刍议作物的产量、品质与效益

王步奇

（山西武乡县监漳区域农业技术推广站，武乡 046300）

1 作物的产量

1.1 作物产量的概念

栽培作物的目的是获得较多的有经济价值的产品。通常把作物的产量分为生物产量和经济产量。有了生物产量究竟能获得多高的经济产量，还要看经济系数。

1.1.1 生物产量

是指作物通过光合作用，利用日光能，同化二氧化碳、水和无机物质，进行物质转化和能量积累，形成各种各样的有机物质。这些有机物质的总量，即根、茎、叶、花和果实等干物质总量，称作生物产量。计算生物产量时通常不包括根系（块根作物除外）。

1.1.2 经济产量

是指栽培目的所需的主产品收获量。由于人们栽培目的所需要的主产品不同，它们被利用为产品的部分就不同。同一作物因利用的目的不同，其产量的概念也不同。如玉米作为粮食作物时，产量是籽粒；作为饲料作物时，产品包括叶、茎、果、穗等全部有机物质。

1.1.3 经济系数

是指经济产量是生物产量中所要收获的部分。经济产量占生物产量的比例，即生物产量转化为经济产量的效率，叫做经济系数或收获指数。经济系数的高低仅表明生物产量转运到经济产品器官中的比例，并不表明经济产量的高低。通常，经济产量的高低与生物产量的高低成正比。不同作物的经济系数有所不同。通常薯类作物的经济系数为 0.70～0.85、 玉米 0.4～0.50、小麦 0.35～0.50，禾谷类作物的经济系数还与植株高度有关。植株越高经济系数越低，二者呈负相关。虽然不同作物的经济系数有其相对稳定的变化范围，但是，通过改良品种，优化栽培技术及改善环境条件等，可以使经济系数达到高值范围，在较高的生物产量基础上获得较高的经济产量。三者的关系可以用下式表示:经济产量=生物产量*经济系数。

1.2 作物产量构成因素及相互关系

作物产量是指单位土地面积上的作物群体的产量，即由个体产量和产品器官数量所构成。作物的产量（经济产量）构成因素是指构成主产品（经济产量）的各个组成部分，通常可分为单位面积株数、单株产品器官数（如禾谷类作物的每株穗数和每穗粒数）、产品器官重量（粒重、果重等）。具体到各类作物，其产量构成因素有所不同。研究这些因素的形成过程和相互之间的关系以及影响这些因素的条件，并采取相应的农业技术措施，以实现作物高产、稳产、优质、高效的目的，是作物栽培研究的重要内容之一，单位土地面积上的作物产量随产量构成因素数值的增大而增加。但是，作物在群体栽培条件下，由于群体密度和种植方式等不同，个体所占营养面积和生育环境也不相同，植株和器官生长存在差异。一般来说，当密度增加到个体之间发生相互影响时，产量构成因素很难同步增长，往往彼此之间存在着负相关关系。如玉米每公顷穗数增多时，每穗粒数减少，千粒重也有所降低。因为作物栽培的目的是单位面积上的产量，如果单位面积上的穗数的增加能弥补并超过每穗粒数和粒重减少的损失，仍表现为增产；当3因素中某一因素增加不能弥补另外两个因素减少的损失时，就表现为减产。这说明在产量构成因素中存在着实现高产的最佳组合，个体与群体协调发展时，产量可以提高。

1.3 作物产量的形成过程

产量形成过程是指作物产量的构成因素形成和物质积累的过程，也就是作物各器官的建成过程及群体的物质生产和分配过程。

不同的作物有各自不同的生长发育特点和我产量形成特点，但从作物产量的形成过程来看，各类作物均可概括地划分为生育前期、中期和后期3个阶段。一般来说，前一个时期的生长过程有决定后一个时期生长程度的作用，营养器官的生长和生殖器官的生长良好，才能保证生殖器官的形成和发育。营养器官的生长和生殖器官的生长存在着数量关系，只有通过合理密植、施肥、灌溉等措施，建成适度的营养体，为形成较多结实器官，增加产量提供物质基础。

影响产量形成的因素有3项：第一，内在因素。品种特性如产量形状、耐肥、抗逆性等生长发育特性及幼苗素质、受精结实率等影响产量形成过程。第二，环境因素。土壤、温度、光照、肥料、水分、病虫害的影响较大。第三，栽培措施。种植密度、群体结构、种植制度、田间管理措施，也是取得群体高产优质的主要调控手段。

1.4 作物的产量潜力及增产途径

1.4.1 作物的产量潜力

作物产量的形成主要是通过绿色叶片的光合作用。农作物全部干物质，约有95%来自光合作用，有大约5%来自根系吸收的矿物质。所以，提高作物对光能的利用是增加作物产量的最主要的手段。

1.4.2 作物增产途径

光合生产潜力是作物产量潜力形成的基础，由于种种不利环境条件的限制，光合生产潜力不能得到充分发挥。作物生长发育与两种环境有关：一种是自然环境，包括气候、地形、土壤、生物、水文等因子，难以在大规模范围内加以控制；另一种是栽培环境，指不同程度人工控制盒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生的遗传作用效率所制约。作物产量潜力的实现在与环境因子与作物的协调统一。因此，要提高作物产量潜力，必须对品种进行遗传改良，提高其光合效率；采用先进的栽培技术，改善栽培环境，提高作物群体的光能利用率。

