农学概论第三章 作物生长发育与产量品质

1、 作物的一生，开始于幼胚（作物的一生，开始于幼胚（embryo)embryo)和和种子的形成，经过种子的休眠（种子的形成，经过种子的休眠（dormancy)dormancy)和萌芽（和萌芽（germination)germination)、幼苗和作物营养体、幼苗和作物营养体的分化（的分化（differentiationdifferentiation）与生长，出现）与生长，出现生殖器官，最终走向衰老和死亡。生殖器官，最终走向衰老和死亡。一、作物的一生作物的一生 生长(growth)是指植物细胞的增大与增多，使植物体或某一器官体积和重量增加的量变过程。 发育（development）是指植物从种子

2、到种子的质变过程。由于细胞有顺序向不同方面进行一系列复杂的变化，形成了具有不同结构和机能的细胞、组织、器官。 作物的生长和发育是相互联系而又作物的生长和发育是相互联系而又区别的生命现象。区别的生命现象。（一）作物的生育期（一）作物的生育期 作物从播种到收获的整个生长发育作物从播种到收获的整个生长发育所需的时间为作物的大田生育期。所需的时间为作物的大田生育期。 作物的生育期一般以天数表示。作物的生育期一般以天数表示。 生育期的长短，主要由作物的遗传生育期的长短，主要由作物的遗传特性和所处的环境条件决定。特性和所处的环境条件决定。 一般早熟品种的单株生产力低于晚一般早熟品种的单株生产力低于晚熟品种

3、。熟品种。 在作物的一生中，其外部形态特征在作物的一生中，其外部形态特征总是呈现若干次显著的变化，根据这些总是呈现若干次显著的变化，根据这些变化，可以划分为若干个生育时期。目变化，可以划分为若干个生育时期。目前，各种作物的生育时期划分方法尚未前，各种作物的生育时期划分方法尚未完全统一。完全统一。 （二）作物的生育时期（二）作物的生育时期 禾谷类禾谷类 出苗期，出苗期，分蘖期，分蘖期，拨节拨节孕穗期孕穗期，抽穗抽穗开花期开花期， 结实期结实期 豆豆 类类 出苗期，苗期，开花期，出苗期，苗期，开花期，结荚结荚期期，成熟期，成熟期 棉棉 花花 出苗期，苗期，出苗期，苗期，现蕾现蕾期，期，花铃花铃期，

4、吐絮期期，吐絮期 油油 菜菜 出苗期，苗期，出苗期，苗期，蕾薹蕾薹期，开花期，角果发期，开花期，角果发 育育期期几种主要作物的生育时期如下几种主要作物的生育时期如下：秧田期秧田期大田分蘖期大田分蘖期幼穗发育期幼穗发育期(幼穗分化期幼穗分化期)(长穗期长穗期)(拔节孕穗期拔节孕穗期)开花结实期开花结实期幼苗期幼苗期 秧田分蘖期秧田分蘖期分蘖期分蘖期幼穗发育期幼穗发育期开花结实期开花结实期秧田期秧田期返青返青有效有效分蘖期分蘖期无效无效分蘖期分蘖期分化期分化期 形成期形成期 完成期完成期 乳熟期乳熟期完熟期完熟期营养生长期营养生长期营养与生殖生长并进期营养与生殖生长并进期生殖生长期生殖生长期穗数决

5、定阶段穗数决定阶段穗数巩固阶段穗数巩固阶段粒数奠定阶段粒数奠定阶段粒数决定阶段粒数决定阶段粒重奠定阶段粒重奠定阶段粒重决定阶段粒重决定阶段蜡熟期蜡熟期玉米的一生棉花的生育期一. 油菜的生长发育过程发芽发芽出苗出苗苗前期苗前期苗后期苗后期现蕾现蕾 抽薹抽薹始花始花 盛花盛花 终花终花灌浆成熟灌浆成熟出苗期出苗期苗期苗期蕾薹期蕾薹期开花期开花期角果成熟期角果成熟期3-5d80-120d30-50d20-30d约约30d91010月月 11月月 12月月 1月月2月月3月上月上4月上月上 4月中月中5月上月上花芽分化花芽分化全生育期天全生育期天数数160-240天天 作物需要一定时间低温后，才能开花

6、结实的现象，称为春化作用。（一） 作物温光反应特性 1. 春化作用 二、作物的生长发育特性不同植物通过春化时所要求的低温程不同植物通过春化时所要求的低温程度和天数是不相同的。度和天数是不相同的。春化作用春化作用 一般原产于一般原产于北方的植物北方的植物通过春化的温通过春化的温度较低，范围窄，需要时间较长，度较低，范围窄，需要时间较长，冬性强冬性强。 而原产在而原产在南方的植物南方的植物通过春化的温度通过春化的温度较高，范围不严格，时间短，较高，范围不严格，时间短，冬性弱冬性弱。不同小麦品种的春化温度与时间 类 型 春化温度（） 所需天数冬 性 05 3050半 冬 性 08 1535春 性 0

7、12 515 根据植物春化过程对温度要求的不同，分为冬性、半冬性、春性三类。 许多植物要求有一定的光照许多植物要求有一定的光照( (或黑或黑暗暗) )时间才能开花，这种现象叫时间才能开花，这种现象叫光周期光周期现象现象。 植物对光周期中的光照强度要求不植物对光周期中的光照强度要求不严格；但对光照时间的长短很敏感，要严格；但对光照时间的长短很敏感，要求也很严格。求也很严格。 2.2. 光照对植物开花的影响光照对植物开花的影响光周期光周期类 型光照小时/日 时间(天)反应敏感型1230-40反应中等型1224反应迟钝型8-1216不同小麦品种的光照要求 “三性三性”的强弱的强弱品种生育期的长短品种

