小麦生物学基础.pptx

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1、小麦栽培的生物学基础小麦栽培的生物学基础本章重点：小麦的阶段发育特性及产量形成第1页/共98页e小麦的一生e小麦的发育特性e小麦的器官建成e小麦的产量形成第2页/共98页一、小麦的一生一、小麦的一生 小麦的一生从种子萌发长成幼苗产生新的种子的整个周期，需要经历几个不同的时期，陆续形成小麦的根、叶、茎、分蘖、穗、小花、子粒等器官。第3页/共98页 1 1、小麦的生育期生育期小麦从播种到种子成熟。（生育期的长短由品种特性、种植区的生态条件及播期决定）一般说来，冬小麦为230230天左右；春小麦为100100天左右。第4页/共98页 2 2、小麦生育时期 小麦随着生长发育在内部和外部发生一系列变化，

2、根据这些变化特征可划分为不同的生育时期，作为生长发育程度的判别和指导农业生产的依据。第5页/共98页小麦的各生育时期出苗期三叶期分蘖期拔节期孕穗期抽穗期开花期成熟期第6页/共98页出苗期 分蘖期第7页/共98页分蘖期 孕穗期第8页/共98页抽穗期、开花期和成熟期第9页/共98页 3 3、小麦的生长阶段8营养生长阶段（种子萌发幼穗分化）此期主要长根、叶等营养器官，主要指苗期。在叶期前幼苗较小，靠胚乳供应营养物质，到三叶期时，整个胚乳中养分已耗尽，幼苗开始由胚乳营养转向独立营养，此时称为“断奶期”。从出苗到三叶期，一般经历12-12-1515天。第10页/共98页8营养生殖生长阶段（幼穗分化-抽穗

3、）一方面进行穗的分化和发育，另一方面继续长根、叶及分蘖，完成茎秆伸长、长粗和充实，营养生长和生殖生长同时进行。8生殖生长阶段（抽穗开花-籽粒成熟）从开花授精经籽粒形成到灌浆成熟，籽粒成熟可分为乳熟期、蜡熟期和完熟期。第11页/共98页二、小麦的阶段发育特二、小麦的阶段发育特性性 1、阶段发育的概念生长：指细胞数目的增加和体积的增大。发育：指生长过程中导致性器官形成的内在质变。小麦的阶段发育特性：指小麦完成其生活周期，必须在内部发生一系列质变基础上，才能使小麦由营养生长转向生殖生长。第12页/共98页u每一次质变过程即为一个发育阶段，小麦的一生是由若干个发育阶段组成。u每一个发育阶段的进行，除要

4、求综合环境外，往往有一个因素起主导作用，如果缺少这个条件或不能满足要求，则这个发育阶段就不能顺利进行或中途停止，待条件适宜时，再在原先发育的阶段上继续进行。u小麦必须有顺序地通过各个发育阶段，生殖器官才能正常分化形成和抽穗结实。u研究认为，小麦属低温长日照作物，有春化和光照两个发育阶段。第13页/共98页 2 2、小麦的春化阶段l定义：小麦种子萌动后，除正常的生长条件外，还必须经过一定的低温，才能抽穗结实的现象。l接受低温反映的器官是萌动种子胚的生长点或幼苗茎生长点。一般以茎生长锥伸长（二棱期）为通过春化阶段的形态指标。第14页/共98页 依据小麦品种通过春化阶段所要求的温度高低及时间长短可将

5、其分为：依据小麦品种通过春化阶段所要求的温度高低及时间长短可将其分为：春性品种：在5-205-20o oC C下，经历5-155-15天即可完成春化。未经春化处理的种子，春夏播种均能抽穗。半冬性品种：在3-153-15o oC C下经15-3515-35天可完成春化阶段。未经处理的种子，春播时抽穗延迟或不能正常抽穗。冬性品种；春化要求温度低，时间长，在0-80-8o oC C下，一般需3535天以上才能完成春化。未经处理的种子，春播一般不能抽穗。第15页/共98页 3 3、光照阶段小麦通过春化作用后即开始进入光照阶段。此期除要求一定的水分、温度养分等条件外，光周期是主导因素。延长日照促进发育，