选育优良品种，选育株型紧凑，抗倒，叶片配置合理，叶片光合效率高，光合机能保持时间长，呼吸消耗少的高光效品种是提高作物光能利用率的一条重要途径；改革耕作制度，合理安排茬口。通过采用间作、套种等项措施，增加复种指数，在温度许可的范围内，使一年中尽可能多的时间在耕地上有作物生长，特别是在阳光充足的时期，使单位面积上有较高的绿色面积，以提高作物群体的光能利用率；采用合理的栽培技术措施，合理密植，保证田间有最适宜的作物群体，最大限度地利用光能。正确运用肥、水技术，充分满足作物各作物生育阶段对外环境的要求，使光合作用效能做强的叶片较长时间地维持最适的叶面积指数状态，促进光合产物的生产、积累和运转。通过先进的栽培技术，合理调控作物的生长发育进程或产量形成过程，促进光合产物的生产及向产品器官的转运、积累，提高作物的产量和品质；提高光合效率，减少呼吸消耗。通过提高叶绿体内的光合速率，控制光呼吸，减少光合产物的消耗。

2 作物的品质

2.1 作物品质的概念

作物品质是指经济产量的质量，直接关系到产品对某种特定最终用途的适合性，及其经济价值。作物产品品质的评价标准，即所要求的品质内容因产品用途而异。评价作物产品品质，一般采用两种指标：一是反映经济产量品质的化学成分，以及有害物质如化学农药、有毒金属元数的含量等；二是物理指标，如产品的现状、大小、色泽、纤维长度和强度、面筋的拉力与强度等。每种作物都有一定的品质指标体系。

2.1.1 粮食作物的品质

粮食作物包括禾谷类作物、豆类作物和薯芋类作物，其产品为籽粒、块根和块茎。产品的品质可概括为营养品质、加工品质、食用品质和商品品质等。营养品质主要决定于产品的化学成分及其含量。禾谷类作物籽粒中含有大量的蛋白质和淀粉外，还有一定的脂肪、纤维素、糖、矿物质等。由于蛋白质是生命的基本物质，因此，蛋白质含量和氨基酸组分是评价禾谷类作物营养品质的重要指标，还可包括维生素和微量元素含量等。加工品质好的品种，才能制出可口的食品。一般容重大的小麦出粉率高。烘烤品质与面粉中面筋含量和质量有关。

2.1.2 经济作物的品质

经济作物包括纤维作物、油料作物、糖料作物和其他作物等。评价品质优劣的标准通常为工艺品质和加工品质。工艺品质指影响产品质量的原材料特性。加工品质一般指不明显影响产品质量，但对加工过程有影响的原材料特性。

2.2 影响作物品质的因素

2.2.1 遗传因素

蛋白质、淀粉、脂肪、维生素的含量食味和蒸煮品质等，都受遗传基因的控制。由于作物品质性状受基因控制，使作物保持了其产品质量的相对稳定性，也使作物之间存在着产品品质的差异。

2.2.2 气候因素

同一作物产品品质的优劣，因种植地区的气候因素不同有很大差异。如我国降水较多的南方小麦籽粒的蛋白质含量，低于降水量少的北方；季节因素，由于种植与成熟季节的不同，产品品质差异很大；土壤因素，不同土壤类型与质地对作物有影响，壤土上种植的小麦籽粒湿面筋含量高于砂质土壤上的。

2.2.3 栽培措施

同一作物品种的品质表现因栽培技术而异。合理的栽培技术能起到改善品质的作用。对多数作物而言，适当稀播能改善个体营养条件，从而在一定程度上可提高作物品种。适当增施氮肥和追肥比例通常能提高禾谷类作物籽粒蛋白质含量。适当地进行补充性灌溉，能改善植株代谢，促进光合产物的增加，改善作物品种。追肥后进行灌溉，能促进肥料吸收，增加产品的蛋白质含量。适时收获是获得高产优质作物产品的重要保证。

3 作物的生产效益

3.1 传统学术观念、技术观念存在的问题

3.1.1 单纯追求高产

作物产量是由作物群体构成，而群体产量与物质技术投入的关系呈S形曲线增长，当产量达最高值的1/2处以后，随着产量的提高，单位投入的报酬逐渐减少，这是符合群体增长生态规律的，再从经济规律看，效益=产出/投入。即效益与投入呈反比，与产出成正比，显然从经济学的法则考虑，高投入高产出是不符合经济规律的。

3.1.2 技术超长密集，效益低

在技术密集型高产思想指导下，往往忽视了效益，围绕作物高产无节制地追加物化技术，包括化肥、农药、生长调节剂、灌溉等，这种不顾成本、不分主次的技术密集累加，带来了生产成本的上扬。

3.1.3 重视单一作物单项技术的增产

忽视作物结构组合与技术优化的综合效益，只管单季高产，不问全年生产，影响了单位土地面积上周年综合效益的提高。

3.2 树立低投入、高效益的技术观

任何作物所需要的水、肥、光、热等物质能量和技术因素与产量的关系都是非线性关系，数量超出一定的范围，往往不仅不能增产，甚至带来负效应减产。大量投入化肥、农药和水资源，还会引起环境恶化于资源消耗的生态问题。所以，在作物生产中，树立低投入、高效益的技术观是十分必要的。

3.3 发展精确适度简化高效栽培，提高效益

作物生产效益不高的原因：一是投入高，带来产投比下降；二是生产环节多，技术烦琐，效益相互抵消；三是人均生产规模小，带来生产效率低。为此，应在简化高效栽培的思路下，重新研究建立产量、品质、效益相统一的、多目标精确适度的简化栽培技术体系。所谓精确就是要因地制宜利用现代科学技术准确适度控制投入、产出成本，适时适量投入肥水、农药等，并要尽可能地减少操作环节，节约生产资料，降低生产成本，实现高效生产。