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冬小麦的生长和发育
2012/11/18

 

1、种子的萌发与出苗
⑴种子的构造
小麦种子由皮层、胚乳、胚三个部分组成。籽实的腹部有一纵沟称为腹沟,他的深浅是不同品种的特征之一,也是籽粒饱满程度的指标之一,浅—饱,深—不饱。皮层包括果皮和种皮,二者紧密联结在一起不易分开,种皮内层细胞含有色素,他决定粒色,保护内部;胚乳贮藏养分,由糊粉层和粉质层组成;胚由胚根、胚芽、胚轴和盾片组成。
⑵种子萌发与出苗的三个过程
生物物理过程:干种子的含水量为12~13%,呈凝胶状态,胚乳是亲水胶体,在适宜温度下吸水膨胀变为溶胶状态,体积增大;②生物化学过程:随着种子吸水增加,呼吸加强,种子内各种酶开始活动,使复杂的有机物转化为胚可利用的简单物质和能量,为萌动提供物质和能量来源;③生物学过程:当种子吸水达种子干重的45~50%时,开始萌发,胚根首先突破种皮,接着胚芽鞘突破种皮。当胚根达到种子长度,胚芽鞘相当于种子长一半时称为发芽。胚芽鞘向上生长顶出地表称为出土。胚芽鞘顶出地面见光后裂开,露出真叶。当第一片真叶露出地面2cm时称为出苗,全田50%幼苗达到此标准时称为出苗期。
⑶影响萌发和出苗的条件和在实践上的意义:
①种子质量起决定作用。粒大、无病、成熟好的萌发好,果皮和种皮厚的不如薄的出苗快。因此要进行选种,以达到出苗齐、快的目的。②萌发出苗需要一定的温度。最适15~20℃,最高30~35℃,最低1~2℃。在10℃以下萌发时,发芽慢,且种子易受病菌危害,发芽整齐度和出苗率都降低。日平均温度16~18℃为播种适期。③播深以3~5cm为宜。天津4~5cm播种过浅,虽然出苗快,但易发生冻害;播种过深,胚芽鞘在地下开裂,不易出土,消耗养分多,苗弱。④适宜的土壤水分。田间持水量保持在70~80%为宜。⑤良好的通气条件。酶等生化活动需要氧气,缺氧时种子无氧呼吸产生酒精中毒死亡,故在播种前应整好地。
2、分蘖及其成穗
⑴分蘖和分蘖节的作用
分蘖是指着生在分蘖节上的地下分枝。其作用是:①分蘖是构成产量的重要组成部分。小麦的穗数由主茎穗和分蘖穗组成,分蘖成穗率可反映栽培水平和地力的高低。②分蘖是壮苗的标志。在亩穗数相同时,基本苗少者单株成穗数多产量高,因其个体发育好。分蘖多必然次生根多、近根叶多,是壮苗的标志。③分蘖是环境与群体的调解者。分蘖对环境的反应比主茎敏感,故小麦对环境的适应以及群体大小的调节主要靠分蘖。
分蘖节是指主茎或分蘖埋藏于地面以下密集于植株基部的节群。其作用是:①再生作用。在分蘖期,分蘖节可产生分蘖和次生根。当主茎和分蘖遇不良环境而死亡时(如冻害),只要条件适合仍可再生新蘖并能形成一定产量。②健壮的分蘖节有利于冬小麦安全越冬。
⑵小麦分蘖规律
①分蘖的时期:苗龄三叶时开始,至拔节期结束。冬小麦从三叶到越冬,冬前持续约一个半月时间,第二年从返青到拔节结束。小麦分蘖发生的最低温度要求是2~4℃,故越冬和返青的时间界限是稳定下降到和稳定上升到这个温度指标。
②分蘖的规律——同伸现象与同伸关系:小麦各级分蘖的出现与主茎叶片的出生在时间上有一定的对应关系,即所谓的同伸关系。
③缺位现象:同伸规律是理论数,实际分蘖数比理论数少。胚芽鞘蘖出现的机会很少,高位、高级蘖也常有缺少。任何时候条件不利,都可能缺位,而且条件变好时也不再生。但有可能发生该出的次生根,因长根和长分蘖所需的条件不同。
④同伸关系产生的基础:在种胚形成期间,第四叶原基分化的同时(第三完全叶)也分化出胚芽鞘蘖芽原基。播种后,种子萌发至穗分化开始前这一期间,新的叶原基不断分化形成,在分化第五叶原基(第四完全叶)同时,主茎第一叶叶间分化出第一蘖芽原基。叶原基和蘖芽原基分化速度相等,既每分化出一个叶原基的同时分化出一个一级蘖芽原基,因此产生了同伸关系。
⑤同伸关系的生产意义:实践证明,华北地区冬小麦在良好的播种条件下,播种到出苗约需≥0℃积温120℃;出苗到越冬,主茎每长一片叶约需积温70℃。根据以上两个积温数,在查算出当地小麦从播种到越冬的≥0℃积温数,即可推算出当地小麦不同播期的麦苗,在越冬前单株主茎的叶片数和分蘖数以及全田总茎数;也可以根据对越冬前全田总茎数的要求,推算出不同播期应具有的基本苗数,进一步推算出播种量。总之对确定播期、播量以及控制冬前群体大小有重要的参考作用。