8、生育期的长短早、中、晚稻。早、中、晚稻。基本营基本营养生长养生长期期感温性感温性感光性感光性生殖生长期生殖生长期营养生长期营养生长期可变营养生长期可变营养生长期中稻中稻早稻早稻晚稻晚稻水稻水稻“三性三性”示意图示意图 3 作物温光特性在农业生产上的应用 （1 1）引种）引种 短日照作物南种北引时，生育期会延长；北种南引时，生育期会缩短。长日照作物的变化则相反。 对于长日照植物，如果要南种北引，应引种中、晚熟品种；北种南引时，应引种早熟品种。对短日照作物而言，则相反。 使花期提前，在一年内能培育两代或多代，缩短育种年限。 可用人工控制温度和光照时间的办法，促进或延迟作物的开花，使花期相差较远的两

9、品种或两种作物在同一时间内开花，以进行有性杂交。 （2 2）育种）育种 3. 栽培(1) 人工控制温度和光照条件 夜间短日照阻止甘蔗开花等。 (2) 改变播种期提早或延迟开花 收获营养器官的作物应抑制开花。 烟草、麻类等春季播种； 冬油菜、冬小麦适时早播； 红麻南种北移；1. 作物生长的周期性植物在生长过程中，无论是细胞、器官或整植物在生长过程中，无论是细胞、器官或整个植株的生长速度是不一样的。即初期生长缓慢，个植株的生长速度是不一样的。即初期生长缓慢，以后逐渐加快，生长达到最高峰以后开始逐渐减以后逐渐加快，生长达到最高峰以后开始逐渐减慢，以致生长完全停止，形成了慢，以致生长完全停止，形成了“

10、慢一快一慢慢一快一慢”的规律。植物生长的这种规律叫做的规律。植物生长的这种规律叫做生长大周期生长大周期。用坐标表示则呈用坐标表示则呈S S形曲线形曲线。（二）作物生长的一般规律 认识植物生长大周期这一规律，对作物栽培管理有指导意义。植物生长具有不可逆性，为了促进器官生长，就必须在生长最快时期到来之前采取有效措施促进或抑制植株或器官的生长。 植物某一器官的上下两端，在形态和植物某一器官的上下两端，在形态和生理上都有明显的差异，通常是上端生芽生理上都有明显的差异，通常是上端生芽下端生根，这种现象叫做下端生根，这种现象叫做极性极性。例如，扦插的枝条上端生芽、下端长例如，扦插的枝条上端生芽、下端长不定

11、根。由于有极性现象，生产中扦插枝不定根。由于有极性现象，生产中扦插枝条时不能倒插。条时不能倒插。2. 植物生长的极性现象4 植物体各部分之间既有密切的关系，又有独立性。当植物体失去某一部分后，在适宜的环境条件下，仍能逐渐恢复所失去的部分，再形成一个完整的新个体，这种现象叫再生。 例如扦插繁殖、分根繁殖等都是利用植物体的再生能力。 3. 作物的再生现象 作物各器官在生长过程中相互影响的关系称为相关性。（三）作物器官生长的相关性作物的根、茎、叶在营养物质的分配上是互通有无，相互联系的。 根系 茎叶水分 光合产物无机盐 维生素有机物质 激素激素 根深叶茂1. 地下部分与地上部分生产中用于表示地下部分

12、与地上部分之间的关系。不同作物种类、不同生长时期有差异。调节根冠比的措施：蹲苗中耕追施磷钾肥（块根生育后期）根冠比 植物的顶芽生长快，而侧芽生长较慢植物的顶芽生长快，而侧芽生长较慢或处于潜伏状态，这种顶端生长占优势的或处于潜伏状态，这种顶端生长占优势的现象叫顶端优势。现象叫顶端优势。 作物的主根和侧根也有类似的关系。作物的主根和侧根也有类似的关系。不同种类的植物，顶端优势各有差异。不同种类的植物，顶端优势各有差异。 2. 顶端优势 向日葵的顶端优势明显，只有当顶端向日葵的顶端优势明显，只有当顶端去掉或受害死亡时，侧芽才开始生长形成去掉或受害死亡时，侧芽才开始生长形成几个小花盘。几个小花盘。 在

13、禾谷类作物中，玉米、高梁的顶端在禾谷类作物中，玉米、高梁的顶端优势较强，而稻、麦的顶端优势较弱，因优势较强，而稻、麦的顶端优势较弱，因此，在分蘖节上能产生多次分蘖。此，在分蘖节上能产生多次分蘖。 顶端优势与农业生产有密切的关系。例如，棉花的打顶，去群尖就是解除顶端优势，抑制营养生长，促进生殖生长并能减少蕾铃脱落的措施。 为了促进侧根的形成，扩大根系的吸收面积，在蔬菜幼苗移栽时，往往要切断一部分主根。 以营养器官为产品的作物，营养器官生长得如何，直接关系到产量的多少。 而以果实、种子生殖器官为收获物的作物，生殖器官发育所需要的水分和营养物质都由营养器官供给。因此，植物营养器官生长的好坏，对最后的

