作物栽培学总论—第二章 作物的生长发育

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1、第二章 作物的生长发育n第一节 作物生长与发育的特点 n第二节 作物各器官建成n第三节 作物的生育特性n第四节 作物生长的相关性第一节 作物生长与发育的特点（一）概念植物生长（ plant growth）: 植物在体积和重量上的不可逆增加过程。发育(development):在植物生活史中，细胞、器官及植物个体发生的大小、形态、结构和功能上的变化。（二）植物生长的基本特性 1、生长量上的“慢-快-慢”特性2、时间上的周期性3、空间上的相关性4、生理上的异质性植物生长的“慢-快-慢”特性2、生长速率 （1）绝对生长速率 是指单位时间内的绝对增 长量。 （2）相对生长速率 指单位时间内的增加量占

2、原有数的百分率（一）、生长量的表示法1、生长积量：即在测定时材料的实际数量AGR=W2-W1 T2-T1RGR=W2-W1 W1（T2-T1 ）（二）生长大周期和生长曲线生长大周期（grand period growth）：植物体或个别器官在生育 期所经历的“慢快慢”的生长过程 ，叫作植物的生长大周期，也叫“S” 型生长曲线。作物的生长一般呈“S”型生长曲 线1缓慢增长期 2快速增长期 3减速增长期 4缓慢下降期“S”型生长曲线适用于作物个体, 群体和营养器官的生长慢 快 慢整 株 植 物靠种子 贮存的 营养物 来维持光合系统 建立，根 的吸收能 力增强同化能力 异化作用 消耗积累细胞生长细胞

3、分裂期细胞伸长期细胞分化期（三）生育期与生育时期n1生育期 作物的生育期也称全生育期，一般是指从作 物种子播种开始到新种子成熟为止所经历的 天数，即作物的一生。 n2生育时期作物的生育时期是指作物一生中其外部形态上呈现显著 变化的若干时期。n禾谷类作物：出苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开 花期、成熟期。n豆类作物：出苗期、开花期、结荚期、成熟期。n油菜：出苗期、现蕾期、抽薹期、开花期、成熟期。n甘薯：出苗期、采苗期，栽插期、还苗期、分枝期、封垄期、 落黄期、收获期。n马铃薯：出苗期、现蕾期、开花期、结薯期、薯块发育最速期 、成熟期、收获期。n甘蔗：萌芽期、幼苗期、分蘖期、伸长期、成熟期

4、（工艺成熟 期）。 n第二节 作物各器官建成n2.1种子形态和萌发n2.2营养器官的建成n2.3生殖器官的建成2.1种子形态和萌发2.1.1 种子的概念 作物生产上所说的种子则是泛指用于播种繁 殖下一代的播种材料，它包括植物学上的3种器官 。(1）由胚珠受精后发育而成的种子，如豆类等。（2）由子房发育而成的果实，如稻、麦、玉米等 。（3）进行无性繁殖用的根或茎，如甘薯的块根， 马铃薯的块茎，甘蔗的茎节等。2.1.2 种子休眠的原因及处理办法 （1）胚的后熟 是种子休眠的主要原因，胚组织在生理上尚未 成熟，因而不具备发芽能力。这类种子可通过 高温和干燥处理，促进后熟，使之发芽。（2）硬实 硬实种

5、皮不透水，不透气，故不能发 芽，一般采用机械磨伤种皮或用酒精、浓硫酸 等化学物质处理使种皮溶解，增强其透性。（3）抑制发芽的物质 如因脱落酸、酚类化合物 、有机酸等。在这种情况下，可通过改变光、 温、水等条件，或采用植物激素如赤霉素、细 胞分裂素、乙烯和过氧化氢、硝酸盐等化学物 质予以处理，使休眠解除。2.1.3 种子的萌发吸胀 萌动 发芽无性繁殖种子的萌发种子萌发的条件 水分 不同作物种子吸水量不同。 温度 不同作物种子发芽所需最低、最适、 最高温度不同，即使同一种作物，也因生态 型、品种或品系不同而有差异。 空气 种子发芽过程中，旺盛的物质代谢和 物质运输等需要强烈的有氧呼吸作用来保证 ，

6、因此氧气对种子发芽极为重要。 光照 喜光性种子 嫌光性种子 2.2 营养器官的建成作物的生长一般呈“S”型生长曲 线1缓慢增长期 2快速增长期 3减速增长期 4缓慢下降期“S”型生长曲线适用于作物个体, 群体和营养器官的生长2.2.1 作物的根系 作物的根系由初生根、次生根和不定根生长演变 而成。作物的根系可分为两类 。（1）单子叶作物属于须根系。由种子 根(或初生根)和茎节上 发生的次生根（不定根 ）组成。由主根、侧根和不定根组成的根的总体，称 为作物的根系。（2）双子叶作物 属直根系。由1条发 达的主根和各级侧根 构成。(3) 根的生长 禾谷类作物根系随着分蘖的增加根量不断增加， 并且横向

