态磷，约占全磷量的85％，而无机态磷仅占15％左右。油料作物含磷量高于豆科作物，豆科作物高于谷类作物；生育前期的幼苗含磷量高于后期老熟的秸秆；幼嫩器官中的含磷量高于衰老器官，繁殖器官高于营养器官，种子高于叶片，叶片高于根系，根系高于茎秆等。磷的营养生理功能主要表现在它是大分子物质的结构组分，又是多种重要化合物(如核酸、磷脂、核苷酸)的组分，同时积极参与体内的碳水化合物代谢、氮素代谢、脂肪代谢等，磷也能提高作物抗逆性和适应能力。当作物体内磷素缺乏时，首先在老叶上出现缺磷的症状。植株缺磷初期，下部叶片呈反常暗绿色或呈紫红色，叶狭长而直立，继而植株矮小，呈簇生状态。缺磷作物根系不发达，影响地上部分生长。3．钾许多作物吸收钾的数量都很大，它在作物体内的含量仅次于氮。一般作物体内的含钾量(K2O)占干物重的o．3％～5．5％，有些作物含钾量比氮高。通常，含淀粉、糖等碳水化合物较多的作物含钾量较高。谷类作物种子中钾的含量较低，茎秆中钾的含量则较高。薯类作物的块根、块茎的含钾量也比较高。钾在作物体内不形成稳定的化合物，而呈离子状态存在。至今尚未在作物体内发现任何含钾的有机化合物。钾的营养生理功能为促进光合作用，提高coz的同化率，促进蛋白质合成，影响细胞渗透调节作用，影响作物的气孔运动与渗透压、压力势，激活酶的活性，增强作物的抗逆性。此外，钾营养对作物品质有重要影响。一旦作物缺钾，下部叶的尖端及边缘便出现典型的缺绿斑点，斑点的中心部分随即死去；这些斑点逐渐扩大，并且干枯，变为棕色；叶片中心部分的绿色变深，枯死的组织往往脱落，以至叶片出现残缺。在叶片枯死斑点出现以前，叶片向下卷曲，作物前期缺钾时，生长缓慢的情况不马上表现出来，而大多是在生长旺盛的中期表现出来。4．钙高等植物对钙的需要量大，钙在叶片中大量存在。其正常浓度范围为o．2％～1．o％。钙对细胞膜构成和渗透性起重要作用。钙参与第二信使传递，在细胞伸长和分裂方面起重要作用。作物缺钙时，症状首先发生在幼叶上，叶色变淡绿色，然后顶芽幼叶的尖端向下弯卷，接着幼叶的尖端及边缘枯腐，叶形残缺不整。而较老的叶片可仍保持正常状态。缺钙时，作物生长受阻，节间较短，因而一般较正常生长的植株矮小，而且组织柔软。缺钙植株的顶芽、侧芽、根尖等分生组织首先出现缺素症，易腐烂死亡，幼叶卷曲畸形，叶缘开始变黄并逐渐坏死。5．镁作物体中的镁的浓度一般为o．1％～o．4％。镁是叶绿素分子中仅有的矿质组分，也是核糖体的结构组分，参与同磷酸盐反应功能团有关的转移反应。作物缺镁时，症状在下部叶片上首先发生。根据缺乏的程度，叶片绿色可减退至白色，而叶脉及其紧邻部分仍保持正常的绿色，绿色减退由尖端及边缘开始向叶基及中心扩展，失绿症状与正常组织的深绿色相比非常明显，而氮、硫缺乏造成的失绿没有这么显著。作物在镁素极度缺乏的情况下，下部的叶片颜色几乎变成白色，但仍极少干枯或产生枯死的斑点。作物缺镁后根系生长数量明显减少。6．硫作物根系几乎只吸收硫酸根离子(S()i一)。低浓度气态SOz可被作物叶片吸收并在植株体内利用，但高浓度气态硫有毒害作用。植株中硫浓度一般介于o．1％～o．4％之问。在小麦、玉米、菜豆和马铃薯等作物中硫与磷含量相同或略低，但在苜蓿、甘蓝和萝h中含硫量甚大。在作物生长和代谢中硫有多种重要功能，胱氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸等含硫氨基酸需要硫。蛋白质或多肽中硫的主要功能是在多肽链中形成二硫键。合成辅酶A、硫胺素(即维生素B1)和谷胱甘肽也需要硫，硫还是其他含硫物质的组分，作物合成叶绿素也需要硫。作物缺硫会使整个植株变成淡绿色，幼叶较老叶的颜色更为浅淡。下部老叶的缺乏症不像缺氮那样发生焦枯现象，据此可与氮素缺乏症状区别。硫素缺乏后，作物生长可能有些缓慢，叶尖常常向下卷缩，叶面上会发生一些突起的泡点。硫素缺乏大多发生在作物的生长早期，特别是在干旱的季节易发生。7．硼硼在单子叶植物和双子叶植物中的浓度通常分别为6～18mg／妇和20～60mg／k。大多数作物成熟叶片组织中硼水平在20mg／kg以上就足够了。硼在作物分生组织的发育和生长中起重要作用，尤其在分生组织新细胞的发育，花粉管的稳定性和花粉的萌动及其生长、正常授粉、坐果和结子，糖类、淀粉、氮和磷转运，氨基酸和蛋白质合成，豆科植物结瘤，调节碳水化合物代谢等方面起重要作用。硼在作物生长中起重要作用，一旦缺乏，植株便出现新的嫩叶基部退淡，然后叶片在基部折断，有的第二次再生，有清楚的折印。缺硼严重时，茎尖生长点生长受抑制坏死或畸形扭曲，嫩叶芽未开展时就从基部坏死，生长停滞。叶片生长受阻，根系明显瘦小。生殖器官发育受阻，结实率低，果实小、畸形，缺硼导致种子和果实减产，严重时有可能绝收。我国油菜产区发生的“花而不实”与植株缺硼有关。8．铁作物中铁的正常范围一般是50～250mg／kg。通常铁的含量在50mg／kg(以干物质计)或以下时可能出现缺铁症。铁既作为结构组分，又充当酶促反应的辅助因素。作物缺铁时，下部叶色绿，渐次向上退淡，新叶全部黄化或脉间黄化，老叶仍保持绿色。缺铁的玉米其新生叶片黄化，中部叶片叶脉间失绿，呈清晰的条纹伏，但是下部叶片仍保持绿色。缺铁的油菜，新生叶片脉问失绿黄化，老叶仍保持绿色。9．锰锰在植株中的正常浓度一般为20～500mg／kg。通常植株地上部锰的水平在15～25mg／kg时则表现缺锰。锰参与光合作用，特别是氧释放；也参与氧化还原过程、脱羧和水解反应。在许多磷酸化反应和功能团转移反应中锰能代替镁。在大多数酶系统中镁与锰同样有效地促进酶转变。作物缺锰时，症状首先在幼叶出现，叶色失绿，但叶脉及叶脉附近仍保持绿色，叶片外观呈绿色纱嗍状，状似缺镁，但缺镁百先发生在r邵叶。缺锰便植株矮化，颜色淡绿，组织坏死。在田间条件下，明显的锰缺乏症状不易见到。可能与锰缺乏常与土壤碱性有关，而在这种土壤上，有利于作物根黑腐病的发生，当作物感染了根黑腐病后，同时也隐蔽了锰素缺乏的病症。10．铜铜在作物组织中的正常浓度为5～20mg／kg。若以作物干物质的量计，降到4mg／kg水平以下时可能表现缺乏。铜参与以下酶系统或代谢过程：氧化酶(包括酪氨酸酶、虫漆酶和抗坏血酸氧化酶)、细胞色素氧化酶的末端氧化作用、质体蓝素介导的光合电子传递。作物在铜素不足时，下部叶片首先出现枯死斑，继而整个植株生育不良，植株显暗绿色，缺铜严重时，上部叶片膨压消失，花序以下的茎弯曲，出现似永久萎蔫症状。缺铜常有一个明显的特征，即某些作物花的颜色发生退色现象，如蚕豆缺铜时，花的颜色由原来的深红褐色变为白色。11．锌锌在作物干物质中的正常含量为25～150mg／kg，低于20mg／妇则缺锌，叶片中锌水平超过400mg／kg发生毒害。锌在作物体内参与多种酶活动，但不能肯定其中锌究竟是功能性、结构性还是调节性辅助因子。锌参与以下酶系统或代谢过程：生长素代谢、色氨酸合成酶、色胺代谢、脱氢酶、磷酸二酯酶、碳酸酐酶(存在于叶绿体中)、过氧化物歧化酶、促进合成细胞色素c、稳定核糖体。作物缺锌时，下部叶片缺绿，出现不规则的枯斑，植株生长缓慢，节间短，植株失绿。生长受抑制，尤其是节间生长严重受阻，并表现出叶片的脉问失绿或白化症状。12．钼一般作物干物质中钼含量低于1mg／kg，缺钼植株中通常低于o．2rng／kg。因土壤溶液中含Mooi极少，所以植株中钼浓度一般很低。钼是硝酸还原酶的必需组分。植株中大多数钼都集中于这种酶中，这种酶为水溶性钼黄蛋白，存在于叶绿体被膜中。钼是固氮酶结构组分。已观察到豆科作物根瘤中10倍于其在叶片中的钼浓度。钼在作物对铁的吸收和运输中起着不可替代的作用。缺钼的作物下部叶片缺绿、边缘由黄到白色，伴随坏死斑点，叶片皱缩有波浪状，根系弱。缺钼还有可能引起早花。缺钼的共同特征是植株矮小，生长缓慢，叶片失绿，且有大小不一的黄色或橙黄色斑点，有时叶片扭曲呈杯状，老叶变厚、焦枯，以至死亡。13．氯直到20世纪50年代，氯元素才被证实为作物生长所必需。一般认为，作物需氯几乎与需硫一样多。氯的生理作用主要表现在参与光合作用、调节气孔运动、激活H+泵和ATP酶、抑制病害发生等方面。作物缺氯时，叶片会出现失绿、凋萎。在大田中很少发现作物缺氯症状，因为即使土壤供氯不足，作物还可从雨水、灌溉水，甚至从大气中得到补充。实际上，氯过多倒是生产上的一个问题。14．镍相对于其他必需营养元素而言，镍是最晚(1987年，BrownP．H．等)被提出是作物必需元素的。镍的主要生理功能是刺激种子发芽和幼苗生长，催化尿素降解。镍是脲酶的金属辅基，脲酶是催化尿素水解为氨和二氧化碳的酶。作物缺镍时叶尖积累较多的脲，出现坏死现象。二、作物营养关键时期(一)作物营养的阶段性作物从种子萌发，营养生长、生殖生长到形成种子的整个生活周期内，要经历不同的生育阶段。在这些生育阶段中，除前期种子营养阶段和后期根系停止吸收养分阶段外，在其他的各生育阶段中都要通过根系从土壤中吸收养分。作物吸收养分的整个过程称为作物营养的连续性。在作物生育中，又常表现出有不同的营养阶段，每个营养阶段作物吸收养分的特点是不同的。它主要表现在对营养元素的种类、数量和比例等方面有不同的要求。这是作物营养的阶段性。作物吸收养分与其生长速度有密切关系。在种子萌发、出苗以后，幼苗首先是利用种子中所储存的养分，从外界吸收的养分极少。随着幼苗逐渐长大，吸收养分的数量也不断增加，直到开花、结实期，吸收养分的数量达最大值。作物生长后期，生长量渐小，养分需求量也明显下降，到成熟期即停止吸收养分。作物衰老时，根部还有可能出现养分外溢现象。虽然各种作物吸收养分的具体数量不同，但是不同生育期养分吸收状况与植株干物质累积趋势是一致的。一般说来，生长初期，干物质积累少，养分吸收数量也不多；而在生长发育盛期，干物质累积量迅速增加，吸收养分的数量和吸收强度也随之提高，到了成熟阶段，干物质累积速度减缓，吸收养分的数量逐渐下降。在作物营养阶段中，根据作物对养分反应的强弱和敏感性，把作物对养分的反应分为营养临界期和营养最大效率期。如能及时满足这两个重要时期对养分的要求，定能显著地促进作物的生长和发育。(二)作物营养的临界期作物在生长发育的某一时期，对养分的要求虽然在绝对数量上并不多，但要求很迫切。如果这时缺乏某种养分，就会明显抑制作物的生长发育，产量也受到严重影响。此时造成的损失，即使以后补施该种养分，也很难弥补。这个时期称为作物营养临界期。一般说来，作物在生长初期，对外界环境条件比较敏感，此时如养分供应不足，不仅会影响作物生长，而且还会明显地反映在产量上。大多数作物的磷营养』晦界期在幼苗期。例如，棉花一般在出苗后lo～20d；玉米一般在出苗后7d左右(三叶期)。作物幼苗期正是由种子营养转向土壤营养的转折时期。此时种子中储藏的磷营养已近于耗尽，急需从土壤中获得磷营养。但此时大部分幼根在土壤表层，尚未伸展，且吸收养分的能力弱，对磷的需要就显得十分迫切。而土壤溶液中磷的浓度往往很低，且移动性很小，难以迅速迁移到根表。所以作物幼苗期容易表现出缺磷。采用少量磷肥作种肥，常有很好效果。作物氮营养临界期一般比磷营养临界期要稍晚一些，往往是在营养生长转向生殖生长的时期。例如，冬小麦的氮营养临界期是在分蘖和幼穗分化期(这两个时期都是临界期)，此时如缺乏氮素，则表现为分蘖少、产量低。生长后期补施氮肥，对增加单位面积穗数和每穗粒数已无济于事，无法弥补关键时期所造成的损失。棉花氮营养临界期是现蕾初期。作物钾营养临界期的确定有一定难度。因钾在作物体内流动性大，有高度被再利用的能力，一般不易判断。据资料报道，水稻的钾营养l临界期可能在分蘖期和幼穗形成期。(三)作物营养最大效率期在作物生长发育的过程中的某一个时期，作物对养分的要求，不论是在绝对数量上，还是吸收速率上都是最高的。此时使用肥料所起的作用最大，增产效率也最为显著。这个时期就是作物营养最大效率期。这一时期常常出现在作物生长的旺盛时期，其特点是生长量大，需养分多。因此，为夺取作物高产，在这个时期应及时补充养分。各种营养元素的最大效率期并不一致。如甘薯在生长初期，氮素营养效果较好；而在块根膨大时，则磷、钾营养的效果最好；就氮素而言，其最大效率期，玉米一般在大喇叭口到抽穗初期，小麦在拔节到抽穗期，棉花则在开花结铃期。作物营养虽有其阶段性和关键时期，但也不可忽视作物吸收养分的连续性。三、作物有机营养尽管作物是以无机营养为主，但随着作物营养研究的不断进步，作物的有机养分过程和作用逐渐为人们认识。已经证明，作物主要吸收无机养分，同时也吸收一些有机养分。而且一些有机养分能够优先于无机养分被吸收，一些有机养分的肥效比相应的无机养分高。(一)对含氮有机物的吸收作物所能吸收的含氮有机物主要有尿素、氨基酸、核酸(DNA和RNA)和酰胺。其营养作用常因作物而异。三叶草、豌豆能较好地吸收天冬氨酸与谷氨酸；而大麦和小麦则不能吸收天冬氨酸与谷氨酸，但可吸收甘氨酸和n一丙氨酸。作物不仅能吸收氨基酸和酰胺，而且还能使它们在体内迅速转运和转化。给水稻秧苗施以“c甘氨酸，5min后就能在自显影照片上观察到水稻根吸收了少量甘氨酸，5h后甘氨酸已转运到叶部，48h后吸收量达最大值。“C甘氨酸吸收后就开始转化为其他氨基酸、糖类、有机酸等一系列化合物而进入各种代谢系统，从而产生营养效果。(二)对含磷有机物的吸收含磷有机物亦能被作物吸收利用。有试验用标记的1磷酸葡萄糖和1，6一二磷酸葡萄糖在大麦、小麦和菜豆上进行试验。结果表明，作物能够很好地吸收有机磷。而且，当营养液中有磷酸盐离子存在时，含磷有机物照样能顺利地进入作物体内并参与代谢。除RNA和DNA外，作物还能吸收核酸的降解产物，如核苷酸、嘧啶、嘌呤和磷酸肌醇等。用化学纯的六磷酸肌醇进行无菌培养，以无机完全培养液作对照，在等养分条件下比较，结果表明六磷酸肌醇处理的稻苗生长良好，六磷酸肌醇的营养效果明显优于无机磷。进一步的研究证明，不同作物吸收利用含磷有机物的能力并不完全相同，有菌根的作物吸收利用有机磷的能力一般比无菌根的作物强。(三)对糖类、酚类等有机物的吸收有机肥中含有多种可溶性糖，包括蔗糖、阿拉伯糖、果糖、葡萄糖、麦芽糖等。其中，葡萄糖含量较高，是植物最易吸收的一种中性糖。孙羲等以水稻为材料，用“c葡萄糖进行无菌培养试验，分别在培养1d及5d后取样，制备放射自显影照片。结果表明，1d内穗部即带放射性，“C同化物已达穗部；5d内整株水稻带放射性，“c同化物已分布到水稻植株各部分。作物除吸收可溶性糖外，还能吸收一些酚类、有机酸类等物质。据研究，作物幼苗可吸收腐殖质中的羟苯甲酸、香草酸和丁香酸等。当它们被麦苗根系吸收后，只有极少量被输送到芽部，一部分被氧化为醌类化合物，大部分被转化成葡萄糖苷或葡萄糖脂的形态。外源羧酸对作物呼吸代谢、光合作用和碳氮代谢以及生长发育和产量影响方面的研究已取得不少进展，但是，外源羧酸对作物品质的效应研究甚少。事实上，羧酸对作物物质代谢的影响既表现在产量上，同时也对品质产生一定影响。据研究，不同施氮水平，根外喷施一定浓度乙酸和柠檬酸对水稻子粒粗蛋白和淀粉有明显影响。植酸又名子酸、六磷酸肌醇。有研究证明，植酸具有抑制淀粉酶和促进淀粉合成酶合成淀粉的作用。从水稻碾米品质看，用植酸喷施后的稻米米粒硬度较强，不易破碎。喷施植酸试验表明，稻米的碱消值以抽穗期和齐穗期处理的平均值略高于对照(即糊化温度低)，其他处理的结果与对照相当。聚乙烯醇系长链状高分子碳氢化合物，农业上一般做土壤改良剂。近年有研究报道，将聚乙烯醇系长链状高分子碳氢化合物用于烟草生产发挥了较好的作用。试验证明，土壤浇施o．6％的聚乙烯醇系长链状高分子碳氢化合物，对烟草产量、化学成分产生明显的影响，中上等烟率明显高于对照处理，均价、产值均达极显著水平。此外，作物能较好地吸收激素和生长调节物质，如生长素(吲哚乙酸)、赤霉索、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等有机化合物，并在促进和调节其生长发育、提高产量、改善品质上起到一定作用。第五章作物种植制度种植制度是指一个地区或生产单位的作物布局与种植方式总称。第一节作物布局每一户农民都有一本帐，一户8亩地，该种几亩粮食几亩棉花？能不能种点西瓜和蔬菜？再养一头猪粮食是否够吃？山上的2亩荒地利用种果树行不行？这本帐就是合理的作物布局，这本帐的好坏关系到每个农户的温饱与致富。一、作物布局的概念作物布局是指一个地区或生产单位作物种植计划，实际上就是安排作物种植的种类、面积、比例和配置地点的一种作物生产部署（指作物在一定区域或田块上的分布）。因此，作物布局是解决种什么、种多少、种哪里的问题。作物布局所指的范围可大可小，可以大到一个国家、省、地区、县，也可以小到一个自然村、一个农户；时间上可长可短，可长到5年、10年等的作物布局规划，短到一年或一个生长季节的作物安排。作物布局中的作物通常指大田种植的作物，主要是粮食作物、经济作物、饲料绿肥作物等，有时也包括蔬菜、果树等。作物布局的内容包括粮食作物与经济作物、饲料绿肥作物之间的面积比例；各类作物内部不同类型的面积比例；同一作物的不同品种之间的面积比例等。在多熟制地区，同一块土地上一年要种植二熟或二熟以上的作物，这样不仅有空间上作物布局（在同一生长季节，有不同作物合理布局的问题），而且有时间（季节）上进行布局，即一年中有夏收作物的布局（小麦、大麦、油菜、豌豆、蚕豆）和秋收作物的布局（水稻、棉花、玉米、高粱、栗），在不同生长季节之间，上下茬作物同样有一个合理布局的问题（前后茬口不衔接，用地和养地就会发生矛盾，最后降低作物产量，影响一年至多年的生产发展）。二、决定作物布局的因素作物布局决定与什么？有人认为，作物布局就是：“什么高产种什么”，或者“什么赚钱种什么”。有人则主张，一切服从与生态，服从于自然。合理的作物布局应该以客观条件和社会经济条件为依据，依照自然规律和经济规律来制定。一个地区的作物布局在很大程度上决定于作物生态适应性，也即作物对环境的要求是否和当地的光、热、水、土等自然条件相适应，这是大范围作物布局的基础；另一方面，作物不同于自然植被，它的组成和分布在很大程度上受社会经济、生产与技术等人为因素的影响。（一）作物生态适应性在世界作物分布中有很多有趣的现象。尽管各国的社会经济条件很不相同，但苹果总是分布在温带地方，柑橘则分布在亚热带，棉花多分布在温暖光照充足的地方，热带看不到马铃薯、青稞、莜麦，连小麦都极少见。到我国南方旅游，从东到西，处处皆是水稻。原因是什么呢？这是作物生态适应性所决定的，是多少年来系统自然选择与人工选择的结果。但是，我国北到黑龙江，南到广东，东起台湾，西至新疆、西藏，都有小麦和水稻，就在北京，除了某些热带亚热带作物外，几乎什么作物都可生长，甚至中山公园还有竹子。这种现象使人迷惑不解，既然一种作物到处都可生长，或者一个地方什么作物都可种，那么是不是客观上并不存在生态适应性的问题？事实并不是这样。能够生存并不意味着适应性是最优的，即或是分布较广的种或作物也具有其最适分布范围。虽然小麦在我国东南西北都有，但最适区是青藏高原（气温低，小麦生长与灌浆时间长，日照充足，日较差大）与黄淮平原（冬季比北部暖，春季雨量比北部多，但又不象南部春雨绵绵。日照充足，温度适宜），江南、华南虽有小麦，但适应性差，产量低、品质差。一个地方总有其最适或较适的生长作物，有其较佳的作物布局方案。生态适应性相对较佳的作物组合在一起（还要加上社会经济与科学技术水平）就成为该地较佳的作物布局方案。对作物分布起决定性作用的因素，在大范围内，首先决定于气候因素，尤其是热量和水分，其次是地学因素，即母质、土壤、地貌。一般来说，决定一种作物能否生存的是气候因素，而决定是否繁荣的则要看气候以及地学因素。在一个小范围内（如一个自然村，一个农户），气候差异很小，影响作物布局变动的主要因素是土壤、肥力、地貌等地学因素。生态适应性是作物布局的基础，在农业生产和制定作物布局方案时，要因地种植。因地种植，一般可以产量稳而高。土层厚度：小麦、玉米、高粱、棉花等根系分布较深（平原土层厚，利于深根作物生长，才有利于高产），豆类、糜谷、饲料牧草等根系较浅（山坡土层较浅），质地：在黄河故道砂地上种植小麦，亩产只三四十公斤，而改种花生，则有100kg上下。土壤质地是一个重要的土壤物理性状，它影响土壤水分、空气、根系发育和耕性。凡是在土中生长的果实或块根、块茎作物对砂土有特殊的适应性，如花生、甘薯、马铃薯等，瓜类也很适宜，且品质优（温差大）。壤土适宜大部分作物生长，包括棉花、小麦、油菜、玉米、豆类、麻类、烟草等。其中，小麦、玉米适宜偏粘的土壤。黏土适宜水稻种植。黏土保水保肥能力强，但透水性、透气性差，耕性难，易成坷拉或大块。肥力：哪些作物适于分布在贫瘠地上，哪些作物适于分布在肥沃地上，这是在作物布局中常遇到的问题。不同作物耐贫瘠程度不同。其原因是有的作物可共生固氮，如豆科作物中的大豆、绿豆、豌豆、蚕豆、豇豆以及一些豆科绿肥，如苜蓿。耐贫瘠型：豆科作物，如大豆、绿豆、豆科绿肥（可与微生物共生固氮）；高粱、向日葵等（根系强大，可以在贫瘠土壤上吸收尽可能多的养分，同时也消耗地力）；荞麦、栗、糜子（根系和地上部不太强，但吸肥力强或需肥较少的作物）。喜肥型：根系强大，吸肥多，要求土层深厚，土壤供肥能力强，地上部分产量高或经济价值高，如小麦、玉米、棉花、水稻等，玉米缺肥时往往形成空秆。喜肥性与耐肥性不完全相同，小麦、棉花等是喜肥作物，但是不耐肥，肥料（氮肥）过多则引起倒伏或徒长。耐肥作物有玉米。中间型：在贫瘠土壤中能生长，在肥沃土壤中生长更好，如谷子等。其次要趋力避害，发挥优势。在一个生产单位土壤，地貌可能是多样的。随地势的变化，作物布局上也出现了明显垂直地带性，在我国北方，从低到高作物分布规律大致是：棉花-玉米-冬麦、糜谷-喜凉作物（油菜、豌豆、春小麦、青稞）-林地-草地-荒地。如陕北米脂县丘陵土地利用为例，最低部的川道地，水利条件好，种植小麦、玉米等粮食作物和蔬菜，稍靠上的沟道地，水利可及，以小麦、玉米为主。再向上的水平梯田，已无灌溉条件，但梯田保蓄了水分，仍以麦、玉米及高粱、谷子等为主。靠上未经治理的缓坡地，坡度低于20，可作为整修田的对象，作物以旱杂粮为主，如谷、糜、豆类（根系较浅，山坡土层较浅）。上部的陡坡地（20-30）冲刷切割严重，应退耕还草，还林，极陡坡地（30-40）为灌木林封山育草（上部雨水冲刷，水土流失，肥水缺乏，一般不宜辟为耕地，应宜林则林，宜牧则牧）。地形改变了光热水的分布，北坡多为耐寒、耐阴、喜湿的作物，如马铃薯、蚕豆、豌豆、莜麦、甜菜等。南坡上部往往因干旱的原因植被较差，多为短草，坡位下部则多喜阳与喜暖的作物，如玉米、高粱、糜谷、大豆、甘薯、棉花等。（二）需求满足人类对农产品的需求是农业生产的主要动力与目的。需求分三个方面，一是自给性需求，主要是农民自己对食品、饲料、燃料、肥源等的需要。目前我国农业生产的自给部分大致占一半左右。二是市场对农产品的需求，世界上农业发达国家农产品主要是以商品形式供应市场，我国目前粮食商品率约占35%，经济作物则大部分作为商品。三是国家或地方政府从全局出发提出的农产品需求，其中一些是商品性的，也有一些是行政的上缴或收购。为满足社会需求，根据国家、地方的统筹安排，用价格这一杠杆来调节作物布局也是一个非常有效的途径。例如，国家采取的粮食保护和奖励价格收购政策，对确保粮食生产具有重要意义。再如，我国东南沿海地区的一些出口农业和大都市周围的一些菜篮子农业的发展非常迅速，除了与国家和地方政府的扶持有关外，价格是最为关键的因素。（三）社会经济和科学技术社会经济和科学技术可以改善作物的生产条件如水利、肥料、劳力和农机具等，为作物生长发育创造良好的环境，解决能不能种植某一作物的问题。同时，也为作物的全面高产、优质高效、持续发展提供保障，解决能否种好的问题。农业科学技术如由于新品种和地膜覆盖技术的推广，水稻、玉米种植区域的北移和向高寒山区的扩种，有效地增加了水稻、玉米的种植面积。第二节复种一、复种的概念复种是指在同一块田地上一年内接连种植二季或二季以上作物的种植方式。