14、产量形成同样有重要作用。3.营养生长与生殖生长 两者相互依赖、相互制约。协调营养生长与生殖生长防弱苗，防旺长，防早衰，防贪青晚熟作物各器官的分化和形成是有一定程序的，作物各器官的分化和形成是有一定程序的，同时又因外界环境条件而发生变化。同时又因外界环境条件而发生变化。在同一时间内某些器官呈有规律的生长和在同一时间内某些器官呈有规律的生长和伸长。叫做作物器官的同伸关系。伸长。叫做作物器官的同伸关系。如水稻和小麦有下列同伸关系：如水稻和小麦有下列同伸关系：N N叶的出叶期叶的出叶期= =（N-2)-(N-3)N-2)-(N-3)节间伸长节间伸长 = =（N-3)N-3)叶叶腋分蘖叶叶腋分蘖4.作物

15、器官的同伸关系(1) (1) 植物学概念植物学概念 植物有性生殖过程的最终产物，是种植物有性生殖过程的最终产物，是种子植物的繁殖器官，也是人类种植作物所子植物的繁殖器官，也是人类种植作物所需要的产品。需要的产品。(2) (2) 农业生产上的概念农业生产上的概念 可直接利用作为播种材料的组织和器可直接利用作为播种材料的组织和器官（植物学种子、子房发育的果实、可繁官（植物学种子、子房发育的果实、可繁殖的根茎等）殖的根茎等）1. 种子(seed)的概念 不同植物的种子的形状、大小、颜不同植物的种子的形状、大小、颜色等存在着明显的差异。色等存在着明显的差异。 形状：圆形、椭圆形、心形和肾形形状：圆形、

16、椭圆形、心形和肾形等等；等等； 重量：数公斤到不足一微克；重量：数公斤到不足一微克； 颜色：白色、红色、黄色、绿色和颜色：白色、红色、黄色、绿色和黑色等。许多种子还具有花纹，可谓色黑色等。许多种子还具有花纹，可谓色彩斑斓。彩斑斓。2.2.种子的基本构造种子的基本构造 1. 1. 胚胚 胚是构成种子的最重要部分，是新一代植物体的幼体。 种子内的胚由胚根、胚轴、胚芽和子叶四个部分组成。 子叶可认为是植物最早的叶子，被子植物有单子叶和双子叶植物两大类。 2. 2. 胚乳胚乳 胚乳位于种皮和胚之间，是种子中营养物质贮藏的场所，由贮藏组织构成，供种子萌发时利用。 有些植物在种子生长发育过程中，胚乳的养料

17、被胚吸收，转入子叶中贮存，所以成熟时种子中无胚乳存在，营养物质贮藏在子叶里。 成熟种子的种皮上一般具有成熟种子的种皮上一般具有: : 种脐种脐 是种子成熟后与果实脱离时留是种子成熟后与果实脱离时留下的痕迹。下的痕迹。 种孔种孔 是原来胚珠时期的珠孔，种子是原来胚珠时期的珠孔，种子萌发时，胚根首先从种孔处突破种皮。萌发时，胚根首先从种孔处突破种皮。 种脊种脊 有的植物种子种脐另一端略为有的植物种子种脐另一端略为突起形成。突起形成。3.3.种皮种皮 1. 1.有胚乳种子有胚乳种子 多数单子叶、部分双子叶及裸子多数单子叶、部分双子叶及裸子植物的种子，成熟后具有占种子大部植物的种子，成熟后具有占种子大

18、部分的胚乳。分的胚乳。 （三）种子的类型（三）种子的类型 禾本科植物的禾本科植物的种子均具有胚乳，种子均具有胚乳，但严格来说它们的但严格来说它们的种子是包含了种子种子是包含了种子的果实，它们的种的果实，它们的种皮与果皮愈合不易皮与果皮愈合不易分离，称分离，称颖果颖果。 种子成熟过程中，胚乳中的贮藏养料转移到子叶中，因此常具有肥厚的子叶，如棉花、落花生、蚕豆、油菜的种子等等。 2.2.无胚乳种子无胚乳种子 成熟棉籽的纵切面 种皮种皮 包在外面的保护结构包在外面的保护结构 胚芽胚芽 生长点和幼叶组成生长点和幼叶组成 种子种子 胚胚 胚轴胚轴 连接胚根和胚芽的短轴连接胚根和胚芽的短轴 胚根胚根 生长

19、点和根冠组成生长点和根冠组成 子叶子叶 一枚、两枚或多枚一枚、两枚或多枚 胚乳胚乳 种皮内的贮藏组织种皮内的贮藏组织( (禾植物胚芽外包有胚芽鞘，胚根外包有胚根鞘禾植物胚芽外包有胚芽鞘，胚根外包有胚根鞘) )种子的结构种子的结构人工种子 利用植物组织离体培养的方法，在培养基利用植物组织离体培养的方法，在培养基中产生胚状体。然后给胚状体包上一层人工种中产生胚状体。然后给胚状体包上一层人工种皮，再提供胚发育的人工胚乳，便形成类似鱼皮，再提供胚发育的人工胚乳，便形成类似鱼肝油丸状的产品肝油丸状的产品 指种子保持萌发能力的最高年限。 种子寿命长短，因植物种类的不同而有差异。农作物种子的寿命一般在35年

20、。 (1 (1）种子的寿命）种子的寿命3. 种子的寿命与休眠种子的寿命与休眠作物种类作物种类寿命寿命( (年年) )利用利用( (年年) )花花 生生胡萝卜胡萝卜油油 菜菜水水 稻稻小小 麦麦棉棉 花花绿绿 豆豆1225323381l33225表1 种子的寿命和利用年限 大多数植物体和成熟后的植物种子，在适宜的环境条件下，都能正常生长和发育，种子也能正常萌发。 （2）种子的休眠 但是，有些植物的某部分器官或全植株但是，有些植物的某部分器官或全植株, , 即使在适宜的环境条件下仍停止生长发育，即使在适宜的环境条件下仍停止生长发育，这一现象称为植物的这一现象称为植物的休眠休眠。 休眠是植物对不良环

