3、作物栽培学-小麦

作物栽培学——小麦麦类作物属禾本科(Gramineae)，—年生或越年生草本植物，包括小麦属(TriticumL.)有冬小麦、春小麦大麦属(HordeumL.)有裸大麦、皮大麦燕麦属(AvenaL.)有裸燕麦、皮燕麦黑麦属(SecalL.)小黑麦。特点：1.由于种类多，生态类型多样，因此分布广，世界各地均有种植，是最重要的粮食作物。2.麦类作物营养丰富，籽粒中含蛋白质7％—20％，淀粉75％—90％，其组成最适于人体需要的营养比例1：5—6。3.麦类作物同属一科，分属不同属，生物学上有许多共同性状。4.麦类作物生育期间要求较低的温度和较长的日照，故称为喜低温、长日照作物。第一节概述一、小麦生产的意义1.小麦是世界主要的粮食作物，面积和产量居第一。2．小麦对温光反应的不同，使小麦具有广泛的适应性。3.由于播期在四季，故可以有效利用冬季光能，提高冬季光能利用率，增加复种指数和土地利用率。4．营养价值高，含丰富蛋白质（9—18％）、氨基酸（0.3—0.4％）故加工特性好。5．小麦是许多轻工业及医药卫生的重要原料，副产品麦草与麸皮也是不可缺少的加工原料和精粗饲料。6．小麦籽粒水分含量低（11—13％），在11％水分下可以较长时间储藏而不霉烂变质，生产过程可以高度机械化，有利于提高劳动生产效率。二、世界及我国小麦生产概况世界：其中面积最大的前四名为原苏联7.23亿亩，中国4.61亿亩，美国4.21亿亩，印度3.52亿亩。总产量高的前四名分别为原苏联107966kt，中国96004kt，美国74546kt，印度49678kt．单产最高的前四名分别为荷兰712.0kg／亩*，丹麦488.2kg／亩，英国440.0kg／亩，法国432.5kg／亩。中国：我国小麦解放初期平均亩产仅43kg，50一60年代发展缓慢，60—70年代发展迅速，1970年平均亩产达76.5kg，70一80年代为高速发展阶段，平均亩产由76.5kg上升到1986年的203kg，总产也由29250kt达到90050kt，到1998年全国平均为245.7公斤/亩，总产也由1970年的2925万吨上升至1999年的1.13亿吨，30年单产上升3.2倍，总产上升3.75倍。宁夏：我区从建国后小麦生产水平也有了很大的提高，与全国相比，平均单产低，但灌区高于全国水平，主要由于山区水分条件限制，产量较低，因此，从单产上我区也有较大的增产潜力。第二节小麦的类型、分布与栽培区划一、起源与类型小麦属于禾本科(Gramineae)小麦属(Triticum)。目前栽培的六倍体(AABBDD)普通小麦和硬粒小麦的进化过程，是由野生一粒小麦进化为栽培一粒小麦，染色体基数n为7，体细胞(二倍体)为l4，为A组染色体的供源，二者共同构成一粒系；野生一粒小麦与B组染色体供源的拟斯卑尔脱山羊草(Ae.speltoidesTausch)经天然杂文，染色体加倍产生野生四倍体二粒小麦，其n=14，2n＝28，再经基团突变或天然杂交，形成其它四倍体的二粒系类型，构成二粒系，二、小麦的分布与栽培区划1.小麦是世界栽培分布最广的作物，自赤道附近的低纬度起至两极圈附近的高纬度止，皆有小麦栽培。从垂直分布来看，由负海拔到海拔3000一4000m左右的尼泊尔、秘鲁以及我国青藏高原都有小麦种植。小麦喜凉爽湿润气侯主要分布在北纬200一600及南纬200一400间，40％左右分布在年降雨500一800mm的地区，主要以欧亚大陆和北美面积最大，占全世界85％以上，以冬麦为主，冬、春麦面积约为3：1。我国小麦分布很广，遍及全国各地，北起黑龙江的漠河，南到海南岛，西至新疆，东抵沿海以及台湾省，南北跨越寒、中、暖三温带和各类型的亚热带及热带。海拔高度由不及10m至4460m处的西藏，都可正常生长。全国一年中1—10月均有小麦收获，生育期短者100天左右，长者300天左右，如西藏冬麦达周年之久。