第二章作物生长与发育

第二节
作物的器官建成
L/O/G/O
作物的器官建成
作物器官的建成包括 种子萌发、根、茎、叶，分蘖 和穗（花芽）的分化、 籽粒建成（纤维发育、块 根块茎膨大）等。
一、种子萌发
（一） 作物的种子：植物学上的种子是指由胚珠受精后发 育而成的有性繁殖器官。
作物生产上所说的种子则泛指用于播种繁殖下一代的 播种材料.
甘薯依靠块根 内薄壁细胞分 化形成的不定 芽原基突破周 皮而发芽；马 铃薯、甘蔗则 是靠茎节上的 休眠芽的伸长 而发芽。
（三） 种子发芽的条件
种子发芽（内）
种子寿命
概念 种子寿命是 指种子从采 收到失去发 芽力的时间。
鉴别种子 生活力的方法
种子休眠
概念 种子休眠指在 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。
主要作物萌发的温度范围
作物 小麦 玉米 水稻 大豆 棉花
最低温度℃ 3-5 6-10 10-12 6-8 10-12
最适温度℃ 15-31 25-35 30-37 18-20 25-32
最高温度℃ 30-43 40-45 40-42 33-36 40
烟草
甜菜 亚麻 甘薯
7-10
4-5 1-3 16
（一） 作物的根系
主根由胚根不断 伸长形成，并逐 双子叶作物如豆类、棉花、麻 步分化长出侧根、 类、油菜根系属直根系。 支根和细根等， 主根发达，侧根、 由1条发达的主根 和各级侧根构成。 支根等逐级变细， 形成直根系。
（二）根的生长
大豆种子萌发过程
蚕豆种子萌发过程示 留土萌发
（二）根的生长
（二）根的生长 第一禾谷类作物
水 稻
小 麦
荞 麦
向 日 葵
无性繁殖的种子
马 铃 薯
甘 甘 薯 蔗
（二） 作物种子萌发过程
1.吸胀 2.萌动 3.发芽 生物学过程： 禾谷类作物 当胚根长至与 种子等长， 胚芽长达到 种子长度一半。
物理过程： 种子吸收水分 膨胀达饱和
物质转化过程： 胚根突破种皮， 露出白嫩的根尖
（二） 作物种子萌发过程
出苗
• 第一个花 • 子叶展开。 蕾的苞叶 达3cm。
大 豆
子叶出土。
豆荚呈固有颜色， 用手压有裂荚， 或摇动植株有响声。
第一个分 枝出现。
第一朵花 开放。
出苗
分枝
成熟
豆荚放扁，籽粒 较明显凸起。
开花 鼓粒
结荚
幼荚长度2cm 以上。
四、作物生长发育的调控
群体 群体是个体发育的 结果，但群体的形 成又反馈于个体的 生长发育。 结论 适宜的群体是植株 正常生长发育的基 础，也是基本的调 控目标。 群体过大
氮肥
硼、铜
矿质 营养
作用特点
钾
磷
缺钾导致植 株器官细弱
缺磷导致植株矮小
L/O/G/O
缺磷
幼叶
老叶
图为缺磷的油菜叶片，缺磷使体内碳水 化合物代谢受阻，糖分积累，形成紫红色。 自左至右，依次为油菜幼叶至老叶，缺磷油菜叶片从暗紫发展至紫红色。
四、作物生长发育的调控
水分管理 为了达到作物幼苗健壮发育以及生殖生长开 始时调节营养生长和生殖生长的矛盾，常需要在 这两个时期适当控制土壤水分，尤其是群体大小 有超出最适值和发生倒伏危险的情况下，更要严 格控制水分。在生殖细胞的减数分裂时期则必须 保证土壤水分适宜，以防止花粉粒败育，增加小 花结实率，同时可以为后期维持叶片功能期和根 系活力提供基础。
按作物种 子萌发至 收获划分
3.减速 增长期
2.快速 增长期
回
S形生长过程
玉米株高生长曲线图
S形生长过程
中国科 学院植 物生理 研究所 以无芒 早粳为 供试品 种，测 定结果 如图
回
春大麦单株氮素积累曲线图
回
三、作物的生育期和生育时期
1.作物生育期的概念
作 物 的 生 育 期
