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第十章作物的生长发育与产量、品质生物与农业工程学院YOURSITEHERELOGO第一节作物的生长发育第二节作物产量及其形成第三节作物品质及其形成主要内容YOURSITEHERELOGO作物生长作物生长是指植物细胞的增大与增多，是植物体或某一器官体积和重量增加的量变过程。作物发育作物发育是指作物从营养器官阶段转到生殖生长的质变过程。生长和发育常常是交织在一起的。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO一、作物的一生作物的生育期作物完成从播种到收获的整个生长发育所需的时间称为作物的生育期，以天数表示。对于以收种子为主的作物是指从种子出苗到作物成熟的天数。经常采用育苗移栽的作物，如水稻、甘薯、烟草等，通常还将其生育期分为苗床（秧田）生育期和大田生育期。对于以营养体为收获对象的作物，生育期是指出苗到产品适宜收获期的总天数。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO作物的生育时期在作物的一生中，其形态特征和生理特征总是呈现若干次显著的变化，根据这些变化，可以划分为若干个生育时期。目前，各种作物的生育时期划分方法尚未完全统一。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO主要作物的生育时期小麦：出苗、分蘖、起身、拨节、孕穗、抽穗、开花、灌浆、成熟期。豆类：出苗、开花、结荚、鼓粒、成熟等期棉花：出苗、现蕾、开花，吐絮等期甘薯：出苗、采苗、栽插、分枝、封垄、落黄、收获等期。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO二、作物的生长发育特性（一）温光反应特性作物的温光反应特性（又称感温性、感光性）是指作物必须经历一定的温度和光周期诱导后，才能从营养生长转为生殖生长，进行花芽分化或幼穗分化，进而才能开花结实的特性。作物的这种感温和感光能力是在经过一定时期的营养生长后才具有的，这一营养生长时期称为基本营养生长期，作物的这一特性称为基本营养生长性。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO一些二年生作物，如冬小麦、冬黑麦、冬油菜等，在其营养生长期必须经过一段较低温度诱导，才能转为生殖生长。这段低温诱导也称为春化。依据不同作物和不同品种通过春化对低温的范围和时间的要求不同，一般可将其分为冬性类型、半冬性类型和春性类型3类。1.作物的感温性第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO作物花器分化和形成除需要一定温度诱导外，还必需一定的光周期诱导，不同作物品种需要一定光周期诱导的特性称为感光性。一般分为以下3种类型。2.作物的感光性第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO（1）短日照作物日照长度短于一定的临界日长时，才能开花。如果适当延长黑暗，缩短光照可提早开花。相反，如果延长日照，则延迟开花或不能进行花芽分化。属于这类作物的有大豆、晚稻、黄麻、大麻、烟草等。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO（2）长日照作物日照长度长于一定的临界日长时，才能开花。如果延长光照、缩短黑暗可提早开花。而延长黑暗则延迟开花或花芽不能分化。属于这类作物的有小麦、燕麦、油菜等。（3）日中性作物开花之前并不要求一定的昼夜长短，只需达到一定基本营养生长期，在自然条件下四季均可开花，如荞麦等。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO作物进入生殖生长前，不受温度和光周期诱导影响而缩短的营养生长期，称为基本营养生长期。如不同水稻品种基本营养生长期的变化幅度为15~60天。不同春播甘蓝型油菜品种基本营养生长期的变化幅度为24~27天。不同作物品种的基本营养生长期的长短各异，这种基本营养生长期长短的差异特性，称为作物品种的基本营养生长性。3.作物的基本营养生长性第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO水稻对温光的反应特性表现为感光性（短日照缩短生育期）、感温性（高温缩短生育期）和基本营养生长性（高温短日照都不能改变营养生长日数的特性）。