【正文】 。四、提高作物產(chǎn)品品質(zhì)的途徑(一)選用優(yōu)質(zhì)品種 隨著育種手段的不斷改進，品質(zhì)育種越來越受到重視，糧、棉、油等主要作物的優(yōu)質(zhì)品種，有很多得到了推廣。如棉花，適當(dāng)增施氮肥能增重棉鈴、增長纖維；施磷肥可增加衣分和子指；施鉀肥可提高纖維細度和強度；使用硼、鉬、錳等微量元素能促進早熟，提高纖維品級等。(三)提高農(nóng)產(chǎn)品的加工技術(shù)農(nóng)產(chǎn)品加工是改進和提高其品質(zhì)的重要措施之一。3．什么叫營養(yǎng)品質(zhì)？指農(nóng)產(chǎn)品所含的營養(yǎng)成分，如蛋白質(zhì)；脂肪、淀粉以及各種維生素、礦質(zhì)元素、微量元素等。 6．什么叫商業(yè)品質(zhì)？是指農(nóng)產(chǎn)品的外觀和包裝如形態(tài)、色澤、整齊度、容重、裝飾等，也包括是否有化學(xué)物質(zhì)的污染。每種作物都有一定的指標體系。如果把牛奶和雞蛋的蛋白質(zhì)作價為100的話，那么，禾谷類作物種子蛋白質(zhì)的生物價值為：小麥62—68，黑麥68—75，燕麥70—78，玉米52—58，水稻83—86。作為食物，不僅要求營養(yǎng)品質(zhì)好，而且要食用品質(zhì)好。評價指標隨作物產(chǎn)品不同而不同。棉纖維品質(zhì)由纖維長度、細度和強度決定。 3．糖料作物的品質(zhì)。外觀質(zhì)量即是煙葉的商品等級質(zhì)量，如成熟度、葉片結(jié)構(gòu)、顏色、光澤等外表性狀；內(nèi)在質(zhì)量是指煙葉的化學(xué)成分、燃吸時的香氣吃味、勁頭、刺激性等煙氣質(zhì)量以及作為卷煙原料的可用性。籽粒成熟時，氮化合物的數(shù)量和質(zhì)量都有變化。淀粉濃度隨籽粒體積增大而增高，葉片衰老期，糖的濃度升高，淀粉濃度下降?？偟内厔菔?，隨成熟度增加，纖維素含量直線上升，而果膠、含氮物、蠟質(zhì)脂肪、糖類及灰分則相對減少。塊根在收獲后的貯藏過程中，水分含量減少，蔗糖部分分解為單糖，呼吸作用又消耗一些糖，因而使糖的含量減少，總損失量為1％—3％，同時，蛋白質(zhì)部分水解成非蛋白氮化合物，使糖用甜菜品質(zhì)變差。煙葉中石油醚提取物，如脂肪、脂肪酸、精油、樹脂、蠟、磷脂、固醇等，隨煙葉的成熟而增加，達最大值后又有所下降。2．同一作物不同品種的品質(zhì)不同。 作物品質(zhì)的形成是由遺傳因素和非遺傳因素兩個方面決定的。對小麥蛋白質(zhì)含量的遺傳研究表明，小麥品質(zhì)蛋白質(zhì)含量具有相對穩(wěn)定性，即高蛋白含量的品種在相同環(huán)境條件下，大都能保持比一般品種高的蛋白質(zhì)含量。 稻米的食用品質(zhì)很注重米飯的色、香、昧，包括口感，如黏彈性、硬度、滋味等。自美國普杜大學(xué)Mertz等(1964)重新發(fā)現(xiàn)控制蛋白質(zhì)組成的基因奧帕克—2(02)之后，玉米蛋白質(zhì)育種和品質(zhì)遺傳改良取得了顯著成果。美國目前推廣的高油雜交種R806B73含油6．7％，比主栽品種B73MO17含油量高50％以上，而籽粒產(chǎn)量相近。大豆生產(chǎn)上，同時兼顧高產(chǎn)、蛋白質(zhì)和油分含量高、氨基酸和脂。玉米脂肪酸組成中，亞油酸占50％，油酸占30％以上，易引起油變質(zhì)的亞麻酸僅占1％，因此，玉米油營養(yǎng)價值高、食味好、耐貯藏。一般黏米(非糯米)的直鏈淀粉含量為15％—25％，支鏈淀粉為75％—85％；糯米的直鏈 淀粉含量在2％以下，支鏈淀粉占98％—100％。小麥的烘烤品質(zhì)很重要，與蛋白質(zhì)和面筋含量及質(zhì)量有關(guān)。