常见的复种方式有平播和套作两种，平播是在上茬作物收获后直接播种下茬作物，套作是在上茬作物收获前，将下茬作物套种在其株间或行间。此外，还可以用移栽和上季作物再生作来实现复种。根据一年内在同一田块上种植作物的茬数，把一年种植两茬作物称为一年两熟，如冬小麦—夏玉米；种植三茬作物称为一年三熟，如小麦（油菜）—早稻—晚稻；两年内种植三季作物，称为两年三熟，如春玉米→冬小麦—甘薯、棉花→小麦／玉米。（符号“→”表示年间作物接茬种植，“—”表示年内接茬种植，“／”表示套种）。复种指数：复种程度的高低，通常用复种指数来表示，即全年作物收获总面积占耕地面积的百分比。公式如下：全年作物收获总面积复种指数（%）=——————————×100耕地面积二、复种的意义1．扩大播种面积和提高单位面积年产量复种是我国精耕细作集约栽培的传统经验。我国人多地少，但自然条件比较优越，特别是南方各省，作物可以周年生长。发展复种，提高土地利用率是发展作物生产的一条重要途径，也可充分发挥现有耕地的增产潜力，实行合理复种与提高单产是解决人多地少矛盾行之有效的方法。我国农业现代化水平低于美国，耕地少于美国，但我们以1.3亿hm2的耕地生产的粮食超过美国1.9亿hm2耕地生产的粮食，其原因就是我国复种指数高。2．保持水土复种可以增加地面覆盖，减少地表径流、土壤冲刷和养分流失。（特别是缓坡地）3．有利于缓解粮、经、饲、果、菜等作物争地矛盾，促进全面增产。一熟棉田、一熟烟与粮食作物争地矛盾，改为麦棉套作或麦收后移栽棉两熟后，可使粮经双丰收。大田作物中插入蔬菜、瓜类、中药材等，能显著提高农业生产的经济效益。4．有利于稳产我国是季风季候，旱涝灾害频繁，复种有利于产量互补“夏粮损失秋粮补”，增强全年产量稳定性。三、复种的条件复种方式要与自然条件、生产条件与技术水平相适应。影响复种的自然条件主要是热量和降水量，生产条件主要是劳畜力、机械、水利设施、肥料等。（一）热量一个地区能否复种或复种程度的高低，热量条件是决定因素。主要采用以下方法来确定。1.年平均气温法一般以年均温度8℃以下为一年一熟区，8~12℃为两年三熟区，12～16℃为一年两熟区，16～18℃以上为一年三熟区。2.积温法≥10℃积温低于3600℃为一年一熟，3600～5000℃可以一年两熟，5000℃以上可以一年三熟。3.生长期法以无霜期表示生长期，一般140～150d为一年一熟区，150～250d为一年两熟区，250d以上为一年三熟区。（二）水分一个地区若具备了复种的热量条件，能否复种就要看水分条件。水分包括灌溉水、地下水和降水。我国降水量与复种的关系是：小于600mm为一熟区，600～800mm为一熟、两熟区，800～1000mm为两熟区，大于1000mm可以实现多种作物的一年两熟或三熟。降水不仅要看总降水量，还要看全年分布，如果过分集中，则往往会出现季节性干旱，影响复种。春旱时间过长，种子、种苗无法成活（一见苗就好，见苗三分收），降水过程造成温度下降，故雨水过分集中区不利复种（华北小麦收后种玉米，玉米收成不好）在半干旱地区，由于降水不足，常利用休闲蓄水，为下季作物提供条件。若有灌溉条件，也可不受此限制。（三）肥料有收无收在于水，多收少收在于肥复种指数提高后，多种了作物（带走的营养元素增加），就要多施肥料，才能保证土壤养分平衡和高产多收。因此，提高复种指数，除安排养地作物外，必须增施肥料，否则多种不能多收。（四）劳、畜力和机械条件夏天每一日积温都很高，一日也不能浪费提高复种指数，必然增大劳力、畜力和机具投入。南方多熟地区，一年有2～3次“双抢”，即收麦（油菜等）抢插水稻和抢种玉米等，收水稻和甘薯等抢栽油菜或抢种小麦，季节十分紧张，特别四川丘陵区，在两季有余三季不足的情况下，必须抢种抢收，才能发展三熟制。三夏（小麦夏收、大秋作物夏管水肥草、夏播）三秋（秋收、秋种、秋耕）机械化加快了作业进度，使农耗期缩短。四、复种技术抢时间，围绕早字作文章（一）作物组合1.充分利用休闲季节增种一季作物。如南方利用冬闲田种植小麦、油菜、蚕豆、豌豆、马铃薯、冬季绿肥等作物；华北、西北以小麦为主的地区，小麦收后有70-100d的夏闲季节可供复种开发利用，夏闲期在65-75d的可复种荞麦、糜子，75-85d的可复种早熟大豆、谷子。85d以上的可复种早熟夏玉米，110d的可复种中熟玉米。2．开发短间隙生长期的填闲作物短间隙一般2个月左右，不足以生长一季粒用作物，常种植一些填闲作物，如短生育期的绿肥、饲料、蔬菜。四川成都平原两熟制收稻至种麦有2个月左右的时间，增种一季秋甘薯或萝卜、大白菜等秋菜。（二）争取季节技术1.改直播为育苗移栽育苗移栽是克服复种后生育季节矛盾最简便的方法，在水稻、棉花、甘薯、油菜、蔬菜的复种栽培上应用广泛。为了增加苗期积温利用，采用保温育苗技术，如温室育秧、农膜育秧、地膜育秧等技术。2.套作技术的运用即在前作收获前于其行间、株间或预留行间直接套播或套栽后作物。一般在收获前20-40d。华北地区带状种植6行小麦，空几行地，在收获前50d种植玉米。长江中下游和黄淮海地区套种棉花。晋南小麦套种棉花、玉米3.促进早发早熟的技术后作物及时播种，减少农耗期。麦收后复种大豆，平均每迟播1d，每亩大豆减产5kg。免耕机械化播种。前作及时收获。小麦、油菜成熟后要及时收获。甘肃正宁县周家大队在玉米腊熟期末期，将玉米连根拨起，立在地边，争取16d时间，玉米亩产仅减产1.5kg，小麦亩产240kg，比迟播的每亩增产53.5kg。促进早熟技术。在玉米生育后期喷乙烯利，可提早成熟7d左右。棉花、烤烟施用乙烯利也有促进早熟作用。地膜的运用可时玉米成熟期提早7-10d。4.作物晚播技术播种季节较紧的地区，如黄淮海地区北部，为确保玉米丰产，需用中晚熟品种，小麦只能晚播。晚作物可以适当增加播种量，增加作物密度。晚播作物营养生长期比较短，植株比较矮小，分蘖或分枝少，可适当加大播种量，增加作物的密度。以多取胜，夏玉米密度要大于春玉米，通过群体来提高产量（但水肥条件要跟上）。晚播棉花密植低打顶，使晚播棉产量增加。5.地膜覆盖技术采用地膜覆盖可提高地温，保持土壤湿度，可适当提前播种。麦棉套作的特点主要是能从时间和空间两方面充分利用全年生长季节。小麦利用了冬季和早春棉花所不能利用的时间、空间和光热水肥条件。并且在带状套作的情况下，根系吸收营养范围大，病害轻，具有边行优势，因而小麦按实际占地面积计算，往往可显著增产。虽然套种棉花与小麦共生期间存在着相互争光和争水肥矛盾，生长弱，发育迟，但麦收后棉花通风透光好，中部果枝成铃多，晚熟但也能获得较好的产量。此外，小麦对棉苗有防风保温作用，有利于减轻大风寒流对棉苗的影响，有利于保苗。麦棉套作田还因小麦屏障，可以减少棉蚜迁入，并能利用小麦田积集瓢虫等多种天敌，控制棉蚜危害。第3节间作、混作、套作80年代以来，人们对间、混、套作的认识有了进一步的提高，认识到间、混、套作是适合我国国情、缓解和克服人口、土地、粮食矛盾的切实可行的有力措施，是对土地高度集约利用的一种生产形式，将成为具有中国特色的现代集约持续农业的一个重要组成部分。正是基于这样的认识，间、混、套作技术在我国得到广泛的发展。一年生大田作物的间作在我国分布很广泛，实行间作的作物主要是玉米、豆类和薯类，其中最多的是玉米和豆类的间作，分布于全国的玉米产区。多年生作物的间作主要分布于华南地区。一、间、混、套作的概念1．单作：指在同一块田地上种植一种作物的种植方式，也称为清种、净种。如大面积种植水稻、玉米、小麦等作物。这种方式作物单一，群体结构单一，全田作物对环境条件要求一致，生育比较一致，有利于田间统一种植、管理与机械化作业。这种种植方式，作物生长发育过程中，只存在个体之间的竞争关系。2．间作：指在同一田地上于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。用符号“∥”表示，如玉米∥大豆。玉米间作大豆。分行间作是指间作作物单行相间种植；分带间作是指间作作物成多行或占一定幅度的相间种植，形成带状，构成带状间作，如4行棉花间作4行甘薯、2行玉米间作3行大豆等。间作因为成行或成带种植，可以实行分别管理。特别是带状间作，较便于机械化或半机械化作业，与分行间作相比能够提高劳动生产率。间作的作物播种期、收获期相同或不相同，但作物共处期长，间作与单作不同，间作是不同作物在田间构成的人工复合群体，是集约利用空间的种植方式，个体之间既有种内竞争又有种间竞争。间作时，不论间作的作物有几种，皆不增计复种面积。间作的作物播种期、收获期相同或不同，但作物共生期长，其中至少有一种作物的共生期超过其全生育期的一半。3．混作：指在同一块田地上，同期混合种植两种或两种以上作物的种植方式。用符号“×”表示。如小麦与豌豆混作，记为“小麦×豌豆”，混作一般在田间无规则分布，可同时散播，或在同行内混合、间隔播种，或一种作物成行播种，另一种作物撒播于其行内或行间。混作和间作都是于同一生长期内由两种或两种以上的作物在田间构成复合群体，是集约利用空间的种植方式，不计入复种面积。但混作在田间分布不规则，不便于分别管理，并且要求混作作物的生态适应性要比较一致。4．套作：指在前季作物生长后期的株行间播种或移栽后季作物的种植方式。用符号“／”表示。如“小麦／玉米”小麦套作玉米。套作不仅能在作物共生期间充分利用空间，更重要的是能延长后作物对生长季节的利用，提高复种指数，提高年总产量，是一种集约利用时间和空间的种植方式。套作和间作都有作物共生期，所不同的是，套作共生期较短，小于1/2全生育期，能提高复种指数，集约利用时间；间作共生期较长，大于1/2全生育期，集约利用空间。间作与套作最明显的区别是其作物的共生期长短不同，前者共生期长，后者共生期短。二、间、混、套作增产原因（一）充分利用空间和提高光能利用率在单作情况下，同品种作物个体之间的生长状况是比较一致的，它们的根系分布深度和茎叶伸展的高度都在同一水平，对生活条件的要求和反应也一样，当密度超过一定限度时，个体间对生活条件的竞争就比较突出和尖锐，因此它们的密度和叶面积指数的增加受到了较大的限制。间、混、套种群体是由两种或两种以上的作物构成，它们的外部形态和生理特性具有互补性，如对光照、水肥的要求不同，等等。利用这些差别，把不同作物恰当地搭配起来，构成复合群体，其密度和叶面积可以超过单作的限度，而不导致像单作时那样的矛盾突出和尖锐。这就可以更充分地利用空间，提高对土地和光能的利用率，在单作面积上可以合成和积累较多光合产物。（作物有高有矮，根系有浅有深，有的喜光，有的耐阴，有的需N多（玉米），有的需P、K（大豆）多。利用这些差别，把不同的作物搭配起来构成复合群体，其密度和叶面积指数将会提高，这就充分利用空间，提高土地和光能的利用率。）单一作物的群体在生长前期和后期叶面积较小，利用光能不充分，可利用层次结构（生产上，作物的种植密度都是按它的生长盛期来计算的，因此在生长的初期和后期，有大量的空间未被利用，这样就可能利用层次结构来乘法利用空间）来充分利用空间，提高光能利用率。间（单作时，上层叶片光照充足，中、下部的叶片往往光照不足，有时甚至由营养器官变为消耗器官。间作，混作把不同株型、叶型、高矮的作物组合构成层次结构，改单作的平面受光为立体受光）、套作（利用生长期不同构成层次结构去充分利用空间-土地和阳光。在自然群落中，总是在前一种植物还未完全死亡腾出土地之前，后一种植物就开始生长，即自然群落中的演替规律，套作就是运用了这种自然规律。一般套作的作物比不套做的作物可提前15-20d播种。因为一般植物在空间上的生长规律都呈现S型生长曲线，也就是说在植物生长的初期和后期可给另一些植物的生长提供一定的水、肥、光、热条件，所以就产生了自然植物的演替，形成自然植物群落的层次结构）就可以克服这一矛盾，从而提高光能利用率。（二）充分发挥边行优势边行优势是指作物的边行产量优于内行的现象。在间套作中，高位作物由于所处高位的优势，通风透光好（矮秆作物生长的地方变成了高秆作物通风透光的走廊，光线可以直射到高秆作物的中下部；有利于空气流通与扩散，促进复合群体内CO2的补充和更新），根系吸收养分水分的能力强，生育状况和产量优于内行，成为边行优势；与此相反，矮位作物往往表现为劣势。合理的间套作，能有效的发挥边行优势，减少劣势，使主作物明显增产，副作物少减产或不减产。间套作把高矮不同，或生长期早晚不同的作物搭配起来进行种植，改变了作物群体的层片结构，矮秆作物生长的地方变成了高秆作物通风透光的走廊，光线可以直射到高秆作物的中下部，同时由于矮秆作物的反射，上层的谩射光也大大增加。（三）用地和养地相结合间、套作不仅充分地利用了地利，在一定条件下还具有某种程度的养地作用，使用地和养地更好地结合起来。豆科作物有根瘤菌能固定大气中的氮素，间、混作时，能供给非豆科作物氮素营养。因此，豆科与非豆科作物进行合理间、套作，既用地又养地。间混作还可以使根系加多，从而增加土壤中的有机物质，创造和恢复土壤团粒结构来提高土壤肥力。（四）充分利用生长季节主要表现在套种上。一般来说，作物的生长期长，产量就高，反之产量低。套种能争取时间，相对增加了生长期和积温，因此能充分利用生长季节，提高单产。实行套作，由于提早播种，保证作物有足够的生长期，可以满足作物对一定生长期的要求，可以选用生长期较长的品种，因而能大大提高产量。例如在一熟棉区，棉花4月播种10月拨秆，有5个月的冬闲期；小麦10月播种6月收获，有4个月的间隙期。如果在小麦生长期间，于4月在小麦预留行内套种棉花，麦棉共生两个月，相当于前后增加了7个月的时间，就可改一年一熟为麦棉二熟，充分利用生长季节。（五）增强抗逆性，稳产保收不同作物有不同的病虫害，对恶劣的气候条件有不同的反应。一般单作抗自然灾害的能力较低，当发生严重的自然灾害时，往往会给生产带来严重损失，甚至颗粒无收。但是采用间、混、套作就可以减轻损失。如德国在气候不稳定地区，燕麦和大麦混作很普遍，在旱年大麦生长良好，在涝年燕麦生长良好，两者混播，无论是旱年或是涝年产量都很稳定。间、混、套作还可以减轻某作物的病虫害。由于间混作后，田间小气候的改变，使病虫害的发生减轻，如高矮秆作物相间种植，高秆作物的宽行行距加大，荫蔽轻，可减轻病害（减轻玉米叶斑病，小麦白粉病和锈病）。黄淮海一带采用的高产玉米与抗旱谷子间作，利用复合群体内形成的特有的小气候，抑制一些病虫害的发生蔓延；华北的玉米与大白菜套作（田间小气候改变，阴凉，昼夜温差小）能减轻大白菜的病虫害，从而有着稳产保收的可能性。小麦与棉花套作，小麦繁殖了棉蚜的大量天敌瓢虫，可减轻棉蚜的危害。华北地区棉花幼苗期有时会受到寒流侵袭，使棉苗受冻死亡，造成缺苗，采用冬小麦与棉花套作，棉花幼苗受到小麦的保护，可在一定程度上减轻冻害。（六）发挥作物分泌物的互利作用一种植物在生长过程中、通过向周围环境分泌化合物（叶片、根系、死亡植株或腐解植株）对另一种植物产生直接或间接相促或者相抑的影响，亦称对等效应。因此，实行间、套作可利用有益的一面，促进共生互利，提高产量。互利的作物有：洋葱与食用甜菜，马铃薯与菜豆，小麦与豌豆，春小麦和大豆，可互相刺激生长；农作物与蒜、葱、韭菜等间作，会使农作物的一些病虫害减轻；分泌物还有抑制杂草危害的作用，如甜菜根系分泌物可抑制麦仙翁种子萌发，荞麦根系分泌物能抑制看麦娘的生长。不利的作物：冬黑麦与冬小麦，荞麦与玉米，番茄与黄瓜，菜豆与春小麦，向日葵与玉米、蓖麻，洋葱与菜豆等。三、间、混、套作技术间、混、套作是在一定自然条件和社会条件下，为充分利用光热资源和水、肥等生产条件而发展起来的一种集约化种植方式。它的主要目的是要在有限的耕地上，挖掘土地潜力，努力提高土地利用率和光能利用率，从而获得更多农产品。（一）选择适宜的作物种类和品种间（混）套作的作物，其生态适应性应基本类似。相差太大时不能实行间（混）套作。如水稻与花生、甘薯等对水分条件的要求不同，向日葵、田菁与茶、烟等对土壤酸碱度的要求不同，它们就不能实行间（混）套作。在生态适应性基本一致的前提下，考虑作物搭配时，在株型方面，要选择高秆和矮秆，垂直叶与水平叶，圆叶与尖叶，深根与浅根作物搭配。在适应方面，要选择喜光与耐荫（光饱和点低），耗氮与固氮，喜温与喜冻，耐旱与耐涝作物搭配。在根系分泌物方面，要互利无害。小麦与豌豆，大麦与马铃薯，大蒜和棉花等作物组合是的化学影响是无害的或有利的。相反，黑麦与小麦、大麻与大豆、荞麦与玉米等作物的组合是互不适应或前者抑制后者。在品种成熟上，间、套作中主作物生育期可长些，副作物生育期要短些，在混作中生育期要一致。耐旱、耐湿等生态特性不同的作物组合在一起，使之尽可能地减少空间和地下的竞争。（二）确定合理的田间配置合理田间结构有利于解决作物间一系列矛盾。单作时田间结构比较简单，主要取决于密度和株行距。而在间、混、套作的情况下，田间结构由于是一个较为复杂的复合群体，有主作物和副作物之分，除处理好同一作物个体间的矛盾外，还要处理好作物与作物间的矛盾，以减少作物间、同一作物间的竞争。因此，要涉及到密度和行株距，带宽与行比，不同作物位置排列与作物间距等。在复合群体的结构上，既要有适当密度一截取较多阳光，又要通风透光良好。在密度上，主作物应占较大比例，其密度可接近单作密度，副作物占较小比例，密度小于单作。在套做时，如副作物为前作，一般要为后播的主作物先留空行，共生期愈长，空行也愈大，土地利用率一般控制在单作的70%以下，后播的主作物单独生育期间的生育盛期，应接近单作的土地利用率。在间套作中，主作物应占有较大的播种面积和更大的利用空间，在早熟的副作物收获后，也可占有全田空间。例如棉、麦间套方式中，棉花为主作，当小麦收获后，棉花则占有全田空间。高矮作物间作时，要注意调整好两作物的高度差与行比，调整原则是高要窄，矮要宽，就是高秆作物的行数要少一些，矮秆作物行数要多一些，要使矮秆作物行的总宽度大致等于高秆作物的株高，效果才好。至于行向，在间套作情况下，对矮秆作物来说，东西行向比南北行向接受阳光的时间要多。（三）加强田间管理间（混）套作是集约栽培的技术措施。复合群体大，需要肥水多，因此要适当增加投入（间混作加强追肥和灌水，套作田套作之前施用基肥，播种时使用种肥，前作物收获后，及早进行田间管理，水肥猛促，以补足共生期所受亏损）。作物种类多，田间管理复杂，因此要做到适时播种（套作时，套种过早或前一作物迟播晚熟，延长了共生期，抑制后一作物苗期生长；套种过晚，增产效果不明显，因此要着重掌握适宜的套种时期。间作时，更需要考虑到不同间作作物的适宜播种期，以减少彼此竞争。混作时，一般要考虑混作作物播种期与收获期的一致性），及时收获（为了削弱复合群体内作物之间的竞争关系，特别是对高位作物，早熟早收是不容忽视的措施），防治好病虫害（间作混作可以减少一些病虫害，也可增添或加重某些病虫害，对所发生的病虫害，要对症下药，认真防治，否则病虫害的发生要比单作田更加严重）。间套作主要类型：我省作物种类和品种资源繁多，在不同地区的间、套作的方式丰富多彩。现有混作很少，主要是间、套作方式有以下几种。1．间作分布地区较广，参照各地经验，全省主要有以下类型（1）禾谷类作物与豆科作物间作a玉米或高粱与大豆间作（玉米须根系、植株较高，叶窄长，需肥多，大豆直根系，株矮，叶小而平展，为需磷钾多作物，较耐阴，两者共处，除密植效应外，兼有营养异质效应、边行优势、补偿效应、正对应效应，能全面地体现间作复合群体的各种互补关系，增产增收效益好。）b春小麦与春大豆间作c春小麦与蚕豆豌豆间作（2）禾谷类作物与非豆科作物间作a玉米与马铃薯或甘薯间作（薯类喜磷钾较多，根浅，较耐阴，薯块膨大期较喜冷凉气候，玉米需氮多，根深，喜光，二者合理间作，产量较高）b玉米与谷子间作c玉米与瓜菜间作（3）粮食作物与绿肥或饲料作物间作（4）棉花与瓜菜间作（棉花行距较宽，前期生长较缓慢，前期间作生长期短的作物）2．套作第五节轮作与连作一、轮作的概念和意义（一）轮作和连作的概念1．轮作：是在同一田地上不同年度间按照一定的顺序轮换种植不同作物或不同的复种形式的种植方式。如一年一熟条件下的大豆→小麦→玉米三年轮作，这是在年间进行的单一作物的轮作。在一年多熟条件下既有年间的轮作，也有年内的换茬，如南方的绿肥—水稻—水稻→油菜—水稻—水稻→小麦—水稻—水稻轮作，这种轮作由不同的复种方式组成，称为复种轮作。在同一田地上有顺序地轮换种植水稻和旱田作物的种植方式称为水旱轮作。在田地上轮换种植多年生牧草和大田作物的种植方式称为草田轮作。2．连作：与轮作相反，连作是在同一田地上连年种植相同作物或相同的复种方式的种植方式。而在同一田地上采用同一种复种方式连年种植的称为复种连作。生产上把轮作中的前作物（前茬）和后作物（后茬）的轮换，通称为换茬或倒茬。连作也叫做重茬。（二）轮作在农业生产上的意义1．能合理利用土壤中的养分和水分。不同作物对土壤中的各种营养物质和不同层次的水分具有不同的要求和吸收能力，如果把几种不同特性的作物适当搭配，轮换种植，就能使土壤的养分、水分合理分配和充分利用。例如，小麦、玉米需氮较多，而马铃薯、甜菜需磷、钾较多，如果连续栽培对土壤养分要求倾向相同的作物，必将造成某种养分被片面消耗后感到不足而导致减产。两类作物轮作，就能使土壤中的氮、磷、钾养分合理使用。棉花、玉米等作物的根系较深，而马铃薯、甘薯等作物的根系较浅，在土壤中摄取营养物质的水分的范围也不一致，因此，根据作物的特性确定轮作顺序，就能充分利用土壤中的养分和水分。2．用养结合，培养和提高地力。“倒茬如上粪”、“要想庄稼好，三年两头倒”各种作物收获后，遗留不同数量的残株断根在地里，而豆科作物更能固定大气中的氮素，使土壤中的氮素含量增加，且豆科作物容易腐烂。因此，在轮作中加入豆科作物或多年生牧草，可以丰富土壤有机质，有效地提高土壤的肥力水平。轮作还具有调节耕层物理状况的作用。密植作物的根系细密，数量较多，分布比较均匀，土壤疏松结构良好。玉米、高粱根茬大，易起坷拉。深根性作物和多年生豆科牧草的根系对下层土壤有明显的疏松作用。土壤物理性质的改善，可使土壤肥力得以提高。3．改变农田生态条件，减少田间杂草。不同作物的伴生杂草不同，如麦田里的野燕麦、栗田里的狗尾草、大豆田里的菟丝子等。这些杂草的生长季节、生长发育习性和要求的生态条件，往往与伴生作物或寄生作物相似，连作很难根除，通过轮作，能有效地消灭或抑制伴生杂草的繁殖。水田改成旱地后，适应水生的杂草因得不到充足的水分而死亡。旱田改成水田后，旱地杂草因淹水而死亡。4．可减少病虫危害。作物有些病虫害是通过土壤感染的，如棉花枯、黄萎病，甘薯的黑斑病，花生、烟草、甜菜的线虫病，谷子的白发病等。大多数病菌和害虫各有一定的寄主和寿命，实行定期轮作，由于病菌和害虫得不到适合自己生长繁殖的条件，因而就可避免和减轻病虫的危害，例如，谷子白发病的分生孢子在土壤中只能维持大约31个月的寿命，如果在一块地上三年轮作一次谷子，白发病就会大大减少。轮作还可利用前作物根系分泌物抑制后作物的某些病害，如甜菜、胡萝卜、洋葱、大蒜等作物的根系分泌物，可抑制马铃薯晚疫病的发生。5．清除土壤有毒物质某些作物根系分泌物及作物残余物分解的有毒物质能引起自身中毒，而对另一些作物又可能无害，甚至成为其能量、养分的来源。导致生长停滞、矮化、根腐甚至死亡。土壤中另一类有毒物质为还原性有毒物质，如H2S、Fe、Mn（水稻，对水稻根系生长有明显的阻碍作用）二、连作及其运用合理轮作可以增产，而不恰当的连作不仅产量锐减，而且品质下降连作与轮作相反，是弊大于利，有些作物连作常常会引起减产，其原因有以下几个方面。（一）、化学因素：1、营养物质偏耗同种作物连年种植于同一田地上，由于作物的吸肥特性决定了该作物吸收矿质营养元素的种类、数量和比例是相对稳定的，而且对其中少数元素有特殊的偏好，吸收量大。年年种植该种作物，势必造成土壤中这些元素的严重匮乏，造成土壤中养分比例的严重失调，作物生长发育受阻，产量下降。土壤含水量是土壤肥力因素的另一个重要因子。某些吸水量多的作物连作，易造成土壤水分这一生态因子的恶化，使连作减产。如甜菜、向日葵等，连作后的茬地土壤水分显得不足，影响后作的正常生长。