⑶小麦分蘖消长动态
冬小麦分蘖有两个高峰,一个是冬前分蘖高峰,时间在分蘖后半个月左右,另一个在春季拔节前。冬前分蘖高峰是主峰,因冬前分蘖数占总分蘖数的70~80%。到拔节期由于生长中心转移,小蘖逐渐死亡,最后稳定到穗数。分蘖两极分化的时间界限是拔节前后,两极分化后,主茎和低位蘖长成有效穗,小蘖消亡,消亡顺序和分蘖发生顺序相反。
未抽穗前如何判断分蘖有效或无效:①冬前判断:冬前具有三片叶以上的分蘖若越冬未死亡,且肥水条件正常就能成穗;②春季拔节以前:具有六片叶以上的分蘖可成穗,五片叶的介于成与不成之间,四片叶以下的不能成穗。
争取穗数有两个途径:穗数决定于分蘖的增长过程和消亡过程,故争取穗数有两个途径。一是提高总分蘖数;二是以较少的总分蘖数提高成穗率。第一个途径因最高分蘖数多,易引起郁蔽而发生倒伏,第二个途径可减轻倒伏威胁。
3、幼穗分化及粒数
⑴麦穗的构造
             穗轴——穗轴节片                子房
 麦穗{             小穗轴      雌蕊一枚{ 柱头二个
             小穗{ 若干小花{ 鳞片二枚    花丝
                     两枚护颖    雄蕊三枚{ 花药
                                 内、外颖——(芒)
⑵幼穗分化过程
分期原则:①镜检有易于确定的形态指标;②有明显的外部形态与之对应。
小麦生长锥在穗原基分化之前呈半球状,宽度大于长度,这一阶段的生长锥主要分化叶片,称为叶原基分化期。以后幼穗生长锥分化生殖器官。幼穗分化是一个连续渐进的过程,人为分为以下几个时期:
Ⅰ、伸长期:生长锥长度大于宽度呈锥状,标志着生殖器官分化开始。
Ⅱ、单棱期(穗轴分化期):在伸长的生长锥基部由下而上分化出环状突起,叫苞原始体。形状像棱,故叫单棱期。一个苞原始体相当于一个节,两个节之间为节间,即穗轴节片,苞原基不久即消失。
Ⅲ、二棱期(小穗原基分化期):在幼穗中部的两个苞原始体之间又出现一个突起,即小穗原基。这时幼穗呈二棱状,故叫二棱期。注意小穗原基的分化顺序是从生长锥中部开始,渐次于上部和下部。二棱期又分为二棱初、中、末期,初期二棱显二列性不显;中期二棱二列均显;末期二棱不显二列性显。此时处于起身期。
Ⅳ、护颖分化期:在幼穗中部的小穗原基基部分化出护颖原基,此期很短。
Ⅴ、小花原基分化期:在幼穗中部已形成护颖原基的小穗原基上自下而上分化出小花的外颖原基。
Ⅵ、雌雄蕊原基分化期:在中部第一小穗分化出3~4朵小花原基后,基部第一朵小花外颖内出现三个半球状雄蕊突起,随后在三个半球状突起中间出现雌蕊突起。此时处于拔节期。
Ⅶ、药隔形成期:雄蕊突起由球状变为柱状,且沿中部自顶向下出现微凹纵沟进入药隔形成期。同时雌蕊原基顶端凹陷分化出两枚柱头原基,有芒品种沿外颖中脉伸长。
Ⅷ、四分子形成期:镜检花药中花粉粒,花粉母细胞经减数分裂形成四分子。
注意:①有人认为,因药隔和四分子之间间隔长达10天,故可在这两期之间加一个时期,即覆盖器官伸长期,此时颖花、芒和幼穗迅速伸长。②研究证明,穗分化进程与春生叶片有同步的对应关系。如北京等冬麦区,正常播种和正常气温条件下,春1叶——单棱;春2叶——二棱;春3叶——小花;春4叶——雌雄蕊;春5叶——药隔;春6叶——覆盖。
⑶小花退化
小花退化的时间:四分子形成期是小花两极分化的转折点。2~3天开始退化,5~6天急剧退化期,以后一直到花粉粒形成为持续退化期。
什么样的小花退化:①性器官分化不健全的小花。一穗上发育最早的小花进入四分子期后,还在药隔之前的小花,称为性器官分化不健全。首先退化,占退化小花的70~80%;②性细胞发育不健全的小花:进入四分子的小花花粉胚囊发育不好称为性细胞发育不健全。跟着退化,占退化小花的20~30%;③退化子粒:占退化小花的1~5%。
可以争取什么样的小花成粒:退化子粒和一部分性细胞发育不健全的小花,占退化小花的5~8%。退化小花占分化小花的70~80%,每小穗分化3~9朵小花,2~3朵结实。退化顺序与分化顺序相反。
结实器官建成的控制时期
      穗器官分化期          性器官分化期
单棱期—————→小花分化期—————→四分子形成期
       决定小穗数            决定小花数
 
