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小麦的生长发育规律

时间:2022-11-20 百科知识 版权反馈
【摘要】:小麦是三大谷物之一,产量几乎全作食用,仅约有1/6作为饲料使用。2010年小麦是世界上总产量位居第二的粮食作物,仅次于玉米。关中小麦的生育期一般在230~270d。不同叶片数的小麦其主要差异在于可变营养生长阶段,同步生长阶段则基本保持不变。当气温回升到10℃以上时,新蘖大量发生,为春季分蘖高峰期。温度是影响小麦分蘖生长发育的重要因素,最适宜温度为13~18℃。小麦根的主要作用是:

小麦是小麦系植物的统称,是一种在世界各地广泛种植的禾本科植物,起源于中东新月沃土地区,是世界上最早栽培的农作物之一。小麦的颖果是人类的主食之一,磨成面粉后可制作面包、馒头、饼干、面条等食物;发酵后可制成啤酒、酒精、伏特加,或生质燃料。小麦富含淀粉、蛋白质、脂肪、矿物质、钙、铁、硫胺素、核黄素、烟酸、维生素A及维生素C等。

小麦系一年生草本,高30~120cm,叶鞘无毛;叶舌膜质,短小;叶片平展,条状披针形,长10~20cm,宽5~10mm。大多数植株是15~16片,最少14片,最多17片。穗状花序圆柱形,直立,长5~10cm,宽约1cm,穗轴每节着生1枚小穗;小穗长约10cm,含3~5小花,两侧鹾扁,侧面向穗轴,无柄;颖卵形,近革质,中部具脊,顶端延伸成短尖头或芒;外稃扁圆形,顶端无芒或具芒;内稃与外稃近等长,具2脊。颖果大,卵圆形或矩圆形,顶端具短毛,腹具纵沟与稃片粘合而易脱落,花果期7~9月。

小麦是三大谷物之一,产量几乎全作食用,仅约有1/6作为饲料使用。2010年小麦是世界上总产量位居第二的粮食作物(6.51亿t),仅次于玉米(8.44亿t)。

一、小麦的一生

(一)生育期

从种子萌发、出苗、生根、长叶、拔节、孕穗、抽穗、开花、结实,经过一系列生长发育过程,到产生新的种子,叫小麦的一生(如图2-1所示)。从播种到成熟需要的天数叫生育期。关中小麦的生育期一般在230~270d。

图2-1 小麦的一生

在栽培上,根据形成器官的类型和生育特点的不同,将小麦的一生划分为三大生育阶段(如图2-2所示)。即:营养生长阶段(萌发、出苗、三叶、分蘖),主要决定穗数(增穗期)—并进生长阶段(穗的分化形成和根、茎、叶的生长),主要决定穗粒数(壮秆大穗期)—生殖生长阶段(抽穗、开花、受精、籽粒形成,灌浆成熟),主要决定粒重(增粒重期)。营养生长阶段还可分为基本营养生长阶段(出苗到二叶一心)和可变营养生长阶段(二叶一心至起身期)。不同叶片数的小麦其主要差异在于可变营养生长阶段,同步生长阶段则基本保持不变。

图2-2 三大生育阶段

(二)生育时期

生产上根据小麦不同阶段的生育特点,为了便于栽培管理,可把小麦的一生划分为12个生育时期,即出苗、三叶、分蘖、越冬、返青、起身、拔节、孕穗、抽穗、开花、灌浆、成熟期。其中灌浆期又可分为籽粒形成期、乳熟期、腊熟期、完熟期。

1.出苗

种子萌发后,胚芽鞘向上伸长顶出地表,为出土。胚芽鞘见光后停止生长,接着从芽鞘中长出第一片绿叶,当第一片绿叶伸出芽鞘2cm时称为出苗。田间有50%苗达到上述标准时为出苗期。小麦种子发芽的最低温度为1~2℃,最适温度为15~20℃。一般在适宜温度条件下,土壤水分适宜,小麦出苗日数为6~7d。

生产上对小麦出苗的要求是:出苗率高、出苗迅速而整齐,以达到苗全、苗匀、苗齐、苗壮的目的。要求出苗率达90%以上。

2.三叶

田间50%以上的麦苗,主茎节三片绿叶伸出2cm左右的日期,为三叶期。三叶期也叫“离乳期”。当第三片绿叶出现前,整个胚乳已耗尽,小麦由胚乳营养彻底转向独立营养。

从出苗到三叶期,一般经历12~15d,一般在11月上旬。自此以后,小麦进入分蘖、长根、长叶阶段。

3.分蘖

田间有50%以上的麦苗,第一分蘖露出叶鞘2cm左右时,即为分蘖期。

小麦播种后7d左右出苗,出苗后15~20d开始进入分蘖期,在以后的一个月内随着植株的叶片增多,根系扩大,分蘖数急剧增加,为小麦的冬前分蘖高峰期。当气温回升到10℃以上时,新蘖大量发生,为春季分蘖高峰期。在肥水良好条件下,适期播种的麦田,一般冬前分蘖数占分蘖总数的70%~80%,春季分蘖占20%~30%。早期生出的能抽穗结实的分蘖称为有效分蘖,晚期生出的不能抽穗或抽穗而不结实的称为无效分蘖。有效分蘖与单位面积的穗数直接有关。

