作物栽培学第二章作物生长的发育特性1-2

作物生长、分化与发育的关系可分为四个类型：
协调型 徒长型
早衰型 僵苗型
2. 作物生长的一般进程
“S”形生长过程：作物的个别器官、整个植株的生长以
及作物群体的建成和产量的积累均经历前期较缓慢、中期 加快、后期又减缓以至停滞衰落的过程，这个过程遵循一 条“S”形的曲线。
“S”形生长进程理论的应用
性生殖形成的胚珠（ovule）发育成的繁殖器官。 共识的植物学种子：由被子植物经过有性生殖形成的 胚珠或子房（ovary）发育成的种子或果实（fruit）。
作物学意义：泛指用于播种繁殖下一代的播种材料，
包括三类繁殖器官。 ——胚珠发育而成的种子 ——子房发育而成的果实
——无性繁殖器官
1.2 有性繁殖种子及其萌发
2.3.2 直根系作物 直根系建成：双子叶作物的胚根伸长延续形成主根。
——主根上发生侧根和次生侧根构成强大的直根系；
豆科作物的直根系上着生根瘤，因而具备生物固氮功能。
2.3.3 块根作物
块根建成：
——最初的种子根或初生根膨大形成肥 大的肉质根，块根上着生细根。
肉质根的形状有圆筒形、圆锥形、扁
分蘖期:全田有50%植株出现第一分蘖的时间称为分蘖期
（tillering stage）。
有效分蘖（effective tiller）
——早期发生的低位（低次）分蘖能正常抽穗结实（单 穗结实5粒以上）称为有效分蘖。 ——有效分蘖具有独立的次生根系。
3.1.3 禾谷类作物茎、蘖的生长 禾谷类作物的茎或蘖的顶端同时分化形成茎节和叶原 基，以后茎节居间分生组织伴随叶鞘的伸长而伸长。 ——节间伸长一般由下部节开始，依次向上。
分化（differentiation） ——从一种同质的细胞类型转变成
形态结构和功能与原来不相同的异质细胞类型的过程。
发育（development）——作物的组织、器官或整体在形态
结构和功能上在生命周期中的变化过程。
1.2 关系

生长、分化和发育之间关系密切，有时交叉或重 叠在一起。生长是量变，是基础；分化是质变； 而发育则是器官或整体有序的量变与质变。没有 生长和分化，就不能进行发育。但同时，生长和 分化又受发育的制约。
发芽（come into bud）
——生理生化过程＋物理过程
——胚根、胚芽伸长突破种皮
——发芽标准：胚根长到与种子等长、胚芽长达到种子长度 一半
1.2.4 种子的寿命 种子的寿命（longevity）
种子寿命因作物而异。
——大多数农作物种子在一般贮藏条件下寿命1~3年； ——淀粉类种子如蚕豆、绿豆可达6~11年； ——高含油量作物种子如大豆、棉花一般只1年。
1.2.1 形态和构造 主要的作物种子形态具有很多差别（形态、大小、颜 色、重量）。 例如：稻谷、麦粒、玉米、大豆、蚕豆、棉籽、向日葵、 花生、油菜籽、烤烟等种子。 一般来说，种子的构造包括三部分： 种皮
种胚
胚乳
A、种皮（seed coat） ——保卫组织 薄膜类：大豆、菜籽 坚硬类：棉籽、蓖麻 包裹果皮类：稻谷、大麦、小麦 B、种胚（ embryo ）
第二章 作物的生长发育特性
本章重点：
作物生长发育的基本规律；作物生长相关性 及调节原理；作物温光反应基本理论及在作物生 产上的应用。 难 点：
作物生长的S形曲线；作物温光反应基本理论。
第一节
1、生长与发育
作物的生长发育
1.1 概念： 生长（growth）——作物个体、器官、组织和细胞在体积、 重量和数量上的增加，是一个不可逆的量变过程。
1.3.2 无性繁殖萌发特性
由“种”萌发数个芽，形成数个分枝，芽数决定苗数； 繁殖材料上幼芽萌发存在“顶端优势”； 萌发过程不经历吸胀过程，因此温度是主要限制因素。
2. 根的生长发育 2.1 根的类型（root） 作物成长的根有四种类型： 须根系（fibrous root system）类型 单子叶（monocotyledon）作物水稻、小麦、玉米等。 直根系（main root system）类型 双子叶（dicotyledon）作物棉花、花生、大豆等。
主茎节间的每一个叶腋内一般有一个腋芽，发育成一个
一次分枝，一次分枝上发育出二次分枝……。
分枝的部位特性：
——主茎基部的早生分枝为有效分枝。
——主茎顶部的分枝为有效分枝。
代表性作物：油菜、烟草、大豆
——主茎基部几个早生分枝不直接开花结果，向上的分 枝直接开花结果。 代表性作物：棉花
3.2.2 双子叶作物茎、枝的生长 双子叶作物茎、枝顶端生长点同步分化n叶叶原基和n 茎节，进一步同步进行体积和长度增长。
种子寿命因贮藏条件而异。
——干燥、低温条件下贮藏种子寿命较长； ——高温、高湿条件下贮藏种子寿命较短。
种子寿命随贮藏时间延长，生活力逐渐降低。
1.3 无性繁殖种子萌发
1.3.1 无性繁殖材料类型 根繁殖