作物从播种到收获的整个生长发育所需时间为作物 的大田生育期，以天数表示。作物生育期的准确计 算方法应当是从籽实出苗到作物成熟的天数 。
（一） 作 物的根系
次生根产生于基部未伸长的 短缩茎的节上，小麦和水稻 的分蘖也发生在短缩茎上， 故称分蘖节；小麦的次生根 一般每节3条，水稻8-15条， 分蘖本身也能形成自己的根 系，这样，随分蘖增多，单 株次生根数增加。 玉米每节可发根4-6 条，节根层数一般6 -9层，其中地下4-7 层，地上2-3层，总 根数50-120条。
1.水稻
2.小麦
3.棉花
4.大豆
水 稻 出苗 分蘖
不完全叶突破芽销，叶色转绿。
第一个分蘖露出叶鞘1cm。 植株基部第一节间伸长，早稻达1cm，晚稻 达2cm。
拔节 孕穗
抽穗 乳熟 蜡熟
剑叶叶枕全部露出下一叶叶枕。 稻穗穗顶露出剑叶叶鞠1cm。
稻穗中部籽粒内容物充满颖壳，呈乳浆状， 手压开始有硬物感觉。 稻穗中部籽粒内容物浓黏，手压有坚硬感， 无乳状物出现。 谷粒变黄，米质变硬。
胚珠受精后发 由子房发育而成 育而成的种子： 的果实：稻、麦、 玉米、高粱、谷子 豆类、麻类、 等的颖果，荞麦 棉花、油菜、 和向日葵的瘦果， 烟草等; 甜菜的聚合果等;
进行无性繁 殖用的根或 茎：甘薯的块 根，马铃薯的 块茎，甘蔗 的茎节等。
由胚珠受精后发育而成的种子
棉 花
油 大 豆 菜
由子房发育而成的果实
（三） 根的功能
根系最重要的功能是吸收矿 质营养和水分和支持固定。
作物根系可以利用地上部运来的光合产物与 从土壤中吸收的氮素等合成有机酸类化合物， 在磷、铁矿质营养胁迫条件下，某些作物可 以通过分泌这些有机酸来降低根际的pH值， 在一定程度上增加磷、铁的可利用性。
根系内可以合成多种激素。
（三） 根的功能
豆科作物的根系长有根瘤，是由于土壤中根瘤菌浸染的 结果，一般直径4-5毫米，主要分布于0-20厘米土层。有 研究表明，根瘤菌的固氮量可达大豆一生所需的1/2-3/4。
菌根是高等植物 根系与真菌形成 的共生体，农作 物中最重要的是 VA菌根(泡囊—丛 枝菌根)。
（四） 影响根生长的条件
4.土壤养分：作物根系有趋肥 性，在肥料集中的土层中，一 般根系比较密集，施用磷钾肥 能促进根系生长。 影响根 生长的 条件 5.土壤氧气：作物根系有向 氧性，因此土壤通气性良好， 是根系生长的必要条件。维 管束能有效地将氧气运输到 根部，使之进行正常呼吸。 6.作物地上部分生长良好， 也有利于根系生长。
二、根的生长
（一） 作 物 的 根 系
小麦、玉米、水稻、谷子 等禾谷类作物的根系为须 根系，由种子根(初生根、 胚根)和次生根(节根)组成， 种子根由胚内发生，一般3 -5条，多者7-8条，与籽粒 大小有很大关系。 因播种(定植)密度不同， 小麦的次生根数可高达 100条，一般高产冬麦 田为40-60条，一株水 稻可达200-1000条。
三、作物的生育期和生育时期
回
回
三、作来自百度文库的生育期和生育时期
三、作物的生育期和生育时期
（三）作物的物候期:所谓物候期是指作物生 长发育在一定外界条件下所表现出的形态特 征，人为地制定一个具体标准，以便科学地 把握作物的生育进程。 群体物候期的判断 标准：当10%左右的植株 达到某一物候期的标准时称为 这一物候期的始期，50%以上植株达 到标准时称为这一物候期的盛期。
第二禾谷类作物
小麦籽粒发芽时可 长出数条种子根
水稻籽粒发芽时只 有一条种子根
（二）根的生长
种子根 直根系作物
在种子根与次生根之间有一 段根茎(地中茎)，它来自于 上胚轴(小麦、水稻等)或中 胚铀(玉米)的伸长，其长度 随播种深度而自动调节，使 分蘖节处于适宜的土层深度.