6、缩短日照则延缓发育。光照阶段开始于二棱期，结束于雌雄蕊分化期。接受光照反应的器官是叶片。第16页/共98页 小麦对日照的反应可分为三类：-反应迟钝型：每日8-128-12时日照即可通过光照阶段，南方冬麦区的春性品种属此类。-反应中等型：8 8时的日照下不能通过光照阶段。1212时可正常通过，半冬性品种多属此类。-反应敏感型：在1212时以上日照下，才能通过光照阶段。一般冬性品种和北方春麦区品种多属此类。第17页/共98页 4 4、阶段发育理论在小麦生产上的应用 引种引种4在引种时，首先要考虑品种的阶段发育特性。4北方冬性品种南移，由于南方温度较高，日照时数较短，春化及光照阶段发育延缓，表现为迟

7、熟，甚至不能抽穗。4南方的春性品种北移，表现为早熟，冻害严重。4如同纬度地区引种一般较易成功，但必须注意各地的海拔高度及有关生态条件。第18页/共98页 播种期播种期4冬性品种的耐寒性强，可适当早播，宜安排在早茬地上。4春性品种抗寒性弱，可适当晚播，宜安排在晚茬地上。4春性品种如播种过早，可能在年前就完成光照阶段的发育而拔节，易受冬春冻害死亡。第19页/共98页 播种密度播种密度4冬性品种的分蘖在春化和光照两个阶段中进行，分蘖期长，分蘖力强，播种密度可适当降低。4春性品种的春化阶段短，分蘖在光照阶段中进行，此时幼穗分化已开始，因而分蘖力较弱，播种量适当大些，才能达到增穗、增产。第20页/共98

8、页三、小麦的器官建成与调控三、小麦的器官建成与调控d种子萌发与出苗d根的生长d叶的生长d分蘖的发生与消长d茎的生长d穗的分化和形成d抽穗、开花、结实第21页/共98页（一）种子萌发和出苗 1 1、种子构造 胚 种子 胚乳 皮层第22页/共98页第23页/共98页 2 2、种子萌发与出苗 小麦种子萌发必须经历三个过程：v吸水膨胀过程（物理过程）大分子物质（淀粉、蛋白质、纤维素）在水分较多时，由凝胶状态转变为溶胶状态，体积不断增大。当吸水过麦粒干重的42-45%42-45%时吸胀过程结束。第24页/共98页v物质转化过程（生化过程）随种子膨胀，呼吸作用加强，各种酶活性加强，将胚乳中贮藏物质转化为易

9、被胚吸收利用的简单物质（可溶性含氮化合物）。第25页/共98页v发芽过程（生物学过程）当种子吸水达自身干重的45-50%45-50%时开始萌发，胚根鞘首先突破皮层，称为露白，也称萌发。胚根鞘长约1mm1mm时，主胚根伸出根鞘，接着从胚轴两侧生出第一对侧根。当芽长达种子长度的一半时，称为发芽。小麦种子发芽后，芽鞘向上伸长顶出地面为出土。胚芽鞘见光后停止伸长，接着第一片真叶从芽鞘顶端伸出。当第一片真叶伸出芽鞘2-3cm2-3cm时，为出苗；田间有50%50%的苗达到出苗标准为出苗期。第26页/共98页第27页/共98页 3 3、影响小麦萌发出苗的条件种子质量：大粒种子比小粒种子易获得壮苗水分：适宜

10、于发芽的田间持水量为70-80%70-80%，50%50%时出苗困难氧气：种子萌发需要足够的氧气，空气中含氧20.8%20.8%时，发芽率可达100%100%，而当土壤中氧含量为5.2%5.2%时，发芽率降至87%87%。第28页/共98页温度：种子萌发的最低温度为1-21-2o oC,C,最适宜的温度为15-2015-20o oC C，最高温度为30-3530-35o oC C。在1010o oC C以下时发芽不齐，出苗率低；超过2424o oC C时发芽率下降。播种深度：播种过深，芽鞘伸长过度，出苗延迟，出苗率下降，苗瘦苗弱，叶片狭长，分蘖少，发根差；播种过浅，表层土壤容易失水干燥，不利于

