第十二讲小麦生物学基础

一级分蘖：从主茎上发生的分蘖 二级分蘖：从一级分蘖上长出的分蘖 小麦主茎不同叶龄期的单株茎蘖数，如 不计算芽鞘蘖，则可表示为： 主茎叶龄： 3 4 5 6 7 8 9 10 单株茎蘖： 1 2 3 5 8 13 21 34
3、分蘖消长规律 小麦进入分蘖期后，分蘖数不断 增加，群体随之增大，一般临近 拔节期，分蘖数达最高峰，此后 由于营养与生长中心的转移，分 蘖向两极分化。群体总茎数下降， 直到抽穗前后穗数才稳定。
细胞伸长期： 此期又分为伸长期和功能期 伸长期：从叶露尖到叶全展开，长 宽达定型。 功能期：叶定型到衰老枯黄。
3、叶层分工 近根叶组：指着生在分蘖节上的 所有叶片。其制造的光合产物主 要供根系、分蘖和新生叶片的生 长。（壮苗、安全越冬）
中部叶组：指包围在茎基部第1、2、 3节间的抱茎叶。其光合产物主要供 给春季发根分蘖、新生叶、基部第1、 2节间伸长、长粗、充实及幼穗进一 步分化发育用，与培养壮秆大穗关 系密切。
营养生殖生长阶段（幼穗分化-抽穗） 一方面进行穗的分化和发育，另一 方面继续长根、叶及分蘖，完成茎秆 伸长、长粗和充实，营养生长和生殖 生长同时进行。 生殖生长阶段（抽穗开花-籽粒成熟） 从开花授精经籽粒形成到灌浆成熟， 籽粒成熟可分为乳熟期、蜡熟期和完 熟期。
二、小麦的阶段发育特性
1、阶段发育的概念 生长：指细胞数目的增加和体积的 增大。 发育：指生长过程中导致性器官形 成的内在质变。 小麦的阶段发育特性：指小麦完成 其生活周期，必须在内部发生一系 列质变基础上，才能使小麦由营养 生长转向生殖生长。
次生根与分蘖节位高低有关，较 低的分蘖节有较多的根数。同时根 数与分蘖所处的条件有关，在干旱 条件下，次生根不发生，适宜条件 下可达100条以上。 种子根吸收磷酸能力较强，而次 生根可以有效地利用氮素营养和土 壤表层水分。
2、根系分布 小麦根系主要分布在0-40cm的土 层内，占总根量的85%以上，其中以 20cm以内根系最为集中，占总根量 的70-80%。因此，浅耕（根主要分 布在0-15或20）不能很好利用耕作 层以下的肥力。
4、影响分蘖的主要因素 品种的阶段发育特性：一般冬性品种春化 阶段长，分化的叶原基及蘖芽多，而春性 品种分蘖力较弱。 温度：分蘖发生的适宜温度为13-18oC， 低于3oC或高于18oC，都不利于分蘖的发 生。 光照：日照充足，营养面积大，分蘖力高。 土壤水分：70-80%，水分不足，分蘖力下 降 肥料：增加土壤中氮素营养，可促进分蘖 早发，提高单株成穗。
3、影响小麦萌发出苗的条件 种子质量：大粒种子比小粒种子易 获得壮苗 水分：适宜于发芽的田间持水量为 70-80%，<50%时出苗困难 氧气：种子萌发需要足够的氧气， 空气中含氧20.8%时，发芽率可达 100%，而当土壤中氧含量为5.2%时， 发芽率降至87%。
温度：种子萌发的最低温度为1-2oC,最
2、小麦的春化阶段 定义：小麦种子萌动后，除正常的 生长条件外，还必须经过一定的低 温，才能抽穗结实的现象。 接受低温反映的器官是萌动种子胚 的生长点或幼苗茎生长点。一般以 茎生长锥伸长（二棱期）为通过春 化阶段的形态指标。
依据小麦品种通过春化阶段所要求的温度高 低及时间长短可将其分为：