分布特点
棉花、大豆、花生等作物 属于直根系，由主根(胚根) 和侧根组成，主根入土较 深，常达1-2米。
播种(栽 植)密度
群体过大会导致群体内光 照条件变劣，株高增加， 叶片细长披散，分蘖力减 少，节间伸长细弱，穗部 性状变劣，产量下降。

群体过小
群体过小时，虽然单 株生长健壮，单株生 产力高，但群体不足， 产量也受到限制。
四、作物生长发育的调控
缺硼、铜导致 花粉粒败育 不同时期施用氮肥促进当 时的生长中心的生长。 对于叶与节间而言， 在器官处于待伸长 至伸长初阶段时， 氮肥对该器官的促 进作用最大。对处 于伸长末期的器官 的作用很小，器官 定型后则不受任何 措施影响。
发育是指作物细胞、 组织和器官的分化形 成过程，也就是作物 发生形态、结构和功 能上的变化，有时这 种过程是可逆的。
二、作物生长的一般进程
（一）S形生长过程： （二）S形生长进程应用 ： 各种促进或抑制作物生 长的措施，都应该在作 物生长发育最快速度到 来之前应用。
1.缓慢 增长期
4.缓慢 下降期
甘薯的根系由不定根组成
不同作物根系的分布特点基 本相同，即 60-80% 的根系分 布于 0-30 厘米耕层，在作物 生长发育中起主要作用，但 在干旱条件下，深层根系 ( 尤其种子根 ) 作用不可忽视。
可分为纤维根、梗根和块根三 种。其中纤维根起吸收养分和 水分的功能；块根是贮藏养分 的器官，是由于形成层细胞不 断分裂，产生大量的薄壁细胞， 并积累养分、膨大而形成。
四、作物生长发育的调控
化学 控制 植物生 长物质 栽培 实践
利用植物激素、生长调节剂和其它化 学物质对作物生长发育进行调控，称 为化学控制。
所用的化学物质现在通称为植物生长 物质。 常利用这些物质与矿质营养、杀草剂、 杀虫剂、杀菌剂等配合，加工形成商 品应用，如喷施室、ABT生根粉及一 些种子包衣剂等。
打破种子 休眠的方法
组织还原力； 原生质的着 色能力；细 胞中荧光物 质。
低温和水分处 理；机械磨伤 种皮或用酒精、 浓硫酸等化学 物质处理；采 用植物激素。
（三） 种子发芽的条件
种子发芽（环境） 水分 多数作物种子萌 发和出苗的最适 土壤水分含量为 最大持水量的 60-80%。 温度 不同作物种子 发芽所需最低、 最适、最高温 度不同；原产 北方需温度低、 南方需温度较 高。 空气 旺盛的物质代谢 和物质运输需要 强烈的有氧呼吸 作用来保证，氧 气对种子发芽极 为重要。
（二） 作物种子萌发过程
大豆种子萌发过程
蚕豆种子萌发过程示 留土萌发
（二） 作物种子萌发过程
蚕 豆 种 子 的 萌 发
菜豆种子的萌发 小麦种子的萌发
（二） 作物种子萌发过程
单子叶作物 通过上胚轴 和胚芽鞘的 伸长突破地 表而出苗， 当第一叶露 出地面约2 厘米时，称 为出苗。
双子叶作物各有特 点，棉花、大豆依 靠下胚轴伸长将子 叶顶出地表，子叶 出土后转为绿色。 蚕豆、豌豆依靠上 胚轴将胚芽带出地 面，而子叶则残留 在土中。花生的上 胚轴和中胚轴都伸 长，子叶是否出土 依播种深度而不同。
成熟
小 麦 出苗 分蘖
第一片真叶出土2～3cm。
第一个分蘖露出叶鞘1cm。 第一伸长节间露出地面约2cm。 麦穗顶部(不包括芒)露出叶鞘。 雄蕊花药露出。 胚乳内主要为乳白色液体。
拔节 抽穗
开花 乳熟 蜡熟
胚乳内呈蜡状。
棉 花
D C B A
吐絮
开花
• 有一铃露 絮。
现蕾 • 第一果枝 第一蕾开 花。
第二章
作物的生长发育
L/O/G/O
作物的生长发育 作物栽培育种工作者必须首先了解所研究作物的 生长发育规律及其在环境和栽培措施影响的变化 特点，才能更有预见性地制定作物高产主攻目标 或改良方向。
第一节
作物生长与发育的特点
L/O/G/O
一、生长和发育的概念
生长是指作物个体 、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。
2.作物生育期的长短
作物生育期长短不同，这主要是由作物的遗传性和 所处的环境条件决定的。
3.作物生育期与产量
一般说来，早熟品种单株生产力低，晚熟品种单株 生产力高，但这也不是绝对的。
三、作物的生育期和生育时期 （二）作物的生育时期
作物的生育时期是指某 一形态特征出现变化后持 续一段时间，并以该时期始 期至下一时期始期止之间所 经历的天数。
25-28
25 15-25 29-35
35-40
28-30 35-40 35-40
马铃薯
5-7
12-18
36
（三）种子发芽的条件
播种深度，多数作物的 适宜播深为3-5厘米，干 旱时应深播。土壤紧实 度与均匀度通过影响氧 气状况和出苗的机械阻 力而对出苗产生很大影 响，在栽培上应注意播 前的整地工作，通过深 翻、旋耕等措施改善土 壤条件。
三、作物的生育期和生育时期 （二）作物的生育时期
1.稻、麦类
出苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期、开花期、成熟期。 出苗期、拔节期、大喇叭口期、抽穗期、吐丝期、成熟期。 出苗期、分枝期、开花期、结荚期、鼓粒期、成熟期。
2.玉米
3.豆类 4.棉花 5.油菜
出苗期、现蕾期、花铃期、吐絮期。
出苗期、现蕾抽薹期、开花期、成熟期。