小麦从老种子至产生新种子的一生中,历经发芽、出苗、分蘖(冬小麦还有越冬、返青、起身)、拔节、挑旗(打苞)、抽穗、开花、授粉(受精)、生胚、灌浆、成熟、休眠等到xx不同的几个生长发育阶段。每一个发育阶段中都将产生与之相应的器官及特征、特性,需要一定的外界环境条件确保每一个发育阶段的正常进行。全面地了解和掌握小麦的生长发育特点、器官建成规律及其对外界条件的需求,就可以发挥人的主观能动性,制定一系列促控措施,获得小麦高产。 一、 小麦阶段发育 小麦从种子萌发至结实成熟,完成一个生长周期。在这个周期中,在一定的温度、光照、水分、养分的综合作用下,小麦种子将依次产生一系列器官。相应地在植物体内部发生着一个又一个的质变阶段。人们称这些质变过程叫阶段发育。小麦在每一个发育阶段中,仅需要一个起主导作用的外界条件,其次是一些辅助作用因子。一方面,阶段发育具有一定的顺序性,当前一个发育阶段尚未完成,即使具备了下一个发育阶段所需的条件,下一个发育阶段也不能进行,必须等到前一个发育阶段xx结束,下一个发育阶段才能进行。另一方面,当某一个发育阶段正在进行中,外界作用因子中途消失,这个发育阶段就暂停下来,直至条件具备时再继续进行,决不会返回到前一个发育阶段上去,这就是阶段发育的不可逆性。小麦只有循序完成所有的发育阶段才能正常驻地开花结实。在整个发育阶段中,以春化阶段和光照阶段最为重要。 (一)春化阶段 春化阶段是小麦的{dy}个发育阶段。它是在温、光、水及营养等条件综合作用下完成的,其中适宜的温度条件是主导因素。小麦在出苗后需要经历一段时间的低温条件,方能拔节形成结实器官,否则植株就永远处在分蘖状态,我们将这段低温时间称作春化阶段。不同的春性和冬性小麦品种通过春化阶段所需的温度及历经的时间不同。春性小麦通过春化阶段的温度一般需要5-10℃,历经时间5-15天,而冬性小麦通过春化阶段的温度为-1-10℃,历经15-60天。根据上述标准,我们将小麦分作3类: 1、春性小麦 通过春化阶段最适宜的温度为0-12℃,需经5-15天。这类小麦对温度要求不严格。在我国南方秋播或晚秋播,在北方早春播种抽穗都很正常。有春性品种,甚至进行高山夏季播种都能正常抽穗。 2、半冬性小麦品种 通过春化阶段最适温度为0-7℃,需经15-35天。这类小麦比春性小麦对温度的要求较敏感,未通过春化的种子进行春播一般不能抽穗,有的即使抽穗也很晚或不整齐。 3、冬性小麦品种 大多数冬性小麦通过春化阶段的最适温度为0-5℃,需经35-50天。这类品种对温度很敏感。温度低于0℃ ,春化速度减慢,至-4℃时小麦停止发育。而当温度高于10℃时,春化阶段不再进行。这类小麦若进行春播只分蘖不能拔节、抽穗。除了温度条件外,小麦在通过春化阶段过程中,光照、水分、养分及植株年龄也都起一定的作用。 ①光照:充足的阳光可以使小麦进行较强的光合作用,使植株在良好的营养状态下顺利地通过春化阶段。 ②水分:小麦的春化阶段。只有在生长锥细胞分裂旺盛时才能正常进行。因此需要有充足的水分供应,保证种子萌发,幼苗生长正常。 ③养分:小麦通过春化阶段需要有健壮的植株。只有选用饱满的种子和及时地施肥、灌水才能培育出壮苗。 ④植株年龄:小麦的植株年龄与其通过春化阶段的速度关系很密切。一般2-3片叶的幼苗。未xx成熟的种子春化速度要快于xx成熟的种子。 (二) 光照阶段 光照阶段是小麦的第二个发育阶段。小麦在完成了春化阶段以后,如果条件适宜,便进入光照阶段。此发育阶段虽然也是多 种外界环境条件综合作用的结果,但光照时间的长短是一个主作用因子。 1、光照时间 小麦通过光照阶段每日需光照时数为8-16小时,历经16-40天。由于各类品种来源地区的纬度不同,因此不同的小麦品种对光照反应也不同,大体可分为3类: ①反应迟钝:小麦在每日8-12小时光照条件下,经过16天完成光照阶段。春性小麦大部分属于这种类型。 ②反应中等:小麦在每日12小时光照条件下,经24天左右通过光照阶段。而在每日8小时光照的条件下,小麦不能抽穗。大多数半冬性小麦品种属于此种类型。 ③反应敏感:小麦需在每日12小时以上光照条件下,经30-40天通过光照阶段,否则不能抽穗。大多数冬性小麦属于此种类型。 