平衡栽培体系中产量形成的环境条件

　　养分，水分，大气等物质要素要在适当的外部环境条件下形成植物的产量。这些条件是适宜的光照、温度和生长空间，他们对植物养分、水分和二氧化碳等因素都有较复杂的影响。
　　一、光照
　　植物从光照得到能量（辐射能），将无机物转化为有机物，把太阳能转变为化学能，延续植物的生命，据估计，地球上的植物每年通过光合作用能够固定1.55×1011t碳，其中60%是陆生植物同化的。
　　人们对光强的研究结果表明，大多数作物在光强略低于全日光时生长良好。不同作物对光强敏感程度不同。玉米对光照强度反应敏感，所以生长在纬度38～43°的玉米带产量较高，该地带在玉米抽雄始期（花药期）至成熟期的晴天辐射量较充足。
　　在光合作用中，提高光照强度可以提高光合效率。例如草莓是喜光植物，在温室大棚中栽培时，使用透光性好的棚膜比透光性差的棚膜可以使产量提高10%～30%。此时要提供充足的水分和比例适宜的养分，以利于积累和转化。而在光合效率低时提供的过量养分可能损失掉，造成环境污梁。还应说明一点，当二氧化碳浓度和温度等其他条件固定不变时，光照强度提高到一定程度时便达到光饱和点，即光合效率不再随着光照强度的增加而增高。
　　光照时间与植物生长的关系密切，与日照长度有关的植物习性称为光周期反应。按光周期反应可将植物分为长日照和无限日照型。长日照植物在光照等于或超过一定临界值时才开花，光照长度短于该临界值时只进行营养生长。在较宽日照长度范围内均可正常开化结实的植物称为无限日照型植物。在不同地区之间互相引种时要注意这一问题。
　　在温室大棚反季节作物生产中要特别注意尽量延长光照时间。一个80m长的日光温室，如果采用卷帘机，可以比手工卷帘每天多获得约1h的光照，作物产量提高10%左右，当然还要配合施用更多的水分和比例适宜的养分。
　　二、温度
　　温度直接影响植物的生理生化过程，如光合作用、呼吸作用、蒸腾作用、细胞壁渗透、水分和养分的吸收、酶活性等等。这些过程最终反映在植物生长上。
　　温度对上述每种过程的影响都是极为复杂的。比如对光合作用，总的来说，温度升高，光合作用增强，但会随着空气中二氧化碳浓度、光照强度、光照时间、植物水分状况和养分状况的不同而有程度不同的影响。
　　呼吸作用也随着温度升高而增强，在极高温度下，在维持短时间强呼吸后，呼吸速率急剧下降。在较高温度下，呼吸作用维持高水平，而光合作用已减弱，因此使作物处于饥饿状态。白天温度高些，夜间温度低些有利于作物光合产物生产得更多，消耗得更少，提高产量。
　　适宜温度下植物生长量大，需要充足的养分和水分供应；而植物生长量小时，过量的养分可能损失掉，污染环境。土壤温度一方面直接影响根系的生长及其功能，另一方面影响土壤微生物群落，从而间接影响植物生长。微生物活动伴随着放出二氧化碳，二氧化碳与水结合生成碳酸，可以影响土壤pH值，土壤pH值有可能影响一些微量元素的有效性。
　　三、生长空间
　　任何植物生长都要占据一定的空间。地上部枝叶占据空间，地下部根系也占据空间。一群植物生长在一起，会造成生长空间的竞争，而且最终达成平衡。
　　在农业栽培作物的情况下，要使植物个体之间尽量减少竞争，避免资源不必要的消耗和浪费，使更大份额的资源能转化为生物产量和经济产量。因此要求种植密度适中，或者叫做合理密植。
　　水肥充足的条件下应种得稀些。因为植株长得大，要避免叶片互相遮蔽。水肥充足使根系构型改变，根冠比减小，就是说同样数量的根为更多的地上部枝叶输送养料。这样一来，根中消耗的大部分能量就用在吸收、转化和运输养分上，而不是用来伸延根系，生物产量和经济产量因此会提高。
　　根系在土壤空间分布（无土栽培在介质中分布）。根系从单位土体中得到的养分越多，则总根量越少，根冠比越小，用于扎根消耗的能量越少，而用于吸收养分所消耗的能量越多，地上部生物产量越高。
　　一般情况下，地下部根系竞争空间的激烈程度远远高于地上部的空间竞争，因为土壤中养分的缺乏程度远大于光照和二氧化碳的缺乏。植物根系往往互相穿插、纠缠在一起。因此要采取措施在根系占据的土体内充足供应植物生长所需的养分、水分和土壤空气，使每株植物将自身能量更少地消耗在互相竞争资源上，而更多用于自身生产农产品上。