據(jù)美國農(nóng)業(yè)部對世界各地12613份普通小麥進行分析后發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)含量變化在6．91％—22．0％之間，其中含量超過17％的有500個材料。由于作物的性狀受基因控制并得以遺傳，使作物保持了其經(jīng)濟性狀和產(chǎn)品質(zhì)量的相對穩(wěn)定性，所以作物之間本身就存在著產(chǎn)品品質(zhì)的差異。禾谷類作物以碳水化合物為主，油料作物以脂肪為主，豆類作物除大豆脂肪含量較高外，其他蛋白質(zhì)含量較高與油料作物相近，但脂肪含量卻較少。多酚含量隨株齡和煙葉成熟度增加而增加，煙葉達到生理成熟后多酚積累開始下降。隨著塊根的膨大，蔗糖合成過程明顯加強，其絕對和相對含量提高。種子中脂肪成分隨脂肪總量的變化而變化，未成熟種子的脂肪中含有許多游離脂肪酸，酸值較高，成熟時，脂肪中游離脂肪酸減少，飽和脂肪酸的含量下降。大豆結(jié)莢鼓粒期間，籽粒中非蛋白氮逐漸減少，而蛋白氮的百分含量逐漸增加，直到葉片衰老后，蛋白氮的百分含量仍在增加。在正常成熟條件下，灌漿初期主要合成蛋白質(zhì)，淀粉合成弱一點；乳熟至蠟熟始期，碳水化合物向種子運輸加強，淀粉合成強度大大超過蛋白質(zhì)；籽粒發(fā)育后期，碳水化合物向籽粒運輸減弱或停止，而氮的輸入仍在繼續(xù)。煙草煙葉品質(zhì)由外觀品質(zhì)、化學(xué)成分、香吃味和實用性決定。油料作物種子的脂肪含量及組分(表3—8)決定其營養(yǎng)品質(zhì)、貯藏品質(zhì)和加工品質(zhì)。 (二)經(jīng)濟作物的品質(zhì) 1．纖維作物的品質(zhì)。面筋的質(zhì)量是根據(jù)其延伸性、彈性、可塑性和教結(jié)性進行綜合評價的。此外，塊莖中含有大量的維生素C(每100g含10—25mg)。禾谷類作物蛋白質(zhì)的氨基酸成分是不平衡的，缺乏幾種不可替代的必需氨基酸，如賴氨酸、色氨酸和蘇氨酸。 1．生化指標 生化指標中包括作物產(chǎn)品所含的生化成分，如碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、微量元素、維生素等，還有有害物質(zhì)含量以及化學(xué)農(nóng)藥、有毒金屬元素等污染物質(zhì)的含量等。 5．什么叫加工品質(zhì)？一方面指農(nóng)產(chǎn)品是否適合加工，另一方面指加工以后所表現(xiàn)出來品質(zhì)。作為食用的產(chǎn)品，其營養(yǎng)品質(zhì)和食用品質(zhì)更重要，作為衣著原料的產(chǎn)品，其纖維品質(zhì)是人們所重視的。5．適時收獲 小麥要求在蠟熟期收獲，到了完熟期蛋白質(zhì)和淀粉含量均有下降；水稻收獲過早，糠層較厚；棉花收獲過早或過晚都會降低棉纖維的品質(zhì)。如小麥群體過大，后期引起倒伏，子?？瞻T，蛋白質(zhì)和淀粉含量降低，產(chǎn)量和品質(zhì)下降，但是纖維類作物，適當(dāng)增加密度，能抑制分枝、分蘗的發(fā)生，使主莖伸長，對纖維品質(zhì)的提高有促進作用。如甘薯增施鉀肥除能加強根部形成層的活動，增加塊根數(shù)和加速塊根的肥大外，還能減少塊根纖維，增加糖分和淀粉含量，從而增進甘薯的品質(zhì)；又如通過調(diào)整播種期和調(diào)控棉花生育進程，爭取在最佳的溫、光條件下多結(jié)伏桃和早秋桃，才能達到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。 