2、其他外界因素 在大田生产条件下,除了光照时间的长短,还有其他外界因素影响着小麦光照阶段的顺利进行,其中较重要的有如下几个: ①温度:无论是冬小麦还是春小麦,进行光照阶段所需的最适温度为20℃左右。温度低于10℃或高于25℃都有会使光照阶段进程减慢。冬小麦在光照阶段对短日照和低温非常敏感。这特性使小麦在早春返青后不致马上开始幼穗分化,保持植株的抗寒力,抵御春寒的危害。 ②光照强度及光谱颜色:除了光照时间的长短以外,光照强度及光谱颜色都有影响小麦光照阶段的顺利进行。强光照可加强植物体光合作用强度,形成更多的代谢产物,利于光照阶段顺利进行。红色、蓝紫色光谱都比黄色、绿色光谱更能加速成进行光照阶段。 此外,水分、养分充足,植株生长健壮,都利于光照阶段进行。全面地掌握小麦的春化阶段和光照阶段的发育特点及对外界条件的要求,可以指导我们更有目的地引种,并根据品种特性,制定适宜的播种期及合理的栽培管理措施。 二、 小麦营养器官的生长发育 小麦的营养器官包括根、茎、叶,它们主要的生理机能是吸收、制造、运输营养物质,保证小麦正常生长发育,顺利完成生活周期。因此掌握小麦营养器官的发生规律、结构特点及与外界条件的关系,对制定合理的促控栽培措施是非常有益的。 (一) 根的生长发育 小麦的根系属纤维状须根系,由初生根和次生根组成。种子萌发时除了胚芽进行生长外,就是胚根伸长{zh1}突破胚根鞘长出{dy}条初生根,接着又在其上部的盾片节及叶节基部长出{dy}、二对初生根,条件适宜时还可长出第三对初生根。当{dy}片绿叶长出后,就不再长出新的初生根了。通常人们把初生根也叫种子根或胚根。初生根早期的生长主要依靠小麦胚乳贮存的养分。所以种子的大小及饱满程度直接影响初生根的多少及生长状况。在小麦生长发育的前期,初生根生长较快。据观察,在土壤条件适宜的情况下,小麦开始分蘖时,初生根可长至50多厘米。冬小麦入冬前,初生根可长入100多厘米厚的土中, 可吸收到土壤深层的水分和养分。如果土壤干旱,小麦靠初生根也能维持生命,所以初生根在小麦的一生中具有重要意义。 次生根发生在小麦基部的节上,几乎与分蘖同时发生。每长一个分蘖就有1-2条次生根生成。那些没条件形成分蘖的分蘖节上生根更多。一些已拔节而未露出地面的节上及近地表的节上,在土壤温度适宜时也可长出次生根。所以,发生时间长、根量大是次生根的一大特点。一般主茎的次生根数可达12-27条,多数为15条。次生根较初生根粗,相对分布在浅层土壤中,与初生根相辅相成,共同从土壤中吸收、运输水分和养分,确保小麦植株正常的生长发育。 根的吸收及运输通过根毛与根中输导组织进行。根毛一般在根的近端部,位于根皮层部分的外面一层即表皮层,由长形薄壁细胞向外增长延伸而形成,土壤溶液通过渗透作用进入根毛腔里,再渗透到细胞壁,{zh1}进入中柱部分的输导组织中,被运输到小麦地上部器官组织里。根毛经过一段时间会自行死亡、脱落、木栓化。根毛区进一步向根端推移。小麦的根端中有根源细胞、皮层原、维管束鞘及根冠分生组织等,生命力很强,条件适宜,细胞不停地分裂繁殖,使根不断伸长。 (二) 茎(分蘖)的生长发育 小麦的茎呈圆柱状,中空或有髓体充满,由节的节间组成并富有弹性。小麦茎节数因冬春性及播种期的不同而异,若从{dy}片真叶以上的节计算,少则8节,多则15节。但伸出地表能形成茎秆的节,一般只有4-6个,其余的则密集一起,在地下形成分蘖节。 小麦茎的增粗与伸长主要依靠分生组织的生长,其中侧分生组织的生长可使茎增大,而位于节间基部的居间分生组织可使节间伸长。每个茎节的生都经历开始慢、中期快、末期又慢3个波浪起伏阶段。各茎节之间又是重叠式的生长的。当基部节间迅速伸长时,第二节开始缓慢伸长,而第三节几乎没伸长。第二节迅速伸长时第三节缓慢伸长,如此类推。但{zh1}两节的伸长重叠的时间较长。各茎节的长度也不同,一般基部节间最短,往上逐节加长,以穗颈节(最末一节)最长,有的占全茎长的一半。不同小麦品种茎的总度也不同,最短的不足30厘米。最长的可超过140厘米。 小麦茎的功能除了可以支撑整个植物体外,主要执行运输水分、养分和通过光合作用制造碳水化合物以及贮藏部分光合产物等。因此茎具有与其功能相适应的组织结构。