7、生长显著，拔节以后转向纵深伸展，到孕 穗或抽穗期根量达最大值，以后逐步下降。双子叶作物棉花、大豆等的根系也是逐步形成的 ，苗期生长较慢，现蕾后逐渐加快，至开花期根量 达最大值，以后又变慢。 90的根分布在20cm 土层中 。(4) 根系的功能从土壤中吸收水分和无机盐，并使作物固定在 土壤中。根还能合成某些重要物质，如氨基酸、激素、 酶及植物碱等，然后输送到地上部分。有些作物的根还具有贮藏营养物质和繁殖的作 用，如甘薯的块根。(5)影响根生长的条件土壤阻力土壤水分土壤温度土壤养分土壤氧气 2.2.2茎(1) 单子叶作物的茎由节和节间组成.节间圆形，大多为空 心，如水稻，小麦等 等，也有实心，如玉

8、 米、高梁、甘蔗等。分蘖节：禾谷类作物基部 茎的节间极短，在靠近 地表处，形成若干个密 集节，称为分蘖节。分蘖：分蘖节上着生的腋 芽在适宜的条件能长成 新的茎。分蘖是禾本科作物的 基本特性，不同种类禾 本科作物的分蘖特性不 同。(2)双子叶作物的茎 一般接近圆形，实心，由节和节间组成。其主茎每一个叶腋有一个腋芽，可长成分枝。（3）茎的功能支持植株上的叶、花、果实生长的作用，决定 叶面积分布与结实部位合理配置的重要因素。具有输导作用。贮藏营养物质和繁殖的作用，如甘蔗、马铃薯 等。(4)作物茎的生长从整个植株看，茎的增高进程表现为 形。禾谷类作物的茎 主要靠每个节间基部的 居间分生组织的细胞进行分

9、裂和伸长。双子叶作物的茎 主要靠茎尖顶端分生组 织的细胞分裂和伸长，使节数增加，节间伸 长。(5) 影响茎、枝(分蘖)生长的因素种植密度 苗稀，单株营养面积大，植株分 枝(或分蘖)力强；反之，苗密，则分枝力(或分 蘖力)弱。 施肥 施足基肥、苗肥，增加土壤中的氮素 营养，可以促进主茎和分枝(分蘖)的生长。种和品种 不同作物和品种其枝(分蘖)强弱 不同。2.2.3叶（1）单子叶作物由叶片、叶鞘、叶 舌、叶耳四部分组成 。大部分作物的叶， 四者俱全，少部分作 物的叶缺少其一或其 二。（2）双子叶作物 多数由叶片、叶柄和托 叶3部分组成，称为完全 叶，如棉花、大豆、花生 等；但有些双子叶作物缺 少托

10、叶，如甘薯、油菜等 ；有些缺少叶柄，如烟草 等。(3)叶的生长 叶(真叶)起源于茎尖基部的叶原基。在茎尖 分化成生殖器官之前，可不断地分化出叶原基 ，因此茎尖周围通常包围着大小不同、发育程 度不同的多个叶原基和幼叶。叶的分化、出现和伸展受品种，温、光、水 、矿质营养等多种因素的影响。 (4)叶的生长特征功能期 禾谷类作物一般为叶片定长到1/2叶片 变黄所持续的天数；双子叶作物则为叶平展至 全叶1/2变黄所持续的天数。叶片功能期的长短 因作物种类、叶位及栽培条件而有不同。叶层结构 禾谷类作物的叶片 ，根据其出生和着生 部位，大致可分为下 、中、上三层。双子叶作物的叶片 如大豆和棉花也有分 工现象

11、。叶面积指数是指作物群体的总绿色叶面积与该群体所 占据的土地面积的比值。即叶面积指数=总叶面 积/土地面积。作物群体的叶面积指数因作物的生育进程 而变化，呈抛物线。在生产上，常常用叶面积指数来表示群 体绿叶面积的大小。（5）叶的功能叶是作物进行光合作用的重要器官，作物所需 要的有机物质，主要是由叶制造的。同时叶也是进行蒸腾作用和气体交换的重要器 官。叶具有直接吸收水分和无机盐溶液的功能。2.2.4 根、茎、叶用作物的产品器官的形成和成 熟（1）块根块茎作物产品器官的形成和成熟茎、叶盛长到地下贮藏器官形成期 此期生长中心均为地上部茎叶，以氮素代谢为主。地下贮藏器官膨大至茎叶衰老期 此期生长中心由