11、出苗，且冬季易遭冻害。一般江苏、淮北：4-5cm4-5cm，淮南：2-3cm2-3cm。第29页/共98页（二）根的生长（二）根的生长 1 1、根系的形成：胚根 根系 次生根 根系的形成和伸长在小麦一生中延续时间较长，从胚根开始直至抽穗时才基本结束。（旱地小麦由于干旱影响次生根的发生，初生根的作用更重要）第30页/共98页 次生根的形成是在植株开始分蘖的同时或稍后从分蘖节上发生。一般每长一个分蘖，在分蘖节上长出1-21-2条次生根，当分蘖本身具有3 3片叶后，在分蘖鞘和分蘖第一叶基部也长出次生根，逐步形成了自己独立的次生根系。第31页/共98页 次生根与分蘖节位高低有关，较低的分蘖节有较多的根

12、数。同时根数与分蘖所处的条件有关，在干旱条件下，次生根不发生，适宜条件下可达100100条以上。种子根吸收磷酸能力较强，而次生根可以有效地利用氮素营养和土壤表层水分。第32页/共98页 2 2、根系分布 小麦根系主要分布在0-40cm0-40cm的土层内，占总根量的85%85%以上，其中以20cm20cm以内根系最为集中，占总根量的70-80%70-80%。因此，浅耕（根主要分布在0-150-15或2020）不能很好利用耕作层以下的肥力。第33页/共98页 3 3、影响根系生长的条件温度：麦根在2 2o oC C开始生长，16-16-2020o oC C生长最快，超过3030o oC C生长显

13、著受抑。水分：土壤水分在60-70%60-70%时，根系生长最为有利，超过70%70%，就会受影响。光照：光照越弱，根的生长越少。养分：氮、磷、钾配合施用，能促进根系生长；但N N过多，叶生长旺盛，消耗大量糖分，削弱根系的发育。第34页/共98页（三）叶的生长（三）叶的生长1 1、叶的构造(看图)叶片 叶鞘 叶耳 叶舌叶叶第35页/共98页第36页/共98页 2 2、叶的分化与形成叶原基分化期：叶原基是由生长锥基部的分生细胞分化而来，分化数的多少，因品种生长发育类型、播期及栽培密度和肥水条件不同而异。一般冬性品种较多，春性品种较少。南方春性品种：9-119-11叶；半冬性：12-1312-13

14、叶。第37页/共98页细胞分裂期：已分化出的叶原基开始进行细胞分裂增生，当叶片长度达7-8mm7-8mm时，叶片细胞分裂结束，进入细胞伸长与体积增大期。（控制和促进叶面积，主要在此期）第38页/共98页细胞伸长期：此期又分为伸长期和功能期 伸长期：从叶露尖到叶全展开，长宽达定型。功能期：叶定型到衰老枯黄。第39页/共98页3 3、叶层分工近根叶组：指着生在分蘖节上的所有叶片。其制造的光合产物主要供根系、分蘖和新生叶片的生长。（壮苗、安全越冬）第40页/共98页中部叶组：指包围在茎基部第1 1、2 2、3 3节间的抱茎叶。其光合产物主要供给春季发根分蘖、新生叶、基部第1 1、2 2节间伸长、长粗

15、、充实及幼穗进一步分化发育用，与培养壮秆大穗关系密切。第41页/共98页上部叶组：指剑叶、倒2 2叶和倒3 3叶，其光合产物在抽穗前主要供小花分化和中上部节间的伸长、充实，抽穗后的光合产物主要供给子粒灌浆，有少量供给根系。第42页/共98页第43页/共98页 4 4、影响叶片分化的因素品种特性：主茎叶数是小麦冬春性的重要外部指标，一般春性品种主茎叶少，冬性品种主茎叶多。气候环境：叶片受不同纬度所造成的温光条件影响，一般随纬度增高叶数变少，反之则增多。栽培技术：播期早，主茎总叶数多，播期晚，主茎叶数少。第44页/共98页（四）分蘖的发生与消长（四）分蘖的发生与消长 1 1、分蘖节的作用发生分蘖、