2、有毒物质的积累植物在正常的生长活动过程中不断地向周围环境分泌其特有的化学物质，这种分泌物有三种主要来源：活根、功能叶片和作物残体腐解过程中所产生的特有产物。这三部分的分泌物，对一些作物自身的生长发育具有强烈的抑制作用。大豆根系分泌物对其自身根系的生长有着强烈的阻碍作用。（二）物理因素某些作物连作或复种连作，会导致土壤物理性状显著恶化，不利于同种作物的继续生长。如南方在长期推行双季连作稻的情况下，因为土壤淹水时间长，加上年年水耕，土壤大孔隙显著减少，容重增加，通气不良，严重影响了连作稻的正常生长。（三）生物因素1、农田杂草危害作物，主要是与作物争夺养分、水分，争夺空间，恶化生态环境，与作物共生期间更为突出。作物连作使伴生性和寄生性杂草对作物的危害累加效应突出，产量锐减，品质下降。2、病虫害的蔓延加剧是连作减产的另一个生物因素。小麦根腐病、玉米黑粉病、西瓜枯萎病等，在连作情况下都将显著加重，使作物严重减产。3、土壤微生物种群数量和土壤酶活性强烈变化。大豆、玉米、向日葵等作物连作使根际真菌增加，细菌减少，导致减产。另外，大豆孢囊线虫的增加，使根瘤减少，这也是大豆连作减产的主要原因之一。连作减产也不是绝对的，在一定条件下，作物连作也是可能的。但连作需要更多的投资，以防治病虫杂草和维持土壤肥力。但是，连作运作得当，也有较好效果。首先，可多种一些适宜当地气候土壤的作物，其次，连作的作物单一，专业化程度高，成本较低，技术容易掌握，能获得较高产量。（二）不同作物对连作的反应根据作物对连作的反应，可将作物分为三种类型。1．忌连作的作物分为两种类型。一类为极端敏感型：如茄科的马铃薯、烟草、番茄，葫芦科的西瓜（根系分泌水杨酸一直西瓜根系生长）及亚麻、甜菜（根结线虫病所致）等。这类作物连作时，作物生长严重受阻，植株矮小，发育异常，减产严重，甚至绝收。这类作物需要间隔五六年以上方可再种。另一类为敏感型：如禾本科的陆稻，豆科的豌豆、大豆、蚕豆、菜豆，麻类的大麻、黄麻，菊科的向日葵，茄科的辣椒等。一旦连作，生长发育受到抑制，造成较大幅度的减产。这类作物连作障碍多为病害所致。2．耐短期连作作物甘薯、紫云英、谷子等作物，对连作反应的敏感性属于中等类型，生产上常根据需要对这些作物实行短期连作。这类作物连作二三年受害较轻。3．耐连作作物这类作物有水稻、玉米、麦类及棉花（只要不感染枯黄萎病，可长期连作而表现高产稳产）等作物。它们在采取适当的农业技术措施的前提下，耐连作程度较高。豆子种豆子，三年下来收不到种子。麦种十年没颗颗。棉种十年没朵朵。研究生面试：轮作好，生产上为什么还存在连作1．社会需要决定轮作。有些作物，如粮、棉、糖等，是人类生活所必不可少，国民经济需求量大，不实行连作边满足不了全社会对这些农产品的需求。2．资源利用决定连作。充分利用当地的有时资源，可多种一些适宜当地气候土壤的作物。如南方水稻连作栽培，黄淮海平原小麦玉米连作栽培。3．经济效益决定连作。有些不耐连作的作物，如烟草，由于种植的经济效益高，其种植相隔年限由原来的“四年两头种”变为“两年一种”甚至一年一种。棉花也是，在枯黄萎病发生严重的棉田，本不能再种棉花，但由于种粮效益不高，种棉比种粮合算，因而继续实行棉花连作。4．作物结构决定连作。在商品粮、棉基地，这些作物在轮作计划占绝对比重，基地内作物种类必然出现单一化现象，从而必然导致这些商品性作物的多年连作或连作年限延长。三、作物茬口特性与轮作茬口：是指在连续种植作物过程中，前后作物的互相衔接和相互影响的关系。各类作物的茬口特性：（一）、养地作物养地作物包括豆科作物和绿肥作物。豆科作物在轮作中起的作用是：①固氮作用。豆科作物共生的根瘤菌能固定大气中的游离氮素，直接增加和补充土壤中生物氮的积累，保持农田氮素平衡。②增加土壤有机质。豆科作物通过落叶、残茬等归还土壤的氮素，一般约为植株含氮总量的20-30%，所产生的有机质总量中有30-40%残留在土中。③活化土壤养分，改善土壤结构。豆科作物吸收K、Ca较多，它能分泌许多酸性物质，溶解难。溶性磷酸盐，活化磷、钾、钙等易被土壤固定的元素，而钙和腐殖质结合成水稳定性团粒结构所需的胶结剂，又有利于改善土壤结构。豆科作物是耗地作物的良好前作。绿肥作物主要是豆科植物，也有非豆科植物。旱生绿肥，苜蓿、紫云英、田箐。水生绿肥有水葫芦、水花生等。绿肥作物能改善土壤养分状况，翻压后，经腐烂分解，释放氮素及其他养分，提高土壤中有效氮的含量，增加土壤有机质，是耗地作物的良好前作。（二）、半养地作物半养地作物包括棉花、油菜等经济作物和饲料、蔬菜作物。这些作物有大量的落叶、落花和根系残留物，多数还可做饼肥还田，或大量茎叶做绿肥和饲料。油菜有改善土壤理化性质、增加土壤含氮量、改良土壤为后作创造良好环境的作用。饲料蔬菜作物生育期短，一年可利用多次，成熟收获期较灵活，可作物填闲作物，插入大田轮作复种中。此外，饲料和蔬菜作物需肥多，由于大量施肥，种后土壤肥沃，是需氮多的粮食作物的良好前作。（三）、用地作物用地作物包括禾谷类作物、薯类作物和甘蔗、烟、麻类作物。禾谷类作物多为须根系，根系浅，耗氮、磷，是耗地作物，但耐连作，抗病虫害能力强，是易感病虫害的茄科、豆科、十字花科等作物的良好前作。薯类作物需钾量大，甘薯较耐连作，马铃薯极忌连作。马铃薯是许多作物的良好前作。烟、麻类作物，需氮、钾多，极不耐连作，是许多作物的良好前作。四、主要轮作类型北方地区的主要轮作类型1．一年一熟轮作我国东北、西北大部分地区及河北、山西、陕西的北部地区，气候冷凉，无霜期短，多采用一年一熟轮作方式，一般种几年粮食作物后，种一茬豆科作物或休闲来恢复地力。2．旱田粮食作物轮作及粮经作物复种轮作在生长期较长，水肥条件好的地区，实行两年三熟、一年两熟或三年四熟等形式；生长期不足的地区采用套作复种，并用间作、套作绿肥恢复地力等办法。3．水旱轮作分布在水利条件较好的水稻产区，一般是水稻连作3-5年换种几年旱作，有的是年内一旱一水的一年二熟。4．绿肥轮作一般采用短生长期绿肥与农作物轮作。第六章作物育种与种子产业作物育种是研究改良作物遗传性状，特别是改良经济性状，使之更符合人类生产和生活的需要的理论和技术。因此它的主要任务是收集、整理和创造种质资源，研究作物的性状及其遗传规律，研究育种方法和技术，培育农作物新品种，研究良种繁育的方法与技术。种子产业是以农作物种子为对象，以为农业生产提供具有优秀生物学特性和优良种植特性的商品化种子为目的，通过利用现代生物学、工程学手段和农业经济学原理以及其他现代科技成果，按照种子科研、生产、加工、销售、管理的全过程所形成的规模化、规范化、程序化、系统化的产业整体。种子产业是以种子市场为向导，以品种为龙头，以一体化为载体的产业体系，在运行过程中必须做到结构优化、布局合理、质量提高、服务完善、管理规范等，促进种子科研、生产、加工、经营、管理等各个环节协调联动、有机结合、有序发展，实现种子的集约生产、规模经营，使资源(包括人力、资金、物质、技术等)合理配置，生产、经营、管理达到最佳状态，实现最佳效益。第一节作物良种在生产中的作用一、品种的概念(一)种子的涵义种子在植物学上是指由胚珠发育而成的繁殖器官(一般需经过有性过程)。在作物生产上，可直接用来作为播种材料的植物器官都称为种子。目前世界各国所栽培的作物中，种子类型繁多，大体上可分为下述四大类。1．真种子真种子即植物学上所指的种子，它们都是由胚珠发育而成，如豆类(除少数例外)、棉花、油菜及十字花科的各种蔬菜、柑橘、茶、桑以及松柏等。2．果实某些作物的干果，成熟后不开裂，可直接用果实作为播种材料，如禾谷作物的颖果(水稻和皮大麦果实外部包有稃壳，又称为假果)、苎麻的瘦果等。这两类果实的内部均含一粒种子，在外形上和真种子类似，所以又称为子实，意为类似种子的果实。3．营养器官许多根茎类作物具有自然无性繁殖器官，如甘薯和山药的块根，马铃薯和菊芋的块茎，芋和慈姑的球茎，葱、蒜，洋葱的鳞茎等。还有如甘蔗和木薯用地上茎繁殖等。4．人工种子经人工培养的植物活组织幼体，外面包上带有营养物质的人工种皮，便可用来作种子使用。(二)品种的涵义品种是人类在一定的生态条件和经济条件下，根据需要所选育的某种作物的群体。这种群体具有相对稳定的遗传特性，在生物学、形态学及经济性状上有相对一致性，而与同一作物的其他群体在特征、特性上有所区别。这种群体在相应地区和耕作条件下种植，在产量、品质和适应性等方面都符合生产发展的需要。品种是人类劳动的产物，是经济上的类别。任何栽培作物均起源于野生植物，在野生植物中，只有不同的类型，没有品种之分。人类经过长期栽培和选择，选育出具有一定特点、适应一定自然和栽培条件的作物品种。因此，任何作物品种，虽然也有其在植物分类学上的地位，属于一定的种及亚种．但不同于分类学上的变种。更重要的是，作为农业上重要生产资料的品种，首先在于它在生产和生活上的经济价值，所以说品种是经济上的类别。品种是一种重要的农业生产资料。优良品种必须具备有高产、稳产、优质、多抗等优点，深受群众欢迎．生产上广为种植。如果不符合生产上的要求，没有直接利用价值，就不能作为农业生产资料，也就不能称为品种。(三)品种的特征1．品种的稳定性任何作物品种，在遗传上应该相对稳定，否则由于环境变化．品种不能保持稳定．优良性状不能代代相传，就无法在生产上应用和满足农业生产的需要。2．品种具有地区性任何一个作物品种都是在一定的生态条件下形成的，所以，其生长发育也要求种植地区有适宜的自然条件、耕作制度和生产水平。当条件不适宜时，品种的特定性状便不能发育形成，从而失去其生产价值。3．品种特征特性的一致性同一品种的群体在形态特征、生物学特性和经济性状上应该基本一致，这样才便于栽种、管理、收获，便于产品的加工和利用。许多作物品种的株高、抗逆性和成熟期等的一致性对产量和机械收获等影响很大。如棉花品种纤维长度的整齐一致性，对纺织加工有重要意义。但对品种在生物学、形态学和经济性状上一致性的要求，不同作物、不同育种目标也要区别对待。4．品种利用的时间性任何品种在生产上被利用的年限都是有限的。过去的优点品种现在不一定优良，现在的优良品种将来也会被逐步淘汰。因此，不存在永恒不变的优良品种，只有不断培育出适合当时的新品种，替换生产上那些不再优良的老品种，才能使优良的品种在农业生产上发挥作用。二、良种在农业生产中的作用良种是指在一定地区和栽培条件下能符合生产发展要求，并具有较高经济价值的品种。选用良种应包括两个方面，一是选用优良品种，二是选用优质种子。良种在生产中的作用主要表现在以下几个方面。(一)提高产量(二)改进品质(三)增强抗逆性(四)适应性广(五)改进耕作制度，提高复种指数新中国成立前，我国南方很多地区只栽培一季稻。新中国成立以后，随着早稻和晚稻品种及早熟丰产的油菜、小麦品种的育成和推广，到现在南方各地双季稻、三熟制的面积大幅度提高，促进了粮食和油料作物生产的发展。第二节作物的育种目标、选择方法与程序一、育种目标育种目标就是对所要育成的新品种在一定的自然、耕作栽培和经济条件下应具备的一系列优良性状指标。高产、稳产、优质、多抗和适应性强是目前国内外育种的总目标，也是现代农业对品种的普遍要求。1．高产选择具有高产潜力的品种，是现代农业对品种的基本要求，也是育种目标的重要内容。农业生产对品种产量潜力的要求不宜局限在小面积上高产或超高产上，更重要的是在大面积推广中的普遍增产。2．稳产生产上不但要求所推广品种具有高产潜力，而且要求在其大面积推广过程中能够保持连续而均衡地增产。影响稳产性的因素主要是品种的抗逆性，我国的自然条件各地不同，存在着风、旱、寒、涝、碱、瘠和不同的病虫害，对这些因素可以采取各种措施加以防治，但最经济有效的途径则是采用对这些因素具有抗性、耐性的品种。3．优质禾谷类作物在高产的基础上要求提高蛋白质和赖氨酸含量；对油菜子粒要求在提高含油量的同时，降低芥酸及亚麻酸含量，还要降低菜子饼中硫苷含+量；棉花则要求纤维长度、细度及强度等性状都好的同时，降低棉子中棉酚的含量，以减少其食用和饲用中的毒害。优质性状与高产性状之间，往往存在一些矛盾，如果两者协调改进，做到高产和优质相结合，将使品种更符合生产的要求。4．适应性强早熟和熟期适当是我国许多地区高产稳产的重要条件，尤其是随着某些作物的向北推移以及耕作制度的改进，选育生育期短的品种也是重要目标。二、选择的意义和基本方法(一)选择的意义选择分为自然选择和人工选择。在自然条件下，生物体由于受外界环境条件的影响而发生变异。适应自然条件的变异个体，生存下来并连续繁殖下去；不适应自然条件的个体，则死亡。这种适应者生存，不适应者淘汰的过程，叫做自然选择。在人为的作用下，选择符合人类所需要的变异类型，淘汰那些对人类不利的变异类型，这个过程叫做人工选择。现代的作物品种是在自然选择基础上的人工选择的产物。(二)选择的基本方法选择的方法很多，但最基本的方法只有两种：单株选择法和混合选择法。如果就其选择的次数而言，上述两种方法又可分为一次选择法和多次选择法。1.单株选择法单株选择法是在原始群体中，或在一个作物的杂交群体中，按照育种目标选择符合要求的一些优良变异个体(单株、单穗或单铃等)，并按个体分别收获、脱粒(轧花)、编号、保存，下季再分别播种并移栽成株行，进行鉴定比较，淘汰那些不符合要求的后代，然后选育出最优变异个体后代作为品系。以后再经过一系列比较试验、鉴定，各种性状和产量都达到了品种审定标准，通过品种审定机构审定后作为新品种。2.混合选择法在作物的原始群体或杂交群体中，根据育种目标选育多个优良个体，混合脱粒、保存。下一季将选得的种子、对照品种和原始群体分区种植在同一田块的不同小区内，进行比较鉴定。由于选择对象的遗传性不同，混合选择可能进行一次，也可能进行多次。这种方法既可作为育种的手段，又可作为良种繁育的手段。3．改良混合选择法单株选择法和混合选择法各有其优缺点，所以在选种工作中，常会根据某些需要以及育种材料的特点，把两种选择方法结合起来应用，这种方法叫做改良混合选择法。改良混合选择法可以对某个需要进行选择的原始群体，进行几次混合选择，待性状比较一致后从中选择优良单株，分系进行鉴定比较，选择出优良株系后，混合脱粒、保存，下季继续比较、选择，培育成新品种。另外，也可以一开始就进行单株选择，分系鉴定，然后将优良而又整齐一致的多个单株后代混合脱粒，进行繁殖。一般前一种方法用于群体比较混杂的情况，后一种方法大多用于良种繁育中生产原种，即所谓的“单株选择，分系比较，混系繁殖”。三、育种程序作物育种从收集研究品种(系)资源，选配杂交亲本，做杂交(或采用其他育种途径)到对杂种后代进行选择培育，直到最后育成新品种，都必须通过一系列严密的田问试验程序，即育种程序。育种程序一般包括选种试验和品种比较试验两个阶段。根据工作进行的先后，可细分为原始材料圃(包括杂交圃)、选种圃、鉴定圃、品系(种)比较试验圃和区域试验圃。(一)原始材料圃和亲本圃1．原始材料圃此圃种植国内外收集来的品种资源，进行观察、研究和整理，评定利用价值，以便从中选出优良单株供直接利用或做杂交亲本。2．亲本圃此圃种植做杂交用的亲本材料(品种或中间材料)。根据杂交的需要，进行分期播种以调节花期，行距宜宽，便于杂交操作。(二)选种圃选种圃种植杂种后代和连续当选的优良育种材料，直到选育出性状稳定一致的优良品系升级试验为止。(三)鉴定圃鉴定圃种植从选种圃升级来的优良品系和上年留下的育种材料以及对照品种。其主要任务是鉴定各优良品系的经济性状和各优良品系的单位面积产量，鉴定各优良品系的稳定性和一致性，选出优良品系升级试验。(四)品系(种)比较试验圃品系(种)比较试验圃种植由鉴定圃升级的优良品系，或从外地引进的优良品种。品系(种)比较试验的任务是：对选育出的优良品系(种)在大田条件下和较大的小区面积上进行综合性的鉴定、比较和分析，从中选出产量、品质或其他经济性状显著优于现有推广品种的新品种(或品系)。品系(种)比较试验又可分为品种预备试验和品种比较试验。1．预备试验预备试验只进行一年，小区面积较大，一般30m2，重复2～4次，按顺序排列或随机排列，对照品种的设置方法根据所采用的试验设计要求确定。它的任务是初步淘汰一些不太优良的品系和品种，繁殖较多的优良品种的种子。2．品种比较试验品种比较试验是育种单位进行育种工作的最后一个阶段。由预备试验呵圃或鉴定圃选出优良品种或品系在品种比较试验中继续进行观察鉴定，要求对品系(种)的生物学特性、抗性、丰产性、稳产性、栽培要求等做更为详尽和全面的研究。(五)区域试验和生产试验每个新育成的品种或引进品种在经过品种比较试验后，在推广到生产以前，必须分别在不同的自然条件下进行更大范围的比较鉴定试验(称为区域试验)和生产试验。它们的任务是：确定适合当地推广栽培的最优良的品种，了解参加试验的各品种的适应区域，了解各品种对栽培技术的要求。1．区域试验区域试验是由国家机关或地方政府有关部门有组织有计划进行的。按照不同的自然区域，根据国家、省(自治区、直辖市)区域试验的统一规定，确定试验点，拟制计划书，统一试验方法。区域试验的田间计划、栽培管理、性状鉴定等与品种比较试验基本相同。2．生产试验对若干表现突出优异的品种，可在品种区域试验的同时，根据国家、省(自治区、直辖市)区域试验组织部门的要求，将品系(种)种植在规定的地区，在不同地点进行对比试验，以便使品种经受不同地点和不同生产条件的考验，并起示范和繁殖作用。新品种的选育，经过区域试验和生产试验之后，如果产量、品质和抗性等性状达到新品种审定标准，就可报请国家、省(自治区、直辖市)农作物品种审定委员会审定、命名。根据国家种子法规定，主要农作物品种只有通过审定后才能在适宜区域进行推广应用。第三节作物育种的主要方法一、引种(一)引种的概念和作用引种是将异地的优良品种(或品系)或具有某些优良特性的类群引入本地作为育种素材或直接推广利用的育种措施。引种工作的特点是简单易行，可收到立竿见影的效果，是解决生产中迫切需要良种的有效措施。(二)引种的一般规律外地品种能否在本地直接利用，关键问题在于它能否很好地适应本地区的自然环境条件。因此，引种时必须首先掌握原产地与引种地区生态条件的差异程度以及作物品种的感温性和感光性强弱；其次是掌握其耕作栽培技术特点。1．温光反应特性与引种的关系由于生态环境不同，形成各种作物对温光反应的特性也不同。所以，掌握作物温光反应特性，在引种和栽培都有重要的指导意义。水稻、棉花和玉米等属于喜温短日作物，生育期间需要一定的高温和短日照。如水稻属于高温短日作物，晚稻品种属于光照反应敏感的类型，在缩短或延长光照的情况下，抽穗期的提前或延迟变化较大。早稻和中稻属于光照反应迟钝的类型，在缩短或延长光照情况下，抽穗期的提前或延迟变化不大。所以，水稻南种北移时，生育期延长，营养体生长较好，但能否正常抽穗结实，则会因早稻、中稻和晚稻而不相同。如原产华南或华中的早稻早熟品种，移至华北甚至东北栽培，一般都可正常抽穗成熟，且能高产；华南的早熟晚稻品种，只能在南京以南正常抽穗结实；而迟熟晚稻品种引至长沙就不能抽穗。水稻北种南移时，生育期缩短，早熟品种常因营养生长较差难以丰产，以引用迟熟品种较为适宜。棉花虽是短日、喜温作物，但天然异交率高，变异性大，适应性强。南种北引时，常因无霜期短，霜前吐絮率低而影响产量。所以，在无霜期短的早熟棉区引种时应注意选用早熟品种。北种南移则应选用晚熟品种。玉米是非典型的短日作物，对日长反应迟钝，但喜欢高温。小麦、油菜均属长日照作物，生育期间需要一定的低温和长日照。在引种时，北方冬油菜冬性强，引到南方种植，发育推迟，表现迟熟。南方的冬油菜品种春性强、发育快，向北引种冬播易早纂、早花。北方冬小麦引至南方，由于不能很好地满足春化阶段对低温的要求，会延迟成熟，或者不能抽穗。半冬性小麦北种南引即使勉强通过春化阶段，而在短日照条件下也会延迟拔节抽穗，甚至不能抽穗。相反，南方春性或半冬性小麦品种往北引，则因北方冬季严寒，常不能安全越冬。若作春麦栽培。春化阶段可以通过，但因日照变长，光照阶段很快完成而表现早熟，产量不高。春小麦的春化阶段短，通过春化阶段所要求的温度范围较宽，所以，引种范围较广。如墨西哥的春小麦品种，在世界上二三十个国家种植，产量表现均较好。2．作物生态型与引种的关系生态型是指适合于某一环境条件范围内的植物群体。即一种作物在一定的生态地区范围内，通过自然选择和人工选择，形成与该地区生态环境及生产要求相适应的类型。同一生态型的个体在光温特性、生育期长短、各种抗性方面都具有相似的特性，因为它们都是在相似的自然条件下形成的。所以引种时，从生态条件相近地区引人适合的生态类型，较易获得成功。(三)引种的方法和注意事项上述引种规律的一个共同点，就是把具体的植物种和品种看成是具体的自然条件下的产物。因此，引种工作者在确定引种计划时，应在这个观点的指导下考虑引种方法。1．调查研究品种原产地的环境条件和品种形成特性根据引种规律及对本地生态条件的分析，掌握国内外有关品种资源的信息，选引适于本地区的优良品种。因此在引种前，应着重了解该品种形成的历史、生态类型、品种的光温反应特性，并研究该品种生长发育期间两地区气候条件的差异，预料可能发生的情况，要求其生育期符合当地的耕作制度，高产稳产，抗病性强。我国地域辽阔，跨越热带、亚热带和温带，气候条件优越，不仅各地区根据具体条件可以广泛地相互引种，而且可以充分利用世界的品种资源，为我国作物生产服务。在同一地区、同一生态型中要尽可能引入较多的材料，但每份材料的种子数量不宜太多。2．注意加强检疫和隔离栽培为了防止区域性的病虫害随着新品种的引入而传播蔓延，应把严格的检疫工作放在首位。因为引种是病虫害和杂草传播的主要途径。在引入育种材料时，有可能同时带入本国和本地区所没有的病虫害和杂草，以至后患无穷。对新引进的品种，还要先隔离种植于特设的检疫圃中，进行鉴定，在鉴定中如发现有新的危险性病虫害和杂草，就要采取根除的措施。通过这一途径繁殖得来的种子，才能投人引种试验。3．参加品种比较试验和多点试验将经过试种观察，初步确定有希望的品种，进一步参加设有重复的品种比较试验。为了加速引种进程和提高试验的准确性，还要进行多点品种比较试验。只有通过对不同地区的种植观察，了解品种材料对不同自然条件、耕作条件和土壤类型的反应，了解品种在当地条件下的性状表现，确定有推广价值后，才能推荐参加区域试验，开展栽培试验和加速品种的繁殖，直至应用于生产。新品种引入后，由于生态环境的改变，常会发生各种各样的变异，在试种过程中，还可以从中选育}|{新的优良变异单株，培育成新品种。二、系统育种(一)系统育种的意义和作用系统育种就是采用单株选择法，优中选优。群众俗称为“一株传”、“一穗传”、“一粒传”。从现有大田生产的优良品种中，利用自然界出现的新类型，选择具有优良性状的变异单株(穗)，分别种植，每个单株(穗)的后代为一个品系，通过试验鉴定，选优去劣，育成新品种，繁殖应用于生产。这样由自然变异的一个个体，培育成为一个新品种，叫做系统育种。(二)系统育种的基本原理1．品种自然变异现象及产生的原因任何优良品种都有一定的特点，并具有相对稳定性，能在一定时间内保存下来。但是，自然条件和栽培条件是不断变化的，品种也不是永恒不变的，而是随着条件的改变或自然杂交、突变等原因，不断地出现新的类型，即自然变异。因此，品种遗传基础的稳定性是相对的，变异是绝对的。产生变异的原因有两个：内因和外因。内因主要是生物内部遗传物质的变化。只有遗传物质的变化才能产生遗传的变异，才为选择提供原始材料。遗传基础的变异通常有以下几个方面，一是由于自然杂交；二是基因突变但是遗传基础的变异往往离不开外因——环境条件的影响。特别是引进异地品种时，由于环境条件变化较大，品种的变异往往更加迅速而明显。2．纯系学说所谓纯系是指自花授粉作物一个纯合体自交产生的后代，即同一基因型所组成的个体群。一是在自花授粉作物群体品种中，通过单株选择可以分离出许多纯系，表明原始品种是纯系的混合物；二是同一纯系内继续选择没有效果，因为同一纯系的不同个体的基因型是相同的。三、杂交育种杂交育种是通过两个遗传性不同的生物体进行杂交获得的杂种，继而对杂种后代加以培育选择，创造新品种的方法。