作物栽培学各论第一章 小麦栽培第一节 概述一、小麦生产在国民经济中的意义小麦在农业生产中占有重要地位 第一,小麦可以利用冬春季节生长发育,既可与水稻、旱粮等作物轮作,又可和油菜、豌豆、绿肥、蔬菜等冬作物间作,还可和棉花、花生、玉米等春作物套种,提高复种指数,增加作物的年总产量 第二,小麦具有广泛的遗传基础,有着大量的形态和生态变异,丰富多样的栽培类型和广泛的适应性,对温、光、水、土的要求范围较宽 第三,小麦在其生育期间所受的自然灾害比棉花、水稻、玉米等作物少,利于高产稳产 第四,各项田间管理、收获、加工等作业易实行机械操作,大大提高劳动生产率二、世界小麦生产概况三、中国小麦生产概况四、小麦的起源与分类植物学科属:小麦属于禾本科(Gramineae),小麦族(Triticeae dumort.),小麦属(Triticum L.) 起源地:小麦起源于亚洲西部西亚和西南亚一带至今还广泛分布着野生一粒小麦、野生二粒小麦及与普通小麦亲缘关系较近的粗山羊草六倍体(AABBDD)普通小麦和硬粒小麦的进化过程:由野生一粒小麦进化为栽培一粒小麦,其染色体基数为7,体细胞(二倍体)为14,为A组染色体的供源;野生一粒小麦与拟斯卑尔脱山羊草(B组染色体供源)经天然杂交,染色体加倍,产生野生四倍体二粒小麦,其n=14,2n=28;四倍体二粒小麦与山羊草属的粗山羊草(D组染色体供源)进行天然杂交,经染色体自然加倍形成原始的六倍体,即斯卑尔脱小麦,其n=21,2n=42,再经基因突变或天然杂交形成多种六倍体小麦类型,即为普通小麦系。
其中普通系是异源多倍体,含有多个二倍体的遗传物质,使其具有生态上的广泛适应性以及经济产量较高的特点因此小麦属中虽然种很多,但目前种植最广、经济价值最高的以普通小麦为主,占90%以上,其次为硬粒小麦、密穗小麦等少数种五、小麦种植区划(一)中国小麦的分布我国小麦南起海南岛(18°N)、北至漠河(53°29′N),西自新疆、东抵沿海诸岛,无论高原平川均有小麦种植山东、河南面积最大我国冬、春小麦兼有种植,并以冬小麦为主二)全国小麦种植区划《中国小麦学》 (1996)将我国小麦种植区域划分为三个主区,十个亚区春麦区 3个亚区 2冬麦区 5个亚区 3冬春麦兼播区 2个亚区1.春麦区(1)东北春麦区包括黑龙江、吉林两省全部,辽宁省除南部大连、营口两市和锦州市个别县以外的大部,内蒙古东北部的呼伦贝尔市、赤峰市、通辽市及兴安盟2)北部春麦区本区地处大兴安岭以西,长城以北,西至内蒙古的伊克昭盟和巴彦淖尔盟以内蒙古为主,辖内蒙古、河北、山西、陕西的部分地区山西北部属于此区)(3)西北春麦区 全区以甘肃及宁夏为主体,并包括内蒙古及青海的部分地区2.冬麦区(1)北部冬麦区东起辽东半岛南部,沿长城及燕山南麓进入河北省,向西跨越太行山经黄土高原的山西省中部与东南部及陕西省北部,向西到甘肃省陇东地区,以及京、津两市,形成东西向的狭长地带。
2)黄淮冬麦区包括山东省全部,河南省除信阳地区以外全部,河北省中南部,江苏及安徽两省的淮河以北地区,陕西关中平原及山西省南部,甘肃省天水市全部和平凉及定西地区部分县3)长江中下游冬麦区包括浙江、江西及上海全部,河南省信阳地区以及江苏、安徽、湖北、湖南各省的部分地区 (4)西南冬麦区包括贵州全省,四川、云南大部,陕西南部以及湖北、湖南西部5)华南冬麦区包括福建、广东、广西、台湾、海南省全部及云南南部的德宏、西双版纳、红河等州或部分县3.秋春兼播区(1)新疆冬春麦区包括北疆和南疆2)青藏冬春麦区包括西藏自治区全部,青海、四川、甘肃、云南省的部分地区三)山西小麦种植区划I 北部春麦区海拔1000米以上,气候冷凉,日照时间长,年均温3~7℃,一月份平均温度-15~-10℃,极端最低温度-40~-27℃该区不能种植冬小麦,小麦种植品种均为典型的春性品种,一般在3月下旬~4月上旬播种,7月下旬一8月上中旬收获划分为两个亚区:Il 高寒春麦亚区包括左云、右玉、神池、五寨、岢岚等海拔1350~1530米的高寒地带春小麦面积仅占全省小麦面积的0.5%左右,是全省平均气温最低,日照时数和太阳辐射能量最高的地区。