甘薯、苎麻（根蔸）由种根上的芽眼发育；
甘蔗、藕、山药或甘薯幼茎等以种茎萌发出芽，进一步发 育出植株。
——繁殖器官，如甘薯、苎麻。
2.3 根系的形态建成 2.3.1 须根系作物 种子萌发出生的初生根（种子根）（primary root） 1条类型：水稻、玉米、高粱 多条类型：麦类作物3~7条
须根系建成：
——初生根上发生次生侧根构成初生根系 （primary root system），初生根系在幼苗期 和苗期发挥功能。 ——在基部茎节上发生的不定根 （advenfitious root）（节根）和气生根以 及次生的侧、支根构成次生根系 （secondary root system）。 ① 禾谷类作物的不伸长茎节一般都可发 生不定根，该茎节部位发生分蘖，因而在 最高分蘖期达最大根系量。 ② 伸长茎节一般不发生不定根。
C、胚乳（eudosperm）
种子内贮藏营养物质的组织。
一类种子的胚乳很发达。
例如：水稻、小麦、玉米、蓖麻、番茄
一类种子的胚乳退化为一层薄膜（种子萌发过程
中被吸收掉）。
1.2.2 种子休眠 1.2.2.1 种子休眠的意义
休眠(dormancy)：在适宜萌发的条件下，作物种子和供
繁殖的营养器官暂时停止萌发的现象。
3.1.2 分蘖和有效分蘖
分蘖力（tillering ability）：禾谷类作物产生分蘖的特性
和能力叫分蘖力。
——稻、麦为强分蘖性作物；
——玉米、高粱为弱分蘖性作物。
分蘖规律：
——主茎上发生的分蘖为第一次分蘖，一次分蘖上发生 的分蘖为第二次分蘖……。
——叶蘖同伸规律：主茎（蘖）第N 叶出生时，N－3叶 的腋芽发育出生分蘖，即： N叶出生≈ （N－ 3）节位发生分蘖
休眠的原因：
——经历种胚的后熟过程
组织成熟
生理成熟
——硬实造成透性不良（水、 气）
——存在发芽抑制物质
破除休眠
——物理处理，如辐射、电、波、磁处理、机械磨损；
——化学处理，如激素、氧化剂浸种处理 。
1.2.3 种子的萌发（germination）
萌发经历的过程:
吸胀（imbibition）
——豆类种子 ——花生种子
S形曲线可作为检验作物生长发育进程是否正常的依据
之一。 同一作物的不同器官，通过S形生长周期的步伐不同， 生育速度各异，在控制某一器官生育的同时，应注意这项
措施对其他器官的影响。
第二节
1. 种子萌发
作物的器官建成
一、营养器官的生长发育与建成
1.1种子概念：
植物学意义：真正的种子（seed），由种子植物经过有
种胚占种子很小部分
例如：玉米、小麦、稻谷等禾谷类种子
种胚一般子叶肥大，是种子萌发的营养源（双子叶作物）
例如：棉花、大豆、油菜、向日葵、瓜子
胚的构造：
胚芽（plumule） ——形成作物茎、枝、叶、芽；
胚根（radicle） ——形成作物根系；
胚轴（hypocotyl）——形成根、茎过渡区或茎；
肉质根类型(succulent root)，甜菜、萝卜、胡萝卜
2.2 根系的功能（function） 主要有： ——支撑地上部作物体； ——吸收水分和养分（矿质养分）；
——合成某些生物物质，如氨基酸、生长物质、生物碱 （豆科作物具有生物固氮能力）；
——分泌有机酸，维持根际土壤pH值平衡；
——贮存产品器官，如甘薯、甜菜、胡萝卜等；
——物理过程
——禾谷类种子 吸足种子重量60%水分；
吸足种子重量100%水分； 吸足种子重量40%水分；
——棉花种子
吸足种子重量60%水分。
萌动 ——生理生化过程＋物理过程
高分子有机物 低分子有机物 高分子有机物 （组织）
需要条件：①6%左右的土壤含氧量； ②温度。
几种主要农作物种子萌发的温度范围
水稻 小麦 玉米 油菜 花生 棉花 大豆 甜瓜 最低温度℃ 10~12 3~5 5~10 0~3 14~15 12~15 10~12 10~19 最适温度℃ 30~37 15~31 32~35 15~20 18~20 25~30 30 30~40 最高温度℃ 40~42 40~43 40~45 40~44 40~45 40 40 45~50
——主茎或分蘖基部第一伸长节间伸长达2~3㎝时称为 拔节（elongating）。
3.2 双子叶作物
3.2.1 双子叶作物主茎和分 枝的形态特征
双子叶作物的主茎和分
枝多为圆柱形，豆科作物 一般为菱形。
主茎由数十个节间组成，一般来说节间长度呈现下短、
中长、上短趋势。 ——茎充实作物；棉花、烟草、麻类、大豆、瓜类、甘薯 ——茎具空腔作物：蚕豆、豌豆 ——茎前实后空作物：油菜（白菜类）、莴笋
禾谷类作物的茎和分蘖（tiller）一般为圆
柱形，稻麦由5~6个伸长节间组成，玉米、高 粱由8~12个伸长节间组成，茎节一般中空， 籽粒灌浆物质10~30%来自于茎蘖积累。