小麦栽培2课件

第二节

小麦栽培的生物学基础小麦的一生小麦的发育特性小麦的器官建成小麦的产量形成一、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。小麦随着生长发育在内部和外部发生一系列变化，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。

2、小麦生育时期小麦的各生育时期出苗期分蘖期起身期拔节期孕穗期抽穗期开花期灌浆期成熟期越冬期返青期出苗期：出苗率达到50%，苗高2-3cm的一天即为出苗期。分蘖期：分蘖的出现以第一片完全叶伸出分蘖鞘1.5～2cm为标志，田间50%的植株达到此标准的一天即为分蘖期。越冬期：日平均气温开始连续低于3-4℃的一天。返青期：春生叶片长度达2cm左右，田间50%的植株达到此标准的一天即为返青期。出苗期分蘖期拔节期孕穗期抽穗期、开花期和成熟期营养生殖生长阶段（幼穗分化-抽穗）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。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。二、小麦的阶段发育特性小麦属低温长日照作物，有春化和光照两个发育阶段。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。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。一般以起身期（二棱期）为通过春化阶段的形态指标。1、小麦的春化阶段

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5-20oC下，经历5-15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3-15oC下经15-35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0-8oC下，一般需35天以上才能完成春化。未经处理的种子，春播一般不能抽穗。温度对光照阶段的进行也有较大的影响。据研究，4℃以下时光照阶段不能进行，20℃左右为最适温度。因此，有的冬小麦品种冬前可以完成春化阶段发育，但当时气温低于4℃，便不能进入光照阶段。小麦进入光照阶段后，新陈代谢作用明显加强，抗寒力降低，所以，上述特性利于防止冬小麦冬季遭受冻害。小麦对日照的反应可分为三类：反应迟钝型：每日8-12h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：8h的日照下不能通过光照阶段。12时可正常通过，半冬性品种多属此类。反应敏感型：在12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。出苗二棱期雌、雄蕊原基分化期小穗分化、小花分化光照阶段春化阶段分化叶片、茎节、分蘖和次生根等营养器官4、阶段发育与器官形成的关系春化阶段是决定叶片、茎节、分蘖和次生根数多少的时期，光照阶段是决定小穗数多少的时期。春化阶段较长的冬性小麦的绿叶和分蘖数多于春化阶段短的春性小麦。延长春化阶段可增加分蘖数；延长光照阶段有利于增加小穗数和小花数，从而形成大穗。起身期拔节期冬性品种的耐寒性强，可适当早播，宜安排在早茬地上。春性品种抗寒性弱，可适当晚播，宜安排在晚茬地上。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。播种期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。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。播种密度三、小麦的器官建成与调控种子萌发与出苗根的生长叶的生长分蘖的发生与消长茎的生长穗的分化和形成抽穗、开花、结实生长状况诊断包括果皮与种皮皮层中有一层交叉排列的薄壁细胞，内含色素。色素的深浅不同，故有红皮种子(“红粒”)和白皮种子(“白粒”)之分。一般红皮种子皮层较厚，透性较差，休眠期较长；白皮种子皮层较薄，透性强，休眠期较短，收获前遇雨易在穗上发芽。1）皮层由糊粉层和淀粉层构成，占种子重量的90％～93％。糊粉层在胚乳的最外层，约占种子重量的7％，主要含纤维素和蛋白质等含氮物质，还有灰分和脂肪。淀粉层是贮存营养的主要场所，其中淀粉约占3／4，其他含氮物质占1／10，纤维素极少。因蛋白质含量的差异，胚乳又可分为硬质(角质)胚乳、软质(粉质)胚乳和半硬质(半角质)胚乳。硬质胚乳含蛋白质较多，质地透明，结构紧实，面筋含量高；软质胚乳充满淀粉粒，只有少量蛋白质。2）胚乳物质转化过程（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被胚吸收利用的简单物质（可溶性含氮化合物）。发芽过程（生物学过程）当种子吸水达自身干重的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1mm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2-3cm时，为出苗；田间有50%的苗达到出苗标准为出苗期。种子活力–发芽率、发芽势发芽率=（7d内发芽种子数/供试种子数）×100%

发芽势=（3d内发芽种子数/供势种子数）×100%

品种特性–休眠期的差异环境因素水分：适宜于发芽的田间持水量为70-80%，<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%时，发芽率可达100%，而当土壤中氧含量为5.2%时，发芽率降至87%。