由于亲本的遗传性不同，通过杂交把亲本不同的性状结合在一起，建立起新的各种各样的变异类型，使杂种后代具有广泛的变异和较高的生活力，为育种提供丰富的材料。(一)品种间杂交同种或亚种内两个或两个以上品种个体之间进行杂交，即为品种间杂交。品种间杂交是利用同种或亚种内不同的优良品种或品系做亲本，杂交后代的性状是亲本性状的继承和发展。因此，能否在杂交后代中选到理想的变异类型，与亲本的选配密切相关。(二)远缘杂交远缘杂交是指不同亚种、种、属，甚至不同科的植物之间的杂交，由于它们的父母本的亲缘关系很远，故称为远缘杂交。如籼稻与粳稻杂交、栽培稻与野生稻的杂交、海岛棉和陆地棉的杂交、小麦与黑麦的杂交等，都称为远缘杂交。四、杂种优势利用(一)杂种优势的概念两个遗传性不同的亲本杂交产生的杂种第一代(F1)，其生长势、生活力、抗逆性、产量、品质等方面都比双亲优越，这种现象叫做杂种优势。(二)杂种优势的表现生长势强\产量高\抗逆性强五、诱变育种利用物理或化学因素诱导作物的种子或其他器官，发生遗传变异，然后，通过人工选择，从中挑选有利变异类型，培育出符合育种目标的优良品种，这种方法称为诱变育种。在作物诱变育种中常用的物理因素为几种电离射线，化学因素为多种化学诱变剂，故前者称为辐射育种，后者称为化学诱变育种。由于化学诱变育种开展较晚，加上原子能技术的广泛使用，目前国内辐射育种比化学诱变育种普遍。诱变育种的特点1．提高变异率，扩大变异范围选育作物新品种，需要掌握丰富的原始材料。利用射线诱发作物产生变异率较高，一般可达3％～4％，比自然界出现的变异率要高100倍以上，甚至高1ooo倍。而且辐射引起的变异类型较多，常常超出一般的变异范围，为选育新品种提供了丰富的原始材料。2．有利于短时间内改良单一性状一般的点突变是某一基因的改变，如不影响其他基因的功能，即可用于改良某一优良品种的个别缺点。3．改变作物孕性辐射可使自交不孕作物产生自交可孕的突变体，使自交可孕的作物产生雄性不育，还能促使原来不孕的作物恢复孕性，这为雄性不育系寻找和配制恢复系提供了新的途径。辐射也可以促进远缘杂交的成功。远缘杂交的结实性往往比较低，甚至不结实，如用适当剂量的射线处理花粉，可以促进受精结实。诱变育种有它独特的优点，但也有它的缺点。由于目前对高等植物的遗传和变异机理的研究尚不够深入，难以确定诱变的变异方向和性质，且所产生的变异往往是不利变异多，有利变异只占极少数，因此，需要用大量的原始材料进行处理，才能收到预期的效果。六、生物技术育种生物技术育种是近十年来飞速发展的细胞和组织培养技术、原生质体培养和体细胞杂交技术以及重组DNA技术在育种上的应用。它们是相对于传统育种技术而言的高新技术，因而已成为传统育种技术的重要补充和发展。第四节种子产业及管理一、种子产业的含义、目标及途径种子产业是以作物种子为对象，以为农业生产提供优良商品化种子为目的，以现代农业科技成果和管理技术为手段，集种子科研、生产、加工、销售和管理于一体的产业整体。种子产业是以种子市场为向导，以品种为龙头，以一体化为载体的产业体系，在运行过程中必须做到结构优化、布局合理、质量提高、服务完善、管理规范合法等，促进种子科研、生产、加工、经营、管理等各个环节协调联动、有机结合、有序发展，实现种子的集约生产、规模经营，使资源(包括人力、资金、物资、技术等)合理配置，生产、经营、管理达到最佳状态，实现最佳效益。因此，现代种子产业总的目标是：布局的合理化，生产的集约化，经营的社会化、市场化和国际化，企业的大中型化和集团化，科研、生产、经营的育、繁、推、销一体化，管理的规范化和科学化，利润的最大化。二、品种审定品种审定是对一个新育成的品种或新引进的品种能否推广，在什么范围推广应用等做出的结论。新品种通过品种区域试验和生产试验后，能否推广及其推广范围，还须经各省(自治区、直辖市)或国家品种审定委员会审定，审定通过后，才能取得品种资格。应当审定的农作物品种未经审定通过的，不得发布广告，不得经营和推广。各级品种审定委员会的任务是根据品种试验(包括区域试验和生产试验)结果和品种示范、生产的情况，公正而合理地评定新育成的或新引进的品种在农业生产上的应用价值；确定是否可以推广及其适应地区和相应的栽培技术，并对其示范、繁殖、推广工作提出建议。(一)品种审定的法规和组织机构依据《中华人民共和国种子法》和《主要农作物品种审定办法》的规定，主要农作物品种审定实行国家和省(自治区、直辖市)两级审定制度。农业部设立全国农作物品种审定委员会，负责国家级农作物品种审定工作；各省(自治区、直辖市)人民政府的农业行政主管部门设立省级农作物品种审定委员会，负责省级农作物品种审定工作。全国品种审定委员会和省品种审定委员会是在农业部和省级人民政府农业主管部门领导下，负责农作物品种审定的权力机构。通过国家级审定的主要农作物由国务院农业行政主管部门公告，可以在全国适宜的生态区域推广。通过省级审定的主要农作物品种由省(自治区、直辖市)人民政府农业行政主管部门公告，可以在本行政区域内适宜的生态区域推广；相邻省(自治区、直辖市)属于同一适宜生态区的地域，经所在省(自治区、直辖市)人民政府农业行政主管部门同意后可以引种。(二)申请审定的条件申请省级、国家级审定的品种应当具备下列基本条件：人工选育或发现并经过改良；与现有品种(本级品种审定委员会已受理或审定通过的品种)有明显区别；遗传性状相对稳定；形态特征和生物学特性一致；具有适当的名称。另外，还要符合主要农作物的品种审定标准。水稻、小麦、玉米、棉花、大豆以及农业部确定的主要农作物的品种审定标准，由农业部制定；省级农业行政主管部门确定的主要农作物品种的审定标准，由省级农业行政主管部门制定，报农业部备案。(三)申报程序品种申报程序是先由育(引)种者提出申请并签名盖章；由育(引)种者所在单位审查、核实并加盖公章；再经主持区域试验、生产试验单位推荐并签章后报送晶种审定委员会。向全国品种审定委员会申报的品种必须由育种者所在省或品种最适宜种植的省级品种审定委员会签署 意见 文理分科指导河道管理范围浙江建筑工程概算定额教材专家评审意见党员教师互相批评意见 。三、良种繁育良种繁育的意义及任务所谓良种，包括两方面的含义。一方面是指品种优良，即品种产量高、品质优、抗性强、生育期适宜等；另一方面是指种子优质，种子质量合格，即种子纯度和净度高、种子健壮、发芽率高等。良种繁育工作是指有计划地、迅速地、大量地繁殖优良品种的优质种子的工作。具体来说，良种繁育的“繁”是指提高良种繁殖系数，是对数量而言；“育”是指种子的培育，就是采用优良的栽培条件和科学的农艺措施，保持优良品种的种性，使之不致混杂退化，是对质量而言。繁和育是一个统一体，繁中有育，育中有繁，繁育结合才能生产出量足质优的种子供大田生产使用。良种繁育任务包括下述两个方面。1．生产优质种子。实现品种的更换和更新迅速而大量地繁育新品种、现有良种的优质种子，或繁育优质的亲本种子并配制杂交种，从而满足作物生产对良种的需要，加速良种的推广和品种的更换；提纯复壮后的原种，也需要迅速而大量地繁育种子，以便尽快替换同品种已经退化的种子，实现品种更新。2．防止品种混杂退化。保持良种种性对于生产上大面积推广的优良品种进行选择提纯，防止品种混杂退化，保持优良种性，延长使用年限。四、种子检验(一)种子检验的内容种子检验是指应用科学、先进和标准的方法对种子样品的质量进行分析测定，判断其质量的优劣，评定其种用价值的一门科学技术。种子质量包括品种质量和播种质量两方面。品种质量是指与遗传特性有关的品质，可用真、纯两个字概括。播种质量是指种子播种后与田间出苗有关的质量，可用净、壮、饱、健、十、强6个字概括。因此，种子质量总共可用8个字概括。①真：是指种子真实可靠的程度，可用真实性表示。②纯：是指品种典型一致的程度，可用品种纯度表示。③净：是指种子清洁干净的程度，可用净度表示。④壮：是指种子发芽出苗齐壮的程度，可用发芽力或生活力表示。⑤饱：是指种子充实饱满的程度，可用千粒重和容重表示。⑥健：是指种子健康的程度，通常用病虫感染率表示。⑦干：是指种子干燥耐藏的程度，可用种子水分百分率表示。⑧强：是指种子强健、抗逆性强、增产潜力大，通常用种子活力表示。综上所述，种子检验就是对种子的真实性和品种纯度、净度、发芽力、生活力、活力、健康状况、水分和千粒重等进行 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 。其中，纯度、净度、发芽率和水分为必检指标。种子是最重要的农业生产资料。种子质量的好坏在很大程度上决定着农业的收成。种子检验是确保种子质量的重要环节，因而具有重要的意义。(二)扦样扦样，通常是利用一种专用的扦样器，从一批种子中取样。扦样的目的是从一批大量的种子中，扦取适当数量、有代表性的送检样品。袋装种子可用单管扦样器、双管扦样器进行扦样。散装种子扦样器主要有双管扦样器、长柄短筒圆锥形扦样器、圆锥形扦样器和气吸式扦样机等。(三)净度分析种子净度是指样品中除去杂质和其他植物种子后，留下的本作物净种子重量占样品总重量的百分率。净度分析时将试验样品分为净种子、其他植物种子和杂质3种成分，并测定其百分率，同时测定其他植物种子的种类及数目。(四)发芽试验种子发芽力是指种子在适宜条件下发芽并长成正常幼苗的能力。通常用发芽势和发芽率表示。发芽势是指发芽试验初期(规定日期内)正常发芽种子数占供试种子数的百分率。发芽率是指发芽试验终期(规定日期内)全部发芽种子数占供试种子数的百分率。发芽试验对种子经营和作物生产具有极为重要的意义。(五)真实性和品种纯度鉴定种子真实性是指一批种子所属品种、种或属与文件(品种证书、标签等)是否相同，是否名副其实。品种纯度是指品种在特征特性方面典型一致的程度，用本品种的种子数占供检本作物样品种子数的百分率表示。(六)水分测定种子水分足指按规定程序把种了样品烘干所失去的重量占供检样品原始重量的百分率。目前最常用的种子水分测定方法是烘干减重法和电子水分仪速测法。一般正式报告需采用烘箱标准法进行测定，而在种子收购、调运、干燥加工等过程则采用电子水分仪速测法测定。(七)生活力测定种子生活力是指种子发芽的潜在能力或种胚所具有的生命力。在一个种子样品中全部有生命力的种子，应包括能发芽的种子和暂时不能发芽的休眠种子。新收获的或低温储藏处于休眠状态的种子，必须进行生活力测定。如果发芽试验末期发现有新鲜不发芽的种子或硬实，就应接着进行生活力测定。休眠种子可借助于各种预处理打破休眠，进行发芽试验，但时间较长。而种子贸易中，常因时间紧迫，不可能采用正规的发芽试验来测定发芽力，尤其在收获和播种间隔时间短的情况下，可用生物化学速测法测定种子生活力作为参考，而林木种子可用生活力来代替发芽力。种子生活力测定方法有四唑染色法、甲烯蓝法、溴麝香酚蓝法、红墨水染色法、软x射线造影法等。但正式列入种子检验规程的是四唑染色法。(八)健康测定健康测定主要是测定种子是否携带有病原菌(如真菌、细菌及病毒)、有害动物(如线虫及害虫)等健康状况。目前，随着国内外种子贸易的增加，种子携带病虫传播和蔓延的机会增多，万一种子携带的病虫害传人新区，就会给农业牛产造成重大的损失和灾难。因此，种子健康测定日益得到重视。种子健康测定方法主要有未经培养检查和培养后检查。健康测定所需要的最基本的仪器设备有：显微镜、培养箱、近紫外灯、冷冻冰箱、高压消毒锅、玻璃培养皿、2，4一D试剂等。健康测定结果以供检的样品重量中感染种子数的百分率或病原体数目表示。(九)重量测定种子重量一般用千粒重或百粒重表示。千粒重通常是指自然干燥状态的1ooo粒种子的重量。新规程中是指国家标准规定水分的1000粒种子的重量，以g为单位。(十)包衣种子检验为了检查包衣物质对种子发芽和幼苗生长有无影响，可将包衣种子直接进行发芽试验，观察幼苗的根和初生叶是否正常，或者脱去包衣物质进行发芽试验对比，用来判断包衣物质对种子的伤害。国家新颁布的包农种子标准中规定，包衣种子发芽试验，须先用清水冲洗去包衣物质，再晾干后进行。丸化种子发芽试验可选用纸床和砂床或土壤床。试验证明，以砂床为最好。五、种子经营种子经营是引导种子商品从供种者到最终种子用户的种子生产经营单位的整体活动过程。我国种子生产经营单位从事种子经营活动的基本目标是最大限度地满足农业用种需求，促进农业生产的稳产高产，并在此基础上获取经济效益。种子生产经营单位经营好坏的衡量标准为：①良种供应多，良种覆盖率高；②种子质量好，经济效益高；③讲究信誉，服务周到；④种子管理规范，依法经营。第七章作物生产技术第一节土壤培肥、改良和整地一、土壤培肥高产土壤具备的基本特征是土地平整，排水灌溉条件良好，适合机械化作业；有良好的土体结构，上虚下实；有机质和速效养分含量高；土壤水分特性好，渗水快，保水能力强；土性温暖，稳温性强；土壤微生物多，活性强；适耕期长，耕性好。一般的土壤需通过培肥，才能达到高产土壤条件。土壤培肥的途径与措施有下述几个方面。(一)增厚活土层合理深耕和增加客土可以增厚活土层。通过深耕可以破除板结的土层，使土层比较疏松。客土可以改变土壤的质地组成，改善土壤的松紧度和孔隙状况。客土还可加厚活土层，改善土壤的水、肥、气、热状况；提高土壤的通透性；增加土壤团粒结构，有利于透水、蓄水和通气，减少径流；促进微生物活动和养分状况的改善；促进作物根系的伸展，使10cm以下土层中根系增多，充分利用土壤深层水分和养分；还可减少杂草和病虫害的危害。(二)合理施肥，增施有机肥合理施肥特别是施用大量有机肥可以改善土壤的各种性状，不断培肥和熟化土壤，提高土壤肥力。有机肥如各种厩肥、堆肥、绿肥和经沤制的秸秆等，本身有疏松多孔的特点，在土壤中又能转化为腐殖质，促进团粒结构的形成，使土壤容重变小，7L隙度和大7L隙增加，土壤疏松，耕性改善。有机肥本身吸水力强，持水性好，施入土壤后，可增加土壤的吸水和透水性，一般可使土壤含水量增加2％～4％。有机质分解形成的腐殖质是组成无机复合胶体的物质基础，土壤胶体增多，可以提高土壤保蓄养分的能力。(三)合理轮作，用养结合含殚地进行不同作物的轮作对培肥土壤十分有利。早在《齐民要术》中就提到“谷田必须岁易”。用地作物和养地作物合理轮换种植或问套种植，可调节和增加土壤养分，培肥土壤。合理轮作可以改善土壤物理性状。如水旱轮作可使土壤干湿交替，结构改善，土质变松，耕性变好；不同作物的轮作还可消灭杂草，减少病害。二、土壤改良土壤改良是通过农业措施，促进土壤向良性发展，防止土壤退化和恶化，有利于农业的持续发展。(一)盐碱地改良盐土、碱土及各种盐化、碱化土壤统称为盐碱土。由于盐碱土的土壤结构、耕性和通透性差，对作物生长发育会造成不利影响。在盐碱地种植作物，常表现种子发芽率降低，幼苗生长不良，缺苗断挚严重，开花成熟延迟。盐碱土还会影响作物对养分的吸收，造成营养失调。盐分过多还可影响土壤微生物的活动，降低土壤肥力。盐碱地的形成原因是由于土壤中的各种简单的无机盐类，随水分运动，在一定条件下重新集聚在土壤中，形成局部的盐碱土。1．盐碱土的治理原则改良盐碱土的基本原则是解决土壤地下水问题，调节控制土壤水的运动是防止土壤盐碱化的关键。任何使地下水水位升高的因素都可使盐碱程度加重。改良盐碱土，必须排除过多的盐碱，提高土壤肥力，把除盐和土壤培肥结合起来，把水利措施和生物措施结合起来，采用综合措施，因地制宜，对症下药。2．改良盐碱土的主要措施①明沟排水，降低地下水位。排水是改良盐碱土的关键措施，其作用是加速排除由洗盐、灌溉和降雨所淋下的盐分；控制地下水深度，防止盐分在地表积累。②灌水洗盐。将水灌人地里，使盐分溶解于水，自上而下地把土壤中可溶性盐随水排走，达到洗盐效果。③放淤改碱。该项措施是把带有大量淤泥的河水，通过有控制的渠系灌人盐碱地，再减小水的流速使淤泥沉淀下来，淤积在地面，利用淤泥盐分少，养分含量高的特点，改土效果较好。另外，人量的放水还有一定的洗盐效果。④种稻改碱。在有灌溉条件的地区合理种植水稻是一项利用和改良结合的有效方法。例如，河北省滨海盐土地区，种稻一年后，地下水的矿化度由原来的30～35g／L降低到3～9．8g／L。⑤增施有机肥，种植绿肥。有机肥可消除盐碱土所具有的瘦、死、板等不良性状，提高土壤肥力，增强作物的抗盐能力。绿肥的茎叶繁茂，根系发达，耕翻后可增加有机质，改变土壤物理性状，提高降雨的淋盐效果。⑥植树造林，建立护田林带。树林能显著降低地下水位，减少盐分的积累。⑦化学改良。对碳酸和重碳酸钠较多的盐碱土，可采用施用石膏或其他化学改良剂来降低盐碱程度。⑧秸秆还田。(二)红壤改良红壤是各种红色、黄色酸性土壤的统称。红壤多处在我国南方高温多雨地区，其形成过程是富铝化与生物富集化相互作用的结果，由于该地区的硅酸盐类矿物遭到分解、淋溶，而铁、铝氧化物在土体内大量聚积，使整个土体成酸性反应。红壤低产的原因主要是瘦、酸、黏和易受干旱等。红壤改良的主要措施如下。1．搞好水土保持红壤地区雨量大，水土流失严重，有机质和养分损失较多。水土保持可减弱地表径流，积蓄雨水，提高土壤养分含量。2．增施有机肥红壤有机质含量低，缺乏稳固性团粒结构，磷、钾、钙、镁等元素相对较低。增施有机肥可补充土壤的有机质和养分，改善土壤结构，提高肥力。在红壤上施用磷肥或钾肥增产幅度在10％～loo％。另外，腐殖酸肥具有改良土壤和增产的效果。3．施用石灰石灰可降低铝离子的含量，消除酸性和大量铝离子对作物的毒害；增加土壤中钙的浓度，改良土壤结构，减少磷素的固定。4．水旱轮作红壤改旱作后，能改善土壤的理化性质，据统计，种旱作两年后改种水稻7年，平均产量为连续9年旱作的3．5倍。旱地改水田后要合理轮作，加大豆科作物的比重，不断提高土壤肥力。三、整地农田整地是作物生产的重要组成部分，也是作物生产的基础环节。它是通过农具的机械作用调节土壤理化特性和肥力因素的措施。其主要作用是，为作物生长发育提供适宜的土壤表面和良好的耕层结构；掩埋前作物残茬和表面的肥料，为作物的播种提供良好的苗床；防除、抑制杂草和病虫害；熟化土壤和保蓄水分。以相应的农具对土壤起特定作用的单项耕作作业称为土壤耕作措施，按其对土壤作用的性质和范围，可分为两类：基本耕作措施和表土耕作措施。基本耕作措施对土壤各种性状作用大，影响深，而且消耗动力较多，包括翻耕、深松土、旋耕。表土耕作措施是在基本耕作基础上采取的措施，影响土壤表层结构，包括耙地、耱地、镇压、中耕等。土壤耕作的实施必须依据土壤、气候和其他生产条件而定，方能发挥它的功能。(一)实施土壤耕作的基本原则l-根据土壤特性进行合理耕作各类农业土壤，都各具自己的理化特性、生物特性和剖面构造。土壤耕作必须根据这些特性进行，才能创造出适宜作物生长的土壤环境。如西北地区的黄绵土是处于干旱气候带的旱地土壤，土质松散，易受水、风侵蚀，土壤耕作要以蓄水保墒、防止水蚀和风蚀为主要目的。对质地黏重、结构差、通透不良、潜在肥力高而有效肥力低的土壤，应采用伏耕秋耕、晒垡冻垡、熟化土壤、早春及时耙地保墒等措施。地下水位高的下湿土壤，耕作应有利于排水散墒，提高地温，改善通气性状。无水稳性结构的土壤，土壤耕作应及时破除板结以利渗水通气，保证幼苗出土。在盐碱地上，土壤耕作要根据盐碱在土层中的运移规律和盐碱地板、瘦的特点进行，要有利于排水脱盐，防止水分蒸发而积盐。水田因长期淹水，土壤物理性状差，耕作应有利于土壤松软，防止水分渗漏，促进土壤氧化，改进长期淹水的潜育过程，降解还原毒害物质，如深耕晒垡、水耙水耖等措施。2．与气候条件相适应气候对土壤的影响既有有利的一面，也有不利的一面。土壤耕作能在一定程度上协调气候、土壤与作物之间的矛盾。影响土壤状况的气候条件主要有下述几个方面。(1)降雨与蒸发降雨是土壤水分的重要来源，而蒸发则促使土壤水分散失，因此降雨和蒸发决定了土壤的水分状况。我国北方地区降雨量少，年内分布不均匀，全年降雨量的一半以上分布在复秋季节，早春少雨干旱。土壤水分不足。所以抗旱保墒的土壤耕作措施，是我国北方重要的土壤耕作技术。(2)干湿交替和冻融交替干湿交替是根据土壤胶体湿胀干缩的特性，利用水分凼素季节变化引起土壤水分的变化，使土壤变得松碎，促进团粒形成。冻融交替是利用冬季低温，当土壤含水量充足的情况下水分结冰体积膨胀，促使土壤崩解，有助于团粒的形成和土壤松碎。干湿交替和冻融交替，对提高耕作质量有辅助作用，有利于降低作业成本。(3)水蚀和风蚀水蚀是由于降雨量过大或灌溉水量大而造成的耕地水土流失，在坡耕地上更为突出。为防止水土流失，坡地土壤耕作应以等高耕作为主，或少耕免耕，以减少地面径流，增加土壤储水。我国北方地处大陆季风区，每年冬春季都有不同程度的大风出现。大风不仅加速土壤水分的蒸发，造成土壤干旱，同时吹走表层土壤，尤其是砂性土壤风蚀更为严重。因此，有风蚀地区的土壤耕作，应创造紧密的表土层，减少耕作次数，保持良好的表土结构。常采取的措施有：地面留茬和覆盖，或耕作时开沟起垄，加大地表的粗糙度以降低地面风速，防止风蚀。3．土壤耕作应与其他生产因子相结合农业生产中的其他生产因子也要求相应的土壤耕作措施配合，才能发挥最大效益。如作物茬口特性不同，采取的土壤耕作措施不同。大豆茬为肥茬、软茬，其后可不进行翻耕而采用耙茬即可；高粱、谷子等是硬茬、瘦茬，所以要进行深耕松土，熟化土壤。又如施肥数量、时期和肥料种类不同，耕作方法和耕深也都不同。灌溉条件的有无所采取的土壤耕作措施也不相同。(二)土壤耕作措施土壤耕作分为基本耕作和表土耕作。前者的耕作深度是整个土壤耕层，能改变整个耕层的性质，后者是在基本耕作的基础上，对土壤表面进行较浅作业的措施。1．基本耕作措施(1)翻耕用有壁犁进行耕地，可翻转土层。翻耕对土壤具有3方面的作用：翻土、松土和碎土。首先将土壤上下层换位，在换位的同时将肥料、作物残茬、杂草及草子、病虫或绿肥、牧草等一并翻至土壤下层，清洁地面。其次，是使耕层土壤散碎、疏松，改善土壤通气透水性能，熟化土壤，强化土壤微生物活动。翻耕的方式由于犁的结构和犁壁形式不同分为3种：半翻垡、全翻垡和分层翻垡。翻耕的深度是犁地质量的主要指标之一，是影响作物根系生长发育进而影响地上部生长发育的一个重要因素。翻耕深度增加，耕层则厚，有利于储水保墒和通气，能加速有机质矿化，改善养分状况。但在某些条件下，如多风、高温、干旱地区，会增加土壤水分的蒸发，土壤疏松而提墒性差，作物吸水困难而出现旱情，且在通气良好条件下土壤有机质不易积累。同时因肥料翻埋过深，使作物苗期缺肥，且容易翻出底层的还原物质。因此，翻耕的深度应根据作物种类、气候特点和土壤特性而定。一般具有主根的直根系和植株高大的作物宜深；黏质土、土层深厚的宜深；多雨地区深，以利储水，同时还可改善耕层土壤的通气性。此外，翻耕深度还应考虑经济效益，耕地越深，工作效率越低，成本越高。当前我国翻耕的深度，畜力犁一般在15～18cm，机耕在20～22cm，一般不超过25cm。由畜耕转向机耕时，原则上不能一次加深，应逐年加深。翻耕一般在作物收获后至下茬作物播种前进行。北方一年一熟或一年两熟地区，主要在夏收作物收后的休闲地上进行伏耕，秋作物收后进行秋耕，部分地区还有春耕。伏耕、秋耕在接纳蓄积雨水、减少地表径流、储墒抗旱等方面比春耕效果好。盐碱地可利用夏秋高温进行翻耕而提高洗盐效果。北方地区春耕效果不好，翻耕易造成土壤水分大最蒸发。南方地区，土壤的排水通气是农作时的关键问题所在，因此，该地区是以耕翻为主，包括水稻收获后的秋冬深翻，翻后耙地；旱作收获后的春耕翻，耕翻后注重晒垡，以提高土壤的排水通气性。翻地创造的疏松耕层能保持多长时间，这是翻耕的后效问题。一般讲，后效越长越好，可改连年翻耕为隔2～3年或更长年限的轮翻。决定翻耕后效长短的因素有3个方面：①土壤的质地、结构、有机质含量、降雨量的多少和灌溉次数等，有机质含量高、质地适中，结构良好，后效长；降雨多或灌水量多，土壤变紧的过程加快，后效则短。②冬季冻土深度和冻土时间的长短，冻土深、冻土时间长则后效长。③翻耕的深度，翻耕深后效长，浅耕则后效短。(2)深松耕用无壁犁、凿形犁、深松铲等对土壤进行全面或局部松土为深松耕，与翻耕相比较，深松耕的特点是只松土不翻土，土层上下不乱，松土深厚，松土深度可达30～50cm，能打破犁底层和不透水黏质层，对接纳雨水、防止水土流失、提高土壤透水性及改良盐碱土有良好效果。