如表皮、下表皮、绿色的同化薄壁组织、无色薄壁组织、导管束及坚实的机械组织等。 分蘖是小麦的一种生物学特性,但不同类型的小麦分蘖性强弱不同,一般冬小麦分蘖强而春小麦差些,晚熟品种分蘖多,早熟品种分蘖少。但是,无论哪种类型的小麦分蘖的规律都是一致的。 小麦出苗后,地中茎伸长将{dy}片真叶及其以上的节推至近地表层,当主茎长出3片叶并在条件适宜时,便自胚芽鞘腋处出现分蘖芽,突破分蘖鞘露出地面形成胚芽鞘蘖。接着,主茎长出第四片叶时,自主茎节{dy}片叶的叶腋处长出{dy}节分蘖。当主茎长出第五片叶时,第二片叶的叶腋处即长出第二个分蘖,如此类推。每一个分蘖长出第三片叶后,从其{dy}片叶的叶腋处又长出二级分蘖,其出现规律同于主茎的分蘖。同理,二级分蘖长出3片叶后也可出现三级分蘖。某分蘖位若因外界环境不利使分蘖出现受阻时,将来即使又具备了适宜的环境条件,该分蘖位也不会再生长。 分蘖在小麦的一生中有重大的意义。它可调节小麦的群体形成足够的穗数,获得高产。同时分蘖多的小麦形成的次生根也多,使植株有庞大根系,扩大小麦对水肥的吸收,增加抗旱力,对培育壮苗、壮株十分有利。另外,小麦的分蘖节可贮存大量的可溶性糖,可增加小麦的抗寒性,保证小麦能安全越冬。 (三) 叶的生长发育 小麦的叶包括变态叶(如胚芽鞘、分蘖鞘及颖片)及xx叶两部分。xx叶左右互生在茎节上,由叶鞘、叶舌、叶耳、叶片几个部分组成。 小麦的xx叶由叶芽原基长成。叶芽原基长在茎生长锥的下部,呈环状包围着生长点,在生长点开始分化时,叶原基已全部形成,叶片数也就定局了。叶原基伸长形成叶片。开始的生长进程是很慢的,当叶尖初露出前片叶的叶鞘时,生长速度逐渐加快。此时,叶鞘也正在迅速生长。叶舌、叶耳随着生成,叶片接近定长时,生长速度又慢下来。叶片定长时,叶片的功能开始。相邻叶片间的生长是重叠进行的,当某叶片处在缓慢生长阶段,其前一片正处在迅速伸长阶段,更前一片叶已接近定长。如此类推。 小麦主茎的叶片数,因品种类型、成熟期和环境条件而异。冬性小麦及晚熟品种一般13-15片,春性小麦及冬性早熟品种的叶片数8-12片。分近地生叶和茎生叶两种。近地生叶着生在在近地表密集的茎节即分蘖节上。在我国北方冬小麦越冬前可长到8片叶,春小麦拔节前长到3-6片叶,小麦的茎生叶数变幅较小,一般都是4-6片。 小麦的叶鞘包裹在茎秆上,保护着茎节和茎秆,增加茎秆的机械强度。同时,叶鞘中的叶绿素还有进行光合作用,制造养分并贮藏养分的功能。叶片是制造养分的场所,叶片的上下表皮之间的叶肉细胞里有大量叶绿素和胡萝卜素,可吸收光能,利用空气中的二氧化碳及吸收的水分进行光合作用,制造碳水化合物。叶位不同,光合产物的用途也不一样,近地生叶制造的养分主要用于培育壮苗、壮蘖、壮株,为争取小麦丰产奠定基础。茎生叶的光合产物主要运往小麦籽粒,尤其是旗叶(即顶上{zh1}一片叶)作用更大,籽粒中1/3的碳水化合物是由旗叶和穗颈制造的。所以,旗叶功能期的长短,与小麦的产量直接相关。 三、 小麦生殖器官的生长发育 人们栽培小麦的最终目的,是使小麦穗大、粒多且饱满,从而获得高产。因此,了解小麦的穗、花及籽粒的生长发育尤为重要。 (一) 穗 小麦的穗由穗轴及互生排列其上的小穗组成,有的具有长芒、短芒、顶芒,有的则无芒。穗形有纺锤形、长方形、圆锥形、椭圆形、棍棒形及分枝形等。成熟时,穗的颜色主要分红壳及白壳,也有的在芒色上有些变化。上述形态差异是分辨不同品种的重要标志之一。 小麦的穗由位于茎顶的生长锥逐步分化而成,其进程有明显的阶段性,并与小麦的阶段发育及茎叶的生长密切相关,大体可分下列几个时期: 1、初生期 生长锥宽而扁平。此时小麦的春化阶段尚未结束,冬小麦进入越冬阶段,春小麦在3叶期以前。 2、伸长期 生长锥伸长。在解剖镜下观察其长度明显大于宽度。基部叶原基停止分化,小麦春化阶段结束,光照阶段将开始。北方冬小麦开始返青,早熟春小麦处在三叶一心期。有部分冬小麦品种在越冬前生长锥开始伸长,并停留在此阶段上越冬。 3、小穗原始体分化期 又分为3个时期: ①单棱期:生长锥急剧伸长,逐渐从基部开始自下而上分化出穗轴节片,每个节片上长出一个突起,称作苞原始体,生长到一定程度即停止发育。此时冬小麦已进入冬后分蘖高峰。 ②二棱期:在生长锥的中下部,两个苞原始体之产出现一个突起,这就是小穗原始体,以后扩展到生长锥的上部及下部出现同样的突起,它的大小与苞原始体一样,因此在解剖镜下看到的是两个棱,故称为二棱期。小穗原始体出现时,苞原始体停止生长。 ③二棱末期:小穗原始体迅速生长,增大体积,苞原始体开始退化,当小穗原始体将苞原始体xx掩没时,幼穗分化已进入二棱末期。此时,小麦的茎开始伸长。 4、小花分化期 又分为5个时期: ①护颖分化期:在幼穗的中下部小穗的基部,首先分化出颖片原基,不久颖片原基又在幼穗下部及上部小穗出现,幼穗进入护颖分化期。这时茎的{dy}节已伸长1厘米左右,进入生理拔节阶段。 ②小花原基分分化期:接下来在中部小穗的颖片上分化出外稃及小花生长点,这种分化相继扩展到幼穗上部及中部小穗,这时幼穗进入小花原基分化期。 ③雌雄蕊原基分化期:幼穗的每一个小穗一般从基部开始向顶端分化小花原基。当中部小穗分化出4个小花时,在其基部{dy}个小花原基生长点上分化出3个突起,即雄蕊原基,幼穗进入雌雄蕊原基分化期。此期小麦的3个茎节在伸长,其中{dy}个节最显著,茎的总长度达3厘米左右,小麦进入拔节期。 ④药隔形成期:初形成的雄蕊原基是圆形突起。幼穗中部小穗的第三朵花进入雄雌蕊分化时,基部{dy}朵小花的3个雄蕊突起各变为四方柱形,分化出花药的药隔,雌蕊顶端出现小圆形凹陷,此时进入药隔形成期。这是小麦田间管理的关键时期。 ⑤四分体期:幼穗中部小穗、{dy}、第二小花的花药分化出花粉母细胞,经减数分裂进一步形成四分体,即进入四分体期。此时小麦旗叶已抽出,与其下一叶的叶耳距离为2-6厘米(因品种及外界条件而异)。接下去的分化就是四分体进一步形成花粉粒。与此同时,雌蕊顶部分杈形成羽毛状柱头,基部子房里的胚囊母细胞也经历减速数分裂过程,{zh1}形成一个卵细胞、两个助细胞、两个极核及3个反足细胞,完成穗分化全部过程。 (二) 花 小麦的花着生在小穗里,小穗互生在穗轴上共同构成麦穗。花由外稃、内稃、雄蕊、雌蕊及雌蕊基部的鳞片等部分组成。雄蕊又分花丝、花药及花药里的花粉粒等几部分,而雌蕊分羽毛状柱头、子房及子房里的卵细胞、助细胞、极核及反足细胞等几部分。每个小穗可分化9朵左右小花,而能形成健全的雌雄配子并可结实的小花一般在3-5朵,个别也有多于5朵的,其他花败育。中部小穗结实较多,而上下部小穗的结实逐渐减少。 小麦挑旗后10-14天抽穗,抽穗后4-5天开花,中部小穗{dy}朵花先开,随后是上下部位小穗的第1、第2朵花开放,随着时间的推移,第3、第4朵花陆续开放。每朵花的开放过程是:子房基部鳞片吸水膨胀将内、外稃撑开,花丝伸长,花药裂开,花粉撒出落在柱头上,鳞片失水,内、外稃复原。一穗的花期一般要持续4-5天。有些品种的小麦内、外稃不张开,闭颖授粉。个别小麦品种在穗还没xx伸出旗叶、叶耳时,就已经开花授粉。 花粉落在雌蕊柱头上,约经1-2小时花粉萌发,形成花粉管。输送两个精子穿过柱头及子房壁进到胚囊里,其中一个精子与卵结合,将来形成胚,另一个精子与极核结合,将来形成胚乳。完成授粉(也称双受精)过程以后子房膨大进入籽粒发育阶段。从花粉管萌发到受精完成大约经历1-1.5天。 (三) 种子 小麦的豆子又叫颖果,有圆形、卵形和长形等不同形状。从外观上看,在种子的顶端有茸毛称为冠毛,其另一端是胚,腹面凹陷产分称为腹沟,沟的两边叫颊,背部称作腹背。种子是由皮层、胚及胚乳构成的。皮层包括种皮和果皮。胚由胚芽鞘、胚芽、{dy}片叶原基、胚轴、胚根、胚根鞘、盾片等部分组成。它孕育着未来植株的一些特征特性,是小麦种子中极重要的部分。其内含物也很丰富,有大量的氮物质、糖分及脂肪等。胚乳占种子重量90%-93%,是营养物质仓库,xx种子萌发及3叶期以前的幼苗生长需要的营养物质,由糊粉层及粉质层组成。糊粉层含有大量的纤维素,其次是氮物质、灰分和脂肪等;粉质层主要含有淀粉。 小麦种子的形成,是从雌蕊接受了雄蕊的花粉实现双受精开始,经历器官分化,籽粒长、宽、厚增大及干重、含水量、含水率、种皮颜色等一系列变化,约经1个多月时间完成。大致可分列几个阶段: 1、籽粒形成阶段 授粉后10-12天里,精卵结合形成合子,合子细胞分裂形成胚芽、胚芽鞘、1个叶原基等,胚已基本形成。与此同时极核受精后开始形成胚乳。