作物生长发育与产量形成

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1、第五章 作物生长发育与产量形成,5-1 作物的发育特性与生育期 5-2 作物的器官建成 5-3 作物的群体特征 5-4 作物产量形成 5-5 作物品质形成,作物生长、发育的概念,1生长（growth）：指作物器官由小到大，由少到多，由轻到重的量变过程。 2发育（development）：指作物体内新器官（性器官）的分化、形成的质变过程。 3生长和发育的关系：生长和发育是相互联系 又有区别的生命现象，二者为同一矛盾体的 两个方面，既统一又对立。,作物生长、发育的概念,统一性：（1）生长是发育的基础（物质、能 量、结构、功能）； （2）发育是新器官生长的前提。 对立性：（1）生长过剩而发育不良：徒

2、长、贪 青； （2）生长缓慢而发育加速：早衰。,5-1 作物发育特性与生育期,一、作物的发育特性与发育阶段 二、作物的生育期 三、作物的生育时期,一、作物的发育特性与发育阶段,作物的花芽分化（发育）除受遗传因子调控外，主要受温度和光周期（主导环境因子）的影响，即在花芽分化开始之前必须满足一定的温度和日照长度的环境条件以完成对花芽分化的诱导。 作物的温光反应：在适宜的温、光条件下作物的花芽分化提早，而不适的温、光条件则延迟甚至阻碍花芽分化的现象。 作物的温光反应特性即是作物的发育特性。,（一）作物的发育特性 1高温短日照 临界日照长度：指诱导长照日作物花芽分化所需的最短光周期，以及诱导短日照作物

3、花芽分化所需的最长光周期。 该类型作物的发育特点是：（1）光照：在长于临界日照长度条件下不能分化花芽，在该日照长度（如9h）以下，日照越短则花芽分化越早。（2）温度：在一定的温度范围内（如20-30），温度越高则花芽分化越早。 暖季作物、基本型、变异型 2低温长日照 与高温-短日类型相反。冷季作物，基本型，变异型， 冬性品种-基本型，半冬性品种，春性品种。,（二）作物的发育阶段（作物的阶段发育） 1、感温阶段（春化阶段vernalization）：作物先以一定的时间完成对花芽分化的温度诱导阶段。 2、感光阶段（光周期反应photoperiod response阶段）：作物完成春化阶段后所进入的

4、对生长锥发育的光照诱导阶段。 3、某些作物（或品种）的温光诱导作用可同时进行，并且二者间有相互作用。,二、作物的生育期,（一）生育期：作物出苗到成熟期间的总天数。 因作物和繁殖方式而异。 （二）生育期的长短变化及影响条件 （1）品种 （2）温度 （3）光照 （4）栽培措施 （5）物候期,三、作物的生育时期,生育期分为若干个生育时期或生育阶段。 禾谷类：出苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、成熟期。,5-2 作物的器官建成,一、种子形态和萌发 二、营养器官的建成 三、生殖器官的建成 四、器官生长的相关性,一、种子形态和萌发,（一）种子的概念 种子（seed）的含义在农业生产上的概念和植

5、物学上的概念不同。 农业生产上凡是能作为繁殖后代用的播种材料都统称为种子。 农业生产上的种子包括植物学上的三类器官。,（二）有性繁殖作物种子的形态和构造 1、种皮：珠被、果皮、内外稃 2、胚：由受精卵发育而来，包括胚芽、胚轴、胚根、子叶。 3、胚乳 珠心层-外胚乳；受精极核-内胚乳； 无胚乳种子；有胚乳的双子叶种子,双子叶植物种子,单子叶植物种子,种子的构造,（三）种子的休眠 1. 作物种子的休眠与后熟 休眠、深休眠（生理休眠、自然休眠）、强迫休眠 、后熟（种子从休眠状态向萌发状态转变的过程） 2. 种子休眠的原因：（1）胚的后熟；（2）硬实；（3）发芽的抑制物质。 3. 破除休眠的方法：机械

6、处理；高温、干燥处理；药剂处理；物理处理。,（四）种子的萌发 1. 有性繁殖种子的萌发过程 萌动、发芽； 子叶出土、子叶不出土； 胚芽鞘； 2. 无性繁殖种子的萌发：三个共同特点（1）“种”萌发形成数芽（2）具有“顶端优势”（3）没有种子的吸胀过程；,种子的萌发与出苗,外界因素对植物生长发育的影响,（四）种子的萌发 3. 种子萌发需要的外界条件： （1）水：含蛋白质高的种子吸水量多；含油分高的种子吸水量少；淀粉种子居中。 （2）氧气：呼吸，淀粉酶活性、蛋白质重新合成；一般含氧11%以上正常萌发，5%以下一般不能萌发，少于1%根系受阻。 （3）温度：因作物种类而异 （4）光照 需光性种子（喜光）

