通过对碳水化合物在棉花植株体内的分配方式的研究,提出了作物产量“源库”理论来描述作物的产量形成。20世纪60年代起,作物生理学家就灌浆过程的物质运输分配机制,对源库关系作了大量研究,源库概念就成为研究和解释作物群体协调状况的常用术语和基本方法。此后,这一理论广泛地被用于探索作物产量形成特别是作物高产途径,并在作物高产栽培实践中总结成为“源、库、流”理论。在近代作物栽培生理研究中,特别是在超高产栽培的理论探讨中,常用“源、库、流”理论阐明作物产童形成的规律,探索作物高产的途径,进而充分挖掘作物的产量潜力。
目前,在作物产量“源、库、流”理论中关于源库的概念有广义和狭义两种含义。狭义地理解,源是指具有碳水化合物净输出能力的成熟叶片,库是指积累和消耗碳水化合物的种子、块根(苇)、果实,这也是农业科研中常用的概念。从广义来说,源库概念除可应用到整株水平外,还可应用到器官内部,如在有胚乳的种子的发芽阶段,胚乳是供应种子胚生长所需碳水化合物的源,而生长中的胚则是消耗碳水化合物的库;也可应用到细胞和亚细胞水平,如正在生长的细胞是消耗碳水化合物的库,以后由于具有光合活力或释放出贮藏的碳水化合物也可成为源。在亚细胞水平,叶绿素是生产碳水化合物的源,而同一细胞的线粒体则是消耗碳水化合物的库。
作物的源和库是动态的,可因其部位和所起的作用不同而变化。有些器官是永恒的源,如含叶绿素的细胞和叶片,有些器官是永恒的库,如块根、块茎、发育中的芽、花和果实,而有些器官属源库兼用型,如番茄、香蕉、芒果、葡萄等的果实。因此,作物源、库间的界限并不明显。就库而言,又可分为若干类:初生库,如果实、籽粒、性器官:次生库,如先于性器官充实的块根、块茎;候补库,如谷类作物的茎鞘;附属库,如与植物共生或寄生的微生物;代谢库,如代谢高度活跃的细胞或分生组织。而赵全志等则认为,虽然茎鞘贮藏物质来自于叶片的同化作用,但茎鞘并不是收获的产量器官。因此,应将茎鞘划为源的范畴,是源的一部分。另外,籽粒中亦有少量蛋白质,其合成所需的氨基酸和氮素均来自于根系。合成碳水化合物所需的矿质营养元素和水分也需要通过根系的吸收。因此,根也应该属于源的一部分。从作物产量生理学和系统学的观点出发,相对于经济产量库容,应将源定义为制造和输送物能的供给系,包括叶源、茎鞘源和根源3部分,三者对产量的贡献大小不同,但都是同样重要的。
流是指作物源器官形成的同化物向库器官转移的过程,其强度可以用运输能力衡量。流的通道是叶、鞘、茎中的维管系统,同化物质运输的途径是韧皮部,韧皮部薄壁细胞是运输同化物的主要组织。在韧皮部运输的同化物质中,大部分是碳水化合物,少部分是有机氮化合物。流的状况影响作物源器官中同化物的运输和分配,进而影响者作物的产量和经济系数。在“源、库、流”理论中,流与源、库同等重要。