这个阶段籽粒体积增加很快,达“多半仁”长度,占{zd0}长度的80%,宽、厚度达70%,但含水量大(约70%),干物质重增长缓慢。胚乳由清水状变清乳状,籽粒表面由灰白色变为灰绿色。 2、籽粒灌浆阶段 籽粒从“多半仁”到蜡熟期以前,时间大约在10-30天之间。可分为下列两个阶段。 ①乳熟期:历经15-18天。是小麦籽粒干物重增加最快时期,一般日增重可达1-1.5克,含水量达平衡状态,含水率从70%缓减至45%。 胚乳由清乳状逐渐变为炼乳状。籽粒体积很快增大,至授粉后20天时达{zd0}值,俗称“顶满仓”,呈鲜绿色至绿黄色。 ②乳熟末期:历时3-5天。籽粒增重速度减慢,含水率降至40%-35%,胚乳呈面筋状。到后期灌浆基本停止。籽粒体积开始回缩,呈黄绿色。 3、 籽粒成熟阶段 ①蜡熟期:分蜡熟中期和末期,历时都在3天左右。其主要特点是含水量下降至25%左右,胚乳呈蜡质状。基部叶片全部变黄,茎生叶也只有旗叶还有部分绿色。到了蜡熟末期,籽粒含水率进一步降低,籽粒干重达{zd0}值,是收获的{zh0}时期。 ②完熟期:籽粒含水量降至20%以下,籽粒变硬,茎叶全部变黄。 四、小麦生长发育与气象因子的关系 (一) 光(日)照 小麦是长日照作物,不仅在通过光照阶段时,要求一定的光照长度、强度及光谱等,而且在小麦生长发育的各个阶段都离不开光照条件。 小麦出苗长出3片叶时,胚乳中的养分已耗尽,下一步将进入分蘖、发根、长穗阶段,需要大量营养物质。这时,只有在充足的阳光作用下进行光合作用,制造大量的有机养分,才能培育壮苗、壮蘖,提高分蘖成穗率,为增产打下基础。 在小麦幼穗分化期及小花分化的早期阶段,短日照可延缓光照阶段的进行,幼穗分化进程减慢,有利于形成大穗,分化更多的小穗小花。当幼穗进入花粉母细胞分化时就需要充足的日照,否则就会使小花发育不健全,造成大量的败育小穗、小花。 小麦开花需晴朗的天气和充足的阳光,阴雨和高湿会造成扬花、授粉不正常,减少穗粒数。在籽粒灌浆阶段正是小麦新陈代谢最旺盛时期,除了水、肥及温度条件配合外,光照强度及光照时间更显重要。据研究,小麦籽粒中的干物质有2/3是小麦抽穗后,通过光合作用制造的。这阶段如果光照不足对籽粒灌浆十分不利,尤其是在灌浆盛期会使小麦穗粒重和千粒重大幅度下降,籽粒秕瘪。 (二) 温度 温度在小麦的生长发育及产量形成中,是一个极重要的外界因素。小麦从播种到收获,需0℃以上的活动积温1700-2400℃。不同类型的小麦需求也不同,春小麦需要的活动积温比冬小麦要少一些。小麦生长发育的阶段不同,对气温高低的要求也不同,冬小麦秋播时的平均气温一般在20℃左右,出苗的最适气温是15-18℃。幼苗长至3叶后开始分蘖,次生根也随之迅速增加,以平均气温在13-18℃最为有利,高于18℃分蘖速度减慢,而低于2℃分蘖停止。随着季节慢慢向冬季过渡,气温也缓缓下降,显然此时的气温对分蘖和生根都是很有利的。当气温降到5-0℃时小麦进入春化阶段,这是小麦一生中抗寒力最强的时期,在不缺水的条件下,强冬性小麦此时能耐{zd1}气温达-20℃。小麦返青后进入光照阶段时,抗寒性逐渐降低。 在幼穗分化阶段,温度是控制小麦幼穗发育进程最重要因素。不同类型的品种,进行幼穗分化所需气温的高低及持续时间不同,同时不同分化阶段对温度的要求及对低温的敏感程度也不同。一般在平均气温低于10℃时,小麦光照阶段进行得很慢,因而影响小麦幼穗分化速度,尤其是在二棱分化期,延续的时间越长,形成的穗越大,小穗数越多。进入小花分化阶段要求平均气温在10℃左右最有利。雌雄蕊分化期要求10-13℃,而药隔形成期平均气温在16℃时进展较快。小花分化期,是决定小麦是否有更多的小花形成正常的雌雄蕊的主要时期。这段时间若遇到0℃以下低温的侵害,会造成大量不孕小花,影响结实。 灌浆阶段是小麦一生中需要气温{zg}的一个时期,一般以20-22℃最为适宜,低于12℃或高于24℃都有影响小麦灌浆。此外,在籽粒灌浆的不同阶段对温度的敏感程度也不同。在灌浆的早期低温或高温,只能降低灌浆强度,而在灌浆后期高温使籽粒过早地脱水,迫使灌浆停止,造成瘪粒,同时高温也会造成呼吸强度增大,消耗碳水化合物增多,千粒重降低。