I2 盆地春麦亚区 以大同盆地为主,小麦面积占全省小麦面积的3%左右是山西春麦的主产区大部分海拔1100米左右、光热资源较好春小麦一般在3月下旬播种,7月中下旬收获水肥条件好的春小麦有亩产千斤以上的高产典型Ⅱ 中部冬麦区海拔750~1200米年均温7~10.5℃,1月份平均温度-9.5~-5℃小麦集中分布在海拔800~1000米地带,面积占全省小麦面积的34.5%分为两个亚区:Ⅱ1 强冬性春性兼种亚区包括忻州的代县、原平、定襄、忻州、偏关、河曲、保德;吕梁的方山、兴县、临县、离石、柳林、中阳;晋中的孟县、寿阳、和顺、左权等地春播春性小麦占该区小麦面积的20%秋播强冬性品种,且抗寒能力强Ⅱ2 冬性小麦亚区该亚区以太原、长治两盆地及临汾东西山区组成小麦面积约占全省面积的29%品种冬性,适宜播期9月中下旬,次年6月中下旬成熟,全生育期260~270天Ⅲ 南部弱冬性麦区热量资源丰富,年平均温度13.8℃,1月份均温-4~-1℃,适宜小麦生长小麦面积占全省小麦面积的62%,产量水平较高,是我省主要小麦商品粮基地小麦适宜播期为9月下旬~10月上旬,次年5月下旬~6月上旬成熟,全生育期240天左右。
分为两个亚区:Ⅲ1 冬性弱冬性兼种亚区本区包括临汾平川8个具,运城地区的新绛、绛县、棱山、河津、闻喜、万荣等以及阳城、晋城等小麦面积占全省小麦面积的39.8%该亚区热量条件与冬性亚区接近,但冬季气温偏高,1月份平均温度-4~-2.5℃弱冬性小麦可安全越冬,由于早春起身较早,易遭受春霜冻害造成损失Ⅲ2 弱冬性小麦亚区 本亚区包括临猗、运城、永济、芮城、夏县、平陆、垣曲等县市小麦面积占全省小麦面积的22.2%该亚区海拔仅350~500米,热量条件好小麦9月下旬~10月上旬播种,次年5月下旬成熟种植品种多为弱冬性常年小麦带绿越冬,冬前幼穗分化可达单棱末至二棱初因幼穗分化时间长,大穗型品种更易发挥优势冬性小麦亚区 该亚区以太原、长治两盆地及临汾东西山区组成小麦面积约占全省面积的29%品种冬性,适宜播期9月中下旬,次年6月中下旬成熟,全生育期260~270天四)专用小麦优势区域布局规划优势区域:重点建设黄淮海、长江下游和大兴安岭沿麓等3个专用小麦带黄淮海优质强筋小麦带主要布局在河北、山东、河南、陕西、山西、江苏、安徽等7个省的39个地市82个县市长江下游优质弱筋小麦带主要布局在江苏、安徽、河南、湖北等4个省的10个地市20个县市。
大兴安岭沿麓优质强筋小麦带主要布局在黑龙江、内蒙古等2个省区的3个地市11个县旗(农场)及黑龙江垦区2个管理局黄淮海专用小麦优势产业带基本情况:该区主要包括河北、山东两个省和河南大部、江苏和安徽北部、陕西关中、山西中南部,光热资源丰富,降雨量较少,土壤肥沃,生产条件较好,非常有利于小麦蛋白质和面筋的形成与积累,是我国发展优质强筋小麦的最适宜地区现有小麦面积2.2亿亩、产量6300多万吨、平均亩产288公斤,分别为全国小麦的55%、64%和115%发展目标:以发展优质强筋小麦为主重点地区:由河北、河南、山东、山西、陕西、江苏、安徽等7省的39个地(市)82个县(市)组成包括河北石家庄、保定等5地(市)15个县(市),山东潍坊、荷泽等10地(市)18个县(市),河南新乡、濮阳等10地(市)18个县(市),陕西宝鸡、咸阳等5地(市)10个县(市),山西运城、临汾等3地(市)8个县(市),江苏连云港、徐州等2地(市)7个县(市),安徽淮北、亳州等4地(市)6个县(市)大兴安岭沿麓专用小麦优势产业带基本情况:该区主要包括黑龙江西北部、内蒙古呼伦贝尔市等地区,是重要的商品春小麦生产基地,土地肥沃,年降雨量550-650毫米,生态条件与加拿大、美国等强筋小麦生产地区相似,具有发展我国面包用硬红春小麦的生态资源优势。