21、境的适应。休眠时植休眠是植物对不良环境的适应。休眠时植物器官仍有微弱的呼吸以维持生命。物器官仍有微弱的呼吸以维持生命。 * 种皮厚，透气差 如豆科植物中的苜蓿、蚕豆、绿豆等 * 胚未发育完全 如人参、银杏种子 * 后熟作用未完成 梨、桃、茶、黄瓜、棉花、小麦等 * 有抑制物质的存在 番茄、黄瓜、西瓜等(果实汁液中) 桃、杏、李和苹果等(种子内)种子休眠的原因* 机械摩擦、加温或强酸处理。适用厚种皮、透性差的种子。* 层积、变温和植物激素处理。解除因胚发育不完全和后熟作用引起休眠，层积法主要用于林、果种子。农作物常采用晒种或化学药剂处理等方法。* 水浸泡、冲洗、低温处理。适用因抑制物质的存在而引

22、起休眠。 解除休眠的方法4.4.种子萌发的过程种子萌发的过程(1) (1) 吸水膨胀吸水膨胀 (2) (2) 萌动萌动 (3) 发芽发芽 (1) 吸水膨胀 种子内含有的蛋白质、淀粉、纤维素等亲水物质，具有吸胀作用，能与水分子结合。水进入细胞后，有机物逐渐变成溶胶状态，种子便慢慢膨涨，这个过程是一种物理过程。(2) (2) 萌动萌动 种子吸水膨胀后，种皮变软。种子吸水膨胀后，种皮变软。 胚乳胚乳 酶酶 淀粉淀粉 葡萄糖葡萄糖 子叶子叶 脂肪脂肪 甘油脂肪酸甘油脂肪酸 糖糖 胚胚 蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸 运送到胚的物质一部分是用于呼吸消耗，一运送到胚的物质一部分是用于呼吸消耗，一部分用于构成新

23、的细胞，使胚生长。部分用于构成新的细胞，使胚生长。 当胚细胞不断增多，体积增大，顶破种皮时，当胚细胞不断增多，体积增大，顶破种皮时，称为称为萌动萌动( (露白露白) )。 胚根首先突破种皮向土中伸入。胚根首先突破种皮向土中伸入。 (3) (3) 发芽发芽 种子萌动后胚根和胚芽继续生长，种子萌动后胚根和胚芽继续生长，当禾本科作物胚根的长度与种子长度当禾本科作物胚根的长度与种子长度相等，胚芽长度约为种子长度的相等，胚芽长度约为种子长度的1/21/2时，时，叫叫种子发芽种子发芽。 1.棉花 2.油菜 3.花生（1）(2)(3) 在种子萌发过程中，种子内贮藏的在种子萌发过程中，种子内贮藏的有机物质用于

24、胚的生长和呼吸作用，直有机物质用于胚的生长和呼吸作用，直到胚长成绿色幼苗，能够进行光合作用，到胚长成绿色幼苗，能够进行光合作用，制造有机物质时，干重才会逐渐增加。制造有机物质时，干重才会逐渐增加。 如果种子贮藏的有机物质多，则出如果种子贮藏的有机物质多，则出苗快，而且苗壮、苗齐。因此，播种时苗快，而且苗壮、苗齐。因此，播种时要选用要选用粒大饱满粒大饱满的种子。的种子。 (1) 温度 (2) 水分 (3) 氧气4. 种子萌发的外界条件 (1) 温度温度 种子萌发时所需要的温度因植物种类不同而有差异。一般说来，原产高纬度地区的植物，种子萌发需要的温度较低，而原产低纬度地区的植物较高。 种子萌发对温

25、度要求表现出三基点，即最高温度、最低温度和最适温度。在一定温度范围内；种子随着温度的升高，萌发速度加快。(2) (2) 水分水分 水分对种子萌发有以下作用：水分对种子萌发有以下作用：1.1. 利于氧气透入和二氧化碳排出，加强细胞呼利于氧气透入和二氧化碳排出，加强细胞呼吸和新陈代谢。吸和新陈代谢。2. 2. 贮藏物质在酶的作用下加快分解和转运。贮藏物质在酶的作用下加快分解和转运。 3. 3. 种皮软化易破裂，利于胚根胚芽突破种皮。种皮软化易破裂，利于胚根胚芽突破种皮。水稻水稻25-30棉花棉花61-74小麦小麦30油菜油菜60玉米玉米48-50大豆大豆100-150花生花生50烟草烟草70-80

26、主要农作物种子萌发的吸水量主要农作物种子萌发的吸水量 （占种子风干重的（占种子风干重的%）(3)(3)氧气氧气 播种种子吸水膨胀，种子内部的各种播种种子吸水膨胀，种子内部的各种代谢活动加快，尤其是呼吸作用迅速增强。代谢活动加快，尤其是呼吸作用迅速增强。种子萌发时所需要的能量就是依靠呼吸作种子萌发时所需要的能量就是依靠呼吸作用提供的，因此，需要有充足的氧气供应，用提供的，因此，需要有充足的氧气供应，才能保证有氧呼吸正常进行。才能保证有氧呼吸正常进行。 不同种子萌发时需要氧气量不同 花生、棉花、大豆等含脂肪较多花生、棉花、大豆等含脂肪较多的种子萌发时需要氧气较多。的种子萌发时需要氧气较多。 一般作