12、茎叶转向地下贮藏器官。（2）茎用作物产品器官的形成和 成熟 甘蔗和麻类作物属茎用作物 。第一阶段，茎的伸长，节 间迅速伸长、增粗； 第二阶段，工艺成熟期即 经济价值最高的收获适期 ；第三阶段，生理成熟期。（3）叶用作物烟草的产品器官形成和成熟 第一阶段，叶片旺盛生长； 第二阶段， 工艺成熟期；第三阶段，生理成熟期采叶要在工艺成熟期采收，栽培管理上要控制 生殖器官的生长和腋芽的发生，促进叶片及时成熟 ，适时采收以提高品质和产量。2.3生殖器官的建成2.3.1花器官的分化与发育(1)禾谷类作物的穗分化与发育 禾谷类作物的花序通称为穗。 小麦、大麦、黑麦为穗状花序 ；稻、高粱、玉米的雄花序为 圆锥花

13、序.v单子叶作物的花： 禾本科作物的花由内外稃片（CD）、鳞片（浆 片E）、雄蕊（F）、雌蕊（G）四部分组成的 。 （A为退化颖片，B为退化外稃）水稻小花的构成小 麦 (穗状花序)水 稻 (圆锥花序)分化阶段特点分化阶段特 点1生长锥伸长期生长锥伸长，高大于宽1第一苞原基分 化期生长锥基部产生环状突起。第 一苞分化处即穗颈节2单棱期（穗轴 原基分化期）穗轴或分枝类型的主穗轴分化2第一次枝梗原 基分华期第一次枝梗原基在生长锥基部 出现，并由下而上依次产生3二棱期（小穗 原基分化期）小穗原基分化3第二次枝梗原 基和小穗原基分 化期第二次枝梗原基在顶端一次枝 梗基部产生，顶端小穗出现颖 片及稃原基4

14、颖片原基分化 期小穗原基两则分化出颖片原基4雌雄蕊形成期顶小穗内外稃出现雌雄蕊原基5小花原基分化 期每个小穗中分化小花的内外稃5 花粉母细胞形 成期花粉母细胞形成6雌雄蕊原基分 化期在内外稃之间出现3枚雄蕊原 基和雌蕊原基6花粉母细胞减 数分裂期花粉母细胞经减数分裂和有丝 分裂形成四分体7药隔分化期雄蕊原基逐步分化为4个花粉 囊，雌蕊原基逐步分化形成羽 状柱头7花粉内容物充 实期形成单孢花粉8四分体形成期花药中花粉母细胞经一次减数 分裂和一次有丝分裂形成四分 体；胚囊内形成胚囊母细胞。8花粉完成期形成二孢和三孢花粉(2)双子叶作物的花 芽分化 棉花的花是单生的 ，豆类、花生、油菜 属总状花序，

15、烟草为 圆锥或总状花序，甜 菜为复总状花序。这些作物的花均由花 梗、花托、花萼、花 冠、雄蕊和雌蕊组成 。棉 花油 菜分化阶段特点分化阶段特 点1.花原基伸长期花原基伸长1.花蕾原始体分化 期在生长锥基部周围出现很多花 蕾原始体小突起2.苞片分化期在花原基中上部分化出3片苞 叶原基2.花萼分化期第一个花蕾原始体基部出现环 形突起,为花萼原始3.花萼分化期剥开苞片可见四周出现环状突 起,为花萼原基3.雌雄蕊分化期剥开花萼可见新突起，中间为 雌蕊突起，周围4个为雄突起4.花瓣分化期在花萼内侧分化出5 个花瓣原 基4.花瓣分化形成期在近雄蕊突起下方出现新的舌 状突起，为花瓣突起5.雄蕊分化期花原基顶

16、端形成5个突起,后为 雄蕊管，其上为雄蕊原基5.花粉、胚珠形成 期雌蕊分化出子房、花柱和柱头 ，子房中段隔膜上出生胚珠， 雄蕊中花粉粒逐步形成6.雌蕊分化期在花原基中央分化出35枚心 皮原基2.3.2 开花和授粉 具有分枝（蘖）习性的作物，通常是主茎先开 花，然后第一、第二分枝（蘖）渐次开花。按授粉方式分为 自花授粉作物，如稻、小麦、大豆、豌豆、花 生等； 异花授粉作物，如玉米、白菜型油菜； 常异花授粉作物，如棉花，高粱，蚕豆、甘蓝 型和芥菜型油菜。2.3.3受精和结实禾谷类作物的结实过程(1)籽粒形成期(2)乳熟期(3)蜡熟期双子叶作物的结实过程结实过程因作物不同而各有特点果实与种子n果实由种子（F）和果皮两部分组成。按其构造分类，可分为干 果和肉果