只有在适宜的温度范围内,白天在相对高的温度下,小麦茎、叶穗里的绿色部分在充足的阳光下进行光合作用,而夜里在相对低的温度下,茎、叶、穗里的有机化合物快速地运到籽粒中,从而获得饱满的籽粒。 (三) 气 小麦植株的绿色部分(主要是叶片)在阳光的作用下利用根部吸收的水分及周围空气中二氧化碳合成有机化合物。这是小麦长发育及形成籽粒的能量及物质的来源。因此,二氧化碳是小麦进行光合作用的主要原料。在苗期阶段由于叶片间相互郁闭不大,麦田中二氧化碳含量与大气相同。随着生长发育的进程,小麦进入起身、拔节、抽穗等阶段,植株长大,叶片数逐渐增多,密集程度越来越大,形成一个群体,麦田二氧化碳的含量也就出现了层次上和时间上的变化。据研究,麦田中叶面积系数量大的层次,二氧化碳浓度{zd1},而其上下层含水量量相对较高。白天阳光充足时,光合作用强烈进行,吸收了大量的二氧化碳,使植株间二氧化碳的浓度降低,而晚间含量相对增高。另外,麦田内风速也直接影响植株间二氧化碳的含量。但植株风速的分布有明显的层次性,一般植株顶部风速较大,往下层风速减慢,再往下由于叶片密集,风速最小,而近地面由于叶片减少,风速又增大。因此,只有创造合理的群体,麦田通气性良好,麦田内外近地表层的空气湍流正常进行,植株间的二氧化碳才能及时地补充。同时,合理的群体结构也有利于小麦对阳光的吸收及麦田中空气、温度、湿度的正常分布,促进小麦的生长发育。 (四) 降水 水在小麦的生长发育中有着极其重要的意义。它不仅是小麦植株主要的组成成分之一,而且是贯穿土壤、植株、大气系统重要的动力。在植物体内养分的运转中,由于水的作用,将小麦根从土壤吸收的无机养分运往茎叶及穗的各部位,而这些部位通过光合作用,制造的有机营养又运到根及籽粒等部位。适宜的水分使小麦植株各部位保持正常的膨压,使整个植株能正常地进行生理活动。水也是小麦进行光合作用的主要原料。小麦一生中耗水量的多少,视栽培条件,自然条件,要求产量的高低等的不同,出入很大。一般在华北地区,亩产籽粒250-300千克,耗水量约为300立方米左右,其中30%-40%被株产土壤所蒸发,70%-60%用于叶片蒸腾。小麦需水的来源主要靠降水和灌溉,而在没有灌溉条件的地方,降水是否适量、适时更显重要。但是,在我国降水分布很不均匀,一般南方的降水量多于北方,一年中降水量多集中在6-8月份。在我国淮河以南地 区,5月份开始进入阴雨连绵的季节,低温、高湿的环境使小麦锈病、白粉病及赤霉病大量发生,造成减产。而在黄河以北地区,5月份正处在干旱、少雨的春季,群众有“春雨贵如油”的农谚,此时正是小麦起身、拔节进行幼穗分化及抽穗的时候,非常需要水分供应。春旱常使小麦植株发育不良,造成穗少、穗小、粒瘪,甚至颗粒无收。 群众有丰富的抗旱、保苗、保丰收的经验。如麦收后及时耕翻土地,使土壤在雨季吸收更多的雨水;雨季过后及时耙耱保墒,以保证秋播出全苗;在小麦拔节前,及时中耕松土保墒等。在河北、山西、内蒙古等地的一些高海拔山区,种冬小麦越冬困难,早春干旱种春小麦不易出苗,常常采用推迟播期的做法将春小麦夏播,使小麦生长发育最需要水的时期正处在雨季,也能获得亩产150-200千克,甚至更高一些的产量。 (五) 自然灾害 小麦自出苗至成熟在自然界里生长了100-250天,经受了多种自然灾害的侵害。其中有苗期的盐碱危害、冻害和渍害,起身拔节期的晚霜危害,抽穗及籽粒灌浆期倒伏及干热风的危害,鸟害、病虫害等。这些灾害影响小麦正常的生长发育,导致小麦减产,甚至颗粒无收。当然,人们通过一定的栽培管理措施,可以预防和减轻某些自然灾害的危害。这里仅就小麦常遭受的自然灾害作些简单的介绍。 1、冻害 冬小麦幼苗在越冬阶段比较抗寒,最怕早春或返青后长时间遇到0℃以下的低温,使植物体内细胞发生脱水、结冰,细胞结构遭破坏不能恢复而死亡。小麦遭受冻害的轻重除与低温程度有关外,还与降温的速度、小麦品种抗寒力的强弱、幼苗所处的发育阶段、幼苗的壮弱及土壤的含水量等有关。如果入冬期气温逐渐降低,小麦品种抗寒力强,幼苗没拔节,长势壮,土壤水分充足,受冻害就轻。尤其是土壤水分含量的大小与冻害的关系很大。据调查,许多严重冻害的发生,常常是冻害与旱害共同作用的结果。 2、晚霜危害 主要指小麦在拔节至抽穗阶段遭受的晚霜危害。