27、物种子在空气中含氧量在一般作物种子在空气中含氧量在1111以上时就可以正常萌发，而当空气以上时就可以正常萌发，而当空气中氧气含量下降到中氧气含量下降到5 5以下时种子就不以下时种子就不能萌发。能萌发。吸收、输导、支持、吸收、输导、支持、合成、贮藏合成、贮藏由由1、根的类型 植物根的总和称为根系植物根的总和称为根系 直根系直根系 有明显的主根和侧根之分的根系，如大多数有明显的主根和侧根之分的根系，如大多数双子叶作物的根。双子叶作物的根。 须根系须根系 由胚根发育形成的主根只生长很短的时间由胚根发育形成的主根只生长很短的时间便停止生长，然后在胚轴或茎基部长出许多不定便停止生长，然后在胚轴或茎基部长

28、出许多不定根，因而所有根的粗细相近，没有明显的主根。根，因而所有根的粗细相近，没有明显的主根。如单子叶作物的根。如单子叶作物的根。直根系 由于主根长，可以向下生长到较深的土层中，形成深根系，能够吸收到土壤深层的水分。 须根系 由于主根短，侧根和不定根向周围发展，形成浅根系，能够迅速吸收地表和土壤浅层的水分。 大豆花生根瘤根瘤（root nodule)甜菜甜菜甘薯甘薯贮藏根贮藏根肉质根、块根肉质根、块根气生根气生根支持根、攀援根、呼吸根、寄生根支持根、攀援根、呼吸根、寄生根变态的根变态的根甘薯的块根甘薯的块根由不定根发育而成由不定根发育而成玉米的支持根 红海榄的支柱根红海榄的支柱根2、根的生长

29、棉花、红麻、黄麻、油菜、花生等棉花、红麻、黄麻、油菜、花生等都是深根作物，若条件适宜主根入土可都是深根作物，若条件适宜主根入土可达达2m2m左右，侧根横向扩展可达左右，侧根横向扩展可达60-100cm60-100cm，大部分侧根分布在大部分侧根分布在10-30cm10-30cm深土层内。深土层内。 作物的根一般分布在作物的根一般分布在0-30cm0-30cm耕层中。耕层中。 育苗移栽作物的根系，由于主根和侧根育苗移栽作物的根系，由于主根和侧根受损，主根长度短，并明显增粗，侧根增粗受损，主根长度短，并明显增粗，侧根增粗但数量少。但数量少。 移栽后，在内源生长素诱导下，主根伤移栽后，在内源生长素诱

30、导下，主根伤断处发生一小群侧根，形成近似放射状的下断处发生一小群侧根，形成近似放射状的下层根群。在一级侧根伤断处发生许多支根和层根群。在一级侧根伤断处发生许多支根和小支根，形成上层根群。一般在小支根，形成上层根群。一般在0-15cm0-15cm。根系发展期根系生长盛期根系吸收高峰期根系活动机能衰退期 双子叶作物根系建成一般经历：苗期（发展期）蕾期（高峰期)花铃期(吸收高峰期）棉花的根系建成 在生产上掌握不同作物各生育时期在生产上掌握不同作物各生育时期的发根特点，采取相应的促根、控根和的发根特点，采取相应的促根、控根和保根措施，以利协调地上部与地下部均保根措施，以利协调地上部与地下部均衡生长，对

31、于培育早发不早衰的健壮植衡生长，对于培育早发不早衰的健壮植株十分重要。株十分重要。（三）茎、芽和分枝（三）茎、芽和分枝 茎一般生长在地面以上茎一般生长在地面以上( (也有些生也有些生于地下或水中于地下或水中) )，是连接叶和根的轴状，是连接叶和根的轴状结构。结构。 茎的主要功能：茎的主要功能： 支持、运输、贮藏、繁殖支持、运输、贮藏、繁殖节节 茎上着生叶和芽的位置茎上着生叶和芽的位置节间节间 两节之间的部分。各种植物的节间两节之间的部分。各种植物的节间长短不一，如瓜类植物长达数十厘米；蒲长短不一，如瓜类植物长达数十厘米；蒲公英则极度缩短，被称为莲座状植物。公英则极度缩短，被称为莲座状植物。皮孔

32、皮孔 有的植物茎表面的形状各异的裂缝，有的植物茎表面的形状各异的裂缝，是植物气体交换的通道。是植物气体交换的通道。 1、茎的基本形态 1. 双子叶 表皮皮层维管柱 2. 单子叶 表皮机械组织基本组织维管束 2、茎的横切结构双子叶植物茎的初生结构双子叶植物茎的初生结构立立体体图图向日葵幼茎横切图向日葵幼茎横切图1. 表皮2. 皮层（向日葵有厚角组织）3. 初生韧皮部4. 中柱鞘纤维5. 形成层6. 初生木质部7. 髓射线8. 髓玉米和小麦茎的横切面1.表皮 2.厚壁组织 3.基本组织 4.维管束 5.髓腔 6.同化组织3、茎的生长双子叶： 顶端生长节数增加，节间伸长单子叶： 居间生长节间伸长4、

33、农作物的分枝 双子叶作物：主茎叶腋的腋芽可长出主茎叶腋的腋芽可长出一至多级分枝，如棉花，油菜，花生、豆类一至多级分枝，如棉花，油菜，花生、豆类等作物分枝性很强。等作物分枝性很强。 禾本科作物：近地面的几个节密集成近地面的几个节密集成为为分蘖节分蘖节，产生多级分蘖。，产生多级分蘖。棉花的叶枝与果枝棉花的叶枝与果枝陆地棉中间型陆地棉中间型陆地棉较紧凑型陆地棉较紧凑型 下生分枝下生分枝 中生分枝中生分枝 上生分枝上生分枝油菜油菜5. 茎的变态茎的变态地上茎：拟叶、卷须、枝刺、肉质地上茎：拟叶、卷须、枝刺、肉质茎茎地下茎：根状茎、块茎、球茎、鳞地下茎：根状茎、块茎、球茎、鳞茎茎苎麻的根蔸苎麻的根蔸块茎

