平衡栽培體系中產(chǎn)量形成的環(huán)境條件

　　養(yǎng)分，水分，大氣等物質(zhì)要素要在適當(dāng)?shù)耐獠凯h(huán)境條件下形成植物的產(chǎn)量。這些條件是適宜的光照、溫度和生長(zhǎng)空間，他們對(duì)植物養(yǎng)分、水分和二氧化碳等因素都有較復(fù)雜的影響。
　　一、光照
　　植物從光照得到能量（輻射能），將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，延續(xù)植物的生命，據(jù)估計(jì)，地球上的植物每年通過(guò)光合作用能夠固定1.55×1011t碳，其中60%是陸生植物同化的。
　　人們對(duì)光強(qiáng)的研究結(jié)果表明，大多數(shù)作物在光強(qiáng)略低于全日光時(shí)生長(zhǎng)良好。不同作物對(duì)光強(qiáng)敏感程度不同。玉米對(duì)光照強(qiáng)度反應(yīng)敏感，所以生長(zhǎng)在緯度38～43°的玉米帶產(chǎn)量較高，該地帶在玉米抽雄始期（花藥期）至成熟期的晴天輻射量較充足。
　　在光合作用中，提高光照強(qiáng)度可以提高光合效率。例如草莓是喜光植物，在溫室大棚中栽培時(shí)，使用透光性好的棚膜比透光性差的棚膜可以使產(chǎn)量提高10%～30%。此時(shí)要提供充足的水分和比例適宜的養(yǎng)分，以利于積累和轉(zhuǎn)化。而在光合效率低時(shí)提供的過(guò)量養(yǎng)分可能損失掉，造成環(huán)境污梁。還應(yīng)說(shuō)明一點(diǎn)，當(dāng)二氧化碳濃度和溫度等其他條件固定不變時(shí)，光照強(qiáng)度提高到一定程度時(shí)便達(dá)到光飽和點(diǎn)，即光合效率不再隨著光照強(qiáng)度的增加而增高。
　　光照時(shí)間與植物生長(zhǎng)的關(guān)系密切，與日照長(zhǎng)度有關(guān)的植物習(xí)性稱(chēng)為光周期反應(yīng)。按光周期反應(yīng)可將植物分為長(zhǎng)日照和無(wú)限日照型。長(zhǎng)日照植物在光照等于或超過(guò)一定臨界值時(shí)才開(kāi)花，光照長(zhǎng)度短于該臨界值時(shí)只進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。在較寬日照長(zhǎng)度范圍內(nèi)均可正常開(kāi)化結(jié)實(shí)的植物稱(chēng)為無(wú)限日照型植物。在不同地區(qū)之間互相引種時(shí)要注意這一問(wèn)題。
　　在溫室大棚反季節(jié)作物生產(chǎn)中要特別注意盡量延長(zhǎng)光照時(shí)間。一個(gè)80m長(zhǎng)的日光溫室，如果采用卷簾機(jī)，可以比手工卷簾每天多獲得約1h的光照，作物產(chǎn)量提高10%左右，當(dāng)然還要配合施用更多的水分和比例適宜的養(yǎng)分。
　　二、溫度
　　溫度直接影響植物的生理生化過(guò)程，如光合作用、呼吸作用、蒸騰作用、細(xì)胞壁滲透、水分和養(yǎng)分的吸收、酶活性等等。這些過(guò)程最終反映在植物生長(zhǎng)上。
　　溫度對(duì)上述每種過(guò)程的影響都是極為復(fù)雜的。比如對(duì)光合作用，總的來(lái)說(shuō)，溫度升高，光合作用增強(qiáng)，但會(huì)隨著空氣中二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度、光照時(shí)間、植物水分狀況和養(yǎng)分狀況的不同而有程度不同的影響。
　　呼吸作用也隨著溫度升高而增強(qiáng)，在極高溫度下，在維持短時(shí)間強(qiáng)呼吸后，呼吸速率急劇下降。在較高溫度下，呼吸作用維持高水平，而光合作用已減弱，因此使作物處于饑餓狀態(tài)。白天溫度高些，夜間溫度低些有利于作物光合產(chǎn)物生產(chǎn)得更多，消耗得更少，提高產(chǎn)量。
　　適宜溫度下植物生長(zhǎng)量大，需要充足的養(yǎng)分和水分供應(yīng)；而植物生長(zhǎng)量小時(shí)，過(guò)量的養(yǎng)分可能損失掉，污染環(huán)境。土壤溫度一方面直接影響根系的生長(zhǎng)及其功能，另一方面影響土壤微生物群落，從而間接影響植物生長(zhǎng)。微生物活動(dòng)伴隨著放出二氧化碳，二氧化碳與水結(jié)合生成碳酸，可以影響土壤pH值，土壤pH值有可能影響一些微量元素的有效性。
　　三、生長(zhǎng)空間
　　任何植物生長(zhǎng)都要占據(jù)一定的空間。地上部枝葉占據(jù)空間，地下部根系也占據(jù)空間。一群植物生長(zhǎng)在一起，會(huì)造成生長(zhǎng)空間的競(jìng)爭(zhēng)，而且最終達(dá)成平衡。
　　在農(nóng)業(yè)栽培作物的情況下，要使植物個(gè)體之間盡量減少競(jìng)爭(zhēng)，避免資源不必要的消耗和浪費(fèi)，使更大份額的資源能轉(zhuǎn)化為生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。因此要求種植密度適中，或者叫做合理密植。
　　水肥充足的條件下應(yīng)種得稀些。因?yàn)橹仓觊L(zhǎng)得大，要避免葉片互相遮蔽。水肥充足使根系構(gòu)型改變，根冠比減小，就是說(shuō)同樣數(shù)量的根為更多的地上部枝葉輸送養(yǎng)料。這樣一來(lái)，根中消耗的大部分能量就用在吸收、轉(zhuǎn)化和運(yùn)輸養(yǎng)分上，而不是用來(lái)伸延根系，生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量因此會(huì)提高。
　　根系在土壤空間分布（無(wú)土栽培在介質(zhì)中分布）。根系從單位土體中得到的養(yǎng)分越多，則總根量越少，根冠比越小，用于扎根消耗的能量越少，而用于吸收養(yǎng)分所消耗的能量越多，地上部生物產(chǎn)量越高。
　　一般情況下，地下部根系競(jìng)爭(zhēng)空間的激烈程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于地上部的空間競(jìng)爭(zhēng)，因?yàn)橥寥乐叙B(yǎng)分的缺乏程度遠(yuǎn)大于光照和二氧化碳的缺乏。植物根系往往互相穿插、糾纏在一起。因此要采取措施在根系占據(jù)的土體內(nèi)充足供應(yīng)植物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分、水分和土壤空氣，使每株植物將自身能量更少地消耗在互相競(jìng)爭(zhēng)資源上，而更多用于自身生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品上。