第四節(jié) 作物品質(zhì)的形成及其影響因素三、影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的因素影響作物產(chǎn)品品質(zhì)的因素是錯綜復(fù)雜，歸納起來主要受遺傳控制、氣候生態(tài)因素、栽培措施等三個方面的影響。采用間作、套種及復(fù)種等方式，增加復(fù)種指數(shù)，在溫度許可的范圍內(nèi)，一年內(nèi)在同一塊土地上延長作物生長時間，特別是在光合潛力最大的時期，使單位土地面積上有較大的綠葉面積，以求提高光能利用率。事實上，近年來已有一些高產(chǎn)紀錄出現(xiàn)，平均單產(chǎn)達15465kg/hm2；，單產(chǎn)為15195kg/hm2；貴州水稻單產(chǎn)超過15000kg/hm2等等。當(dāng)降水大于蒸發(fā)力與徑流深度之和時，W值應(yīng)小于l，表示過于濕潤。但是，西部干旱、半干旱地區(qū)的光溫生產(chǎn)力仍然比較高，與實際生產(chǎn)潛力尚有較大的脫節(jié)。T。作物的每一生命活動過程都限制在一定的溫度范圍內(nèi)，并有最低、最適、最高溫度界限，在最適溫度下，作物生長發(fā)育良好。年。a ，Pf為干物質(zhì)生產(chǎn)量kg/hm2)。如果凈干物質(zhì)占總干物質(zhì)的92％(無機成分占8％)，則作物生產(chǎn)潛力為77g/m2d= mol／m2d 生產(chǎn)的(CH2O) 353181。d(占44％) 總量子數(shù)：4320181。作物光合作用所利用的光合有效輻射(PAR)約占太陽總輻射的44％。還有光合有效輻射也不能全部轉(zhuǎn)化到光合產(chǎn)物中，據(jù)測定，光合作用的最大轉(zhuǎn)化效率為28%。 一、作物產(chǎn)量潛力作物單位面積產(chǎn)量究竟能達到多高水平，也就是作物的生產(chǎn)能力究竟有多大?這是人們特別是農(nóng)業(yè)工作者十分關(guān)心的問題。增產(chǎn)的途徑是增源與擴庫同步進行，重點放在增加葉面積和增加單位面積的穗數(shù)上。該研究還發(fā)現(xiàn)，在不同氮素營養(yǎng)條件下，多數(shù)品種發(fā)生型變，因而，增產(chǎn)的主攻方向及措施應(yīng)隨之改變。關(guān)于輸導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)育與庫關(guān)系的研究已有許多報道，如小麥莖稈大維管束系統(tǒng)的發(fā)育與小穗數(shù)、穗粒數(shù)及穗粒重相關(guān)極顯著(李金才等，1996)，穗下節(jié)間大維管束數(shù)與分化小穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)(彭永欣等，1992)；水稻穗頸維管束數(shù)與穗粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，粳稻穗頸維管束數(shù)主要由遺傳因素控制，提高肥力和降低密度，穗頸維管束數(shù)變化不大，秈稻穗頸維管束發(fā)達，穗大粒多(徐正進等，1998)。 從庫、源與流的關(guān)系看，庫、源大小對流的方向、速率、數(shù)量都有明顯影響，起著“拉力”和“推力”的作用。水稻幼穗分化期遮光，降低源的供給能力，使每穗穎花數(shù)減少40％，空秕粒率增加50％，千粒重下降10％左右(江蘇省雜交稻氣象問題研究協(xié)作組，1982)。束通量(mg/束在韌皮部運輸?shù)耐镔|(zhì)中，大部分是碳水化合物，少部分是有機氮化合物。因此，在灌漿持續(xù)期長的區(qū)域，應(yīng)增加粒數(shù)，在灌漿持續(xù)期短的區(qū)域，要求灌漿速度快。