现有小麦面积1000多万亩,亩产250公斤左右,商品率高达70%以上发展目标:建成优质强筋春小麦产业带到2007年,优质强筋小麦面积达600万亩,其中黑龙江400万亩、内蒙古200万亩长江下游专用小麦优势产业带基本情况:该区主要包括江苏、安徽两个省淮河以南、湖北北部、河南南部等地区,现有小麦面积3500万亩,占全国的10%左右该区土壤以水稻土为主,气候湿润,热量条件良好,年降雨800-1400毫米小麦灌浆期间降雨量偏多,湿害较重,不利于小麦蛋白质和面筋的积累,但非常有利于小麦低蛋白和弱面筋的形成,适宜发展弱筋小麦生产小麦商品率较高,且紧邻沿海粮食主销区,水陆交通便利,运输成本低,有利于发展产业化经营发展目标:以发展优质弱筋小麦为主到2007年,优质弱筋小麦面积达到2000万亩,其中江苏沿海沿江地区900万亩、鄂豫皖接壤的适宜地区1100万亩重点地区:以江苏中部弱筋小麦产区为重点,主要包括江苏南通、泰州等4地(市)10个县(市),安徽合肥、六安等3地(市)5个县(市),河南南阳、信阳2地(市)3个县(市)以及湖北襄樊市的2个县(市)重点地区:主要包括黑龙江黑河、齐齐哈尔2地(市)6个县(市)及垦区九三、北安2个管理局,内蒙古的呼伦贝尔市4个旗县及垦区海拉尔农场。
第二节 小麦栽培的生物学基础一、小麦的一生(一)生育期小麦的一生是指从种子萌发到产生新的种子的过程该过程的持续时间称为小麦的生育期,生产上通常以自出苗(或播种)至成熟的天数来表示生育期的长短我国幅员辽阔,气候差异悬殊,品种和播期不同,因而小麦的生育期差别甚大(表2—2)冬小麦(秋季播种)多为230d左右或以上,春小麦(春季播种)多为100~120d山西秋播小麦的生育期240~270天,以中部麦区长而南部麦区短春播小麦生育期多在100~130天二)生育时期小麦一生中,在形态特征、生理特性等方面发生一系列变化,人们常根据器官形成的顺序和明显的外部特征,将小麦的一生划分为若干生育时期通常将小麦生育期划分为出苗、分蘖、起身(生物学拔节)、拔节(农艺拔节)、挑旗(孕穗)、抽穗、开花、灌浆和成熟等生育时期,有明显越冬期的冬小麦还有越冬和返青期三)小麦的生育阶段在栽培上,又根据所形成器官的类型和生育特点的不同,将小麦一生划分为三大生育阶段,关系如下:自种子萌发到幼穗开始分化之前为营养生长阶段,其生育特点是生根、长叶和分蘖;自幼穗分化到抽穗是营养生长和生殖生长并进阶段,其生育特点是幼穗分化发育与根、茎、叶、蘖的生长同时并进;抽穗至成熟是生殖生长阶段,为子粒形成和灌浆成熟的阶段。
这三个阶段分别是小麦的穗数、穗粒数和粒重的主要决定时期,各阶段是相互联系的,但生长中心不同,栽培管理的主攻方向也不一样二、小麦的阶段发育小麦从种子萌发到成熟的生活周期内,必须经过几个顺序渐进的质变阶段,才能开始进行生殖生长,完成生活周期这种阶段性质变发育过程称为小麦的阶段发育每个发育阶段需要一定的外界条件,如温度、光照、水分、养分等,而其中有一二个因素起主导作用在小麦一生中,已经研究得比较清楚的有春化阶段和光照阶段一)春化阶段(感温阶段)萌动种子的胚的生长点或幼苗的生长点,只要有适宜的综合外界条件,就能开始并通过春化阶段发育在春化阶段所需。