主产区在200N—410N，约占全国面积的80％以上，主产区在河南、山东、河北、安徽，产量占全国一半以上，以冬麦为主，占世界总产量的12％，几乎与美国或印度的产量相等。其次在东北、西北春麦区，面积小，故产量少。区划：我国的小麦栽培区划以分区命名(一)春播区1．东北春性麦区2．北部春性麦区3．西北春性麦区(二)秋冬播区4.北部冬性麦区5.黄淮弱冬性麦区6.长江中下游春性麦区7.西南春性麦区8.华南春性麦区(三)冬春麦兼播区9.新疆秋春播冬春性麦区10.青藏秋春播冬春性麦区第三节小麦栽培的生物学基础一、小麦的一生小麦的一生是指从种子萌发到产生新种子的周期，以生育期表示。秋播小麦大多在230一280天，春播小麦为90—120天。营养生长阶段：种子萌发——幼穗开始分化，以长根、茎、叶、蘖为主，此阶段决定穗数。并进生长阶段——幼穗分化发育与根、茎、叶、蘖的生长并进，此期是穗粒数的决定时期。生殖生长阶段——抽穗至成熟，以开花受精和籽粒形成、灌浆成熟为主，是决定粒数的关键时期。在生产上各阶段是相互联系的，但生长中心不同，栽培管理上主攻方向不同。二、小麦的阶段发育阶段发育——在特定的条件下，小麦内部发生一系列职的变化，在不同质变的基础上，才能使小麦由营养生长向生殖生长转化，这种阶段性质变，称阶段发育。每个发育阶段需要一定的外界条件，其中有一两个因素起主导作用。小麦冬春性的实质是小麦的感温感光性。小麦在开花前必须顺次通过春化(感温)阶段和光照(感光)阶段。（一）小麦的感温性（春化阶段）(1)冬性对温度要求极为敏感，春化阶段的适宜温度为0一3℃，经历35天以上。不满足春化条件，不能正常抽穗。(2)弱(半)冬性春化阶段适宜温度为0一7℃，经历15—35天，未春化处理的种子春播，不能抽穗或抽穗不整齐。(3)春性春化温度为0一12℃，经历5—15天可完成春化，不经低温春化的种子春播也能正常抽穗。（二）感光性（光照阶段）(1)反应迟钝型在每天8—12小时日照条件下，经16天以上，能顺利通过光照正常抽穗，不因日照长短而有明显差异，南方冬播春性品种属此类。(2)反应中等型在每天8小时日照下不能抽穗，但在12小时下经24天可以抽穗。弱冬性品种属此类。(3)反应敏感型在每天12小时以上的日照下，经过30一40天才能通过光照阶段而抽穗。冬性品种一般属此类。温度对光照阶段的进行有较大影响，4℃以下时光照阶段不能进行。（二）温光反应与生育进程及器官建成的关系小麦感温感光特性发生在小麦一生的前期与中期，因此品种温光特性的强弱与时长，直接关系着发育时期的长短与生育速度的快慢。全国小麦生态研究表明，品种间生育期长短的差异主要取决于生长发育的早期与中期，可占全生育期日数的50％一70％，且愈是冬性强的品种，前期经历的日数比重愈大。说明冬春性小麦生育期的差异，主要是由于温光反应的差异，特别是春化阶段中感温期的长短。小麦春化发育的通过，既可在萌动种子时期又可在幼苗期进行，但是在大田正常播种的生长条件下，小麦春化阶段在生长锥伸长至二棱期结束。小麦的光照阶段，一般认为到雌雄蕊分化期结束。至此温光发育完成、营养器官基本建成，以后的生长，不同生态型品种之间差异越来越小。春化阶段决定叶片数、茎节、分蘖和次生根数多少，光照阶段决定小穗数多少，延长春化阶段可增加分蘖数，延长光照阶段有利增加小穗数和小花数，形成大穗。（三）我国小麦品种温光特性的区域分布根据地理生境、种植制度和品种特性的综合分析，按播期特性我国小麦可分为三大分布区域，小麦温光特性的分布呈“冬性中心式”向春性扩散过渡的现象，即以秋播麦区中的黄淮中早熟冬麦区，向南冬性逐渐减弱，由冬性—弱冬性—春性—强春性；向北由冬性—强冬性—春性—强春性；形成愈向南北两端，品种春性愈强的特点。由于自然温光受纬度、海拔、地形变化的影响，因此品种温光类型的分布也具有区域间、区域内相互交叉分布的特点，特别是在区域间的过渡带更为明显。如强春性与春性品种，在同一区可能交叉分布，冬性与强冬性品种在同一区也可能交叉分布。(四)阶段发育理论在生产中的应用1．根据区域生态特性与品种特性进行引种2．