34、和鳞茎块茎和鳞茎块茎块茎鳞茎鳞茎球茎球茎光合、蒸腾、吸收、繁殖 叶片叶片 最重要部分，多为薄绿色扁平体。光合最重要部分，多为薄绿色扁平体。光合 叶柄叶柄 连接叶片和茎。物质交流，支持叶片和连接叶片和茎。物质交流，支持叶片和 调整叶片位置。调整叶片位置。 托叶托叶 叶柄基部的附属物，通常细小，早落。叶柄基部的附属物，通常细小，早落。一、叶的组成子叶子叶生于胚轴；生于胚轴；真叶真叶生于主茎或分枝（蘖）生于主茎或分枝（蘖）根据叶的来源和着生部位分为：根据叶的来源和着生部位分为： 具有叶片、叶柄和托叶的真叶，叫具有叶片、叶柄和托叶的真叶，叫完全叶完全叶。 棉花的叶片先出叶苎麻红麻叶片红麻叶片大豆（大豆

35、（3叶后）叶后）花生花生不完全叶烟草的叶甘蓝型油菜不同茎段及叶片 禾本科植物（单子叶）的叶： 仅有叶片和叶鞘两部分，为无柄叶。 叶片带状，扁平，叶鞘包围茎。 叶舌：在叶片和叶鞘交界处的内侧常生有很小的膜状突起物。能防止雨水和异物进入叶鞘的筒内。 叶耳：在叶舌两侧，有由叶片基部边缘处伸出的两片耳状的小突起。单子叶叶片和气孔的结构哑铃型气孔哑铃型气孔肾型气孔肾型气孔叶的变态：叶的变态： 苞片和总苞片苞片和总苞片 叶刺叶刺 叶卷须叶卷须 叶状柄叶状柄 鳞叶鳞叶仙人掌叶刺仙人掌叶刺百合鳞叶百合鳞叶花芽花芽形成花的各个部分，生长发育过程为形成花的各个部分，生长发育过程为: :大孢子大孢子 雌配子体雌配子

36、体 雌配子雌配子小孢子小孢子 雄配子体雄配子体 雄配子雄配子果实种子果实种子1. 花的组成与结构（五）花雄蕊：雄蕊：6090枚花丝基部联枚花丝基部联合成管状，花药乳白、黄或合成管状，花药乳白、黄或棕红色棕红色雌蕊：柱头常与子房室数相雌蕊：柱头常与子房室数相应地呈现浅裂瓣应地呈现浅裂瓣苞片苞片: 3枚枚,三角或心型三角或心型花萼：花萼：5片联合成波浪型片联合成波浪型花冠：花冠：5片片A A 中空的茎中空的茎B B 叶鞘叶鞘C C 穗状花序穗状花序D D 小穗轴小穗轴E E 外颖外颖F F 外稃外稃A A 叶舌叶舌 B B 叶耳叶耳 C C 外稃外稃 D D 内稃内稃E E 浆片浆片 F F 雌蕊

37、雌蕊 G G 雄蕊雄蕊小麦的花序和花小麦的花序和花ABCA A 大麦大麦 B B 小麦小穗小麦小穗 C C 小麦小花小麦小花A A、B B 大麦穗轴每节大麦穗轴每节3 3个小穗个小穗C C 大麦大麦1 1个小穗个小穗D D、E E 小麦穗轴每节小麦穗轴每节1 1个小穗个小穗F F 小麦每小穗小麦每小穗3-53-5小花小花G G 小麦小麦1 1个小花个小花水稻的小穗水稻的小穗A A 退化小花外稃退化小花外稃 B B 退化内外颖退化内外颖 C C 外稃外稃 D D 内稃内稃 E E 浆片浆片2 F 2 F 雄蕊雄蕊 G G 雌蕊雌蕊大豆花生花生红麻红麻亚麻的花亚麻的花4. 珠孔合点成熟胚囊珠柄外珠

38、被内珠被珠心胚珠的结构胚珠的结构 当花芽分化形成，雄蕊中的花粉粒和当花芽分化形成，雄蕊中的花粉粒和雌蕊中的胚囊成熟时，花萼和花冠随即开雌蕊中的胚囊成熟时，花萼和花冠随即开放，露出雄蕊和雌蕊，这种现象称为放，露出雄蕊和雌蕊，这种现象称为开花开花。 （1 1）开花开花 2. 2. 开花、授粉及受精开花、授粉及受精 （2 2） 授粉和受精授粉和受精 成熟的花粉粒借助外力的作用从雄蕊花药传到成熟的花粉粒借助外力的作用从雄蕊花药传到雌蕊柱头上的过程，称为授粉。雌蕊柱头上的过程，称为授粉。自花授粉：自花授粉：水稻、小麦、水稻、小麦、大豆、大豆、花生花生、芝麻、烟草、芝麻、烟草异花授粉：异花授粉：白菜型油菜