                                      性细胞分化期
                            药隔形成期——————→开花
                                      决定退化小花数
4、子粒建成及粒重
⑴子粒形成的过程
小麦开花受精后子房膨大形成子粒,根据含水量的变化分为子粒形成、灌浆过程和成熟过程三个时期。
时    期             特    征    历时时间   含水率     胚乳状态      粒色        其     他
子粒形成           坐脐到多半仁   9~11      >70%       清水状      灰白至灰绿   长度达3/4
灌浆过程 乳熟期   多半仁到软仁 12~18    70%~45%   清水至炼乳状 灰绿至绿黄   体积最大
          面团期                    3      40%~38%    面筋状      绿黄至黄绿   体积缩小
成熟过程 蜡熟期   软仁到硬仁     3~7     35%~25%     蜡质状         黄色      粒重最大、人工
          完熟期   硬仁以后                   <20%                   种皮色      炸芒、机械
⑵争取粒重的途径
争取粒重的途径可概括为源、库、流、耗四个方面。①争取和保持较大的光合源:光合源有两个:一是开花前制造贮藏于茎秆中的物质,占5~10%;二是开花以后制造的光合产物,占90~95%。可以看出主要是保后者,但因光合系统的形成是在开花前,这就要求有一个好的群体,为开花后创造条件。开花后主要是防止叶片早衰,特别是旗叶,旗叶对灌浆的贡献可占粒重的1/3。此外还要保持茎、叶鞘、穗和芒的光合功能。②有好的贮藏库:即粒多、粒大。③流即延长灌浆时间和提高灌浆强度:时间长强度大粒重高。④耗即减少累计物质的损失:灌浆后的消耗主要是呼吸消耗,水分越多越强烈,因此灌浆停止后希望尽快脱水。此外是降雨对灰分的淋失。这就要求适时收获。
⑶争取粒重的措施
在良好群体条件下,后期主要是浇好三水。扬花水可保证不早衰,含水量高;灌浆水可保证灌浆时间长强度大;麦黄水可增加粒重。但高产田浇麦黄水易造成贪青晚熟,只要田间持水量在75%左右可不浇。一般应在收获前10停水。
5、根系的生长,茎秆的形成与作用,叶的构造、生长与功能,小麦生产与土肥水的关系等内容自学。

 

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