根据品种温光特性进行合理用种3．根据品种温光类型的差异进行生态育种4．在夏季冷凉的高纬度高海拔地区，选用无负积温春化效应的强春性品种夏播，可获得一定产量。三、种子构造及萌发出苗(一)种子的构造1．皮层2．胚乳3．胚（二）种子萌发出苗萌动发芽出苗(四)影响萌发出苗的因素1.品种的特性及种子质量2.温度3.土壤水分四、根、茎、叶营养器官的生长(一)根系的形成与功能1.根系的发生与分布2．根系的功能3、影响根系发育的条件水、土壤、耕作、土壤肥力、温度(二)叶片的生长与功能1.叶片的结构与分化2．叶片分组与功能（1）近根叶组（2）茎生叶组(三)茎节的生长与功能1．茎节的分化与生长2．茎秆特性与穗部生产力3.影响茎秆生长的条件光、肥、品种、温度、水五、分蘖与成穗规律(一)分蘖节及其功能小麦的分蘖是着生在分蘖节上的地下分技。1、分蘖节:是由很多节、叶原始体、分蘖、腋芽及其生长点密集在一起，形成胀大的节群。通常一株小麦只有一个分蘖节，如果分蘖节基部的某一节间伸长，即构成两个以上的分蘖节。分蘖节上节数的多少，与小麦感温性有关，一般冬性越强节数越多。分蘖节在土层的深度受品种、播深、地温等因素的影响，春性品种、浅播、较高池温等条件下，分蘖节较浅。一般分蘖节适宜深度为2—3cm。2、小麦分蘖节有以下作用：a.产生分蘖并形成分蘖穗，构成产量的一部分。b.产生近根叶及次生根群。c.调节群体，补充由于主茎受害后造成的穗数亏缺。d.冬前积累贮藏糖类等营养物质，保护麦苗安全越冬。e.分蘖节内复杂的输导组织，成为联系根系与地上各蘖位，进行水分和营养运输的枢纽。(二)分蘖发生的规律1．分蘖的名称2．叶蘖同伸规律(三)分蘖的成穗规律1．分蘖的消长2．分蘖的成穗3．影响分蘖生长的因素六穗结构与穗分化(一)穗的结构(二)穗的分化与形成(二)穗的分化与形成1．穗的分化时期穗的分化形成经历以下几个时期；0．茎叶原基分化期(未伸长期)Ⅰ.伸长期Ⅱ．单棱期(穗轴分化期)Ⅲ．二棱期(小穗原基分化期)根据小穗原基和苞叶原基的形态变化，又可分为三个时期：(1)二棱初期(2)二棱中期(3)二棱末期Ⅳ．颖片原基分化期Ⅴ．小花原基分化期Ⅵ．雌雄蕊原基分化期Ⅶ．药隔分化期Ⅷ．四分体形成期2．顶端小穗的形成小麦以顶端小穗的形成形式构成穗的有限生长方式，决定着小穗原基分化过程的长短和数量。在形态发生上，顶生小穗和侧生小穗不同，小麦的顶端是在穗分化进入第Ⅴ期(植株基部第一节间开始明显伸长)，由生长锥顶端一组(一般为3一4个)苞叶和小穗原基转化而成。构成顶端小穗的小穗和苞叶原基群中，最基部的苞叶原基在分化过程中不仅不消失退化，而且由原来被抑制状态转为活跃生长，体积增大，形成顶端小穗的颖片。3．主穗和分蘖穗分化进程的差异小麦的主茎穗与分蘖穗分化进程的差异a.分蘖穗开始分化晚，时间短，穗位越高，这一差异越明显。b.分蘖穗发育快，在穗分化前期、中期(拔节前)都有分蘖赶主茎的趋势。c.穗分化开始后，一般相邻分蘖穗分化期约相差—时期。d.包括无效蘖的穗分化，早期持续时间比主茎穗长，但进入小花分化期后，趋于一致，此时正值拔节。(四)小穗退化的规律1．小穗和小花分化发育的差异及退化部位(1)一穗上小穗分化的顺序为中下部，中部，上中部，基部，顶部。(2)同一小穗小花自基向顶分化，基部1—4花分化强度大，平均1—2天分化一朵，以后速度转慢，约为2—3天。(3)不同小穗位的同位小花分化顺序为中部，上中部，中下部，顶部，基部。(4)一穗上退化小穗和小花的发生位置颇为一定，退化小穗发生于穗的两端(与穗型有关)，并以基部小穗退化最为常见。同一小穗中的小花，越居上位．退化的程度越大。2．小穗和小花退化的比率一穗上退化小穗的比率，依照穗发育程度而不同，穗发育越好，退化小穗比率越低，甚至可以不发生退化。退化小花则不论穗发育好坏，在一穗上始终保持一定比率，冬小麦一般不育小花比例较春小麦高。3．小穗、小花退化的时间七、穗粒形成与灌浆特性(一)抽穗开花冬小麦拔节后约经25—30天，春小