7、；烟草、莴苣； 需暗性（嫌光性）种子：番茄、茄子、瓜类 光质：红光破除休眠，蓝光抑制萌发 。,营养器官-根,根：有分节，一般不形成芽； 1、种类：主根、侧根；定根、不定根； 2、根系的类型：直根系、须根系； 3、根的变态：肉质根（肥大直根、块状）、寄生根、支持根,根形态,直根系,须根系,支持根,根的变态,贮藏根 肉质直根 萝卜、胡萝卜 块 根 甘薯、大丽菊 气生根 支柱根 榕树 攀援根 常春藤 呼吸根 水松、红树 寄生根 菟丝子,贮藏根,气生根,二、营养器官的建成,（一） 根 1. 单子叶作物的根系-须根系：初生根（种子根）：水稻、高粱、粟类功能期短；玉米、麦类功能期长，吸收深层土壤的养分和水

8、分。 次生根（节根、不定根，自下而上）； 支持根（气生根，支持、吸收、合成氨基酸） 禾谷类作物分蘖高峰期次生根条数最多，抽穗前后根重最大。,二、营养器官的建成,（一） 根 2. 双子叶作物的根系-直根系 一般主根明显发达，至开花期达最长。大豆侧根生长旺盛，主根相对欠发达。,二、营养器官的建成,3. 根系的功能： 支持、输导、合成、贮藏、繁殖 间接增加土壤有机质。,二、营养器官的建成,（一） 根 4. 根系在土壤中的分布 决定于根系种类、作物类型和土壤环境。 双子叶作物的根一般入土较深，多年生苜蓿可深达6米以上。,二、营养器官的建成,（一） 根 5. 影响根系生长的主要因素： （1）土壤水分；

9、（2）肥力：N、P促进根系生长，K促进根系功能，但肥沃土壤中根冠比低于贫瘠土壤。 （3）酸碱度（PH）：5-8；,营养器官-茎,茎、节、节间、叶腋、腋芽 1、直立茎、斜升茎、斜依茎、平卧茎、匍匐茎、攀援茎、缠绕茎。 2、茎的变态 地上茎：叶状枝、茎卷须、枝刺、肉质茎、直立茎、缠绕茎、攀缘茎、匍匐茎； 地下茎：根状茎（芦苇、苎麻）、块茎（马铃薯、菊芋）、球茎（荸荠、芋）、鳞茎（洋葱、水仙、百合、大蒜）,地上茎的变态类型 叶状茎 昙花、文竹、天冬草等 茎卷须 黄瓜、南瓜、葡萄等 枝 刺 山楂、皂荚等 肉质茎 仙人掌等 地下茎的变态类型 根状茎 竹、姜、莲等 块 茎 马铃薯等 球 茎 荸荠、芋、慈菇

10、等 鳞 茎 洋葱、水仙、百合等,茎的变态,茎的变态类型,二、营养器官的建成,（二）茎 1. 禾谷类作物茎、分枝的生长：圆形，中空或为髓充满，由许多节和节间组成，节间基部有居间分生组织。 分蘖节(tillering node)：节间不伸长，腋芽萌发形成分蘖。 伸长节：腋芽通常休眠。节间伸长呈向顶式，波浪状。 分蘖、分蘖期、同伸规律、一次分蘖、二次分蘖、有效分蘖（effective tiller）、无效分蘖； 拔节（elongating）：作物生产上，当基部第一节间伸长达1-2cm时。,（二）茎 2. 双子叶作物的茎杆 实心，叶柄着生处突起，顶端生长区域可长达10cm 以上，通常一节一个腋芽（黄麻

11、无，烟草多），潜伏，或发育形成叶枝、果枝、花序、单花。 节间的长短因作物种类、茎生位置、生育期长短和生产条件而异。,（二）茎 有分枝性强（棉花、油菜、花生、豆类等）和分枝性弱（烟草、麻类）之分。 作物品种决定分枝特性，进而决定株型，影响种植密度。,（二）茎 3. 茎枝的功能 支持、输导、合成、贮藏、通气、繁殖； （1）茎有支持叶、穗或果实生长的作用，也是决定叶面积分布与结实部位合理配置的重要因素。（2）茎是连接根、叶、花或果实的运输通道，起着转移水分、养分的输导系统的作用。（3）绿色幼嫩的茎具有合成有机养料的作用。（4）茎是临时贮存养料的器官。（5）沼泽植物的茎具有通气功能。（6）茎可以作为繁