16、节根和叶片是麦苗营养物质分配和运输的枢纽贮藏养分，使细胞液浓度提高，增强抗寒力。第45页/共98页第46页/共98页 2 2、分蘖的发生 适期播种条件下，出苗后15-15-2020天，主茎出现第三叶（3/03/0）时，可长出胚芽鞘分蘖（P P）；主茎第四叶伸出（4/04/0）时，第一叶分蘖伸出；主茎第五叶伸出第二叶分蘖长出，分蘖发生与主茎叶片出现保持n-3n-3的同伸关系，称之为叶蘖同伸关系。第47页/共98页一级分蘖：从主茎上发生的分蘖二级分蘖：从一级分蘖上长出的分蘖小麦主茎不同叶龄期的单株茎蘖数，如不计算芽鞘蘖，则可表示为：主茎叶龄：3 4 5 6 7 8 9 3 4 5 6 7 8 9

17、1010单株茎蘖：1 2 3 5 8 13 21 1 2 3 5 8 13 21 3434第48页/共98页 3 3、分蘖消长规律i小麦进入分蘖期后，分蘖数不断增加，群体随之增大，一般临近拔节期，分蘖数达最高峰，此后由于营养与生长中心的转移，分蘖向两极分化。群体总茎数下降，直到抽穗前后穗数才稳定。第49页/共98页i南方麦区冬季温暖，小麦不停止生长，故分蘖是单峰曲线。北方麦区有稳定的封冻期，分蘖停止，在年前及春季各形成一个最高峰，分蘖动态呈双峰曲线。第50页/共98页E有效分蘖：拔节后具有3 3叶以上的分蘖，由于具有自身的根系能独立营养，可继续生长抽穗结实。E无效分蘖：拔节后具有3 3叶以下的

18、小蘖。E动摇分蘖：拔节后具有2 2叶一心的分蘖，条件好可发展为有效分蘖，条件不好则成为无效分蘖。第51页/共98页第52页/共98页第53页/共98页 4 4、影响分蘖的主要因素品种的阶段发育特性：一般冬性品种春化阶段长，分化的叶原基及蘖芽多，而春性品种分蘖力较弱。温度：分蘖发生的适宜温度为13-1813-18o oC C，低于3 3o oC C或高于1818o oC C，都不利于分蘖的发生。光照：日照充足，营养面积大，分蘖力高。土壤水分：70-80%70-80%，水分不足，分蘖力下降肥料：增加土壤中氮素营养，可促进分蘖早发，提高单株成穗。第54页/共98页（五）茎的生长（五）茎的生长 1 1

19、、茎的形态结构 茎杆由节和节间组成，具有支持、输导、光合和贮藏作用。按位置和形态，可分为地上、地下两部分，地下节不伸长构成了分蘖节，地上节伸长，数目较稳定，一般为4-64-6个，多为5 5个。第55页/共98页第56页/共98页 2 2、茎的形成和伸长 小麦茎原始体在茎生长锥伸长时形成，当分蘖基本停止时，节间开始伸长。基部节间伸长至离地面1.5-2.0cm1.5-2.0cm时为拔节。节间伸长自下而上顺序进行，并有一定的重叠性。当基部第一节间迅速伸长时，第二节间开始伸长；第一节间伸长减慢时，第二节间开始迅速伸长，依此类推，株高到开花时定型。第57页/共98页 小麦节间伸长与叶片、叶鞘伸长存在一定

20、同伸关系：N N叶伸长=（n-1n-1）叶叶鞘伸长=（n-1n-1）(n-2)(n-2)叶间的节间伸长（见图）第58页/共98页第59页/共98页 3 3、影响茎生长的环境条件温度：茎1010o oC C左右开始伸长，随气温升高而加快，12-1612-16o oC C有利于壮秆，高于2020o oC C茎秆易徒长，造成纤细软弱，易倒伏。光照：充足的光照有利于形成壮秆。第60页/共98页水分：拔节期在多肥情况下，水分过多，影响茎秆木质化，易倒伏。（高产麦田）养分：钾素可以促进茎秆内机械组织的形成，使茎秆粗壮，抗倒伏。氮素过量促使茎细胞伸长，使茎秆壁变薄，易发生倒伏。（不足，纤细）。磷肥能加速茎的