3、影响小麦萌发出苗的条件温度：种子萌发的最低温度为1-2oC,最适宜的温度为15-20oC，最高温度为30-35oC。在10oC以下时发芽不齐，出苗率低；超过24oC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，不利于出苗，且冬季易遭冻害。一般江苏、淮北：3-5cm，淮南：2-3cm。河北省4-5cm。（二）根的生长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）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1-2条次生根，当分蘖本身具有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。次生根与分蘖节位高低有关，较低的分蘖节有较多的根数。次生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100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。小麦根系主要分布在0-40cm的土层内，占总根量的85%以上，其中以20cm以内根系最为集中，占总根量的70-80%。因此，浅耕（根主要分布在0-15cm或20cm）不能很好利用耕作层以下的肥力。2、根系分布温度：2oC开始生长，16-20oC生长最快，超过30oC生长显著受抑。水分：土壤水分在60-70%时，根系生长最为有利，超过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过多，叶生长旺盛，消耗大量糖分，削弱根系的发育。

3、影响根系生长的条件（三）叶的生长1、叶的构造叶片叶鞘叶耳叶舌叶叶原基分化期：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：9-11叶；半冬性：12-13叶；冬性品种14-15叶。

2、叶的分化与形成细胞分裂期：已分化出的叶原基开始进行细胞分裂增生，当叶片长度达7-8mm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）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。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）3、叶层分工中部叶组指包围在茎基部第1、2、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、2节间伸长、长粗、充实及幼穗进一步分化发育用，与培养壮秆大穗关系密切。上部叶组指旗叶、倒2叶和倒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。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。4、影响叶片分化的因素（四）分蘖的发生与消长分蘖节:小麦的分蘖是发生在地下节间不伸长的茎节上的分枝；发生分蘖的地下节群紧缩在一起，称分蘖节。

1、分蘖节的作用发生分蘖、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。1）分蘖发生的规律

分蘖的出现通常以其第一片完全叶伸出分蘖鞘1.5～2cm为标志。2、分蘖的发生以0代表主茎，C代表由胚芽鞘长出的分蘖（胚芽鞘蘖），I、II、III……代表由下向上着生于主茎第1、2、3……片真叶叶腋中的一级分蘖的蘖位；有一级分蘖长出二级分蘖，用Ip、I1、I2、I3……等表示；二级分蘖长出的三级分蘖，用I11-p、I11-1、I11-2、I11-3……等表示，以此类推。主茎出现第三叶（3/0）时，可长出胚芽鞘分蘖（C）；主茎第四叶伸出（4/0）时，第一叶分蘖伸出(I)；主茎第五叶伸出第二叶分蘖长出(II)，分蘖发生与主茎叶片出现保持n-3的同伸关系，称之为叶蘖同伸关系。二级分蘖的发生与相应的一级分蘖叶片伸出的关系同样符合N-3的同伸关系。叶蘖同伸关系实际中，当水肥不足，栽培技术不当时，同伸关系破坏，甚至出现“缺位”现象。3/O:C4/O:C(2叶)、I；5/O:C(3叶)、I（2叶）、II6/O:C(4叶)、I（3叶）、II(2叶)、III、CP

(2叶)IpCP鞘蘖缺位严重，且鞘蘖难再现次级蘖不计鞘蘖，符合N-3C1胚芽鞘、分蘖鞘计入叶片数，符合N-3小麦分蘖发生示意图2）影响分蘖发生的因素分蘖的最低温度2～4℃，6～13℃下分蘖生长缓慢，比较健壮；>14℃分蘖生长加快，但健壮程度较差；>18℃分蘖受抑。适宜于分蘖的土壤水分为田间持水量的70％左右，渍水和干旱均不利于分蘖发生。基本苗少、光照条件好、幼苗健壮，分蘖力强。播种过深、地中茎过长、出苗延迟，苗弱蘖少。分蘖期适宜的氮、磷营养，促进分蘖发生。小麦单株产生分蘖多少的能力称为分蘖力。分蘖力存在品种间的差异，并受种子质量和播种质量、栽培环境的影响。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。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。分蘖衰亡表现出“迟到早退”的特点，即晚出现的分蘖先衰亡。拔节至孕穗期是无效蘖集中衰亡的时期。

3、分蘖消长规律有效分蘖拔节后具有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。无效分蘖拔节后具有3叶以下的小蘖。动摇分蘖拔节后具有2叶1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。（五）茎的生长1、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，地下节间不伸长构成了分蘖节，地上节间伸长，数目较稳定，一般为4-6个，多为5个。小麦茎原始体在茎生长锥伸长前形成，当分蘖基本停止时，节间开始伸长。基部节间伸长至离地面1.5-2.0cm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，株高到开花时基本定型。2、茎的形成和伸长