根据水稻对光照反应的不同，可分为早稻、中稻和晚稻三种类型，早、中稻对光照反应不敏感，在全年各个季节种植都能正常成熟，晚稻对短日照很敏感，严格要求在短日照条件下才能通过光照阶段，抽穗结实。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO作物的生长中心是指作物不同生育阶段生长势较强、生长绝对量和相对量都较大的器官。处于生长中心的器官，对光合产物需求迫切，竞争能力强，同时也是全株有机养分输入中心和养分分配中心。不同生育阶段的生长中心器官类型不同，其代谢特点亦不同。（二）作物的生长中心第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO1、生育前期生育前期是作物的苗期，生长中心为叶、根、分枝（分蘖）等器官，蛋白质合成居优势，因而是氮素代谢占优势的阶段。这一阶段植株碳/氮比小，碳水化合物中可溶性糖的比率高。旺盛的氮素代谢能促使作物幼苗茁壮早发，根、叶、分枝（分蘖）等营养器官生长良好，氮素代谢不活跃会导致发根、长叶缓慢，甚至组织老化形成老苗、僵苗。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO2、生育中期生育中期是以籽实为产品器官的作物的花器（幼穗）分化至开花前的生育阶段，块根、块茎作物的藤、薯两旺期和茎用作物的产品器官成熟期。代谢特点为碳、氮代谢并重（旺），既支持营养器官的旺盛生长，又促进生殖器官或其它产品器官的形成。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO本阶段植株碳/氮比逐渐加大，体内代谢由氮素代谢占优势逐渐向碳素代谢占优势过渡，若氮素代谢过旺，而碳素代谢较弱将会导致叶片徒长，茎秆软弱，产品器官的形成与成熟进程受到阻碍。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO3、生育后期生育后期是以籽实为产品器官的作物的籽实发育期或块根、块茎作物的茎叶渐衰至薯块迅速膨大期。这一阶段的代谢特点是已从氮素代谢占优势转为碳素代谢占优势，且在碳水化合物中，贮藏态的淀粉、纤维素、半纤维素和木质素等大量积累，全株碳/氮比达最大值。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO本阶段导致茎叶生长衰枯，而籽实或地下贮藏器官积累大量有机物，达到充分成熟。这一阶段如氮素代谢过旺，便会发生贪青迟熟，使谷类作物的空秕粒增多，也使块根、块茎作物茎叶继续旺盛生长而消耗大量养分，阻碍薯块的正常膨大。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO生长中心理论说明作物的生育进程存在阶段性，因此栽培目标也应有阶段性。生育前期应立足促进壮苗早发，建立足够营养体，搭好丰产架子；生育中期重点是协调好地上部与地下部、营养器官与生殖器官、群体与个体的生长关系，形成足够数量储存产品的器官，积累大量有机物，实现壮茎足花（大穗）；生育后期以养根保叶，保证足够有机物向产品器官运转，增粒增重为调控目标。具体栽培技术的运用，应依据各生育阶段碳氮代谢特点及养分分配规律，调节各阶段作物体内碳氮代谢和协调器官生长，从而达到高产、优质的生产目的。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO（三）作物器官生长的相关性作物各器官在生长过程中相互影响的关系，称为相关性。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO（1）地上部与地下部物质的相互交换：根供给地上部水分、无机盐，同时根还合成某些有机物质和激素(细胞分裂素)供地上部分需要。而地上部分又为根系提供光合产物和维生素、生长素等生理活性物质。“根深叶茂”就充分反映这种协调的关系。1．地下部分与地上部分第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO（2）地上部与地下部重量须保持一定比例：通常将根系重与冠部重之比叫做根冠比（根/冠），在作物生产上可作为控制和协调根系与冠部生长的一种参数。根冠比对于以根为收获对象的作物，如甘薯、甜菜等尤为重要。这类作物生长前期，应有繁茂的冠层，根冠比要小，后来根冠比应越来越大。以甘薯为例，其根冠比前期为0.5，中期为0.67，到了收获期则为2~2.5。