12、殖器官。,二、营养器官的建成,（二）茎 4. 影响分枝（分蘖）生长的主要因素 （1）作物的种和品种 （2）种植密度 （3）肥料 （4）水分,营养器-叶,1、叶的组成：叶片、叶柄、托叶； 完全叶；不完全叶。 2、叶序：叶在茎或枝上排列的方式 互生、对生、轮生、簇生。 3、单叶和复叶 总叶柄有2个以上叶片称为复叶；复叶根据其小叶数目、排列方式及叶轴分枝情况，又可分为羽状复叶、掌状复叶和三出复叶。 4、叶脉、脉序； 网状脉（羽状、掌状）、平行脉、弧形脉；,三、种子植物分类形态术语,5、叶形：长宽比，最宽处位置，整体形状； 6、叶尖 7、叶径 8、叶缘：全缘、锯齿状、波状、睫毛状 9、叶裂：羽状分裂、

13、掌状分裂、蓖齿状深裂、全裂叶； 10、叶的变态：叶刺、叶卷须,叶的变态,叶卷须,叶 刺,捕虫叶,（三）叶 1.形态：为茎枝上的主要侧生器官，叶的生长是有限性的。 （1）禾本科作物：单生、互生、二列式。由叶片（leaf blade）和叶鞘（leaf sheath）组成，有叶脉、叶耳、叶舌、叶枕（环），多数禾本科作物在叶鞘基部有叶节。 （2）双子叶作物：对生，或单生，互生；二列式（苎麻、红麻）或螺旋形（棉花）排列。 叶片、叶柄、托叶、完全叶、不完全叶、单叶（一个叶柄上只生一片叶）、复叶（羽状复叶、掌状复叶（包括三出复叶） （3）叶片的基本形态受遗传因子控制，主要以细胞分裂的速度、持续期和分布控制着

14、发育中叶片的形态。,（三）叶 2. 叶的生长 （1）叶原基形成后，叶的生长有赖于细胞的分裂和增大。 （2）叶片的大小受品种、着生部位、肥水、气温、光照等外界环境条件的影响。 （3）为调控某组叶片的大小，应在该组叶片旺盛生长前采取措施。 （4）高产育种和栽培中要求叶片大小适中、叶片厚、与主茎夹角较小。,（三）叶 3.叶片生长特征 （1）出叶速度：指作物主茎发生新叶的速度，常用主茎发生一片新叶所需的天数或生长度日（有效积稳，GDD）表示。以温度、品种特性、氮素供应、土壤水分等影响较大。 （2）叶片数目：主茎叶片数是比较稳定的品种特征。多少与品种、生育期有关 （3）功能期: 指叶片正常进行光合作用的

15、时期。禾本科，自叶片定长（展平）至1/2叶片发黄，从下到上功能期依次增长；双子叶，自叶片展平开始至全叶1/2以上变黄为止，增长变短，中部叶片功能期最长。与生育期、叶位、光照、水、肥等有密切关系。 （4）叶面积和叶面积指数(leaf aera index, LAI)（叶面积指数=投影总面积/占地面积 ） （5）叶层结构（叶层分组）：,（三）叶 禾谷类作物： 下层：根系、分蘖、幼叶等营养器官。 中层：茎杆、穗。 上层：结实器官。 双子叶作物：也有分工。 叶层分工遵循就近原则，形成“源-库系统”的规律。 一般新生叶长到正常叶面积的60%时，才由输入器官变为输出器官。,二、营养器官的建成,（三）叶 3

16、叶的功能 合成、蒸腾（调温、吸收转运养分）、吸收。,（四）根、茎、叶用作物的产品器官的形成和成熟 1块根、块茎作物：茎、叶盛长，地下贮藏器官形成（生长中心为地上茎叶，N代谢为主）地下贮藏器官膨大茎叶衰老（生长中心在地下，C代谢为主） 2茎用作物；根、叶生长茎的伸长，根、叶生长加速；分枝（蘖）的利用和控制茎的成熟（甘蔗：C/N，蔗糖含量；麻：韧皮纤维的数量和质量达高峰） 茎的成熟系指工艺上的成熟，即经济价值最高的收获适期，而不是指生理上的成熟。 3叶用作物（烟草）：育苗期大田期：（1）茎叶生长盛期（2）成熟期：形态成熟、工艺成熟、生理成熟,生殖器官-花,1、花的组成 花梗、花托、花萼、花冠、雄蕊、雌蕊群； 完全花（苹果、梨）；不完全花（杨、榆）； 两性花（豆