深松耕后能留茬保护地面，防止风蚀。用松土铲和凿形犁松土，能提高功效、节约能耗。但深松耕也存在一些问题，如不能翻埋肥料、残茬和杂草，一般深松的田间杂草较多。(3)旋耕利用犁刀片的旋转，把土切碎，同时使残茬、杂草和肥料随土翻转并混拌。旋耕后地表平整松软，一次作业能达到耕松、搅拌、平整的效果，节省劳力。旋耕的碎土能力很强，北方多用于麦茬地、水浇地或盐碱地的浅耕，南方多用于水稻田插秧前的整地和水稻田的秋耕种麦。根据各地试验结果，水稻田用旋耕机整地具有明显的增产效果和经济效益。但旋耕深度较浅，一般只有12cm左右，起不到加深耕层的作用。旋耕用于表土作业，对消灭杂草，创造疏松表土层，破除板结效果良好。2．表土耕作措施表土耕作是用农机具改善o～10cm土层状况的措施。多数表土耕作在翻耕后进行，因此也称为辅助耕作。目的是配合翻耕等基本耕作，为作物创造良好的播种出苗和生长条件。(1)耙地耙地有疏松表土、耙碎土块、破除板结、透气保墒、平整地面、混合肥料、耙碎根茬、清除杂草以及覆盖种子等作用。耙地使用的工具有钉齿耙和圆盘耙等，耙地的深度一般为3～10cm。不同地区不同条件下耙地的作用不同，使用工具也不同。耕地后耙地，可平整地表，破碎土块，消灭坷垃。秋耕后立即播种冬小麦的土地，通过耙地踏实土壤，使播种深浅一致，同时还有保墒作用。早春耙地可疏松表土，破除板结，切断地表毛细管，有利于保墒。春播作物播前耙地主要是疏松耕层，为播种准备苗床。雨后、灌溉后耙地，可清除地表结皮，促进土壤的气体交换，切断毛管保持下层水分。钉齿耙一般用于耕后、播前、雨后、灌水后、早春土壤化冻前后、播种前后以及出苗遇到不利条件及时运用；而圆盘耙一般用于作物收后的浅耕灭茬，清除和翻埋杂草、绿肥，有时也用圆盘耙耙地代替翻耕。(2)耱地耱地也叫做盖地、擦地、耢地，是旱地和水地牛产中常用的一项表土耕作。耱地主要有平土、碎土和轻微压土的作用，在干旱地区还能减少地面蒸发，起到保墒的作用。耱地使用的工具多用耐磨擦的荆条、柳条等树枝编织而成或用木板，现用的农机具大部分都带有耐磨的铁皮耱地机具。耱地作用的土壤深度为3cm左右。一般耱地与耙地联合作业，即耙后紧跟耱地，因耙地后留有耙沟，耱地可填平耙沟，平整地面，使表土形成一层疏松的覆盖层，减少水分蒸发，有利于保墒。播种后耱地能促进种子与土壤紧密接触，有利于吸水发芽H{苗。(3)镇压镇压即以重力作用于土壤，其作用为破碎土块，压紧耕层，平整地面和提墒。镇压使用的工具有V型的镇压器、网型镇压器、圆筒型镇压器。传统的镇压丁具有石磙子、石砘子等。镇压作用的土壤深度一般为3～4cm，如用重型镇压器可达9～10cm。镇压是一项良好的技术措施，正确运用可收到良好效果。如土壤过松时，镇压可使上层土壤紧实，以减少水汽的扩散和水分的损失。冬麦越冬前镇压，可防冻和防旱，保证冬麦安全越冬。作物播种前镇压，可增加毛管孔隙，使底层水分上升到表层，供种子发芽利用。作物播种后镇压，可使种子与土壤紧密接触，以便吸水发芽和扎根，特别是小粒种子更为重要。但镇压如运用不当，会引起一些不良后果，如土壤过湿时镇压，会使土壤结成硬块，表层形成结皮。因此应在土壤的含水量最适宜时进行镇压。镇压不宜在盐碱地或含水较多的黏质土上进行，也不宜存砂质土七进行。(4)中耕中耕也叫做耪地、锄地，是在作物生育期间进行的一项表土耕作。中耕有松土、保墒、除草和调节土温的作用。中耕的二r=具有中耕机、耘锄以及人工操作的手锄和手铲。中耕的次数应依作物种类和生长状况、田间杂草的多少、土质、灌溉条件的有无而定。一般作物生育期长、封行迟、田间杂草多、土质黏重、盐碱较重或灌溉地，中耕需进行3～4次。中耕的深度应按浅、深、浅的原则，即在作物苗期根系浅、苗小的时候，中耕应浅，以免伤苗、压苗；作物生育中期，随着根系下扎，幼苗长大，中耕加深有利于根系的发育和松土通气、保墒、除草；到作物接近封行时，根系已向纵深发展，中耕又要浅，以免伤根。如为宽行距，中耕与培土应结合进行。中耕次数不宜太多，否则会造成行间过分疏松，好气性微生物分解有机物质的矿质化过程旺盛，造成养分的非生产性消耗和土壤结构的破坏。在风多地区或坡地上易造成风蚀和水蚀。(5)起垄培土起垄是某些作物或某些地区特需的一种表土耕作。如为块根块茎作物地下部分生长创造深厚的土层；在高纬度地区(即寒冷地区)有利于提高地温；在某些多雨或低洼地区，可以排水和提高地温；在水浇地上起垄有利于灌水，使灌水均匀，节约用水。培土的主要作用是固定植株，抗风防倒，特别是对植株高大的作物及多风地区更为重要。另外，培土可扩大作物根系活动范围，增加根系对水分和养分的吸收；培土还有利于排水防涝，消灭杂草。目前国内外的耕作机械主要有铧式耕作犁、深松机、旋耕机、镇压机等。为了能减少机械在田间的通行次数，简化作业过程，提高作业效率，有利于争取农时，及时进行播种或栽插，研制了联合耕作机，能一次完成耕地、整地等多种作业项目，可一次完成土壤的基本耕作和表土耕作。3．少耕及免耕过分的土壤耕作易破坏土壤结构，风蚀加重，水土流失，土壤理化性状恶化。因此，20世纪70年代，许多国家开始进行少耕和免耕的研究与推广。少耕与免耕的特点是不翻耕或减少翻耕，加之残茬物的覆盖，减少水蚀、风蚀和水分蒸发，保蓄土壤水分，增加土壤有机质。同时节省能耗，可适时播种。(1)少耕少耕是指在一定的生产周期内合理减少耕作次数或间隔减少耕作面积，可采用以深松代翻耕、以旋耕代翻耕、间隔带状耕种等。从20世纪50年代起，各国提出了多种类型的少耕法，我国的松土播种法就是采用凿形犁或其他松土器进行平切松土，然后播种。带状耕作法是把耕翻局限在行内，行间不耕地，作物残茬留在行间。(2)免耕免耕是指作物播种前不耕作，直接在留茬地上播种，播种后不中耕，用化学除草剂代替机械除草。国外的免耕法由3个环节组成：利用前作残茬或播种牧草作为覆盖物；采用联合作业的免耕播种机开沟、喷药、施肥、播种、覆土、镇压一次完成作业；采用农药防治病、虫、杂草。第二节播种和密度播种是作物正常生长和产量形成的基础环节，播种质量的好坏直接影响到苗全、苗齐、苗匀、苗壮。密度的大小直接关系到作物的生长发育和群体发展，是调节群体与个体关系的关键，是作物高产的基础。一、播种播种是按计划密度将种子播入一定深度的土壤中，并加以覆土、镇压(北方旱作农区)。播种技术包括种子的选择、种子处理、播种方式、播种期、播种量的确定等。(一)选用优良品种及种子采用良种是提高作物产量和品质最经济、最有效的措施之一。生产上必须根据当地的气候、土壤和生产条件选用相适应的优良品种。选好品种后，还应对其种子进行选择，选择的标准是：生活力强、粒大饱满、整齐度高、纯度净度高、健康。1．生活力强种子的生活力用种子的发芽势和发芽率表示。发芽势是指在规定时间(一般3d)内发芽种子占供试种子的百分数，它表示种子发芽出苗的整齐程度。发芽率是指正常发芽的种子占供试种子的百分数。发芽率是在实验室内测定的，播种以后的实际出苗率受很多因素影响而低于发芽率。大多数禾谷类作物(如麦类、水稻、谷子、玉米等)田间出苗率可达90％左右。棉花、高粱、大豆等作物种子易受土壤病菌的侵染，虽发芽率很高，但出苗率可能偏低。种子发芽率太低(60％～70％)时不能作种子用。2．粒大饱满人粒饱满的种子含养料多，生活力强，播种以后出苗快，生根多而迅速，幼苗健壮，产量高。据报道，采用大粒种子比小粒种子增产5％～18％。种子的大小和饱满程度用千粒重(1ooo粒种子的重量)表示。3．整齐度高用整齐一致的种子播种，幼苗生长整齐健壮、植株发育均匀，一般产量较高。4．纯度净度高用做种子时，品种纯度一般应在98％以上，净度应在96％以上。5．无病虫害种子外部及内部没有感染病害，没有被害虫蛀蚀，也没有病虫潜伏其中。(二)播种前种子处理1．清选清除种子中的杂物和秕瘦粒，留整齐饱满的大粒种子播种，易实现壮苗。经过清选的种子，一般要求纯度达98％以上，净度96％以上，发芽率在95％以上。清选的方法有筛选、风选和密度选。筛选是根据种子大小，采用适宜的金属筛，对种子进行分离、分级，除去杂物，选取充实饱满的种子。风选是依据成熟度不同的种子和杂物密度不同，在气流作用下飞越距离不同的原理，采用天然和人T方法吹去密度较小的杂物和成熟度不好的种子。密度选则是利用一定的密度液体将轻、重种子分开，除去浮起的窄瘪粒，保留饱满种子作种用。采用密度选时，不同作物种子应采用适宜密度的液体，如水稻适宜密度为1．08～1．13g／cm3，油菜采用1．06～l_08g／cm3，大麦采用1．12～1．22g／cm3。有时为提高选种效果，可采用筛选、风选和密度选结合。2．晒种播前晒种1～2d，可促使种子后熟，打破休眠，提高种子发芽率。有资料表明，播种前晒种比不晒种发芽率提高5％左右，发芽势提高10％～20％。在水泥地上晒种要薄摊勤翻，防止暴晒，以免影响发芽率。3．种子消毒许多病虫害是靠种子传播的，如水稻的稻瘟病、棉花的枯萎病和黄萎病等，种子消毒可预防这些病害的传播。常用的消毒方法有下述几种。(1)石灰水浸种l％的石灰水可有效地杀灭种子表面的病菌。浸种时间视温度而定，一般35℃浸种ld即可，20℃需要3d。浸种后必须用清水洗净种子。浸种时还应注意防止种子吸水膨胀破坏石灰水膜，影响消毒效果。(2)药剂浸种药剂浸种可杀死种子内部的病原菌。具体应用时，不同作物、不同病害、不同地区应选用不同的药剂浸种。浸种的药剂有些有毒，操作时一定要注意安全。同时注意浸种时间和药剂浓度，以免产生药害。同时不能用铁质容器，以免影响药效。处理后的种子要马上播种。(3)药剂拌种药剂拌种可使种子表面附着药剂，杀灭种子内外和出卣初期的病菌及地下害虫。拌种用药剂较多，常_}{j的杀菌剂有多菌灵、粉锈宁、克菌丹、托布津、福美双、拌种双等，杀虫剂有呋喃丹、氧化乐果、辛硫磷乳油等。拌药后的种子可立即播种，也可储藏一段时间后播种。4．硫酸脱绒脱绒主要应用丁棉花种子。脱绒后的棉子直接接触土壤，能加快种子吸水速度，提高出苗率，有利于机械播种。同时，也可利用脱绒过程中硫酸和高温的作用杀灭病菌。硫酸脱绒方法，先将棉子倒入缸内，按每10b棉子加入密度为l_8g／c甜、温度为1lo～120℃的粗硫酸1ooomL，边倒边搅拌，10min左右，待短绒全部溶解，种壳变黑变亮时，用清水反复冲洗干净，然后将棉子摊开晾干，以备播种用。5·种子包衣种子包衣是国内外普遍采用的种子处理技术。此法集农药拌种、浸种、施肥等措施为一体，将杀虫剂、杀菌剂、植物生长调节剂、抗旱剂、微肥等，加适当的助剂复配成种衣剂，对种子进行包衣。包衣剂的成分可根据作物、土壤病虫害情况而配置，能有效控制种传和土传病虫的危害，提供作物苗期生长的养分，促进种子发芽出苗。包衣种子由专门的工厂生产，并有一定的标准和商品化要求。种子包衣可以代替播种前种子处理全过程，节约成本和提高种子处理的效果。6·浸种催芽浸种催芽就是为种子发芽提供适宜的水分条件，使种子的发芽整齐一致，提高出苗率。浸种的时间和温度，随作物的种类和外界的温度条件而定，一般气温高，浸种时间短。在浸种过程中，水中的氧气会逐渐减少，C()2和有毒物质含量增加，影响种子的发芽。为此，要注意经常换水，保持水质清洁。(三)播种期的确定在一定的地区，每种作物都有它适宜的播种期。适期播种不但能保证种子萌发需要的生态条件，而且有利于作物一生的生长发育，及时成熟，并为后茬作物适时播种创造有利条件，达到全年增产。1．播种期的划分根据不同作物发芽出苗条件和种植制度，生产上一般把作物的播种期分为春播、夏播、秋播或冬播。(1)春播根据作物对温度的要求又可将春播分为早春播和晚春播两种情况。一些耐低温作物(如甜菜、马铃薯和亚麻等)，适合在较低的温度条件下发芽生长。谷子、棉花、大豆、花牛、芝麻等发芽要求的温度较高(8～12℃以上)，幼苗耐寒能力差，过早播种易受晚霜危害。(2)夏播夏播即在夏收作物收获后及时播种。夏季地温较高，种子发芽出苗快，为充分利用生长季节，生产上要尽量早播，保证下茬作物及时成熟。夏播作物包括夏玉米、夏大豆、夏高梁、夏谷子、绿豆和甘薯等。(3)秋播或冬播适合秋播的作物有冬小麦、油菜、蚕豆和一些越冬的绿肥作物。这些作物要求适时播种，以利于安全越冬。如冬小麦播种过早，冬前拔节旺长，抗寒力下降，越冬死苗严重；播种过晚，幼苗生长弱，分蘖少，产量低；油菜播种过早，冬前抽薹，不利于越冬。2·播种期的确定在计划播种期内，具体播种期的确定应根据气候条件、品种特性、种植制度、病虫发生情况等综合考虑。(1)气候条件温度、日照、降水等气象要素及灾害性天气出现的时段都是确定播种期的依据。春季作物播种过早，易受低温或晚霜危害，且不易全苗。播种过迟，不能充分利用生长季节，产量不高。适期播种的主要指标是土壤温度是否满足作物发芽出苗对热量的要求。北方旱地雨养作物播种期的确定，除考虑温度和土壤墒情指标外，还应使作物需水的高峰期与当地降雨高峰期吻合，以充分利用降雨，提高作物产量。棉花的吐絮期要避开阴雨天气，以减少烂铃。(2)品种特性作物品种类型不同，生育特性不同，安排播种期应有差异。一般晚熟品种宜早播，早熟品种宜晚播。春性强的冬小麦、油菜品种要适当晚播，早播易引起早拔节、抽薹，冻害严重，产量低；反之，冬性强的品种要适当早播，利于发挥品种特性，提高产量。早稻感温性强，晚播生育期短，营养生长不足；中稻基本营养生长期较长，有一定的感光性，早播早熟，晚播晚熟，适期播种的范围较大；晚稻感光、感温性强，过早播种，营养生长期过长，群体矛盾突出，并不早熟，而过迟播种不能安全齐穗，适宜播种期范围较小。(3)种植制度适宜播期还要考虑当地种植制度。一年多熟的地区，收种时间紧，季节性强，播种过早或过迟，不仅影响当季作物产量，对下茬作物播种也不利。育苗移栽可提早播种，以充分利用季节。间作套种的播期除要考虑上下作物接茬，还要考虑到共生期长短。(4)病虫害病害发生与气候条件有密切荧系，有相对固定的发病高峰期。调节播种期，使作物的易发病期和病虫发生高峰期错开是综合防治病虫害的有效措施。小麦、油菜播种过早，蚜虫及病毒病危害严重；水稻早播可避开三代三化螟、稻飞虱和稻瘟病等病虫危害。(四)播种深度在选择播种深度时要考虑种子大小、出苗习性、土壤质地及土壤有效水含量等因素。一般种子较大、子叶不出土、土壤质地较轻、土壤含水量较低时，宜深播；反之，应浅播。在正常播种深度范围内，应提倡浅播。播种过深，出苗率降低，幼苗生长慢；播种过浅，发芽出苗所需水分不能保证。有砦种子的发芽}H苗需要光照，如烟草种子，播种时一定要浅播。水稻一般只盖一层草木灰或将种子用扫帚拍人泥土中即可；麦类、玉米等作物播种深度以3～4cm为宜。(五)播种方法合理的播种方法能充分利用土地和空间，有利于作物生长发育，协调群体与个体的矛盾，提高作物产量，又便于田问管理，提高工作效率。生产上常用的播种方法有以下几种。1．撒播把种子均匀地撒播在地面，然后覆土，北方部分旱区要镇压。这种播种方法简单，适合于土质黏重、整地粗放、新垦地、绿肥作物或播种密度较大的育苗田，如水稻、蔬菜育秧。优点是省工、省时、操作简单，作物苗期对光、地力的利用率高。缺点是种子和植株在一定的面积内分布不匀，无行间相隔，不利于耕作、除草、防治病虫等田间作业。密度大时，群体难以控制，通风透光较差，易倒伏。2．条播在田间按作物生长所需行距和播种深度开沟，将种子均匀播于沟内，然后覆土，部分地区需镇压。优点是种子在田间分布比较均匀，播种深浅一致，便于机械化作业。可根据生产要求和不同作物的生长特点随意改变行距，如宽行条播，行距一般在45～70cm，适用于玉米、高粱、棉花等植株较大的作物。由于行距较宽，出苗后根据计划密度间苗，作物生长期间可根据需要进行中耕、除草、起垄培土等田间作业。密植作物植株较小，行距可变窄到10～30cm。生产上还可采用宽窄行，窄行保证密度，宽行便于田间管理和通风透光，高产田多采用宽窄行播种。宽幅条播的播种行有一定幅度，兼有撒播和条播的优点，一般播幅12～15cm，行幅距15～20cm，种子撒播幅内，浅覆土。宽幅条播适用于麦类、谷子等密植作物。3．穴播穴播又称为点播，是在宽行条播的基础上发展起来的播种方式，在行内按一定的距离，穴播数粒种子，出苗后按计划密度进行问苗。优点是能保证密度，种子入土深浅一致，出苗整齐，用种量少，便于集中施肥；缺点是费工。适用于蚕豆、玉米等大粒种子及丘陵山区肥水条件较差的地区。株行距的合理配置是提高单位面积产量的关键因素，适当加大行距，缩小株距，对于改善通风透光条件有很大的作用。4．精细播种随着现代农业和精细控制技术的发展，精细播种机或播种机器人，能按人们对株行距的要求，播种单粒种子，且为播下的每粒种子提供良好的发芽条件，省去了间苗环节，达到苗全、苗壮和节约种子的目的。精细播种的种子质量要有绝对保证，以免造成缺苗。精细播种和种子包衣结合是现代化作物生产的主要措施之一。二、密度单位面积的作物株数即密度，是作物生长发育、群体发展的基础。群体结构指群体的组成和方式，如作物种类、数量、排列方式等。群体结构代表群体的基本特性，是产生各种不同影响的主要根源，与产量、品质的关系十分密切。建立一个合理群体结构，协调群体与个体的关系十分重要。这也是合理密植的关键问题。(一)合理密植增产原因1．合理密植能协调产量构成因素密度的高低决定了单位面积上的株数，密度太小，收获的株数少，尽管个体产量高，群体产量不会高；密度过高，群体与个体的矛盾突出，个体产量低，也不能高产。2．合理密植可建立适宜的群体结构理想的群体结构是高产的基础，合理密度是群体调节的基础。密度的高低决定群体的规模是否适度、群体的分布是否合理、群体的长相是否正常等，最终影响着群体质量的好坏和产品数量及质量的高低。3．合理密植能保证适宜叶面积欲提高群体的物质生产量，就必须适当增加叶面积和提高光合强度。在一定范围内，密度越大，总叶面积越大，光合产物越多。但当密度超过一定值时，群体过大，下部叶片光照不足，群体光合速率降低，影响群体物质产量。(二)确定合理密度的原则合理密度的确定，要根据作物种类和品种类型、环境因素及生产条件、栽培技术水平、目标产量和经济效益等综合决定。1．作物种类和品种类型不同作物对密度的反应差别很大，植株高大、分枝(分蘖)性强、单株生产潜力大的类型，种植密度要稀；反之，宜密。同一类型的作物，早熟品种的生育期短、个体牛长量小、单株产量潜力低，应发挥群体的优势增产，种植密度应火些；晚熟品种宜稀。不同株型，应采用不同密度，如玉米、棉花等作物，株型紧凑的品种，叶片上冲，分枝紧凑，群体消光系数小，适宜的叶面积系数大，宜密}而平展型品种，株型松散，密度宜稀。2．气候条件有些作物对温度和光周期反应非常敏感，当温度和光照条件变化时，牛育期变化很大。喜温短日照作物(如水稻、玉米等)，随种植地区向南推移，生育期缩短，提早成熟，宜密；反之，密度宜稀。长日照作物(如麦类、亚麻、马铃薯等)，随种植区向南推移，生育期变长，个体潜力变大，密度宜稀；反之，宦密。作物生长季节气候条件适宜，密度宜稀；气候条件差的地区，作物成熟的收获率低，密度宜大。3．肥水条件及栽培水平土壤肥沃、施肥水平高的地块，个体生长良好，密度宜稀；土壤贫瘠、肥源不足，施肥少的田块，个体发育差，生长不良，应适当增加密度。灌溉便利的地块，作物生长较好，密度宜稀；反之，无灌溉条件的地块，密度可适当增加，但是易旱地块密度不宜过大。4．种植方式及收获目的同一作物不同种植方式，密度应有差异。撒播密度可适当高些；条播由于植株相对集中，密度太大，个体之间矛盾突出。条播时采用宽窄行播种方式．密度可适当提高；点播密度应适当低犊。以茎、叶等营养体为收获目的的作物，种植密度宜大；以种子为收获目的，尤其是以加大种子繁殖为目的时，密度要稀。5．地势地势高，I上I坡地，狭长地块或梯田，通风透光条件好，密度宜密；反之，密度宜稀。6．病虫草病虫草等灾害危害严重的地块，为保证密度和群体，播种量应适当增加；反之，密度宜稀。(三)播种置的确定1．精确播种量对密植作物(如麦类、水稻、谷子、油菜等)，首先要根据要求．确定一定的基本苗，再根据种子质量、粒重和田问出苗率等计算播种量。计算公式为播种量(kg)=基本苗数*千粒重/（发芽率*出苗率*1000*1000）种子的千粒重(g)、发芽率等，播种前通过种子检验获得。出苗率可根据常年出苗率的经验数字或通过试验获得。2．均匀播种生产上撒播一般是由有实践经验的农民，按播种量将种子撒在土壤表面。为保证适宜密度，可将地块分成小面积田块，按小田块将种子分开，以保证播量均匀。对于比较小的种子，可采用种子包衣加大种子体积，减少播量误差。机播时，调好播种机的出种量，控制播量。3．定苗中耕作物无论是采用条播还是采用穴播，实际播种量往往要比计划密度多2～4倍，播种出苗后适时间苗、定苗，根据计划确定留苗密度。第三节科学施肥作物生产系统是一个开放生态系统，随着作物产品的不断输出，作物在形成产品器官的同时，连年从土壤中吸收大量矿质养分。原系统内的物质和能量不断减少，如不采取合理的措施，土壤肥力将逐年下降，作物生产的持续发展将难以维持。合理施肥是根据作物生长发育及产量形成的需求，由人工方法向作物生产系统补充物质及能量消耗，以不断提高作物产量和品质，提高农产品的商品价值，增强作物对不良环境的抵抗能力，改善土壤理化性状，培肥和改良土壤。因此，施肥是作物生产的一项基本措施。我国农民在长期的生产实践中，积累了丰富的经验，十分重视施肥在作物生产中的重要作用。但施肥不当也能造成土壤和大气的化学污染、生物污染和物理污染，使地下水、江湖水体富营养化。因此，在施肥的同时注意保护环境，防止肥料污染。一、施肥的基本原则肥料效果受多种因素的影响，合理施肥必须根据作物需肥特性、收获产品种类、土壤肥力、气候特点、肥料种类和特性确定施肥时间、数量、方法和各种肥料的配比，做到看天、看地、看苗施肥，瞻前顾后，综合考虑。(一)影响肥效的环境条件1．气候条件气候因素对肥效的影响是综合的。温度升高能促进肥料的分解，加快作物代谢过程，提高作物根系对养分的吸收。温度太低或超过适宜温度时，作物代谢受到影响，水分和养分吸收减少。作物吸收养分最适温度因作物而异，水稻最适温度在30℃左右，麦类在25℃左有，棉花为28～30℃，马铃薯为20oC，玉米为25～30℃，烟草为22℃，在最适根际土温，吸收养料也最多。光照强弱影响光合作用，进而影响根系活动，从而影响作物对养分的吸收。同时，光照不足作物蒸腾减弱，养分吸收也随之减少。营养元素只有在溶解状态下才能在土壤中移动和被作物吸收，水分还关系到土壤微生物活动和有机物的矿化等。干旱使作物根系发育差，生长缓慢；土壤水分过多，则氧气供给不足，影响根系呼吸，养分容易淋失。两者均对作物养分吸收不利，使肥效下降。2．土壤条件土壤特性直接影响作物对营养物质的吸收，也影响肥料在土壤中的变化及施肥效果。土壤pH既影响土壤中养分的有效性，又会影响作物根系对养分的吸收。磷的有效性与土壤pH有关，微量元素的有效性也受土壤pH的影响。大多数作物适宜于中性或弱酸性土壤，过酸过碱的土壤都不适宜作物生长，肥料利用率低。土壤养分含量、供肥、保肥性能对施肥效果影响很大。除黑土和栗钙土含氮较多外，其他多数土壤都不同程度缺氮；除东北黑土和四川紫色土含磷较高外，多数土壤缺磷；土壤钾含量相对较多，除黄壤和红壤显著缺钾外，只有局部地区土壤有缺钾现象。土壤保肥性能与土壤类型有关，砂土保肥性差，施肥应少量多次；黏土保肥性好，每次施肥量可适量增加，次数可相应减少。(二)养分作用规律施肥的有效性除受环境影响外，还会受养分作用规律的影响，只有掌握和运用好养分作用的规律，才能达到经济合理施肥。1．最少养分律植物生长所需养分种类和数量有一定的比率，如果其中某种养分元素不足时，尽管其他养分元素充足，作物生长仍受此最少养分元素的限制，称为最少养分律。增加最少养分元素的供应量，作物生长即获显著改善。施肥时应注意肥料的平衡，判断土壤中哪种养分元素最缺乏，并及时补充才能得到效果。2．报酬递减律报酬递减律就是在低产情况下，产量会随施肥量的增加而成比例增加，但当施肥量超过一定量后，单位施肥量的报酬会逐步下降。