春性品种：在5-20oC下，经历5-15天即可 完成春化。未经春化处理的种子，春夏播 种均能抽穗。 半冬性品种：在3-15oC下经15-35天可完成 春化阶段。未经处理的种子，春播时抽穗 延迟或不能正常抽穗。 冬性品种；春化要求温度低，时间长，在 0-8oC下，一般需35天以上才能完成春化。 未经处理的种子，春播一般不能抽穗。
3、光照阶段 小麦通过春化作用后即开始进入光照阶段。 此期除要求一定的水分、温度养分等条件 外，光周期是主导因素。 延长日照促进发育，缩短日照则延缓发育。 光照阶段开始于二棱期，结束于雌雄蕊分 化期。 接受光照反应的器官是叶片。
小麦对日照的反应可分为三类： 反应迟钝型：每日8-12时日照即可通过光照 阶段，南方冬麦区的春性品种属此类。 反应中等型：8时的日照下不能通过光照阶 段。12时可正常通过，半冬性品种多属此类。 反应敏感型：在12时以上日照下，才能通过 光照阶段。一般冬性品种和北方春麦区品种 多属此类。
上部叶组：指剑叶、倒2叶和倒3 叶，其光合产物在抽穗前主要供 小花分化和中上部节间的伸长、 充实，抽穗后的光合产物主要供 给子粒灌浆，有少量供给根系。
4、影响叶片分化的因素 品种特性：主茎叶数是小麦冬春性 的重要外部指标，一般春性品种主 茎叶少，冬性品种主茎叶多。 气候环境：叶片受不同纬度所造成 的温光条件影响，一般随纬度增高 叶数变少，反之则增多。 栽培技术：播期早，主茎总叶数多， 播期晚，主茎叶数少。
物质转化过程（生化过程） 随种子膨胀，呼吸作用加强，各 种酶活性加强，将胚乳中贮藏物质 转化为易被胚吸收利用的简单物质 （可溶性含氮化合物）。
发芽过程（生物学过程） 当种子吸水达自身干重的45-50%时开 始萌发，胚根鞘首先突破皮层，称为露 白，也称萌发。 胚根鞘长约1mm时，主胚根伸出根鞘， 接着从胚轴两侧生出第一对侧根。当芽 长达种子长度的一半时，称为发芽。小 麦种子发芽后，芽鞘向上伸长顶出地面 为出土。胚芽鞘见光后停止伸长，接着 第一片真叶从芽鞘顶端伸出。当第一片 真叶伸出芽鞘2-3cm时，为出苗；田间有 50%的苗达到出苗标准为出苗期。
（三）叶的生长
1、叶的构造(看图)
叶片
叶鞘
叶
叶耳
叶舌
2、叶的分化与形成 叶原基分化期：叶原基是由生长锥 基部的分生细胞分化而来，分化数 的多少，因品种生长发育类型、播 期及栽培密度和肥水条件不同而异。 一般冬性品种较多，春性品种较少。 南方春性品种：9-11叶；半冬性： 12-13叶。
细胞分裂期：已分化出的叶原基 开始进行细胞分裂增生，当叶片 长度达7-8mm时，叶片细胞分裂结 束，进入细胞伸长与体积增大期。 （控制和促进叶面积，主要在此 期）
（二）根的生长
1、根系的形成： 胚根 根系 次生根 根系的形成和伸长在小麦一生中延 续时间较长，从胚根开始直至抽穗时 才基本结束。（旱地小麦由于干旱影 响次生根的发生，初生根的作用更重 要）

次生根的形成是在植株开始分蘖 的同时或稍后从分蘖节上发生。一 般每长一个分蘖，在分蘖节上长出 1-2条次生根，当分蘖本身具有3片 叶后，在分蘖鞘和分蘖第一叶基部 也长出次生根，逐步形成了自己独 立的次生根系。
（四）分蘖的发生与消长
1、分蘖节的作用 发生分蘖、节根和叶片 是麦苗营养物质分配和运输的枢 纽 贮藏养分，使细胞液浓度提高， 增强抗寒力。