任正隆等(1981)的觀測結(jié)果有所不同，7個小麥品種的灌漿持續(xù)期均在42—46天之間，差異不顯著，—籽粒數(shù)量潛力因無效花和敗育粒而削減，其中未灌漿敗育粒是主要削減因子，削減率也隨群體密度的增加而增大。 除了葉面積大小和光合速率以外，穎花葉比、粒數(shù)葉比、粒重葉比等也用來表示源的供給能力或強度，其比值越高，說明單位葉面積供給物質(zhì)量越多。環(huán)境條件及栽培管理水平對開花前和開花后源的供給能力影響較大，在氮肥供應(yīng)較少的低產(chǎn)栽培條件下，開花后光合作用逐漸降低，光合產(chǎn)物少，產(chǎn)量內(nèi)容物主要依賴于花前貯備物。就作物群體而言，則是指群體的葉面積及其光合能力。一般是以這一時期內(nèi)單位土地上的日平均葉面積乘以這一時期延續(xù)的天數(shù)。2．光合勢(葉需要注意，葉面積指數(shù)不是越大越好，過大時葉片互相遮蔽，降低群體透光度，導(dǎo)致減產(chǎn)。采用生長分析方法，對于不同種類的作物，同一作物的不同品種以及同一品種在不同栽培條件下的生長發(fā)育差異，均可進行比較研究。即：式中：A＝土地面積；＝干物質(zhì)增長速度。應(yīng)用葉面積比率則相對生長率(RGR)可用凈同化率(NAR)和葉面積比率(LAR)的乘積來表示：RGR＝＝LAR根據(jù)實測值計算NAR時，可用下式進行：式中：LL1分別是tt1時的葉面積。若將上式兩邊取自然對數(shù)，則1nW＝1nW0十Rt可看出1nW與t的關(guān)系為直線關(guān)系，R是直線的斜率。(Relative growth rate，RGR) 在對不同作物群體或植株生長能力進行比較時，生長速度是一個重要度量。這正是近年來麥稻中矮稈和矮稈品種很受重視的原因之一。玉米從出苗到拔節(jié)是緩慢增長階段，干物質(zhì)積累量較少，僅占最終生物產(chǎn)量的2％左右；拔節(jié)至灌漿是直線增長階段，干物質(zhì)積累量達總生物產(chǎn)量的73％左右；從灌漿后期到完熟的1個月左右時間內(nèi)，干物質(zhì)純增量占總生物產(chǎn)量的25％左右。隨著植株的生長，葉面積的增大，凈同化率因葉片相互蔭蔽而下降，但由于單位土地面積上葉面積總量大，群體干物質(zhì)積累近于直線增長。光合面積，即包括葉片、莖、葉鞘及結(jié)實器官能夠進行光合作用的綠色表面積，其中綠葉面積是構(gòu)成光合面積的主體；光合時間是指光合作用進行的時間；光合效率指的是單位時間，單位葉面積同化CO2的毫克數(shù)或積累干物質(zhì)的克數(shù)。進入成熟階段，籽粒內(nèi)干物質(zhì)積累趨于緩慢，直至停止積累，小麥此期所積累的干重，僅占種子總干重的5％—10％。籽粒形成階段干物質(zhì)積累較慢，千粒重日增長量很小。水稻的穎花數(shù)由分化的穎花數(shù)和退化穎花數(shù)決定。空稈的形成與品種、種植密度、水肥供應(yīng)、病蟲害、氣候條件等有關(guān)，而植株本身營養(yǎng)不足或養(yǎng)分分配失調(diào)則是造成空稈的主要原因。多數(shù)研究證明，無效分蘗雖然耗用一些養(yǎng)料，但也能把大部分的礦質(zhì)元素轉(zhuǎn)移到有效分蘗中，使主莖穗和有效分蘗穗的平均性狀占優(yōu)勢，群體產(chǎn)量較高而穩(wěn)定。分蘗作物的有效穗數(shù)是生育期內(nèi)分蘗發(fā)生與消亡演替的結(jié)果。生殖器官生長所需要的養(yǎng)分，大部分由營養(yǎng)器官供應(yīng)，因此，只有營養(yǎng)器官生長良好，才能保證生殖器官的形成和發(fā)育。