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO（3）环境条件和栽培技术措施对地下部和地上部生长的影响不一致：“干长根，水长苗”。当氮充足时，茎叶生长旺盛，光合产物多用于自身建成，根系所得比例较少，生长受到抑制，根冠比小；磷素对根系生长是有利的，磷素丰富，根系发达，根冠比增大。钾素对块根、块茎作物的地下器官生长起促进作用。根系生长所要求的地温条件比地上部分低。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO栽培中可以采取某些技术措施，调节地下部分和地上部的生长。例如，在苗期进行蹲苗，即在一定时期内控制水分的供应，促进根系发生。在甘薯生长前期，提高土温，使土壤中有充足的水分和氮素营养，对其茎叶的生长有利；生长后期凉爽的天气及供应充足的磷钾肥，有利于块根中淀粉的合成与积累。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO作物的顶芽生长占优势的现象叫顶端优势。作物的主根和侧根也有类似的关系。不同作物的顶端优势有差异。向日葵的顶端优势明显。玉米、高梁的顶端优势较强，一般不产生分枝。顶端优势与农业生产有密切的关系。如棉花的打顶，去群尖就是解除顶端优势，抑制营养生长，促进生殖生长并能减少蕾铃脱落。2．顶端优势第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO作物营养器官根、茎、叶的生长称为营养生长；生殖器官花、果实、种子的生长称为生殖生长。两者之间既相互依赖，又相互制约。1．营养生长期是生殖生长期的基础；2．营养生长和生殖生长并进阶段两者矛盾大，要促使其协调发展；3．在生殖生长期，作物营养生长还在进行，要掌握得当。3．营养生长与生殖生长第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO在生殖生长期，作物营养生长还在进行，要掌握得当若营养生长过旺，后期贪青晚熟，影响种子和果实的充实形成；若营养生长太差，引起作物早衰，影响种子和果实的形成。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGOYOURSITEHERELOGOYOURSITEHERELOGO以营养器官为主要收获物的作物，如麻类、烟草和叶菜类蔬菜等，需要促进营养器官的生长，抑制生殖器官的形成和生长。生产上常常通过供给充足的水分和增施氮肥，加大种植密度、摘除花芽等措施来促进营养器官的生长。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO营养生长和生殖生长的调控不同的作物其调控方法不同：1.以果实或种子为收获对象的作物，开花前重点培育壮苗，使营养生长发育健全，搭好丰产的架子，为花果生长准备物质基础。同时，还要防止生长过旺，以免进入生殖生长阶段时不能建立花果生长的优势。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO以营养器官为收获对象的马铃薯，花前主要以茎叶生长为主，此期间块茎虽然也在膨大，但总量不高，花后主要以块茎膨大和淀粉积累为主。第一节作物的生长发育以茎为收获对象的作物如甘蔗，要促进茎的伸长。通过增加密度抑制分蘖，提高产量。YOURSITEHERELOGO以叶为目的的烟草要抑制生殖器官的分化和腋芽的生长。饲料和绿肥作物在保证质量的前提下，收获前可任其生长。第一节作物的生长发育YOURSITEHERELOGO第二节作物产量及其形成YOURSITEHERELOGO作物在整个生育期间生产和积累有机物的总量，即整个植株(一般不包括根系)的干物质全量称为生物产量。组成作物体的全部干物质中，有机物质占总干物质的90%～95%，其余为矿物质。因此，光合物质生产是作物产量形成的基础。（一）生物产量一、作物产量第二节作物产量及其形成YOURSITEHERELOGO经济产量是指单位面积上所获得的有经济价值的主产品数量。由于栽培目的所需要的主产品不同，不同作物所提供的产品器官也各不相同。同一作物因利用目的不同，产量概念也随之变化。如玉米作为粮食作物时，其产量是指籽粒；作为饲料作物时，其产量包括叶、茎、果穗等全部有机物质。（二）经济产量第二节作物产量及其形成YOURSITEHERELOGO生物产量转化为经济产量的效率称为经济系数或收获指数，即经济产量与生物产量的比率。在正常情况下，经济产量的高低与生物产量成正比，尤其是收获茎叶为目的的作物。收获指数是综合反应作物品种特性和栽培技术