其特点是,由于受冷空气的影响,气温突然下降,持续一定时间才回升,而小麦在拔节后,尤其幼穗进入小花分化期,抗寒力明显下降,易遭冻害。受害后或死株或形成不育穗。小麦受害轻重主要与低温程度及持续时间的长短、小麦的不同发育时期等有关。生产上常采用晚霜到来前灌水或入烟剂预防,以减轻晚霜的危害。 3、倒伏 小麦的倒伏是由于采用了不抗倒的品种、不合理的栽培管理及不良的天气条件等因素共同作用造成的。尤其是控制群体不当的麦田,常因前期灌水时间不当和过多,施氮肥过量造成根系分布浅层,基1-2节间过长、细弱,上部叶片宽大形成郁闭,后期灌水又遇大风,小麦必然很易倒伏。倒伏又分根倒伏即根系被拔出土壤;茎倒伏,即茎秆弯折。倒伏的小麦成熟期变晚,籽粒不饱,不利于机械化收获。 4、干热风危害 在小麦灌浆阶段最适宜的气温是18-22℃。但有时天气严重干旱或雨后暴晒,平均气温升高至40℃,使小麦植株遭受干热风的危害,籽粒干瘪,早枯而死。目前生产上多采用抗干热风品种,并及时灌水增加空气温度等办法,以减轻干热风的危害。 五、小麦生长发育与土、肥、水等条件的关系 (一) 土壤与耕作 农民从长期的生产实践中认识到“土是本,肥是劲,水是命”,可见土壤的重要性。小麦种子为了能正常的生长发育,需从土壤中获得足够的水分、养分、空气和温度。但并不是任何土壤都能够满足小麦的需求。由于土壤的质地、酸碱度、耕作层厚度、有机质含量及土壤耕作的时期、方法等的不同,其水、肥、气、热的含量及对小麦的供给等存在着很大的差异。 1、土壤质地及酸碱度对小麦的影响 小麦虽然在砂质土、粘质土及壤土中都能栽培,但最适宜小麦生长发育的是壤土。砂质土结构松散、漏水、漏肥,吸热散热快,在小麦生育期间,常出现脱水脱肥现象,使小麦生长发育不良造成减产。粘质土壤颗粒细小,结构紧密,通气性差,既不利于小麦根系的生长,又影响土壤中微生物的活动。降水多时,蒸发慢,易造成涝害。旱时土壤板结龟裂,易拉断麦根。而壤质土结构好,保水保肥力强,有机质多,空气充足,微生物活动旺盛,有效养分多,适于小麦的生长发育。 小麦对土壤酸碱度的要求以中性[氢离子浓度100-158.5纳摩/升(pH6.8-7.0)]为最适宜。在微碱和微酸性土壤中小麦也能正常生长。但土壤过酸、过碱,小麦生长都受阻。土壤中含盐的类型不同,对小麦造成的危害也不同。据研究,土壤中氯酸盐的含量小于0.1%时,小麦能正常生长;含量达0.4%时,生长受抑制;大于0.4%,小麦出苗困难。土壤的硫酸盐浓度在0.5%以下时,小麦能正常生长;达0.7%时,生长受到抑制;大于0.7%时,小麦出苗很困难。 2、土壤耕作层厚度、有机质含量对小麦的影响 观察栽培作物的土壤,我们发现土壤剖面有明显的层次性,从下至上分为底土层、心土层、犁底层及耕作层。耕作层也叫熟土层,一般20-30厘米厚,小麦种子在这一层萌发生根,约70%的根分布在这一层,这里的水、肥、气、热含量的多少,理化性质的好坏,直接影响小麦的生长发育。人们通过不断地深耕、深翻土地并结合施肥,逐渐增厚熟土层,改善土壤结构。 土壤里有机、无机营养物质的来源,一方面是人为施入的有机、无机肥料;另一方面是落入土壤中的动植物尸体。它们在微生物的分解作用下,形成植物生长必需的无机盐、腐殖质及简单的有机化合物等。腐殖质是使土壤形成团粒结构的胶粘剂,土壤中团粒结构的状况又是土壤肥力高低的主要标志之一。团粒是直径为3-4毫米的水稳性颗粒,内有毛细管可以贮水、肥、气。而团粒之间空隙很大,可渗水通气,利于微生物活动。这样的土壤结构能及时满足小麦生长发育所需的水、肥、气、热。 (二) 肥料 小麦在生长发育中,需要多种营养元素,如碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁及微量元素锰、铜、锌、硼、钼、硒、汞、镉、硅等。这些元素除碳、氢、氧是从水和空气中获得以外,其他元素都来自土壤。其中需要量最多的是氮、磷、钾三要素。这3个要素在小麦生长发育过程中,所起的作用不xx相同。 1、氮 植物体的各个组织和器官都是由细胞组成的,氮是细胞原生质的主组成成分。小麦自种子萌发至长出根、茎、叶、穗,形成籽粒,都需要氮元素。小麦苗期虽然需氮量不大,但对氮很敏感,缺氮时幼苗细弱、色浅、根短、分蘖少,生长缓慢。