39、、大麻、苎麻、玉米白菜型油菜、大麻、苎麻、玉米常异花授粉：常异花授粉：棉花、红麻、黄麻、甘蓝型油菜棉花、红麻、黄麻、甘蓝型油菜 （异交率在（异交率在5%5%以上以上) )黑麦开花小麦开花双受精过程 花粉在柱头上被识别之后，萌发形成花粉管进入胚囊。然后顶端一侧破裂，两个精子释放。一个与卵细胞融合形成受精卵（合子，胚），另一个与两个极核融合形成初生胚乳核。使两个单倍体融合，形成具有双重遗传性的合子。传粉受精后，胚珠则发育成种子，子房发传粉受精后，胚珠则发育成种子，子房发育成果实。果实由果皮和种子组成，果实包裹育成果实。果实由果皮和种子组成，果实包裹种子，不仅起保护作用，还有助于种子的传播。种子，不

40、仅起保护作用，还有助于种子的传播。在一些植物中，花的其他部分也会与子房在一些植物中，花的其他部分也会与子房一同参与果实的形成，如花托、花萼、花序轴一同参与果实的形成，如花托、花萼、花序轴等，这类果实称为等，这类果实称为假果假果。（六）果实（六）果实（1）真果： 果皮（外、中、内果皮） 种子（2）假果: 因不同参与果实部分而异。 苹果、梨花托 西瓜胎座 1. 果实的结构 1 1朵花只有朵花只有1 1个胚珠，开花受精后个胚珠，开花受精后子房与胚珠的发育同步进行，故果皮子房与胚珠的发育同步进行，故果皮与种皮愈合而成颖果。与种皮愈合而成颖果。禾本科作物的果实 1 1朵花可有数个胚珠，开花受精后子房与朵

41、花可有数个胚珠，开花受精后子房与胚珠的发育是相对独立的。胚珠的发育是相对独立的。 一般子房首先开始迅速生长，形成铃或一般子房首先开始迅速生长，形成铃或荚等果皮，胚珠发育成种子的过程稍滞后，荚等果皮，胚珠发育成种子的过程稍滞后，果皮与种皮分离。果皮与种皮分离。双子叶作物的果实子房子房果实果实真果真果子房与花器、花序等子房与花器、花序等果实果实假果假果 油菜油菜角果角果 子房子房+ +花柱（果喙）花柱（果喙）2. 果实的发育棉花的铃油菜的角果种子的发育胚珠： 受精卵胚 种子 初生胚乳核胚乳 在作物种子和果实发育过程中，外部在作物种子和果实发育过程中，外部形态、以及颜色都发生变化，同时有机物形态、以

42、及颜色都发生变化，同时有机物也不断转化积累。最终在种子中积累较多也不断转化积累。最终在种子中积累较多的淀粉、脂肪、蛋白质等贮藏物质。的淀粉、脂肪、蛋白质等贮藏物质。生物学产量：作物在整个生育期所生产的有机生物学产量：作物在整个生育期所生产的有机 物质总量。物质总量。经济产量：单位面积上所获得的有经济价值的经济产量：单位面积上所获得的有经济价值的 主产品数量。主产品数量。经济系数：经济产领域生物学产量的比值。经济系数：经济产领域生物学产量的比值。作物经济系数作物经济系数水稻小麦0.35-0.5大豆0.25-0.35玉米0.3-0.4籽棉0.35-04薯类0.7-0.85皮棉0.13-0.16甜菜

43、0.6-0.7烟草0.6-0.7油菜0.28叶菜类1.0不同作物的经济系数（一） 作物作物单位面积的产量单位面积的产量可以分解为可以分解为几个构成因素，并依作物种类而异。几个构成因素，并依作物种类而异。单位面积的总铃数单位面积的总铃数( (株数株数* *每株有效铃数）每株有效铃数）平均单铃重平均单铃重衣分衣分棉花单位面积的穗数单位面积的穗数( (株数株数* *每株有效穗数）每株有效穗数）每穗实粒数每穗实粒数粒重粒重禾谷类单位面积有效茎数单位面积有效茎数单株鲜茎或鲜皮重量单株鲜茎或鲜皮重量出麻率出麻率麻类单位面积角果数单位面积角果数( (株数株数* *每株有效角果数）每株有效角果数）每果粒数每果

44、粒数千粒重千粒重油菜 1.收获营养器官的作物（1）麻类、烟草、饲料）麻类、烟草、饲料 争取最大生物产量争取最大生物产量（2）块根或块茎类）块根或块茎类 生育前期需要大的光合生育前期需要大的光合系统，中后期争取贮藏器官膨大系统，中后期争取贮藏器官膨大 （二）（1）禾谷类）禾谷类 产量形成在全生育期依次重叠完成产量形成在全生育期依次重叠完成 2.收获种子的作物v果实着生植株下部或全株（棉花、大豆、花生等）果实着生植株下部或全株（棉花、大豆、花生等） 营养生殖矛盾大，营养生殖矛盾大，结果数结果数是关键是关键v果实着生植株顶部和上部（油菜、向日葵、芝麻）果实着生植株顶部和上部（油菜、向日葵、芝麻） 生

45、殖生长靠后，生殖生长靠后，结实率结实率是主要因素是主要因素（2）双子叶）双子叶1.相互制约 在一定范围内，很难同步增长2.相互补偿 在作物生育的中后期有一定程度自动调节和补偿作用，特别是分蘖（枝）能力强的作物。（三）（一）作物光合作用是作物产量的基础，高产的途径是：1.争取适宜的光合面积2.提高光合强度3.有效延长光合时间4.尽量减少光合产物消耗 作物群体是某种作物的许多个体的有机集合体。 具有自身结构、特性及生理调节功能。1.作物群体的概念（二）作物群体和群体光能利用率（1）群体的自动调节功能：如分蘖的消长（2）个体与群体：在一定范围内相互影响（3）个体与个体：环境资源共享、竞争2.群体的特