因此，施肥量要合适，超过限量，不但无益，反而有害。通过对报酬递减律的研究利用，我们可以选择最佳的施肥量，力争用最小的投入换取最大的收益。3．养分互作律两种肥料配合施用对作物的效应要大于每种肥料单独施用时效应的总和，称为养分的协同作用。二者共同效应小于二者单施效应之和，称为养分的颉颃作用。这是因为两种养分在植物体内有一定的比例范围，超过此范围对作物生长产生不良影响，如大量施钾有可能导致缺镁；铁与锰、钙与氢之问也有颉颃作用，氢离子浓度过高，造成土壤弱酸性，要施用适量钙离子加以改善。施肥时应尽量避免肥料同用时的负互作。(三)作物的营养特性不同作物或同一种作物的不同器官对营养元素的吸收具有选择性。一般说来，谷类作物需要较多的氮、磷营养；糖料作物和薯类作物需要较多的磷、钾营养；豆科作物因与根瘤菌共生，能利用空气中的氮素，不需大量施用氮肥。作物不同生育时期所需营养元素的种类、数量、比例都不相同(表7—1)。一般生长前期吸收营养的数量、强度均较低，但存在养分临界期。作物生长的旺盛期，生长量大，需养分多，是作物养分最大效率期。在作物养分临界期和养分最大效率期需及时补充作物所需养分，能取得施肥的最佳效果。影响肥效的因素是多方面的，凡能影响作物生长发育和土壤肥力的凼索郡能影响肥效，施肥时应综合考虑。制定施肥计划时，还必须做到有机肥料与无机肥料配合施用，单纯施用化肥会导致土壤潜在肥力的下降，肥料效率降低，成本增加。大量的科学试验和生产实践表明，有机肥与无机肥配合使用，可培养地力，提高肥效，增加产量，降低成本；肥料配合使用的效果明显优于单一肥料的使用。为此，按作物对肥料的要求，将氮、磷、钾、微肥按一定比例混合施用，可以取得较高的肥料效益。二、肥料种类肥料种类很多，按其来源可分为农家肥料和商品肥料；按其化学组成可分为有机肥料和无机肥料；按化学性质可分为酸性肥料、中性肥料和碱性肥料；按肥效快慢可分为速效性肥料和迟效性肥料；按其元素组成可分为单一肥料和复合肥料；按肥料形态可分为固体肥料、液态肥料和气态肥料。但一般分为有棚肥料、无机肥料和微生物肥料3类。(一)有机肥料有机肥料又称为农家肥料，是农村中就地取材、就地积存的自然肥料的总称。其包括人畜粪尿、厩肥、堆肥、沼气池肥、沤肥、泥杂肥、泥炭、饼肥、绿肥、青草、秸秆等。有机肥种类多，其共同点是含有数量不等的有机质。有机肥来源广，成本低，便于就地取材。有机肥能增加土壤有机质。土壤微生物的生命活动需要的能源主要来自土壤有机质，经常施用有机肥，可维持和促进土壤微生物的活动，保持土壤肥力和良好的生态环境。有机肥养分含量全面，养分释放慢，肥效稳长。有机质分解时产生的有机酸，能够促进土壤中难溶性磷酸盐的转化，提高磷的有效性，也能提高含钾、钙、硅等矿物质的有效性。有机质在微生物的作用下，经过矿化和腐殖化过程，释放养分及形成腐殖质，可改良土壤理化性状，提高土壤肥力。绿肥除具有有机肥的一般特点外，还有特殊作用。绿肥多为豆科作物，能固定土壤及空气中的游离氮；根系发达，入土较深，可吸收深层养分；适应性强，可种植在农田和荒山坡地，减少水土流失。有机肥适合各种作物和土壤，常作基肥施用，用前需腐熟，作基肥时在耕地前施人土壤。经腐熟的或速效的有机肥(如人粪尿、饼肥)也可用做追肥和种肥。有机肥与无机肥料一起施用，可以取长补短，缓急相济，提高肥效。(二)无机肥料无机肥料又称为化学肥料。根据肥料中所含的主要成分可分为氮肥、磷肥、钾肥、微肥和复合肥料等。无机肥料大多易溶于水，养分含量高，肥效快，持续时间短，能为作物直接吸收利用。可和有机肥配合或单独用做基肥，也可做追肥、种肥和叶面喷肥施用。1．氮肥在化学肥料中品种最多，可分为3类：铵态氮肥、硝态氮肥和酰胺态氮肥。铵态氮肥包括液体氨、碳酸氢铵、硫酸铵和氯化铵等。铵态氮施人土壤中形成铵离子，与土壤胶粒上的离子代换形成代换养分，肥效较硝态氮长。但氨态氮遇碱性物质后分解而释放氨气，造成氮素损失。硝态氮肥包括硝酸铵、硝酸钙和硝酸钠等。硝态氮施人土壤中，氮素以硝态氮的形式存在，不易被土壤胶粒吸附，因此，不能用于水田，也不宜作基肥和种肥。在通气不良的条件下，硝态氮易反硝化而使氮素损失。酰胺态氮肥主要有尿素，与前两者不同，尿素施人土壤中后一般需要经微生物的作用转化成铵态氮后才能被作物吸收利用，此类肥料要提前一周施用。尿素在转化之前，易溶于土壤溶液中，不易被吸附，会随水分流失。因此，尿素在水田中施用后，不宜立刻灌水；在旱田施用，要注意深埋和覆土，防止转化成碳酸铵后挥发损失。2．磷肥随着氮肥施用量的增多，作物产量大幅度提高，施磷肥效果逐渐明显。磷肥的原料是磷矿石，磷矿石因加工方法不同，磷肥产品也不同。一般按磷酸盐的溶解性质把磷肥分为3类：水溶性磷肥、弱酸溶性磷肥和难溶性磷肥。水溶性磷肥包括普通过磷酸钙和重过磷酸钙，其主要化学成分为磷酸二氢盐，多为磷酸一钙。水溶性磷酸盐易被作物吸收，肥效快，在土壤中不稳定，易转化为弱酸溶性磷酸盐，甚至进一步变为难溶磷酸盐。且磷在土壤中的移动性很小，一般不超过l～3cm。因此，提高水溶性磷肥肥效的关键是，一方面减少肥料与土壤颗粒的接触；另一方面应将肥料施于根系集中的土层。为达到这一目的，生产上常采用集中施用、与有机肥混用、制成颗粒和根外追肥等方法。弱酸溶性磷肥包括沉淀磷肥、钙镁磷肥、钢渣磷肥等，其主要化学成分是磷酸氢钙，不溶于水，能被弱酸溶解，逐渐被作物吸收，肥效缓慢、持久，适合作基肥。弱酸溶性磷肥在石灰性土壤中易转化为难溶性盐。难溶性磷肥主要代表是磷矿粉，由磷矿石粉碎制成，其特点是肥效慢，发挥其肥效的关键是创造酸性条件，增加其溶解度，或施于吸磷较强的作物，如豆类、荞麦等。3．钾肥随氮、磷肥用量的增加和产量的提高，在许多地方施用钾肥肥效显著。钾肥的主要品种是氯化钾和硫酸钾。二者易溶于水，是速效肥料，施入土壤中呈离子状态存在，能直接被作物吸收利用或形成代换性钾。钾在土壤中移动性小，宜施于根系密集的土层。砂地上可采用分次施用，防治肥料损失。氯化钾价格低，但有些作物忌氯(如烟草、马铃薯、甜菜等)，只能施用硫酸钾。4．微量元素肥料微量元素肥料主要有硼、锌、钼肥等。对硼敏感的作物有豆科、十字花科、甜菜、麻类、小麦、玉米、水稻和棉花等。常用的硼肥有硼砂、硼酸和硼泥。对锌敏感的作物有玉米、水稻、棉花、亚麻、甜菜和大豆等。常用的锌肥有硫酸锌和氯化锌。豆科作物对钼肥比较敏感，常用的钼肥有钼酸铵、钼酸钠。小麦、玉米、谷子、棉花、花生等作物对锰敏感，常用的锰肥有硫酸锰、氯化锰等。对铜敏感的作物有小麦、大麦、燕麦等，主要铜肥有硫酸铜、铜矿渣等。5．复合肥含有两种以上营养元素的肥料称为复合肥。一般是氮磷钾复合或加多种微量元素。复合肥种类很多，为了方便，常用肥料所含三要素的有效成分来命名。如15—12—10表示肥料中含N15％、Pz0512％、Kzolo％；1512—101．5Zn表示含N15％、PzO。12％、K2010％和锌1．5％。复合肥的优点是有效成分含量高，物理性状好，包装、运输和施用费用低。不足之处是养分含量固定，难以满足不同土壤、不同作物的需求差异。为了满足某种作物的养分需要或达到某种目的，近年研制和应用推广了专用复合肥；为了保证作物在整个生育期都会获得相应的养分供应，减少养分损失，提高肥料利用率，减少施肥用工和劳动强度，研制和应用推广了缓释肥和长效肥。(三)微生物肥料微生物肥料是以微生物生命活动获得特定肥料效应的制品，又称为菌肥。制品中的活微生物起关键作用。常用的微生物肥料有根瘤菌、固氮菌、抗生菌、磷细菌和钾细菌等。这种肥料中并不含营养元素，而是通过微生物的生命活动，增加土壤营养元素的有效性，促进作物对营养元素的吸收，提高土壤肥力，刺激根系生长，抑制有害微生物的活动。如各种联合或共生的固氮微生物肥料可增加土壤氮素的来源；多种分解磷钾矿物的微生物，可以将土壤中难溶的磷、钾溶解出来，转变为作物能吸收利用的磷钾元素。根瘤菌肥可以制造和协助农作物吸收营养，将空气中的氮素转化成氨供豆科作物吸收利用。有些微生物肥料还可增强植物抗病和抗旱能力。微生物肥料节约能源，不污染环境，将会在未来的农业生产中起重要作用。由于各种微生物作用方式不同，施用时应注意与有机肥料、无机肥料配合，创造适合微生物生活的环境，才能充分发挥肥料效果。如根瘤菌与豆科作物固氮，需要一定的营养条件，其中对磷、钾、钼、硼等营养元素比较敏感，配合施用这些化学肥料可提高根瘤菌的增产效果。三、施肥技术在作物生产中，如果施肥技术不当就达不到施肥的应有效果，肥料利用率下降，甚至造成肥害，污染农田。因而，国内外都比较重视肥料施用技术的改进和提高。随着科学技术的发展，特别是农业化学的发展，新的测定仪器和技术的出现，肥料品种和施肥新技术的开发，许多国家提高了施肥技术的现代化水平。20世纪90年代以来，测土配方施肥技术得到了迅速发展，已成为一项常规的农业技术措施，提高了作物产量和肥料利用效率，获得明显的社会效益、经济效益和生态效益。(一)推荐施肥技术推荐施肥技术分为土壤测试和植物营养诊断两个相互关联，又有特色的技术系统，前者以土壤分析测试为主，后者以植株分析诊断为主进行推荐施肥。1．土壤普查、测试土壤调查和土壤农化图、土壤改良图的绘制，对于制定种植计划、合理施肥和改良土壤，充分发挥土壤潜力均有重要意义。美国、德国、日本等国在这方面都积累了一定的经验，并且在农业生产中发挥了积极的作用。我国于20世纪80年代在全国范围内结合农业区划进行了第二次土壤普查，对耕地进行了土壤理化性质和农化特性的测定，从而摸清各类土壤的底细，找出作物低产的土壤原因，如酸、碱、砂、瘦、毒等多种障碍因素，并提出改良土壤的措施，同时在普查的基础上各级还编写了土壤普查报告，为合理施肥和改良土壤提供了宝贵的资料和依据。土壤测试技术分为3类：①北美、西欧国家采用的土壤养分丰缺指标法，其特点是用合适的提取剂提取土壤有效养分，根据农作物相对产量水平把土壤有效养分含量划分成不同等级，再按不同等级提出推荐施肥量；②俄罗斯、东欧各国采用的养分平衡法，其特点是按照农作物产量需要的养分数量，用土壤养分含量和肥料进行平衡，再补充一部分肥料培肥地力；③日本采用的土壤诊断法，根据农作物高产所需地力水平提出高产土壤养分吸收量，补施肥料，使地力不下降。以上3种类型测土施肥技术只是大体的划分，每一类型还可细分出一些方法上不同的技术系统，各系统之间在方法上也有不少相互渗透的地方。在使用上应根据我国的国情，发展具有我国特色的测土施肥技术。2．营养诊断土壤和植物营养诊断，近年来受到世界各国的重视。美国、日本、法国、德国等国进行了广泛而深入的研究，尤其是现代科学技术的发展和研究工具的现代化，大大促进了营养诊断技术的提高。近年来，随着科学种田和合理施肥的需要，我国各地也开展了大量的土壤和作物的营养诊断工作，对于消除土壤障碍因素，改善土壤营养条件以及合理施肥，都取得了良好效果。据浙江农业大学研究，水稻叶鞘中无机磷含量小于30mg／kg，则稻苗发僵严重，必须采取施磷措施加以防止。据湖北省孝感地区农业科学研究所关于棉花凋枯病(即红叶茎枯病)的诊断结果，土壤(红壤)供钾不足是棉花花铃期诱发该病的土壤因素，并总结出了适合该地区的棉花缺钾诊断和测报指标。植物营养诊断包括作物生长诊断(形态诊断)和组织分析营养诊断。作物生长诊断是根据作物的生育状态、长势、长相、叶色进行诊断。缺素诊断和生育诊断是生长诊断的两种主要方法。缺素诊断是通过作物表现出的植株症状判断作物是否缺乏某种元素。叶色诊断是缺素诊断的发展，主要应用于植株氮素营养状况的判别，存水稻、小麦等作物应用较多，通过专用的叶色卡与植株叶色进行比较确定是否需要使用氮肥。qi育诊断是根据作物群体的长势、长相和生育进程，决定栽培管理的时机。如水稻、小麦等作物应用叶片与其他器官的l司伸关系，以叶龄为形态指标，判断是否需要肥水管理措施。这种诊断手段可用于肥水管理措施时机的选择，用量的多少还需要结合经验或测土施肥来确定。组织分析营养诊断是对来自特定部位、特定生育阶段的植株样品，对其体内某一养分元素测定其含量，也可称为植物组织分析。植物组织分析的结果可用临界值法、标准值法、综合诊断施肥法(DRIS法)确定是否需要施用该元素。此外，淀粉碘试法可以诊断水稻体内氮素的状况，决定水稻氮肥的施用。(二)施肥量的确定确定合理施肥量是一个比较复杂的问题。最可靠的方法是进行田问试验，结合测土和作物诊断综合决策。目前，我国施肥量估算方法较多，诸如目标产量施肥法、肥料效应函数法、土壤有效养分系数法、土壤肥力指标法、土壤有效养分I临界值法等，应用较多是前两种。1.目标产量施肥法根据作物的单产水平对养分的需要量、土壤养分的供给量、所施肥料的养分含量及其利用率等因素进行估测。一般可用下式计算。肥料需要量(kg)=(作物总吸收量kg—土壤养分供应量kg)/（作物中该养分含量%*肥料利用率%）作物的总吸收量=目标产量×每千克产品养分需要量生产每千克产品养分需要量可通过测定获得，表7—2所列资料可供参考。目前各种土壤测试方法还难以测出土壤对作物供应养分的绝对数量，土壤养分供应量参数不能直接采用土壤养分测试值，一般是由田问无肥区农作物产量推算，从作物产量与吸肥量关系中求得土壤养分利用系数。肥料的当季利用率受肥料种类、作物、土壤、栽培技术等因素影响，需要根据本地区的试验数据提出。我国当季肥料利用率的大致范围为：氮肥30％～60％、磷肥10％～25％、钾肥40％～70％。影响化肥利用率的还有化肥用量本身，随着化肥用量的增加，化肥的利用率是下降的，在推荐施肥中应加以考虑。其他不讲(三)施肥方法作物的整个生育期可分若干个阶段，不同生长发育阶段对土壤和养分条件有不同的要求，同时各生长发育阶段所处的气候条件不同，土壤水分、热量和养分条件也随之发生变化，因此，作物施肥一般不是一次就能满足作物整个生育期的需要。目前国内外主要施肥方式有基肥、种肥和追肥。1．基肥的施用作物播种(定植)前结合土壤耕作施用的肥料称为基肥。作基肥施用的肥料主要是有机肥，如厩肥、堆肥和绿肥等，一般基肥的施用量大，是夺取作物丰产的重要物质基础。基肥施用方式可分为结合深耕施用(撒施法)和集中施用(条施法、穴施法)。结合深耕施用是在土壤耕翻前将有机肥或化肥均匀撒施，耕翻人土，使土肥相融，供作物整个生育期用。集中施用是在肥料不足时，为了提高肥效而采用的一种方法，将少量肥料集中施在作物播种行内或成穴堆放，对磷钾肥来说，与有机肥混合集中施用，可减少与土壤的接触面，防止土壤固定，提高肥料利用率。为提高基肥的肥效，应做到：①结合深耕施用，使肥料分布于根层，对磷、钾等移动性小的肥料效果较好；②肥料较少时，集中施用，采用开沟或穴施的方法较好；③多种肥料混合施用，将有机与无机、速效与缓效、常量与微量等混合施用，保证作物对各种养分的需求。2．种肥的施用作物播种(定植)时施于种子附近或与种子混播的肥料称为种肥。种肥的目的是为培育壮苗创造良好的条件，促进作物壮苗早发，特别是在肥量不足，施肥水平较低且有机肥腐熟程度较差的情况下，增产效果较好。种肥施用要注意肥料的种类和性质，不能过量，有些肥料要避免与种子直接接触，以防止烧种、烧苗；其次是肥料酸碱度要适中，对种子发芽无毒害作用。一般来说，种子和种肥分别施人最为安全，但必须集中施在种子附近，保证幼苗早发所需的速效养分。3．追肥的施用作物生长期间施用的肥料称为追肥，其作用是补充作物生育过程中对养分的需要。追肥以速效性肥料为主，应分期施人。如水稻追肥，有分蘖肥、穗肥、粒肥等；棉花追肥有苗肥、蕾肥、花铃肥等。追肥能提供作物不同生育时期所需的养分，减少肥料损失，提高肥料利用率。追肥的主要方法有深施覆土、撒施结合灌水、灌溉施肥及根外追肥等。深施覆土适合中耕作物，如玉米等；撒施灌水适合密植作物，如小麦等。根外追肥是把化学肥料配成一定浓度的溶液，借助于喷洒器械将肥料溶液喷洒在作物叶面。一般是在作物生长后期，根系吸收能力变差或因病虫害致使根受损、吸收能力下降时，以叶面施肥代替土壤施肥，但叶面施肥一次不能施用大量肥料，浓度也不能太高，尿素溶液浓度一般为1％～2％，过磷酸钙或磷酸二氢钾为2％～3％。叶面施肥只能作为一种辅助性追肥措施，喷施在牛理活性旺盛的新叶上较喷施在老叶上的效果好；喷施时以叶片上下表面湿润均匀，不成水滴下落为宜。为加强肥料附着力，提高液体肥料的利用率，可加入黏附剂。为节省施肥、喷药的用工，可结合治病虫进行叶面施肥，并选择在晴天露水初干时进行。作物合理施肥应以有机肥为主，化肥为辅；因土、因作物、因肥分期追施；以深施为主，做好分层施肥；各种肥料配合施用，肥料问能否配合施用可参考表7—3。第四节灌溉与排水适宜的土壤水分是农作物正常生长的必要条件之一。灌溉与排水是人工调节和控制农田土壤水分状况的髓种主要措施，目的在于满足作物生长发育对适宜水分的要求，同时改善土壤空气、水分、热量状况，为作物生长发育和产量形成创造良好环境。由于全球水资源日趋紧缺，推行节水灌溉技术，提高水分利用效率，已成为农业持续发展的重要内容。一、灌溉制度(一)作物需水量与需水临界期农田水分的消耗主要由3部分组成：①作物根系吸水，这部分水分的绝大部分(99％以上)是通过植株蒸腾消耗，另有不到l％的水分留在植株体内，成为作物组织的组成部分；②作物植株间土壤或田间的水分蒸发，又称为棵间蒸发；③水分向根系吸水层以下土层的渗漏。蒸发耗水量、蒸腾耗水量与田间渗漏量之和统称为农田耗水量。旱作物通常不考虑渗漏水量，只将田间蒸发量和蒸腾量之和(田间腾发量)作为需水量，水稻的需水量除植株蒸腾量和棵间蒸发量之外还包括渗漏量。作物田间需水量的多少及变化，取决于气候条件(如日照、土温、空气湿度、风速、气压、降水等)、作物种类和品种、土壤性质以及栽培条件。这些因素对作物田问需水量的影响是相瓦联系、错综复杂的。不同作物的田间需水量不同，同一作物在不同地区、不同年份和栽培条件下也不同。一般情况是干旱年份比湿润年份多，干旱、半干旱地区比湿润地区多，耕作粗放的比耕作精细的多。同一作物不同生育阶段对水分的要求也是不同的，一般在作物生育前期，因植株幼小，需水量较少，且以棵间蒸发为主。至生育中期随着茎叶的迅速增长，生长旺盛，需水较多，且以作物蒸腾为主。生育后期，随着子粒逐渐成熟，叶片逐渐衰亡，需水量又减少。在作物全生育期中对水分亏缺最敏感、需水最迫切以致对产量影响最大的时期称为需水临界期。概括起来，大多数作物的需水临界期均在生殖器官发育至开花期，或正当开花时期。(二)作物灌溉制度作物的灌溉制度是为了保证作物适时播种、移栽和正常生长发育，实现高产和节约用水而制定的适时、适量的灌水方案。其内容包括作物的灌水次数、灌水时间、灌水定额和灌溉定额。单位面积一次灌水量称为灌水定额，灌溉定额指播种前以及全生育期内单位面积的总灌水量。两者常以m3／hm2或mm表示。作物灌溉制度随作物种类、品种、自然条件及农业技术措施不同而异，通常根据群众丰产灌水经验、总结灌溉试验资料和按水分平衡原理等来分析制定。根据作物生产主要目标，灌溉制度可分为丰产灌溉制度和节水灌溉制度两种。1．丰产灌溉制度丰产灌溉制度又称为充分灌溉制度，是指按作物的需水规律安排灌溉，使作物各生育时期的水分需要都得到最大限度的满足，从而保证作物良好的生长发育，并取得最大产量所制定的灌溉制度。丰产灌溉制度的制定通常不考虑可利用水资源量的多少，它是以获得单位产量最高为主要目标。在水资源丰富、并有足够的输配水能力的地区，通常采用这种灌溉制度。2．节水灌溉制度节水灌溉制度又称为非充分灌溉制度，是在水资源总量有限，无法使所有田块按照丰产灌溉制度进行灌溉的条件下发展起来的。节水灌溉制度的总灌溉水量要比丰产灌溉制度下的总灌水量明显减少。由于总水量不足，在作物全生育期如何合理地分配有限的水量，以期获得较高的产量或效益，或者使缺水造成的减产损失最小，是节水灌溉制度要解决的主要问题。例如，在我国北方干旱地区，根据作物在不同生育阶段水分亏缺对产量的影响不同，将有限的水资源用于作物关键需水期进行灌溉，即所谓的灌“关键水”；在南方稻作区采用浅、湿、晒i结合的灌溉技术。二、灌溉方法灌溉方法是指灌溉水进入田间或作物根区土壤内转化为土壤有效水分的方法，亦即灌溉水湿润田间土壤的形式。良好的灌溉方法及与之相适应的灌水技术是实现灌溉制度的手段。根据灌溉水向田间输送与湿润土壤的方式不同，一般把灌水方法分为地面灌溉、喷灌、微灌和地下灌溉四大类。(一)地面灌溉地面灌溉是使灌溉水通过田间渠沟或管道输入田间，水在田面流动或蓄存过程中，借重力作用和毛管作用下渗湿润土壤的灌水方法，又称重力灌水方法。这种灌溉方法所需设备少，投资省，技术简单，是我国目前应用最广泛、最主要的一种传统灌溉方法。地面灌溉按其田间工程和湿润投入方式又可分为畦灌法、沟灌法、膜上灌法和淹灌法。1．畦灌法畦灌法是将田块用畦埂分隔成为许多平整小畦，水从输水沟或毛渠进入畦田，以薄水层沿田面坡度流动，水在流动过程中逐渐渗入土壤的灌水方法。畦灌法适宜于密植条播或撒播作物。在进行各种作物的播前储水灌溉时，也常用畦灌法，以加大灌溉水向土壤中下渗的水量，使土壤储存更多的水分。为提高畦灌法的灌水均匀性，减少深层渗漏损失，可采用小畦灌、长畦分段灌和水平畦灌等节水灌溉技术。2．沟灌法沟灌法是在作物行间开沟灌水，水在流动过程巾借毛管作用和重力作用向沟的两则和沟底浸润土壤的灌水方法。沟灌不破坏土壤结构，不导致田间板结，节省水量，适用于棉花、玉米、薯类等宽行距作物。沟灌法灌水技术主要是控制和掌握灌水沟间距、单沟流量和灌水时间。在缺水地区采用隔沟灌溉是一种有效的节水措施。近年来国外推行的涌流灌溉法(又称为波涌灌溉或间歇灌溉)，是对地面沟、畦灌的发展，该法是把灌溉水断续地按一定周期向灌水沟(畦)供水，与传统的地面沟(畦)灌不同，它向水沟(畦)供水不连续，灌溉水流也不是一次就推进到灌水沟(畦)末端，而是水在第一次供水输入灌水沟(畦)达到一定距离后，暂停供水，然后过一定时间后，再继续供水，如此分次间歇反复地向灌水沟(畦)供水，以达到节省灌溉水之目的。3．膜上灌法膜上灌法是指在地膜覆盖基础上，将膜侧流改为膜上流，利用地膜输水，通过放苗孔和膜侧旁渗水给土壤的灌溉技术。膜上灌水便于控制灌水量，加快输水速度，减少土壤的深层渗漏和蒸发，增加土壤的热容量，提高地温且使地温稳定，为作物生长发育创造一个有利的生态环境，保水保肥，加速土壤中有效成分的分解和吸收，因而节水增产效益明显。这项技术在新疆已大面积推广，与常规种植玉米、棉花利的沟灌相比，省水40％～60％，且有明显的增产效果。从推广使用范围来看，凡是实行地膜种植的地方和作物，都可推广使用膜上灌技术，特别是高寒、干旱、缺水、气温低、蒸发量大、坡度大、土壤板结、保水保肥性差的地方，更适宜推广膜上灌技术。4．淹灌法淹灌法是先使灌溉水饱和土壤，然后在土壤表面建立并维持一定深度水层的地面灌水方法。淹灌需水量大，仅适用于水田，如水稻、水生蔬菜以及盐碱地冲洗改良等。近年来，我国北方水稻灌区，为节约用水，大面积推广湿润灌溉，在水稻整个生育期间不建立水层(控制土壤含水量在田间持水量的70％～80％以上)，根据生育阶段自然降水后的缺水情况进行补充灌溉。(二)喷灌喷灌是利用一套专门的设备将灌溉水加压(或利用水的自然落差自压)，并通过管道系统输送压力水至喷洒装置(喷头)喷射到空中分散形成细小的水滴降落田问的一种灌溉方法。喷灌系统主要由水源、水泵、动力机、管道、喷头和附属设备等部分组成，按管道的可移动性，可分为固定式、移动式和半移动式3种。喷灌可根据作物的需要及时适量地灌水，具有省水、省工、节省沟渠占地、不破坏土壤结构、可调节田问小气候、对地形和土壤适应性强等优点，并能冲掉作物茎叶上的尘土，有利于植株的光合作用。但喷灌需要一定量的压力管道和动力机械设备，能源消耗大，投资费用高，而且存在如下局限性：一是受风的影响大，一般在3～4级风时应停止喷灌；二是直接蒸发损失大，尤其在旱季，水滴落地前可蒸发掉lo％，因而宜在夜间喷灌；三是容易出现田问灌水不均匀、土壤底层湿润不足等情况。为达到省水增产的目的，喷灌必须保证有较高的灌水质量，其基本技术要求是：喷灌强度要适中，喷洒要均匀，水滴雾化要好。