小麦起身拔节后,根、茎、叶及幼穗生长发育最旺盛,光合作用增强,是小麦最需要养分的时期。尤其需要大量的氮,用于增殖细胞,育成各器官。据研究,亩产450千克的麦田,在这个时期每亩净吸收纯氮1.88千克。幼穗分化到药隔期,供应充足的氮素,使雌雄分化正常,形成更多的可育小花,增加结实粒数。小麦抽穗开花后,各器官基本定形不再增长,根部吸收能力开始减弱,这时各贮藏器官的养分,陆续向籽粒中运转。前期若氮肥供应充足及时,茎叶中贮存的养分多,籽粒就饱满。另外,抽穗后少量施些氮肥,籽粒中蛋白质含量也会高一些。但在小麦生长发育时期,若施氮量过多,造成营养失调,使小麦无效分蘖增多,叶片生长过大,茎秆软弱易倒伏,易感病虫害和贪青晚熟。 2、磷 磷是植物体细胞核蛋白的组成成分。磷可使苗期小麦早分蘖、多分蘖,多生根,长壮根,提高细胞原生质胶体的持水力,从而增加小麦在越冬期间抗寒、抗旱的能力。在起身拔节阶段,磷可提高光合作用强度,促进植物体内碳水化合物和蛋白质的代谢及运转。尤其是在后期,对小花和花粉粒正常形成,减少不育小花数,加速籽粒灌溉浆进程,作用更大。 3、钾 钾在小麦的生长发育中的作用,是促进碳水化合物的合成、转化和运输,改善细胞中原生质的理化性质,从而增加小麦抗寒、抗旱、抗热的能力。小麦起身拔节期间,吸收钾量增多,据研究,亩产450千克小麦这段时期每亩需钾3.76千克。钾可增强光合作用,增加茎秆的机械组织厚度和坚韧性,提高小麦抗倒伏的能力。钾还可使小麦输导组织发育良好,并有协调营养生长和生殖生长比例,促进氮元素向籽粒中运转的作用。 小麦一生中需多少氮、磷、钾,常受自然条件、品种类型、栽培管理等因素的影响而稍有差异,大约是每生产50千克籽粒需从土壤中吸收氮素1.5千克,磷(折合五氧化二磷)0.75千克,钾(折合氧化钾)1.5千克。 除此之外,钙、镁、硫在小麦生长发育中的作用也很大。钙对小麦苗期及起身后幼根的生长、根毛的形成有较大的影响。钙不足,根毛停止形成,幼根死亡,茎叶退绿,幼穗发育不良。镁不足,小麦生根少,发育迟缓,形成无效分蘖。硫不足,小麦叶片失绿,晚熟,灌浆慢。但小麦对这些元素的吸收量均不如氮、磷、钾。 还有一些吸收量更少的元素,如锰、硼、锌、铜、钼等。它们对小麦的苗期、拔节期的生长及后期开花结实等都有十分重要的作用。如锰影响茎叶的生长,严重缺锰,叶片会坏死。硼对叶片及幼穗的生长发育影响{zd0},缺硼时雄蕊发育不良,花粉少,生活力低,影响结实。锌可提高成穗率。钼可提高抗寒力。 (三) 排水灌水 1、灌水 小麦在生长发育的各个阶段都需要水,一般以地表20厘米内的土层,田间持水量在70%-80%为宜。在降水量少和降水不适时的地区,主要靠灌溉来满足小麦对水的需求。灌水不仅能满足小麦的生理需要,而且还可以调节麦田土壤温度空气湿度,并对麦田群体进行控制或促进,从而形成合理的群体结构。因此,灌水对保证小麦正常的生长发育,取得高产是必不可少的条件。但是,若灌水时期和灌水量掌握不发,也会造成减产。如在小麦拔节时,灌水会使基部节间徒长,增加长度,促使叶片生长过大,降低抗倒伏能力;灌浆期灌水要避开有风天气,以免造成倒伏减产。所以要“看天、看地、看庄稼”,根据当时的天气情况、土壤含水量、小麦的生长发育要求,灵活掌握灌水时期和灌水量。 2、排水 在我国淮河北以南及北方低洼易涝地区,由于降水量过多,地下水位过高,土壤质地粘重,结构差,渗水不良,或由于作物布局不当,水地旱地插花种植等因素的影响,造成麦田土壤地表水、潜层水及地下水过多,土壤空气稀薄,并产生大量还原性有毒物质,引起土壤严重盐碱化,使小麦遭受渍害。 渍害影响小麦各个阶段的生长发育。播种后遭渍害引起烂籽,出苗不全。苗期遭渍害使幼发根慢,分蘖少,长势弱。拔节后遭渍害,根的生长及功能受阻,生长发育迟缓,叶片变黄,形成的穗数、小穗数、穗粒数均少于正常小麦,严重影响产量。因此,在这些地区排水是确保小麦正常生长的关键。 另外,还可采用合理轮作以防水田包围旱地、加深耕作层、增施有机肥料、破除犁底层、降低潜水层、加厚熟土层等方法,为小麦根系创造结构良好、营养丰富的土壤环境。在小麦生长期及时中耕松土破除土板结,改善土壤透气;及时清理厢沟。 |