提高作物产量的途径
随着全球粮食安全生产的严俊,提高单位面积上作物的产量成为重中之重。也是缓解人类粮食问题的关键性措施。而作物的产量主要靠光合作用转化光能得来的,作物的光合产量等于净同化率*光合面积*光照时间。所以,如能提高净同化率,增加光合面积、延长光照时间就能提高作物产量。
一提高净同化率
净同化率是指一昼夜中在1m2叶面积上所积累的干物质量,它实际上是单位叶面积上,白天的净光合生产量与夜间呼吸消耗量的差值。夜间作物的呼吸消耗,在自然情况下难以改变,要提高净同化率就得提高白天的光合速率。光合速率受作物净同化率本身的光合特性与外界光、温、水、气、肥等因素影响,那么,控制这些内外因素,也就能提高净同化率。例如种C4植物以及叶色深、叶片厚而梃的品种,其净同化率要高于C3植物以及叶色淡、叶片薄而披的品种。从延长光照时间来说,人工光源成本大,在大田中不易采用,但如能在地面上铺设反光薄膜则可增加作物行间或树冠内的光强。对于夏秋季强光对花木、蔬菜有光抑制,可采用遮光网或防虫网遮光,能避免强光伤害。早春采用塑料小棚育苗或大棚栽培蔬菜,能有效提高温度,促进棚内作物的光合作用与生长。浇水、施肥是作物栽培中最常用的措施,其主要目的就是促进光合面积的迅速扩大,提高光合机构的活性主。在大田间的CO2浓度虽然目前还难以人为控制,然而,通过增施有机肥,实行秸秆还田,促进微生物分解有机物释放CO2及深施碳胺等措施,也能提高冠层内的CO2浓度。在大棚和玻璃温室内,可通过CO2发生器或石灰石加废酸的化学反应或直接施放CO2气体进行CO2施肥,促进光合作用,抑制呼吸…等措施,来提高净同化率,这些均有可能提高作物产量。
二增加光合面积
光合面积,即植物的绿色面积,主要是叶面积,它是对产量影响最大,同时又是最容易控制的一个因子,通过合理密植或改变株型等措施来增大光合面积。
1合理密植:就是使作物群体得到合理发展,使之有最适的光合面积,最高的光能利用率,并获得最高收获量的种植密度。种植过稀,虽个体发育好,但群体叶面不足,光能利用率低,种植过密,一方面下层叶子受光少,处在光补偿点以下,成了消费器官,另一方面,通风不良,造成冠层内CO2浓度过低而影响光合速率,此外,密度过大,还易造成病害与倒伏,使产量大减。表示密植程度的指标有多种。如有播种量、基本苗、总茎蘖数、叶面积系数等。其中较为科学的是叶面积系数。叶面积系数(LAI)是指作物的总叶面积和大地面积的比值。如其LAI为3,就是说1m2土地上的叶面积为3m2,在一定范围内。作物LAI越大,光合积累量就越多,产量就越高。但LAI太大造成田间郁闭,群体呼吸消耗加大,反而使干物质积累量减少,能使干物质积累量或产量达最大的LAI称为最适LAI。资料表明:水稻LAI为7,小麦LAI为5,玉米LAI为6时,通常能获得较高的产量。
2改变株型:近年来国内外培育的水稻、小麦、玉米等高产新品种,差不多都是秆矮、叶挺而厚的。种植此类品种可增加密植程度,提高叶面积系数,并耐肥抗倒,因而能提高光能利用率。
三延长光合时间
1提高复种指数:复种指数就是全年内农作物的收获面积对耕地面积之比。提高复种指数就相当于增加收获面积,延长单位土地面积上作物的光合时间。从播种、出苗至幼苗期,全田的叶面积系数很低,造成光能很大的浪费。通过轮作、间种和套种等提高复种指数的措施,就能在一年内巧妙地搭配作物,从时间和空间上更好地利用光能,如在前茬作物旺盛生长时,即在行间播种或栽植后茬作物,这样汉前茬作物收获时,后茬作物已长大,如麦套棉、豆套薯、粮果蔬间混套种等有不少成功的经验。
2延长生育期:在不影响耕作制度的前提下,适当延长生育期能提高产量。如对棉花提前育苗移栽,栽后促早发,提早开花结铃,在中后期加强田间管理,防止旺长与早衰,这样就能有效延长生育时间,特别是延长有效的结铃时间和叶的功能期,使棉花产量增加。
3补充人工光照:在小面积的栽培试验中,或要加速重要材料与品种的繁殖时,可采用生物灯或日光灯作人工光源,以延长光照时间。
以上阐述是提高光合产量的途径,但作物生产是以获取经济产量为目标的,要提高经济产量,还要使光合产物尽可能多的向经济品管中运转,并转化为人类需要的经济价值较高的收获物质。
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