(三)微灌微灌是通过一套专门设备，将灌溉水加低压或利用地形落差自压、过滤，并通过管道系统输水至末级管道上的特殊灌水器，使水或溶有肥料的水溶液以较小的流量均匀、适时、适量地湿润作物根系区附近土壤表面的灌溉方法。微灌系统由水源、首部枢纽(包括水泵、动力机、控制阀、过滤设备、施肥施药装置、压力及流量侧仪表等)、输配水管网和灌水器4部分组成。依灌水器的出流方式不同可分为滴灌、地表下滴灌、微喷灌和涌泉灌4种类型。微灌使灌溉水的深层渗漏和地表蒸发减少到最低限度，省水、省工、省地，可水肥同步施用，适应性强。微灌的缺点是投资较大，灌水器孔径小容易被水中杂质堵塞，只湿润部分土壤，不利于根系深扎。(四)地下灌溉地下灌溉又称为渗灌，是利用地下管道将灌溉水输入田问埋于地下一定深度的渗水管道或人工鼠洞内，借助于毛细管作用湿润土壤的灌水方法，可分为地下水浸润灌溉和地下渗水暗管(或鼠洞)灌溉两种类型。地下水浸润灌溉是利用沟渠及其调节建筑物，将地下水位升高，再借助毛细管作用向上层土壤补给水分，以达到灌溉目的。在不灌溉时开启节制闸门，使地下水位下降到一定的深度，以防作物受渍害。此法适用于土壤透水性强，地下水位较高，地下水及土中含盐量较低的地区。地下渗水暗管(鼠洞)灌溉是通过埋设于地下一定深度的渗水暗管或人工钻成土洞(鼠道)供水，适用于地下水位较深，灌溉水质好，土中透水性适中的地区。地下灌溉主要优点是灌溉后不破坏地中土体结构，不产生土壤表面板结，减少地表蒸发，节地、节能。主要缺点是表土湿润差，不利于作物种子发芽和出苗，投资高，管理困难，易产生深层渗漏。三、排水技术农田排水的任务是排除农田中多余的水分(包括地面以上及根系层中的)，防止作物涝害和渍害。涝害是因降雨过多在地面形成径流水层和低洼地汇集的地面积水而使得作物受害。渍害则是由于雨后平原坡度较小的地区和低洼地，在排除地面积水以后，地下水位过高，根系活动层土壤含水量过大，土层中水、肥、气、热关系失调而使作物生长受害。针对这两种情况的农田排水分别称为除涝排水和防渍排水。农作物除涝排水标准是以农田的淹水深度和淹水历时不超过农作物正常生长允许的耐淹深度和耐淹历时为标准。防渍排水标准是指控制农作物不受渍害的农田地下水排降标准，即地下水位应在旱作物耐渍时间内排降到农作物耐渍深度以下，以消除由于土壤水分过多或水稻田土壤通气不良所产生的渍害。通常以农作物存不同生育阶段要求保持的一定的地下水适宜埋藏深度，也即土壤中水分和空气状况适宜于农作物根系生长的地下水深度作为设计排渍深度。农田排水方式一般有水平排水、垂直排水两种。水平排水主要指明沟排水和地下暗管排水。明沟排水就是建立一套完整的地面排水系统，把地上、地下和土壤中多余的水排除，控制适宜的地下水位和土壤水分。暗管排水是通过埋设地下暗管(沟)系统，排除土壤多余水分。垂直排水也叫做竖井排水，能在较大的范围内形成地下水位降落漏斗，从而起到降低地下水位的作用。第五节其他生产技术一、地膜覆盖栽培技术地膜覆盖栽培是利用聚乙烯塑料薄膜在作物播种前或播种后覆盖在农田上，配合其他栽培措施，以改善农田生态环境，促进作物生长发育，提高产量和品质的一种保护性栽培技术。(一)地膜覆盖的效应与作用农田地膜覆盖能使土壤充分获取并蓄积太阳能，抑制土壤水分蒸发，提高地温，从而改善土壤理化性状，优化农田生态环境。1．增温效应2．保墒效应3．保土效应4．对土壤养分的影响5．对近地表环境的影响第六节收获、粗加工和储藏栽培农作物的最终目的是收取农产品，在田间收取作物产品的过程称为收获。收获后作物产品通常需经粗加工处理，以便出售或储藏。收获时期和方法、粗加工与储藏方法对作物产量和品质有很大影响，不容忽视。一、收获时期适期收获时保证作物高产、优质的重要环节，对收获效率和收获后产品的储藏效果也有良好作用。收获过早，种子或产品器官未达到生理成熟或工艺成熟，产量和品质都会不同程度地降低。收获不及时或过晚，往往会因气候条件不适，如阴雨、低温、风暴、霜雪、干旱、暴晒等引起落粒、发芽霉变、工艺品质下降等损失，并影响后季作物的适时播种。作物的收获期，因作物种类、品种特性、休眠期、落粒性、成熟度和天气状况等而定。一般掌握在作物产品器官养分储藏及主要成分达最大、经济产量最高、成熟度适合人们需要时为最适收获期。当作物达到适合收获期时，在外观上(如色泽、形状等方面)会表现出一定的特征，因此，可根据作物的表面特征判断收获适期。(一)种子和果实类这类作物的收获适期一般在生理成熟期，如禾谷类、豆类、花生、油菜、棉花等作物。禾谷类作物穗子各部位种子成熟期基本一致，可在蜡熟末期和完熟初期收获。油菜为无限花序，开花结实延续时期长，上下角果成熟差异较大，熟后角果易开裂损失，以全田70％～80％植株黄熟、角果呈黄绿色、植株上部尚有部分角果呈绿色时收获，可达到“八戒熟，十成收”的目的。(二)块根、块茎类这类作物的收获物为营养器官，无明显的成熟期，地下茎叶也无明显成熟标志，一般以地上部茎叶停止生长，逐渐变黄，块根、块茎基本停止膨大，淀粉或糖分含量最高，产量最高时为收获适期。我国主要甜菜产区，工艺成熟期为10月上中旬，亦可将气温降至5℃以下时，作为甜菜收获适期的气象指标。(三)茎叶类甘蔗、麻类、烟草、青饲料等作物，收获产品均为营养器官，其收获适期是以工艺成熟期为指标，而不是生理成熟期。甘蔗应在叶色变黄、下位叶脱落，仅梢头部有少许绿叶，节问肥大，茎变硬、茎中蔗糖含量较高、还原糖含量最低、蔗糖最纯、品质最佳时为收获适期。二、收获方法收获方法因作物种类而异，主要有以下几种。(一)刈割法(二)采摘法(三)掘取法三、收获物的粗加工作物产品收获后至储藏或出售前，进行脱粒、干燥、去除夹杂物、精选及其他处理称为粗加工。粗加工可使产品耐储藏，增进品质，提高产品价格，缩小容积而减少运销成本。(一)脱粒(二)干燥(三)去杂(四)分级、包装(五)烟、麻类粗加工四、储藏收获的农产品或种子若不能立即使用，则需储藏。储藏期间，若储藏方法不当，容易造成霉烂、虫蛀、鼠害、品质变劣、种子发芽力降低等现象，造成很大损失。因此，应根据作物产品的储藏特性，进行科学储藏。(一)谷类的储藏大量种子或商品粮用仓库储藏。仓库必须具有干燥、通风与隔湿等条件，构造要简单，能隔离鼠害，内窗能密闭，以便用药品熏蒸害虫和消毒。(二)薯类的储藏鲜薯储藏可延长食用时间和种用价值，是薯类产后的一个重要环节。薯块体大皮薄水分多，组织柔嫩，在收获、运输、储藏过程中容易损伤、感染病菌、遭受冷害，造成储藏期大量腐烂，薯类的安全储藏尤为重要。1．储藏的环境条件甘薯储藏期适宜温度为10～14℃，低于9℃会受冷害，引起烂薯；相对湿度维持在80％～90％最为适宜，相对湿度低于70％时，薯块失水皱缩、糠心或干腐，不能安全储藏。马铃薯种薯储藏温度应控制在1～5℃之间，最高不超过7℃，食用薯应保持在10℃以上，相对湿度85％～95％。2·储藏期管理储藏窖的形式多种多样，其基本要求是保温、通风换气性能好、结构坚实、不塌不漏、干燥不渗水以及便于管理和检验。入窖薯块要精选，凡是带病、破伤、虫蛀、受淹、受冷害的薯块均不能人窖，以确保储薯质量。在储藏初期、中期和后期，由于薯块生理变化不同，要求的温度、湿度不·样。外界温度和湿度的变化，也影响窖内温湿度。因此，要采取相适应的管理措施。甘薯入窖初期管理以通风、散热、散湿为主，当窖温降至15℃以下，冉行封窖；中期在入冬以后，气温明显下降，管理以保温防寒为主，要严密封闭窖门，堵塞漏洞，使窖温保持在lo～13℃之间，严寒地区应在窖四周培土，窖顶及薯堆上盖草保温；后期开春以后气温回升，雨水增多，寒暖多变，管理以通风换气为主，稳定窖温，使窖温保持在10～13℃，还要防止雨水渗漏或窖内积水。(三)其他作物的储藏种用花生一般以荚果储藏，晒干后装袋人仓，控制水分在9％～10％以内，堆垛温度不超过25℃。食用或工业用花生一般以种仁(花生米)储藏，脱壳后的种仁如水分在10％以下可储藏过冬，如水分在9％以下能储藏到翌年春末；如果要渡过次夏必须降至8％以下，同时种温控制在25℃以下。油菜种子吸热性强，通气性差，容易发热，含油分多，易酸败。应严格控制入库水分和种温，一般应控制种子水分在9％～10％以内，储藏期间按季节控制种温，夏季不宜超过28～30℃，春秋季不宜超过13～15℃，冬季不宜超过5～8℃，无论散装还是袋装，均应合理堆放，以利散热。大豆种子吸湿性强，导热性差，高温高湿易丧失生活力，蛋白质易变性，破损粒易生霉变质。经晾晒充分干燥后低温密闭储藏，安全储藏水分控制在12％以下，入库3～4周，应及时倒仓过风散湿，以防发热霉变。蔬菜种子的安全储藏水分随种子类别而不同。不结球白菜、结球白菜、辣椒、番茄、甘蓝、球茎甘蓝、花椰菜、莴苣含水量不高于7％，茄子、芹菜含水量不高于8％，冬瓜含水量不高于9％，菠菜含水量不高于10％，赤豆(红小豆)、绿豆含水量不高于8％。南方气温高、湿度大的地区特别应严格掌握蔬菜种子的安全储藏含水量，否则种子发芽力会迅速下降。第八章植物保护第二节作物虫害及其防治(三)昆虫的个体发育阶段1．卵期、卵自产下后到孵出幼虫或若虫所经历的时间称为卵期，这是昆虫胚胎发育的时期，也是个体发育的第一阶段。通常把卵作为昆虫生命活动的开始。2．幼虫(若虫)期昆虫幼虫或若虫从卵内孵出，发育成蛹(完全变态昆虫)或成虫(不完全变态昆虫)之前的整个发育阶段，称为幼虫期或若虫期。幼虫孵化后，取食摄取营养，开始了对寄主的为害。3．蛹期完全变态昆虫由老熟幼虫到成虫，经过一个不食不动、幼虫组织破坏和成虫组织重新形成的时期，称为蛹期。末龄幼虫蜕去最后一次皮变为蛹，叫做化蛹。根据蛹的发育进度，可以较准确地预测成虫发生期，为害虫防治提供参考。4·成虫期成虫期是指成虫出现到死亡所经历的时间。不完全变态昆虫的末龄若虫蜕去最后一次皮后变为成虫，完全变态昆虫的蛹由蛹壳破裂变为成虫，这个过程都称为羽化。成虫期是昆虫个体发育的最后阶段，也是交配、产卵、繁殖后代的生殖时期。害虫为害症状及特点(一)咀嚼式害虫重要的农业害虫绝大多数是咀嚼式害虫。为害的共同特点是造成明显的机械损伤，在植物的被害部位常可见各种残缺和破损，使组织或器官的完整性受到破坏。由于被害部位不同，所表现出的危害状也是千差万别。1．田间缺苗断垄这是地下害虫的典型危害状，如蛴螬、蝼蛄、叩头虫、地老虎等咬食作物地下的种子、种芽和根部，常造成种子不能发芽，幼苗大量死亡。2．顶芽停止生长有些害虫喜欢取食植物幼嫩的生长点，使顶尖停止生长或造成断头，如一代棉铃虫常常取食棉花的幼叶，烟夜蛾幼虫喜欢集中危害烟草的顶部心芽和嫩叶。由于生长点被食害，植物往往停止生长，甚至死亡。3．叶片残缺不全这是咀嚼式口器害虫的典型为害状，不同的取食方式常造成不同的症状。4．茎叶枯死折断这是蛀茎类害虫的典型危害状。水稻螟虫、二化螟、亚洲玉米螟、高粱条螟等在早期危害常常造成心叶枯死或在叶片上形成大量穿孔，后期为害造成茎秆折断，在不同作物上分别形成“枯心苗”、“枯孕穗”、“白穗”、“虫伤株”等。5．花蕾、果实受害大豆食心虫可蛀入豆荚内取食豆粒，使果实或子粒受害、脱落或品质下降。棉铃虫等害虫还取食花蕾．造成落蕾。(二)吸收式害虫1．直接伤害直接伤害是指吸收式害虫对植物吸食造成的生理伤害。吸收式害虫的口针刺入植物组织，首先对植物造成机械伤害，同时分泌唾液和吸取植物汁液，使植物细胞和组织的化学成分发生明显变化造成病理或生理伤害。被害部位常出现退色斑点。叶片卷曲、皱缩、畸形和枯萎是常见的吸收式害虫危害状。2．间接危害刺吸式害虫是植物病害，特别是病毒病的重要传播媒介。可能这些昆虫的发生数量不足以给植物造成直接危害，但传毒带来的间接危害却是十分严重。据统计，有397种植物病毒是通过昆虫传播的，其中绝大多数是刺吸式害虫，如黑尾叶蝉可传播水稻矮缩病、黄矮病和黄萎病，灰飞虱能传播水稻黑条矮缩病和条纹叶枯病、小麦丛矮病、玉米矮缩病等，麦二叉蚜是麦类黄矮病的传播媒介。吸收式害虫的危害还可为某些病原菌的侵入提供通道，如稻摇蚊危害水稻幼芽可招致绵腐病的发生。四、环境因素与害虫环境因素分为生物因素和非生物因素两大类。生物因素主要指食物、天敌及种群内和种群间的相互关系；非生物因素主要指土壤和气候条件。(一)生物因素生物因素中最主要的因素是食物。食物的多寡、优劣对昆虫的生长发育均有巨大的影响，直接制约昆虫种群的兴衰存亡。同一面积上长期单一种植某种作物，有可能引发某种害虫的猖獗，换茬轮作对降低同一地区有害种群具有重要意义。在自然界中，每种昆虫都有大量的捕食者和寄生者，昆虫的这些敌害称为天敌。天敌是抑制害虫种群数量的重要生物因子，主要包括病原生物(如病毒、立克次氏体、细菌、真菌、原生动物、线虫)、天敌昆虫(捕食性天敌和寄生性天敌)、其他捕食性天敌(蜘蛛、蟾蜍、蛙、鱼类、鸟类、兽类等)三大类。病原生物对昆虫有极强的侵染力，而对植物和其他动物毒副作用很小或无毒副作用。这些病原生物便于大规模人T培养和长期保存，对有害昆虫的防治极为有效。天敌昆虫和其他捕食性天敌能消灭大量昆虫，对有害昆虫自然种群的抑制起重要作用。(二)非生物因素非生物因素包括的范围非常广泛，一切无生命的因素都属于此类。影响最显著的非生物因素还是温度、湿度、光照、风、雨等气候条件和土壤因素。昆虫的致死低温一般在零下若干度，致死高温在45℃以上。昆虫在发育起点温度以下或l临界高温以上条件下，并不死亡，常处于休眠或昏迷状态。在生存温度范围内，温度越适宜，对害虫生长发育和繁殖越有利，其危害性也越大。湿度能影响昆虫体内水分平衡，对昆虫的新陈代谢产生重要影响。湿度适宜，孵化、蜕皮、化蛹、羽化则能顺利进行，如果环境湿度偏低，容易造成大量失水，轻则造成畸形，重则导致大量死亡。一般昆虫抗高湿比抗低湿能力大，有些钻蛀性害虫孵出的幼虫遇干旱而不能蛀人寄主，有些产在植物上的卵块因湿度过低而脱落干死。干旱也是造成一些昆虫雄性不育和影响雌虫产卵量减少的主要原因。相反，干旱时空气湿度低，植物中含水量少，干物质含量相对增高，会使一峰刺吸式口器的害虫(如蚜虫、红蜘蛛等)大景发生，引起猖獗。降水会改变空气中的温度和湿度，也会直接影响昆虫的发生和生育。降雨还会影响昆虫的扩散迁飞，对蚜虫、螨类等体小昆虫和虫卵也有冲刷和杀伤作辟。实际上，温湿度因素共同作用的结果，远比单方面因素的影响大得多。一般而言，在湿度较低时，昆虫可以忍耐较高的温度；当湿度较高时，昆虫忍耐低温的能力也较强。人们掌握了温湿度条件对昆虫生长发育的影响规律，就可根据气候条件对昆虫的消长进行预测，进行有效的防治。光对昆虫的影响，首先表现在昼夜变化。许多昆虫对日光有负趋性，表现为昼伏夜出，也有些昆虫昼出夜伏或昼夜不分，还有一些昆虫的整个发育过程或某一虫态必须在日光照射下才能正常进行。光对昆虫的影响还表现在年生活史上，随着一年中光周期的变化，昆虫的生长发育世代也随着有规律的变化，表现出对环境条件的高度适应性。风力可以帮助昆虫的迁移，扩大其分布范围；风力也可改变温湿度条件，从而问接地左右着昆虫的生长发育。土壤的温湿条件和理化性状比地上空间优越，安全性强，是昆虫良好的栖息场所。许多昆虫的整个世代或某些虫态必须在土壤中才能完成。土壤的结构、酸碱度、透气性等对一些昆虫的发生和生长发育关系密切。例如，甘薯小象甲在黏土中发生重；沟金针虫喜酸性土壤，而细胸金针虫则喜碱性土壤，蝼蛄、蛴螬在沙质土中多，施用有机肥料多的土壤易招致种蝇产卵等。五、害虫主要防治方法害虫的防治必须贯彻“预防为主，综合防治”的植保方针。在综合防治中要以农业防治为基础，因地、因时制宜，合理运用化学防治、生物防治、物理防治等措施，达到经济、安全、有效地控制虫害的目的。(一)植物检疫植物检疫又称为法规防治，它是由国家颁布法令，对植物及其产品(特别是种子、苗木、接穗等繁殖材料)进行管理和控制，明令禁止某些局部地区发生的危险性病、虫、草蔓延传播，并采取各种紧急措施，就地消灭。主要任务有3条：①禁止危险性病、虫、杂草随着植物及其产品由国外输入和由国内输出；②把国内局部地区已经发生的危险性病、虫、杂草进行封锁，并采取各种措施，尽快将其消灭；⑧当危险性病、虫、杂草已传人新的地区时，立即采取各种紧急措施，就地彻底消灭。植物检疫对象的确定，主要依据3个基本条件：①必须是局部地区发生的病、虫、草，一旦具有普遍性，就失去了榆疫的意义；②必须是危险性大，能给农业生产造成巨大损失的病、虫、草；③必须是通过人为闲素进行远距离传播的病、虫、草。植物检疫对保护国家或地区的农业生产，具有_f分重要的意义。过去我国有许多危害严重的虫害是南国外传人的。如棉铃虫是从美国传人的；蚕豆象是随着日本侵略军从军粮和马料中传人我国后迅速蔓延的；美国白蛾是近年来新传人我国的，首先在辽宁发现，后又传人山东、陕两等地，已成为威胁我国林业和果树生产的危险性害虫。在市场经济的今天，随着贸易、交通的发展，人员和物资的交流会越来越频繁，危险性病、虫、草传播的可能性增大，实行植物检疫制度，由国家设立专门的机构，会同海关、铁路、邮政、交通等部门共同实施，是防止疫情扩大蔓延的有效手段。(二)农业防治农业防治，是在认识和掌握害虫、作物和环境条件i者之间相互关系的基础上，结合整个农事操作过程中的各种具体措施，有目的地创造有利于农作物的生长发育而不利于害虫发生的农田环境，达到压低虫源基数、抑制其繁殖或使其生存率下降的目的。1·选用抗虫或耐虫品种2·建立合理的耕作制度农作物合理布局可以切断食物链，使某一世代缺少寄主或营养条件不适使害虫发生受到抑制。3．加强栽培管理合理播种(播种期、种植密度)、合理修剪、科学管理肥水、中耕等栽培管理措施可直接杀灭或抑制害虫为害。4．改变害虫生态环境恶化害虫生态环境是控制和消灭害虫的有效措施。我国东砸飞蝗发生严重的地区，通过兴修水利、稳定水位、开垦荒地、扩种水稻等措施，改变了蝗虫发生的环境条件，使蝗患得到控制。稻飞虱发生期，结合水稻栽培技术要求，进行排水晒田，降低田间湿度，在一定程度上可减轻发生量。(三)化学防治化学防治是当前国内外最广泛采用的防治手段。化学防治杀虫快，效果好，使用方便，不受地区和季节性限制，适于大面积机械化防治。常用的杀虫剂种类很多，按化学成分可分为无机杀虫剂和有机杀虫剂。无机杀虫剂(如砷酸钙、砷酸铝、亚砷酸和氟化钠等)，由于其残留毒性高、防效较低，目前已较少使用。有机杀虫剂按其来源又分为天然有机杀虫剂和人工合成的有机杀虫剂。天然有机杀虫剂包括植物性(鱼藤、除虫菊、烟草等)和矿物性(如矿物油等)两类，目前开发的品种较少。人工合成的有机杀虫剂种类繁多．按其化学成分又可分为有机氯类杀虫剂、有机磷类杀虫剂、氨基甲酸酯类杀虫剂、拟除虫菊类杀虫剂、沙蚕毒素杀虫剂和有机氮类杀虫剂等。按作用方式可以将杀虫剂分为触杀剂、胃毒剂、内吸剂、熏蒸剂、忌避剂、拒食剂、引诱剂、不育剂和生长调节剂等。1．触杀剂触杀剂是指药剂与虫体接触后，通过穿透作用经体壁进入或封闭昆虫的气门，使昆虫中毒或窒息死亡。触杀剂接触到昆虫后便可起到毒杀作用，如拟除虫菊酯、氨基甲酸酯等。现在生产的有机合成杀虫剂大多数是触杀剂或兼具胃毒杀虫作用。2．胃毒剂胃毒剂是指药剂随昆虫取食后经肠道吸收进入体内，到达靶标引起虫体中毒死亡。如砷酸铅及砷酸钙是典型的胃毒剂。3．内吸剂内吸剂是指农药施到植物上或施于土壤里，被植物体(包括根、茎、叶及种、苗等)吸收，并可传导运输到其他部位，害虫(主要是刺吸式口器害虫)取食后引起中毒死亡。实际上，内吸性杀虫剂的作用方式也是胃毒作用，但内吸作用强调该类药剂具有被植物吸收并在体内传导的性能，因而在使用方法上，如根施、涂茎，可以明显不同于其他药剂。4．熏蒸剂熏蒸剂是指药剂由液体或固体汽化为气体，以气体状态通过害虫呼吸系统进入体内而引起昆虫中毒死亡，如氯化苦、溴甲烷等。5．忌避剂忌避剂是指一些农药依靠其物理、化学作用(如颜色、气味等)使害虫忌避或发生转移、潜逃的一一种非杀死保护药剂。如苯甲酸苄酯对恙螨、苯甲酸对蜜蜂有忌避作用。6．拒食剂拒食剂是指农药被取食后，可影响昆虫的味觉器官，使其厌食、拒食，最后因饥饿、失水而逐渐死亡，或因摄取不足营养而不能正常发育，如杀虫脒和拒食胺等。7．引诱剂引诱剂依靠其物理、化学作用(如光、颜色、气味、微波信号等)可将害虫诱聚而利于歼灭，与忌避剂的作用相反，通常包括取食引诱、产卵引诱和性引诱。具有引诱作用的化合物一般与毒剂或其他物理性捕获措施配合使用，杀灭害虫。最常用的取食引诱是蔗糖液。8．不育剂不育荆是指化合物通过破坏生殖循环系统，形成雄性、雌性或雌雄两性不育，使害虫失去正常繁殖能力，如六磷胺等，但生产上应用很少。9．生长调节剂生长调节剂是指化合物可阻碍或抑制害虫的正常生长发育，使之失去危害能力，甚至死亡，如灭幼脲。为了充分发挥药剂的效能，做到安全、经济、高效，要合理使用农药。结合作物生产时间和自然环境，药剂的有效防治范围与作用机制，以及防治对象的种类、发生规律和危害部位的不同，合理选用药剂与剂型，做到对“症”下药。要科学地确定用药量、施药时期、施药次数和间隔天数。尽量减少单一药剂的连续选择，提倡合理混用农药，控制农药使用次数，延缓抗药性的产生。避免药害以及残留污染对非靶标生物和环境的损害，保护农田生态平衡。合理用药还必须与其他综合防治措施配套，充分发挥其他措施的作用，以便有效控制农药的使用量，减少使用农药造成的残留污染、有害生物抗药性和再猖獗。(四)生物防治狭义的生物防治是指利用天敌防治害虫，广义的生物防治是指利用某些生物和生物代谢产物来控制害虫种群数量，达到压低或消灭害虫的目的。生物防治包括以虫治虫、以微生物治虫、以激素治虫、以其他动物或植物治虫等，还有利用生物有机体的活性物质及昆虫不育等方法，控制害虫为害。生物防治对人、畜和植物比较安全，对环境污染轻，对农业的可持续发展和环境保护非常有利，具有广阔的发展前景。1．以虫治虫以虫治虫就是利用害虫的各种天敌进行防治。昆虫纲中的肉食性生物约有23万余种，其中大量是捕食和寄生于植食昆虫的，是农业害虫的天敌。常见的如蜻蜒、螳螂、瓢虫、步甲、草蛉、食蚜蝇幼虫、寄生蝇、赤眼蜂等。每种植食性昆虫都可被数十种乃至上百种天敌昆虫侵害。许多植食性昆虫不能成为害虫就是因为受到天敌昆虫的控制。以虫治虫的基本内容应是增加天敌昆虫数量和提高天敌昆虫控翩效能，大量饲养和释放天敌昆虫以及从外地或国外引入有效天敌昆虫。2·以微生物治虫许多微生物都能引起昆虫疾病的流行，使有害昆虫种群的数量得到控制。昆虫的致病微生物中多数对人畜无害，不污染环境，制成一定制剂后，可像化学农药一样喷撒，称为微生物农药。在生产上应用较多的昆虫病原微生物主要是细菌、真菌和病毒三大类。昆虫的病原细菌已作为微生物杀虫剂大量应用的主要是苏金芽孢杆菌。昆虫细菌病的典型症状是虫体发软、血液有臭味，所以称为败血病。昆虫疾病中约60％是真菌引起的，其典型症状是虫体僵硬，故称为僵病。已用于防治害虫的真菌有白僵菌、绿僵菌、拟青霉菌、多毛菌和虫霉菌等。其中，白僵菌已形成规模生产。昆虫的病原病毒由于它的特殊性和生产上的重要性而发展很快。昆虫病毒分属于7科，其中杆状病毒科被认为最有应用价值，已在生产上应用的如核型多角体病毒(NPV)和颗粒体病毒(GV)。3·以激素治虫利用昆虫的内外激素杀虫，既安全可靠，又无毒副作用，具有广阔的发展前景。利用性外激素控制害虫．一般有诱杀法、迷向法和引诱绝育法。诱杀法是利用性引诱剂配合黏胶、毒药、诱虫灯、高压电网或其他方法，诱杀雄虫。迷向法是在田间喷洒人工合成的性引诱剂或散布大量含有性引诱剂的小纸片，使雄蛾迷失趋向雌蛾的方向。引诱绝育法是使用性引诱剂和绝育剂配合，用性引诱剂将雄蛾诱来，使其接触绝育剂后仍返回原地，这种绝育雄蛾与雌蛾交配后，雌蛾就会产生不能正常孵化的卵，达到灭绝后代的作用。利用内激素防治害虫包括利用蜕皮激素和保幼激素两种，蜕皮激素可使昆虫发生反常现象引起死亡。保幼激素可阻止昆虫的正常变态或导致异常变态；打破滞育，使昆虫不适应环境而死亡；导致昆虫不孕或使卵不孵化等。(五)物理机械防治应用各种物理因子(如光、电、色、温度、湿度等)及机械设备来防治害虫的方法，称为物理机械防治法。常见的有捕杀、诱杀、阻杀和高温杀虫。1．捕杀利用人力或简单器械，捕杀有群集性、假死习性的害虫。2．