46、点与内部关系3.群体结构（1）作物群体组成 作物种类、主茎与分枝比例和分布单一群体单一群体复合群体复合群体 密度密度 干物质积累量干物质积累量 茎蘖数茎蘖数 叶面积指数叶面积指数 结实器官（穗铃角荚等）结实器官（穗铃角荚等） 根系根系随生育进程随生育进程动态消长动态消长（2）群体大小4. 群体分布（1）时间分布：随生育进程而变化（2）垂直分布：光合层、支持层、吸收层（3）水平分布：个体均匀度、整齐度、株行距等5. 作物高产群体的特点 协调发展 产量构成因素 主茎与分枝 群体个体、个体个体、个体器官生育进程、生长中心更替合理一致光合物质积累多，转运效率高 光能利用率是指一定土地面积上光合产物中贮

47、存的能量占照射该土地上太阳辐射能的百分率。 理论光能利用率的最大值为5%。 6. 群体光能利用率 目前作物的太阳能利用率还很低，在农业目前作物的太阳能利用率还很低，在农业生产水平较高的国家，太阳能利用率也只有生产水平较高的国家，太阳能利用率也只有2-2-3%3%，不少国家还不到，不少国家还不到1%1%。 在我国长江中下游地区，如果要使水稻光能在我国长江中下游地区，如果要使水稻光能利用率提高到利用率提高到5%5%，则稻谷产量平均可达到，则稻谷产量平均可达到12001200公公斤左右的水平。斤左右的水平。 但在我国目前的农业技术水平下，单季作物的光能利用率远不能达到5%。 光能利用率不高的原因：光

48、能利用率不高的原因：（1 1）漏光损失）漏光损失（2 2）反射和投射损失）反射和投射损失（3 3）光饱和现象）光饱和现象（4 4）环境条件不适宜）环境条件不适宜（三）源、库、流理论源源制造和提供光合产物的器官制造和提供光合产物的器官 （叶、茎等）（叶、茎等）1.基本概念库库接纳或最后贮藏养料的器官接纳或最后贮藏养料的器官 （籽粒花果幼叶根系）（籽粒花果幼叶根系）流流光合产物的运转和分配光合产物的运转和分配 （输导系统）（输导系统） 源库流在植物代谢活动和产量形成中是不源库流在植物代谢活动和产量形成中是不可分割的统一整体。可分割的统一整体。 生产上根据作物品种的特性和环境条件，生产上根据作物品种

49、的特性和环境条件，采取相应的促控措施，使源库协调发展，光合采取相应的促控措施，使源库协调发展，光合产物向产品器官运输，争取高产优质。产物向产品器官运输，争取高产优质。2. 源库流的关系例：水稻产量形成例：水稻产量形成有机物质积累和分配过程与产量形成有机物质积累和分配过程与产量形成水稻产量的形成过程，可以看作是有机质量的生水稻产量的形成过程，可以看作是有机质量的生产、积累与分配过程。产、积累与分配过程。要争取水稻高产，就要使水稻积累的有机物质能要争取水稻高产，就要使水稻积累的有机物质能够尽可能多地分配到谷粒中去。够尽可能多地分配到谷粒中去。幼苗期幼苗期 秧田分蘖期秧田分蘖期分蘖期分蘖期幼穗发育期

50、幼穗发育期开花结实期开花结实期秧田期秧田期返青返青有效有效分蘖期分蘖期无效无效分蘖期分蘖期分化期分化期 形成期形成期 完成期完成期 乳熟期乳熟期完熟期完熟期营养生长期营养生长期营养与生殖生长并进期营养与生殖生长并进期生殖生长期生殖生长期穗数决定阶段穗数决定阶段穗数巩固阶段穗数巩固阶段粒数奠定阶段粒数奠定阶段粒数决定阶段粒数决定阶段粒重奠定阶段粒重奠定阶段粒重决定阶段粒重决定阶段蜡熟期蜡熟期水稻有机物质积累和分配过程示意图水稻有机物质积累和分配过程示意图A.抽穗前物质积累对产量的贡献抽穗前物质积累对产量的贡献B.抽穗前物质积累对产量的贡献抽穗前物质积累对产量的贡献穗分化前穗分化前叶片光合作用积累

51、的有机物质叶片光合作用积累的有机物质根茎叶和根茎叶和分蘖等器分蘖等器官的生长官的生长穗分化开始后穗分化开始后植株生植株生长和呼长和呼吸消耗吸消耗茎杆、叶茎杆、叶鞘贮藏鞘贮藏(淀淀粉等粉等)穗部籽粒穗部籽粒的灌浆与的灌浆与增重增重产量产量60-80%抽穗后抽穗后20-40%水稻有机物质积累和分配归纳图水稻有机物质积累和分配归纳图68%转运转运20%四、提高作物产量的途径 提高光能利用率提高光能利用率1. 选育高光效率的品种选育高光效率的品种2. 提高作物群体的光能截获量（叶面积）提高作物群体的光能截获量（叶面积）3. 降低呼吸消耗降低呼吸消耗4. 改善栽培环境和栽培技术改善栽培环境和栽培技术（1 1）复种与间种套作）复种与间种套作（2 2）合理密植）合理密植（3 3）控制株型）控制株型（4 4）合理水肥）合理水肥（5 5）增加田间）增加田间COCO2 2浓度浓度（6 6）使用植物生长调节剂）使用植物生长调节剂4. 改善栽培环境和栽培技术改善栽培环境和栽培技术（一）作物品质的概念 作物品质是指人类所需的农作物目作物品质是指人类所需的农作物