N叶伸长（n-1）叶叶鞘伸长（n-1）与(n-2)叶间的节间伸长

小麦节间伸长与叶片、叶鞘伸长的同伸关系温度：茎10oC左右开始伸长，随气温升高而加快，12-16oC有利于壮秆，高于20oC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。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。磷肥能加速茎的发育，提高茎抗折断能力。3、影响茎生长的环境条件（六）穗的分化穗护颖（两枚）小花外稃（1枚）内稃（1枚）雄蕊（3枚）雌蕊（1枚）鳞片（2枚）小穗穗轴麦芒1穗结构

穗光合具有如下优势①穗所处的空间位置有利于截获光和二氧化碳；②穗各部分均与子粒存在密切的韧皮部联系，光合产物可就近直接输人子粒中；③穗的水分关系稳定，即使在水分胁迫下，穗仍能维持较高的水势；④穗光合碳同化具有C4途径或C3—C4中间型特点，子粒呼吸释放大量的二氧化碳能被穗再固定。颖片、内外稃和芒均含有绿色组织和气孔，能进行光合作用。穗光合产物对子粒产量的贡献为10％～40％。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起身期农艺拔节期孕穗期

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。10oC以下光照阶段缓慢，穗分化时间延长，有利于形成大穗。四分体时对低温敏感，5oC以下低温持续时间长，会导致花粉发育不好3、影响条件光照：延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%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。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，可减少小花退化，并可提高结实率。缺P则会导致花粉、胚珠不孕。

适当C/N，可争取穗大粒多(七)抽穗．开花．结实

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。幼穗分化完成后，穗下节间伸长，麦穗从旗叶鞘中伸出一半时，称为抽穗。抽穗后3—5d开花，开花主要集中于上午9－11时和下午3－5时。在大田条件下花粉散出后仅能存活几小时，授粉后1－2小时花粉在柱头上萌发形成花粉管再经24－36小时穿过柱头进入子房，经珠孔进入胚囊受精。开花最适温度为20oC左右，大气相对湿度为70－80％。如温度低于9－11oC或高于30oC；相对湿度低于30％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。籽粒形成过程从受精坐脐开始，历时10—12d。此期胚和胚乳迅速发育，胚乳细胞数目在此期决定，因而是形成子粒潜在库容的时期。当子粒长度达最大长度的3／4时(多半仁)，该过程结束2、籽粒形成与灌浆成熟子粒长度增长最快，宽度和厚度增长缓慢；子粒含水量急剧增加，含水率达70％以上，干物质增加很少；子粒外观由灰白逐渐转为灰绿，胚乳由清水状变为清乳状。籽粒已具发芽能力，这段时期为籽粒形成期此期如有不良环境或营养不足，则部分籽粒停止发育退化。该期明显的特点是灌浆过程乳熟期：12－18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20－24天达最大(顶满仓)。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40－38％，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。成熟过程蜡熟期：含水率由40－38％急降到22－20％，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。（3－7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。3、影响子粒生长的环境因素

温度

小麦子粒形成和灌浆的最适温度为20—22℃，高于25℃和低于12℃均不利灌浆。在适温范围内随温度升高，灌浆强度增大，但高于25℃以上时，会促进茎叶早衰，显著缩短灌浆持续时间，粒重降低。灌浆期间白天温度适宜，昼夜温差大，有利于增加粒重。光照光照不足影响光合作用，并阻碍光合产物向子粒中转移。子粒形成期光照不足减少胚乳细胞数目，灌浆期光照不足降低灌浆强度，影响胚乳细胞充实，均会导致粒重下降。群体过大，中、下部叶片受光不足也影响粒重的提高。土壤水分子粒生长期适宜的土壤水分为田间持水量的70％左右，过多过少均影响根、叶功能，不利灌浆。一般应在子粒形成和灌浆前期保持较充足的水分供给，但在灌浆后期维持土壤有效水分的下限，可加速茎叶贮藏物质向子粒运转，促进正常落黄，有利提高粒重。矿质营养

氮素后期适当的氮素供给，有利维持叶片光合功能。但供氮过多，会过分加强叶的合成作用，抑制水解作用，影响有机养分向子粒输送，造成贪青晚熟，降低粒重。

磷、钾营养充足可促进物质转化，提高子粒灌浆强度，因此后期根外喷施磷、钾肥有利增加粒重。增加籽粒干物质来源扩大籽粒的容积延长灌浆时间和提高灌浆强度减少干物质积累的消耗4、增加粒重的途径5、熟相与粒重小麦熟相指开花至成熟