诱杀利用害虫的趋性，设置灯光、潜所、毒饵等诱杀害虫。如利用波长为365nm的黑光灯、双色灯、高压汞灯进行灯光诱杀，利用杨柳树枝把诱杀棉铃虫蛾子等。3．阻杀人为设置障碍，防止幼虫或不善飞行的成虫迁移扩散。如在树1：上涂胶，可以防止树木害虫下树越冬或上树为害。4．高温杀虫用热水浸种、烈日暴晒、红外线辐射、高频电流等，都可杀死种子中隐蔽危害的害虫。如食用小麦暴晒后，在水分不超过12％的情况下，趁热进仓库密闭储存，杀虫防虫效果极好。第三节作物病害及其防治一、作物病害及其症状(一)作物病害作物由于受到病原物或不良环境条件的持续干扰，其干扰强度超过了能够忍耐的程度，使作物正常的生理功能受到严重影响，在生理上和外观上表现出异常，这种偏离了正常状态的作物就是发生了病害。(二)作物病害发生的原因病原、感病作物和环境条件是作物病害发生的基本凶素，呈现一种三角关系，即“病害三角”。自然界中虽有大量的病原物存在，但并非所有的作物在任何时刻都能染病。生产上选育抗病r睹种和采取措施提高作物的抗病性，是防止作物染病的蕈要途径。环境条件是病害发牛0流行的重耍因子。环境条件同时左右着病原物和作物的生活状态，当环境条件有利于病原物而不利于寄主时，病害有可能发生发展；相反，环境条件有利于寄主而不利于病原物时，病害就不会发生或受抑制。防治上若能创造一个适合寄主而不利于病原物的环境条件时，可以减轻和防止病害的发生和流行。(三)作物病害的症状作物染病以后，首先发生的是生理变化，称为生理病变。接着发生的是内部组织的变化和外部形态的变化，分别称为组织病变和形态病变。生理病变在开始时往往不易被察觉，但随着病变的加深和发展，组织和形态的病变逐渐显露出来。作物外部形态的不正常表现称为症状。作物被病原物寄生或受不良环境条件的影响而产生的不正常表现称为病状。作物病部有时伴生病原物的结构，称为病征。作物病害的症状是病征和病状的共同表现。作物生病后会出现不同程度的病状，但并非所有的病害都出现病征。1．病状类型变色、坏死、腐烂、萎蔫和畸形是作物病状的5种表现。(1)变色植株患病后局部或全株失去正常的绿色或发生颜色变化，称为变色。植株绿色部分均匀变色，即叶绿素的合成受到抑制使植株退绿，或叶绿素被破坏而呈黄化。有的植株叶片发生不均匀退色，呈黄绿相间，称为花叶。有的叶绿素合成受到抑制，而花青素生成过盛，使得叶色变红或紫红，称为红叶。(2)坏死植株的细胞或组织受到破坏而死亡，称为坏死。植株患病后最常见的坏死是病斑，有的病斑上的坏死组织脱落后，形成穿孔。病斑可以不断扩大或多个联合，造成叶枯、枝枯、茎枯、穗枯等。有的病组织木栓化，病部表面隆起、粗糙、形成疮痂等。(3)腐烂作物细胞和组织发生大面积的消解和破坏，称为腐烂。腐烂可以分为干腐、湿腐和软腐，作物的根、茎、花、叶、果都可以发生腐烂，而幼嫩或多肉的组织更容易发生。根据腐烂的部位，可分为根腐、基腐、茎腐、花腐、果腐等。幼苗的根或茎腐烂，导致地上部分迅速倒伏，称为猝倒；如地上部分枯死但不倒伏，称为立枯。(4)萎蔫作物由于失水而导致枝叶萎垂的现象称为萎蔫。萎蔫有生理性萎蔫和病理性萎蔫之分。生理性萎蔫是由于土壤中含水量过少，或高温时蒸腾作用过强而使作物暂时缺水，若及时供水，则作物可以恢复正常。病理性萎蔫是指作物根系或茎的维管束组织受到破坏而发生供水不足的凋萎现象，如黄萎、枯萎、青枯等。这种凋萎大多不能恢复，导致植株死亡。(5)畸形由于病组织或细胞生长受阻或过度增生而造成的形态异常称为畸形。作物发生抑制性病变，生长发育不良，植株可出现矮缩、矮化，或叶片皱缩、卷叶、蕨状叶等病状。病组织或细胞也可发生增生性病变，生长发育过度，病部膨大形成肿瘤，枝或根过度分枝产生从枝或发根。有的病株比健株高而细弱，形成徒长。此外，作物花器变成叶片状结构，使作物不能正常开花结实，称为变叶。2．病征类型作物病征的表现有霉状物、粉状物、锈状物、粒状物、索状物与脓状物等类型。(1)霉状物霉状物指病部形成的各种毛绒状的霉层，其颜色、质地和结构变化较大，如绵霉、霜霉、青霉、绿霉、黑霉、灰霉、赤霉等。(2)粉状物粉状物指病部形成的白色或黑色粉层，分别是白粉病和黑粉病的病征。(3)锈状物锈状物指病部表面形成小疱状突起，破裂后散出白色或铁锈色的粉状物，分别是白锈病和各种锈病的病征。(4)粒状物粒状物指病部产生的大小、形状及着生情况差异很大的颗粒状物，多为真菌性病害的病征。(5)索状物索状物指患病作物的根部表面产生紫色或深色的菌丝索，即真菌的根状菌索。(6)脓状物脓状物指潮湿条件下在病部产生的黄褐色、胶黏状似露珠的脓状物，即菌脓，干燥后形成黄褐色的薄膜或胶粒。这是细菌病害特有的病征。二、作物病害的类型作物的种类很多，病因也各不相同，造成的病害形式多样，根据病因类型通常把作物病害分为侵染性病害和非侵染性病害。(一)侵染性病害侵染性病害由病原生物引起，该病原牛物能够在植株间传染，故也称为传染性病害。根据病原生物的种类，侵染性病害又可分为真菌病害、细菌病害、病毒病害、线虫病害及寄生性种子植物病害。常见的真菌病害有稻瘟病、小麦锈病类、玉米黑粉病、甘薯黑斑病、棉花枯萎病等；细菌病害有大白菜软腐病、水稻白叶枯病、甘薯瘟、番茄青枯病等；病毒病害有烟草花叶病、水稻矮缩病、油菜病毒病等；线虫病害有大豆胞囊线虫病、水稻根结线虫病、小麦线虫病、花生根结线虫病等；寄生植物病害如菟丝子。侵染性病害的种类、数量和重要性在作物病害中均居首位，是防治的主要对象。(二)非侵染性病害非侵染性病害也称为非传染性病害或生理性病害，由不适宜的环境因素引起。该类病害没有病原生物参与，在植株间不会传染。引起非侵染性病害发生的环境因素很多，包括温度、湿度、水分、光照、土壤、大气和栽培管理措施等。例如，氮、磷、钾等营养元素缺乏形成缺素症；土壤水分不足或过量形成旱害或渍害；低温或高温形成冻害或灼伤；光照过弱或过强形成黄化或烧叶；肥料或农药使用不当形成肥害或药害；氟化氢、二氧化硫、二氧化氮等大气污染也会对作物造成毒害。非侵染性病害的症状有变色、坏死、落叶、落花、落果、萎蔫、畸形等。非侵染性病害的发生，主要与不合理的耕作、不当的水肥管理以及不适宜的气候条件有关，通过改进和完善栽培技术，创造一个适宜的环境条件和消除有害因素的影响，可减少非侵染性病害的发生。非侵染性病害和侵染性病害的病因虽然各不相同，但两类病害之间的关系是非常密切的，在一定的条件下可以相互影响。非侵染性病害可以降低寄主作物对病原物的抵抗能力，常常诱发或加重侵染性病害。如麦苗受春冻后诱发根腐病引起烂根，造成麦苗陆续死亡；水稻缺钾、磷易诱发水稻胡麻斑病。另一方面，侵染性病害也可为非侵染性病害的发生创造条件，如小麦锈病发生严重时，病部表皮破裂易丧失水分，浇水不及时易受旱害。五、作物病害防治方法防治病害的方法很多，有植物检疫、农业防治、抗病性利用、生物防治、物理防治和化学防治等。(一)植物检疫植物检疫是贯彻“预防为主，综合防治”方针的一项重要措施。其目的是杜绝危险性病原物的输入和输出，以保护农业生产。植物检疫不是对所有的重要病害都要实行检疫，要根据危险性病害、局部地区发生、由人为传播这3个条件制定国内和国外的检疫对象名单。(二)农业防治+农业防治即在农田生态系统中．利用和改进耕作栽培技术，调节病原物、寄主及环境之问的关系，创造有利于作物生长、不利于病害发生的环境条件，控制病害发生与发展。在各种植物病害防治技术巾，农业防治最为经济、安全，且往往能够有效控制一些其他措施难于防治的病害。农业防治包括以下4种。1．使用无病繁殖材料许多植物病害的病原物，如水稻白叶枯病菌、水稻干尖线虫、小麦散黑穗病菌、棉花枯萎病菌、大豆花叶病毒、甘薯黑斑病菌、马铃薯x病毒等，都经种苗携带而传播扩散。生产和利用无病种苗可有效防治这类病害，如建立无病留种田或无病繁殖区，对种子进行检验，对带病种子进行汰除、消毒或灭菌处理，或利用植物萃尖生长点分生组织不带病毒，进行组织培养，获得无毒苗。2．建立合理的种植制度合理的种植制度，既可调节农田生态系统，改善土壤肥力和土壤的理化性质，有利于作物生长发育和土壤中有益微生物的繁衍，又能减少病原生物的存活率，切断病害循环，减轻病害发生。轮作是一项经济、易行、有效的控制土传病害的措施，稻棉、稻麦等水旱轮作可以明显减少多种有害生物的危害，这也是小麦吸浆虫、地下害虫和棉花枯萎病防治的有效措施之一。采用合理问作、套作也可控制病原物的发生危害，如小麦或越冬绿肥和棉花的问作、套作，可以较好地控制棉花苗期蚜虫的危害。3·加强栽培管理通过合理播种、优化肥水管理和调节温度、湿度、光照和气体组成等要素，创造适合于寄主生长发育而不利于病原菌浸染和发病的环境条件，可减少病害发生。如早稻过早播种，易引起烂秧。冬小麦过迟或过深播种，延长出苗时间，增加小麦秆黑粉病菌和小麦腥黑穗病菌的浸染机会。水稻过度密植，造成田问过早封行，通风透光不良．湿度高，有利于水稻纹枯病发生。施用氮肥过多，往往会加重稻瘟病和稻白叶枯病发生．而氮肥过少，则有利于水稻胡麻斑病的发生。水的管理不当，会造成田间湿度过高，有利于病原真菌和病原细菌的繁殖和浸染，从而诱发多种病害。在温室、塑料棚、日光温室和苗床等保护地栽培条件下，合理调节温度、湿度、光照和气体组成等，有利于病害的防治。此外，通过深耕灭茬、拔除病株、铲除发病中心和清除田问病残体等措施，保持田园卫生，可减少病原物接种数量，有效减轻或控制病害。4·选育和利用抗病品种选育和利用抗病品种防治作物病害，是一项经济、有效和安全的措施。在我国，许多大范围流行的重要病害，如小麦秆锈病和条锈病、玉米大斑病和小斑病及马铃薯晚疫病菌等，均是通过大面积推广种植抗病品种而得到控制的。对许多难于运用其他措施防治的病害，特别是土壤传播的病害和病毒病等，选育和利用抗病品种是有效的控病途径。(三)生物防治生物防治主要是利用有益微生物或其产品防治病害的方法。其原理是利用微生物间的颉颃作用、寄生作用、交互保护作用。1·颉颃作用一种生物产生某种特殊的代谢产物或改变环境条件，从而抑制或杀死另一种生物的现象，称为颉颃作用。具有抗生作用的微生物通称抗生菌。它所产生的对其他微生物有颉颃作用的代谢产物称为抗生素。土壤是抗生菌生存的主要场所，将人工培养的抗生菌施人土壤(如5406抗生菌)，改变土壤微生物的群落组成，增强抗生菌的优势，就有防病增产的效果。农用抗生素主要是从微生物的代谢产物中分离出来的。其特点是能随着植物的代谢进入植物体内，对病害产生治疗作用。现在应用较广的有井冈霉素、春雷霉素、四环素、链霉素及灰黄霉素等。2．重寄生作用和捕食作用重寄生是指一种寄生微生物被另一种微生物寄生的现象。对植物病原物有重寄生作用的微生物很多．如噬菌体对细菌寄生，病毒、细菌对真菌的寄生，真菌对线虫的寄生，真菌间的重复寄生，真菌、细菌对寄生性种子植物的寄生等。重寄生作用在生物防治中的应用日益广泛。一些原生动物和线虫可捕食真菌的菌丝和孢子以及细菌，有的真菌能捕食线虫，这些现象称为捕食作用，也是生物防治的途径之一。3．交互保护作用在寄主植物上接种亲缘相近而致病力弱的菌株，以保护寄主不受致病力强的病原物的侵害，这种现象称为交互保护现象。交互保护作用主要用于植物病毒病的防治。(四)物理防治物理防治主要利用热力、冷冻、干燥、电磁波、超声波、核辐射、激光等手段抑制、钝化或杀死病原物，达到防治病害的目的。常用于处理种子、无性繁殖材料和土壤。1．汰除法汰除是将有病的种子和与种f混杂在一起的病原物清除掉。汰除的方法中，密度法是最常用的，如风选、盐水或泥水漂选，可汰除混杂的菌核、菌瘿、虫瘿、病原植物残体及秕粒等。2．热力处理利用热力(热水或热气)消毒来防治病害。种子的温汤浸种是利用一定温度的热水杀死病原物。感染病毒病的植株，在较高温度下处理较长的时问，可获得无病毒的繁殖材料。土壤的蒸汽消毒通常用80～95℃蒸汽处理30～60min，绝大部分的病原生物可被杀死。3．地面覆盖在地面覆盖杂草、沙土或塑料薄膜等，可阻止病原物传播和侵染，控制植物病害。4．高脂膜防病将高脂膜对水稀释后喷到植物体表，其表面形成一层很薄的膜层，其膜允许氧和二氧化碳通过，真菌芽管可以穿过和侵入植物体，但病原物在植物组织内不得扩展，从而控制病害。高脂膜稀释后还可喷洒在土壤表面，从而达到控制土壤中的病原物，减小发病的几枣。(五)化学防治用于防治植物病害的农药统称为杀菌剂，包括杀真菌剂、杀细菌剂、杀病毒剂和杀线虫剂。杀菌剂是一类能够杀死病原生物，抑制其侵染、牛长和繁殖，或提高植物抗病性的农药。杀菌剂的类型按其化学成分可分为无机杀菌剂(铜制剂、硫制剂等)、有机杀菌剂(有机硫杀菌剂、有机砷杀菌剂、有机磷杀菌剂、取代苯类杀菌剂、有机杂环类杀菌剂、抗生素类杀菌剂等)；按使用方式分为土壤处理剂、种子处理剂和叶面喷洒剂；按作用方式分为保护性杀菌剂、治疗性杀菌剂和铲除性杀菌剂等。保护性杀菌剂在病原菌侵入前施用于植物体可能受害的部位，可保护植物，阻止病原菌侵入，如波尔多液。治疗性杀菌剂能进入植物组织内部，抑制或杀死已经侵入的病原菌，使植物病情减轻或恢复健康，如托布津。铲除性杀菌剂对病原菌有强烈的杀伤作用，这类药剂常为作物生长期不能忍受，故一般只用于播前土壤处理、作物休眠期或种苗处理。此外，化学防治还有免疫作用和钝化作用。化学免疫是将化学药剂或某些微量元素引入健康作物体内，增加作物对病原物的抵抗力，从而限制或消除病原物侵染。在作物病毒病害的防治方面，有些金属盐、氨基酸、维生素、抗生素等进入作物体内以后，能影响病毒的生物学活性，起到钝化病毒的作用，降低其繁殖和侵染力，从而减轻其为害。农药具有高效、速效、使用方便、经济效益高等优点，但使用不当可对作物产生药害，引起人畜中毒，杀伤有益微生物，导致病原物产生抗药性，农药的高残留还可造成环境污染。因此，对化学防治要有正确的认识，恰当地选择农药种类和剂型，在适当的时间采用适宜的喷药方法，才能正确发挥农药的作用，且不至造成环境污染和农药残留。第四节作物草害及其防除农田杂草通常是指人们有意识栽培作物以外的、对作物生产有危害的草本植物。农田杂草的危害可分为直接危害和间接危害两方面。直接危害主要指农田杂草对作物生长发育的妨碍并造成作物的产量和品质的下降。杂草有顽强的生命力，在地上和地下与作物进行竞争，地上部分主要表现为对光和空间的竞争，地下部分主要表现为对水分和营养的竞争，直接影响作物的生长发育。如每穴水稻夹有一株稗草时，可减产25％；夹有两棵稗草时，可减产60％。此外，杂草还对机械收割、脱粒造成妨碍，特别是杂草种子与收获物混杂后给机械识别带来困难，造成作物的经济价值下降。间接危害主要指农田杂草中的许多种类是病虫的中间寄主和越冬场所，有助于病虫的发生与蔓延，从而造成损失。如荠菜是甘蓝菌核病、白粉病、霜霉病、麦蚜、棉蚜的寄主；龙葵是棉盲蝽、烟蚜、烟草炭疽病的寄主。另外，有些杂草植株或某器官有毒，混人粮食或饲料中能引起人畜中毒，如毒麦子实。一、农田杂草的种类及其生物学特性(一)农田杂草的种类全世界的农业杂草共有8000多种，其中250余种是重要杂草。我国的农田杂草共有600多种，其中旱地杂草400余种，造成严重危害的有80余种；水田杂草200余种，造成严重危害的有30余种。这些杂草广泛分布于全国各地。不同地区因气候、地形、土壤类型、作物种类、耕作制度等不同，杂草的种类有很大差别。根据研究和防除的需要，可将杂草按以下方法进行分类。根据杂草的植物学特征，分为双子叶杂草和单子叶杂草，这两种类型杂草对除草剂的敏感程度有着明显的差别。根据杂草的营养与生活方式，又分寄生性杂草、半寄生性杂草和非寄生性杂草。寄生性杂草没有绿色叶片，不能进行光合作用，用茎或根盘旋缠绕在寄主作物上，吸取所需的有机养料，如菟丝子、列当。半寄生性杂草有绿色叶片，能进行光合作用制造有机物质，以寄生根从寄主体内摄取水分和养料，最常见的有桑寄生属和槲寄生属，常寄生于杨树、苹果树上。非寄生性杂草具有独立的生活方式，可以从外界吸收水、Coz和矿物质，能进行光合作用制造供自身生命活动的有机物质。此外，根据生长季节的不同，可分为冬季杂草和夏季杂草；根据其生活年限，又分为一年生杂草、二年生杂草和多年生杂草；根据杂草和水分条件的关系，可分为水田杂草和旱地杂草两类。(二)农田杂草的生物学特性1．农田杂草的生物学特性(1)休眠性在长期的自然选择过程中，大多数杂草种子形成了休眠的特性，即当种子成熟后的数月内即使外部环境条件满足发芽要求也不发芽。而且即使打破休眠后如果环境条件不适也将产生二次休眠的现象。有的多年生杂草的营养器官如黑慈姑和香附子等也可产生休眠性。(2)早熟性杂草的营养生长期较短，并能根据环境的变化缩短营养生长转向生殖生长，使杂草在短时间内就能成熟结实。如有的稗草从发芽到结实仅需30d。杂革常比作物成熟早，如稗草一般比水稻提前成熟10～30d；播娘蒿在小麦孕穗时就开花结果；野燕麦在小麦成熟之前已成熟落地。(3)多产性杂草具有强大的繁殖能力。其繁殖方式分为种子繁殖和营养繁殖两种类型。以种子繁殖的杂草，其种子具有子粒小数量大的特征。通常可达3万～4万粒。因此在每公顷的土地上常常有数百万至数千万粒杂草种子。这些种子不仅数量多，而且生活力强。许多杂草种子在土壤或水底能保持发芽力达数年之久，有些甚至几十年。具有营养繁殖能力的多年生杂草，其中匍匐茎、根茎、球茎、块茎、鳞茎等繁殖能力也很强。当机械作业时．将根芽或根茎切断，只要有芽，仍能萌发成新株。可见，强大的繁殖能力是杂草大量蔓延的主要原因，也是杂草造成危害的重要特征。2．杂草的传播杂草种子可借风力、水流等自然因素进行传播，也可通过动物和人的活动进行传播。通常杂草种子的传播能力很强，并有各种散播种子的结构，如蒲公英、苦菜等菊科杂草的果实有冠毛；萝蘑、鹅绒藤等的种子有种毛，它们借助风力传播。长瓣慈姑、瓜皮草的果实有薄翅，可随水传播。苍耳、蒺藜、鬼针草、鹤虱等的果实有刺、倒钩刺、锚状刺，可以附在人身或动物体上被带到很远。猫眼草、犁头草、鼠掌老鹳草等成熟时果荚裂开或果皮干缩将种子弹冉。营养体繁殖的杂草，则主要是依靠地下根茎的延伸来传播。人类的生产活动如耕作整地、施用未腐熟的农家肥、播种混有杂草的种子、调种或引种等往往可造成人为传播。3．杂草与环境的关系农田杂草与自然环境条件有着密切的联系，在地理分布上有一定的规律性，并且因土壤条件、水分状况、季节与栽培作物而不同。我国长江以南地区高温多雨，主要杂草种类属于喜温、喜湿植物，如香附子、狗牙根、繁缕等；长江以北地区气候比较干燥而寒冷，耐旱抗寒的杂草占优势，如灰菜、扁蓄、野燕麦、小蓟、荠菜等。由于季节的变化和各种杂草萌发所要求的温度不同，同一田块中各种杂草出现的时期不完全相同。如一块稻田中最早出现稗草，中期出现异型莎草；冬小麦地的杂草先是荠菜、播娘蒿，春季以后是灰菜、扁蓄等；夏玉米地的杂草则是马唐、狗尾草、狗牙根、马齿苋等。二、农田草害的综合防除农田草害的综合防除包括农业防除、生物防除、植物检疫和化学防除等。(一)农业防除合理轮作特别是水旱轮作是改变农田生态环境，抑制某些杂草传播和危害的重要措施，如水田的眼子菜、牛毛草在水改旱后就受到抑制。土壤耕作整地，如春耕、秋耕和中耕等，可翻埋杂草种子，扯断杂草的根系和营养体，减轻杂草的危害。播前对作物种子进行风选、筛选或水选，是减少杂草来源的重要措施。如稗草种子随稻谷传播、菟丝子种子随大豆传播、狗尾草种子随谷粒传播，通过精选种子，可防止杂草种子传播。有机肥料(如家畜粪便、杂草堆肥、饲料残渣、粮油加工废料等)含有大量的杂草种子，若不经过高温腐熟，这些杂草种子仍具有发芽能力。因此，施用腐熟的有机肥，可抑制其传播。此外，清除田边、沟边、路旁杂草也是防止杂草蔓延的重要措施。(二)生物防除生物防除是利用动物、昆虫、病菌等方法来防除。由于生物防除具有保护环境、经济、有效等优点，因而日益受到重视，并得到较快发展。早期的生物防除主要是利用动物来防除杂草，如在果园放养食草家畜家禽、在稻田养殖草鱼等，以后在以虫灭草上，也收到了很好的效果。研究证明，许多昆虫都是杂草的天敌，如尖翅小卷蛾是香附子、碎米莎草、荆三棱和水莎草的天敌，盾负泥虫是鸭跖草的天敌，褐小荧叶甲是蓼科杂草的天敌等。在以菌灭草上，同样也取得了成功。如从欧洲输入的多年生菊科杂草曾在美国西部和澳大利亚迅速蔓延，后经导人锈病病菌进行防除获得成功。进入20世纪80年代后，国际上开始研制利用植物病原微生物防除杂草，即微生物除草剂，现已进入应用阶段。如在美国南部豆科杂草美国合萌是水稻和大豆的主要杂草，但一直没有有效的除草剂进行防除。在经过14年的研究后生产出了一种炭疽病菌制剂，可有效防除这种杂草。在日本，也研制出了针对草坪杂草早熟禾的微生物除草剂，并进入应用阶段。我国在利用微生物病菌防除杂草上同样也取得了很大的进展，如防除大豆菟丝子的菌药已研制成功。(三)植物检疫杂草种子传播的一条重要途径就是混入作物和牧草种子中进行传播。因此，加强植物检疫是杜绝杂草种子在大范围内传播、蔓延的重要措施。如喜旱莲子草，俗称水花生，原产巴西，于20世纪30年代传人我国上海及华东一带。50年代后，南方许多地方曾经将此草作猪饲料引种扩散，后来逸为野生。1986年的调查发现，水花生自然发生面积约为88960Clhm2，已经成为蔬菜、甘薯等作物田及柑橘园的主要草害(王韧等，1988)。又如紫茎泽兰，原产中美洲，约在20世纪50年代初从中缅、中越边境传人云南南部，现已广泛分布于西南地区，据赵国晶调查(1989)云南省发生面积达247000km2。由于该植物含有有毒物质，很多当地植物及牲畜的生长受它的抑制或引起死亡(丁建清等，1998)。(四)化学防除化学除草是指使用除草剂来防除杂草的技术措施。化学除草具有效果好、效率高、省工省力的优点，适应农业现代化的需要，因此备受重视。自1944年美国科学家成功研制出选择性激素类除草剂2，4D以来，各种用途的除草剂便不断问世，近几十年来除草剂的生产及应用有了迅速的发展。1．除草剂的选择及施用农田杂草同作物一样都是植物，使用除草剂灭除农田杂草而又不要伤害作物，这就要求有较高的技术性。实践证明，不论除草剂本身有无选择作用，只要科学用药，利用药剂的某些特性以及作物和杂草之间的某些差异，就可以起到只除草而不伤苗的效果。除草剂的选择应遵循下列原则。(1)时差选择利用有些除草剂药效迅速而残效短的特性，在作物播种前喷施除草剂于土壤表层以迅速杀死杂草，待药效过后再播种。如利用灭生性除草剂草甘膦处理土壤，施药后2～3d即可播种和移栽，利用时间差，既灭除了杂草又不伤害作物。(2)位差选择位差选择即利用植物根系在土层中分布深浅的不同和植株高度的不同进行选择性地除草。一般情况下，作物的根系在土壤中分布较深，而大多数杂草的根系在土层中分布较浅。利用这一特点，将除草剂施于土壤表层可防除杂草而不伤作物，如移栽稻田使用丁草胺。有的除草剂对植物的光合作用器官有极强的伤害作用，而对非光合器官无效，因此施于果园，可杀死低矮的杂草，而对高大的树冠无伤害，如百草枯和敌草快等。(3)形态差异选择植物形态不同对除草剂的反应不同，如稻麦等禾谷类作物叶片狭长，表面的角质层和蜡质层较厚，除草剂药液不易黏附，且具有较大的抗性；苋、藜等双子叶杂草的叶片宽大平展，表面的角质层与蜡质层薄，药液容易黏附，因而容易受害。另外，禾谷类作物的生长点在苗期位于植株基部，被叶鞘包同；双子叶杂草的生长点裸露体外，容易受害。在禾谷类作物田里，用2，4一D除双子叶杂草就是利用形态上的差异。(4)生理生化选择生理生化选择即利用不同植物的生理功能差异及其对除草剂反应的不同来除草。如水稻与稗同属禾本科，形态和习性相似，但水稻体内有一种特殊的水解酶能将除草剂敌稗水解为无毒性的3，4二氯苯胺及丙酸，稗草则因没有这种功能而被毒杀。另外，用燕麦灵防除野燕麦、用百草烯防除豆类作物的杂草等，都是利用生理生化选择。总之，在化学除草中利用除草剂的某些特性，根据作物和杂草之间的差异，找出作物对除草剂的“耐药期或安全期”和杂草对药剂的“敏感期”施用防除，就能达到除草保苗的目的。此外，在使用技术上要需掌握“准、匀、精、看”，即：选用除草剂品种要准，喷施要均匀，剂量要精确，同时还要看苗情、草情、土质、天气等灵活用药，才能达到高效、安全、经济地灭除杂草的目的。