21、发育，提高茎抗折断能力。第61页/共98页（六）穗的分化（六）穗的分化（看图看图）护颖（两枚）小穗 外稃（1枚）穗轴 内稃（1枚）小花 鳞片（2枚）雄蕊（3枚）雌蕊（1枚）穗穗第62页/共98页第63页/共98页2、穗的发育过程生长锥伸长期单棱期二棱期小花原基分化期雌雄蕊原基分化期药隔分化期四分体形成期第64页/共98页第65页/共98页第66页/共98页第67页/共98页第68页/共98页第69页/共98页第70页/共98页第71页/共98页3 3、影响条件 温度:高温能加速穗分化进程，缩短分化时间，小花、小穗数目减少。1010o oC C以下光照阶段缓慢，穗分化时间延长，有利于形成大穗。四

22、分体时对低温敏感，5oC以下低温持续时间长，会导致花粉发育不好好下低温持续时间长，会导致花粉发育不好第72页/共98页光照：增长光照时间能加速分化进程，长日照结合高温，分化进程加快，不利于形成大穗。缩短光照时间则分化进程减慢，可增加穗长和小穗数。雌雄蕊至四分体形成期，需强光照，若光照不足，则会导致小花大量退化，并引起花粉不育第73页/共98页水分：水分不足，影响穗部性状，药隔和减数分裂期是水分“临界期”。此期需保持70%70%左右的田间最大持水量，若过干则会导致花粉、子房发育不良，并导致结实率下降。第74页/共98页养分：氮肥可促进小穗，小花的分化强度，延长穗分化的时间。药隔到四分体形成期追肥

23、，可减少小花退化，并可提高结实率。缺P P则会导致花粉、胚珠不孕。适当C/N，可争取穗大粒多第75页/共98页(七七)抽穗开花结实抽穗开花结实1 1抽穗开花小麦从开花，灌浆直到成熟为开花结实期。生长中心转入穗部籽粒的形成和发育，是决定产量和品质的关键时期。第76页/共98页幼穗分化完成后，穗下节间伸长，当顶小穗露出剑叶鞘时即为抽穗，一般抽穗后2 27 7天开花，开花主要集中于上午9 91111时和下午3 35 5时，在大田条件下花粉散出后仅能存活几小时，授粉后1 12 2小时花粉在柱头上萌发形成花粉管再经24243636小时穿过柱头进入子房，经珠孔进入胚囊受精。第77页/共98页开花最适温度为

24、2020o oC C左右，大气相对湿度为70708080。如温度低于9 91111o oC C或高于3030o oC C；相对湿度低于3030或多雨湿度过大，均会影响受精能力。开花时植株内部物质新陈代谢旺盛，需保持充足的水、肥供应。第78页/共98页 2 2、籽粒形成与灌浆成熟-籽粒形成过程受精卵经过1015天分裂后，大体完成胚的发育，初具发芽能力。两个极核受精后，先于受精卵分裂形成胚乳核，然后增殖使胚囊为胚乳细胞所充满，伴随胚乳细胞的形成开始沉积淀粉。籽粒体积的大小，决定于胚乳细胞数的多少。第79页/共98页受精10101515天后，籽粒外形基本形成，长度达最大值的3 34 4，含水率达70

25、70以上，是由“坐脐“达到“多半仁“阶段，籽粒已具发芽能力，这段时期为籽粒形成期。此期粒重日增重缓慢，干物质积累占总量的14141515。籽粒外表由灰白色逐渐转化为灰绿色，胚乳由清水状变为清乳状，此期如有不良环境或营养不足，则部分籽粒停止发育退化。第80页/共98页-灌浆过程乳熟期：1218天，“多半仁“后长度先达最大，然后是宽度和厚度明显增加，到开花后2024天达最大。干重迅速增加，含水率由70降到45。籽粒颜色由灰绿变为鲜绿再变为绿黄色，表面有光泽，胚乳由清乳变为乳状。面团期：3天，含水率降到4038，干重增加转慢，籽粒表面由绿黄色变为黄绿色，失去光泽，胚乳呈面筋状，体积缩减，灌浆停止。第