2、分蘖的发生 适期播种条件下，出苗后15-20 天，主茎出现第三叶（3/0）时， 可长出胚芽鞘分蘖（P）；主茎第 四叶伸出（4/0）时，第一叶分蘖 伸出；主茎第五叶伸出第二叶分 蘖长出，分蘖发生与主茎叶片出 现保持n-3的同伸关系，称之为叶 蘖同伸关系。
1、小麦的生育期 生育期—小麦从播种到种子 成熟。（生育期的长短由品 种特性、种植区的生态条件 及播期决定） 一般说来，冬小麦为230天 左右；春小麦为100天左右。
2、小麦生育时期 小麦随着生长发育在内部和外部 发生一系列变化，根据这些变化特 征可划分为不同的生育时期，作为 生长发育程度的判别和指导农业生 产的依据。
3、影响根系生长的条件 温度：麦根在2oC开始生长，16-20oC 生长最快，超过30oC生长显著受抑。 水分：土壤水分在60-70%时，根系 生长最为有利，超过70%，就会受影 响。 光照：光照越弱，根的生长越少。 养分：氮、磷、钾配合施用，能促 进根系生长；但N过多，叶生长旺盛， 消耗大量糖分，削弱根系的发育。
小麦的各生育时期
出苗期 三叶期 分蘖期 拔节期
孕穗期 抽穗期 开花期 成熟期
出苗期
分蘖期
分蘖期
孕穗期
抽穗期、开花期和成熟期
3、小麦的生长阶段 营养生长阶段（种子萌发—幼穗分化） 此期主要长根、叶等营养器官，主 要指苗期。在叶期前幼苗较小，靠胚 乳供应营养物质，到三叶期时，整个 胚乳中养分已耗尽，幼苗开始由胚乳 营养转向独立营养，此时称为“断奶 期”。 从出苗到三叶期，一般经历12-15 天。
南方麦区冬季温暖，小麦不停 止生长，故分蘖是单峰曲线。 北方麦区有稳定的封冻期，分 蘖停止，在年前及春季各形成 一个最高峰，分蘖动态呈双峰 曲线。
有效分蘖：拔节后具有3叶以上 的分蘖，由于具有自身的根系能 独立营养，可继续生长抽穗结实。 无效分蘖：拔节后具有3叶以下 的小蘖。 动摇分蘖：拔节后具有2叶一心 的分蘖，条件好可发展为有效分 蘖，条件不好则成为无效分蘖。
（五）茎的生长
1、茎的形态结构 茎杆由节和节间组成，具有支 持、输导、光合和贮藏作用。按位 置和形态，可分为地上、地下两部 分，地下节不伸长构成了分蘖节， 地上节伸长，数目较稳定，一般为 4-6个，多为5个。
2、茎的形成和伸长 小麦茎原始体在茎生长锥伸长时 形成，当分蘖基本停止时，节间开 始伸长。基部节间伸长至离地面 1.5-2.0cm时为拔节。节间伸长自下 而上顺序进行，并有一定的重叠性。 当基部第一节间迅速伸长时，第二 节间开始伸长；第一节间伸长减慢 时，第二节间开始迅速伸长，依此 类推，株高到开花时定型。
每一次质变过程即为一个发育阶段，小 麦的一生是由若干个发育阶段组成。 每一个发育阶段的进行，除要求综合环 境外，往往有一个因素起主导作用，如 果缺少这个条件或不能满足要求，则这 个发育阶段就不能顺利进行或中途停止， 待条件适宜时，再在原先发育的阶段上 继续进行。 小麦必须有顺序地通过各个发育阶段， 生殖器官才能正常分化形成和抽穗结实。 研究认为，小麦属低温长日照作物，有 春化和光照两个发育阶段。
播种期 冬性品种的耐寒性强，可适当早播，宜安 排在早茬地上。 春性品种抗寒性弱，可适当晚播，宜安排 在晚茬地上。 春性品种如播种过早，可能在年前就完成 光照阶段的发育而拔节，易受冬春冻害死 亡。