例如，水稻、小麥、玉米等禾谷類作物，每公頃穗數(shù)增多時，每穗粒數(shù)明顯減少，千粒重也有所降低(表3—2)；油菜的株數(shù)增加時，每株角數(shù)減少，每莢粒數(shù)和粒重也呈下降趨勢(表3—3)；以營養(yǎng)器官塊根為產(chǎn)品的甘薯，單株結(jié)薯數(shù)和單株薯重隨栽植密度加大而降低(表3—4)。 二、產(chǎn)量構(gòu)成因素作物產(chǎn)量是指單位土地面積上的作物群體的產(chǎn)量，即由個體產(chǎn)量或產(chǎn)品器官數(shù)量所構(gòu)成。一般說來，收獲營養(yǎng)器官的作物，其經(jīng)濟系數(shù)比收獲子實的作物要高；同為收獲子實的作物，產(chǎn)品以碳水化合物為主的比含蛋白質(zhì)和脂肪為主的作物要高。同一作物，因栽培目的不同，其經(jīng)濟產(chǎn)量的概念也不同。第三章 作物產(chǎn)量和產(chǎn)品品質(zhì)的形成第一節(jié) 作物產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 一、作物產(chǎn)量 栽培作物的目的是獲得較多的有經(jīng)濟價值的產(chǎn)品。不同作物其經(jīng)濟產(chǎn)品器官不同，禾谷類作物(水稻、小麥、玉米等)、豆類和油料作物(大豆、花生、油菜等)的產(chǎn)品器官是種子；棉花為籽棉或皮棉，主要利用種子上的纖維；薯類作物(甘薯、馬鈴薯、木薯等)為塊根或塊莖；麻類作物為莖纖維或葉纖維；甘蔗為莖稈；甜菜為根；煙草為葉片；綠肥作物(苜蓿、三葉草等)為莖和葉等。不同作物的經(jīng)濟系數(shù)有所不同，其變化與遺傳基礎(chǔ)、收獲器官及其化學(xué)成分以及栽培技術(shù)和環(huán)境對作物生長發(fā)育的影響等有關(guān)。雖然不同作物的經(jīng)濟系數(shù)有其相對穩(wěn)定的數(shù)值變化范圍，但是，通過品種改良、優(yōu)化栽培技術(shù)及改善環(huán)境條件等，可以使經(jīng)濟系數(shù)達到高值范圍，在較高的生物學(xué)產(chǎn)量基礎(chǔ)上獲得較高的經(jīng)濟產(chǎn)量。一般說來，產(chǎn)量構(gòu)成因素很難同步增長，往往彼此之間存在著負相關(guān)關(guān)系。一般說來，前一個生育時期的生長程度有決定后一個時期生長程度的作用，營養(yǎng)器官的生長和生殖器官的生長相互影響，相互聯(lián)系。 穗數(shù)是禾谷類作物產(chǎn)量因素中調(diào)節(jié)幅度較大的因素。相反，后生分蘗或高位分蘗發(fā)生較晚，主莖已處在旺盛生長階段，需要營養(yǎng)物質(zhì)增多，向分蘗輸送量減少，致使多數(shù)分蘗由于營養(yǎng)匱乏而不能抽穗，成為無效分蘗。空稈是玉米生產(chǎn)中常見的現(xiàn)象，影響穗數(shù)和產(chǎn)量。一般在小麥產(chǎn)量水平較高和幼穗分化期較長的條件下，主莖和有效分蘗具有形成較多小穗的能力；若早期分蘗少，小穗分化期植株營養(yǎng)供應(yīng)充足，環(huán)境條件適宜，有利于小穗原基的大量形成，對產(chǎn)量的補償作用明顯；反之，小穗原基發(fā)生少，使繼后的小花數(shù)和粒數(shù)受到限制，則對產(chǎn)量的補償作用削弱。禾谷類作物籽粒在形成過程中，其形態(tài)、體積和重量發(fā)生一系列變化。灌漿階段是決定籽粒飽滿度的重要時期，環(huán)境條件和栽培管理是否適當(dāng)，都將影響粒重的增長。作物光合生產(chǎn)的能力與光合面積、光合時間及光合效率密切相關(guān)。此期干物質(zhì)積累量與葉面積成正比。玉米的干物質(zhì)積累動態(tài)與水稻相似，但又有差異。Bingham(1969)對冬小麥干物質(zhì)分配的研究指出，—，