26、81页/共98页-成熟过程蜡熟期：含水率由4038急降到2220，籽粒由黄绿变为黄色，胚乳由面筋状变为蜡质状，籽粒干重达最大值。（37天，收获最佳时期）完熟期：含水率下降20以下，干物质停止积累，体积缩小，籽粒变硬。此期收获易断穗落粒，造成损失，且由于呼吸消耗，籽粒干重下降。第82页/共98页第83页/共98页4 4、增加粒重的途径E增加籽粒干物质来源E扩大籽粒的容积E延长灌浆时间和提高灌浆强度E减少干物质积累的消耗第84页/共98页四、小麦的产量形成四、小麦的产量形成n小麦的产量形成n小麦的群体及高产栽培途径第85页/共98页（一）小麦的产量形成生物产量：成熟的小麦植株所形成的全部干物质，包

27、括根、茎、叶、穗和籽粒。经济产量：指栽培目的需要的那一部分产品，即小麦籽粒。第86页/共98页1 1、小麦产量构成因素/每亩穗数/每穗粒数/粒重穗数粒数千粒重(g)(g)1000100010001000理论产量（理论产量（kg/mu）=第87页/共98页穗数的多少决定于基本苗数、单株分蘖数和分蘖成穗率每穗粒数决定于小花的分化和退化粒重决定于后期光合产物数量及其向籽粒的运输第88页/共98页2 2、小麦光合生产、干物质积累、分配与产量形成经济产量生物产量经济系数的大小依赖于生物产量转化为经济产量效率的高低，小麦（0.3-0.40.3-0.4），小麦一生干物质积累速度、积累量、拔节到抽穗最快，占一

28、生总量的5 55050；抽穗到成熟占总量的30305050。经济系数经济系数第89页/共98页（二）小麦的群体及高产栽培途径1 1、小麦的群体结构群体结构：群体的大小、分布、长相及其动态变化。群体结构的形态生理指标：每亩基本苗数、茎蘖数、穗数、叶面积指数、叶面积垂直分布、叶片倾角、群体内光分布和群体光合速率等。第90页/共98页小麦产量与叶面积指数呈二次曲线，在一定范围内，随叶面积指数增大则产量增加。但叶面积过大时，由于叶片相互遮荫，群体下层光照不足，影响叶片的光合作用，产量反而下降。小麦产量与群体叶面积在空间的垂直分布、叶片倾角等性状有密切关系。在叶面积指数大体相同时，叶面积的垂直分布和叶片

29、倾角不同，会影响光在群体内的分布和光合强度。第91页/共98页小麦合理群体结构是据当地生态、生产条件和品种特性，采用栽培技术使麦田的群体大小、分布、长相和动态等有利于群体与个体的协调发展，从而能经济肯效地利用光能和地力，使穗多、穗大、粒多、粒饱达到高产、稳产、低耗的目的。第92页/共98页建立合理群体结构的途径：据气候条件、生产条件、品种特性确定适宜的穗数范围和相应的茎蘖数和基本苗；在基本苗确定后，要因苗促控管理，达到预期的群体动态指标。第93页/共98页2 2、小麦高产栽培途径以主茎成穗为主的途径通过增加播种量，从而增加基本苗（30-4030-40万），依靠主茎成穗获高产。亩最高茎蘖数60-

30、10060-100万，每亩有效穗40-6040-60万，单株成穗1.2-1.51.2-1.5个，每穗25-25-3535粒，千粒重30-4030-40克。适合于中等肥力以下的麦田或春麦区及晚播冬麦区。第94页/共98页主茎和分蘖并重的途径通过采用中等播量（20万），以主茎和分蘖成穗并重达高产。最高茎蘖数60-100万，有效穗4055万，单株成穗2个，每穗粒数2530粒，千粒重3540克。在北方冬麦区多采用此法，宜选用分蘖中等，秆壮抗倒、穗型较大品种。第95页/共98页以分蘖成穗为主的途径通过采用小播量（10万），采取适期早播，匀播，以分蘖成穗为主达高产。最高茎蘖100万，有效穗4060万，单株成穗56个以上，每穗30粒，千粒重35克以上。肥水条件较好及播种技术很好时采用此途径。第96页/共98页 作业：1 1、小麦的阶段发育特性怎么样？在生产上有何意义？2 2、小麦的产量构成因素是什么？应如何协调各产量构成因素，使小麦产量最高？3 3、试论述小麦增加粒重的途径？第97页/共98页谢谢您的观看！第98页/共98页