温度是影响小麦分蘖生长发育的重要因素,最适宜温度为13~18℃。一般麦田冬前要培育4~7个分蘖的壮苗,必须有500~700℃以上积温。如果降温较早,将影响小麦培育壮苗。

4.越冬

从年前平均气温在2℃以下的时候起到年后平均气温升到2℃左右的时候止,一般称为小麦的越冬期。关中地区小麦越冬时间大约在12月上中旬至来年2月中下旬。冬小麦从出苗到越冬,生育特点是长根、长叶、长分蘖、完成春化阶段,即“三长一完成”,生长中心是分蘖。田间管理的中心任务是在保苗的基础上,促根增蘖,使弱苗转壮,壮苗稳长,确保麦苗安全越冬,为来年穗多、穗大打下良好的基础。

5.返青

翌年春季气温回升,麦苗叶片由青紫色转为鲜绿色,部分心叶露头时,为返青期。一般标志是春生第一叶心叶刚长出1~2cm大小。关中地区一般在2月下旬至3月上旬。

6.起身

翌年春季麦苗由匍匐状开始挺立,主茎第一叶叶鞘拉长并和年前最后叶叶耳距相差1.5cm左右,主茎年后第二叶接近定长,基部第一节开始伸长,但尚未伸出地面,为起身期。时间一般在3月上中旬。

7.拔节

全田50%以上植株茎部第一节(倒4叶的着生节)露出地面1.5~2cm时,为拔节期。节间长出地面2cm左右为拔节期的主要标志。

进入拔节以后,麦穗进入小花分化期,生长量逐步增大,同时茎的节间伸长,茎生叶长大,营养生长进入最旺盛时期。所以生殖生长和营养生长的矛盾逐渐增大。分蘖迅速向有效和无效两极分化,界限逐渐分明。拔节期到抽穗前是小麦一生中生长速度最快,生长量最大的时期,穗叶茎等器官同时并进,叶面积及茎穗的长度和体积成倍或几十倍增长,干物质积累也进入迅速增长阶段。关中地区时间一般在3月中下旬(3月11日左右)。

8.孕穗

全田50%分蘖旗叶叶片全部抽出叶鞘,旗叶叶鞘包着的幼穗明显膨大为孕穗期。关中地区时间一般在4月中旬。

9.抽穗

全田50%以上麦穗(不包括芒)由叶鞘中露出1/2时,为抽穗期。关中地区时间一般在4月中下旬(4月25日左右)。

10.开花

全田50%以上麦穗中上部小花的内外颖张开、花药散粉时,为开花期。关中地区时间一般在4月下旬至5月上旬(5月1日左右)。

11.灌浆

乳熟期(灌浆期):子粒开始沉积淀粉、胚乳呈炼乳状,约在开花后10d,为乳熟期。

12.成熟

蜡熟期:胚乳呈蜡状,籽粒开始变硬时为蜡熟期。接着子粒很快变硬,为完熟期。关中时间一般在5月下旬至6月上旬。

(三)生长阶段

根据小麦器官形成的特点,可将几个连续的生育时期合并为某一生长阶段。一般可分为3个生长阶段。

1.苗期阶段

从出苗到起身期。主要进行营养生长,即以长根、长叶和分蘖为主。

2.中期阶段

从起身至开花期。这是营养生长与生殖生长并进阶段,既有根、茎、叶的生长,又有麦穗分化发育。

3.后期阶段

从开花至成熟期。也称子粒形成阶段,以生殖生长为主。

二、小麦各器官的构造和作用

(一)根

小麦的根是由胚根和节根组成的。胚根也叫作种子根、初生根,一棵幼苗通常有胚根3~5条,最多可达7条。大粒种子胚根多,小粒种子胚根少。当第一片绿叶出现以后,就不再生新的胚根了。节根也叫永久根、次生根,当麦苗生出2~3片绿叶的时候,节根就从茎基部的节上长出来。小麦的分蘖多,节根也比较多。根系一般入土100~130cm,最深的可达2m。根系入土越深,抗旱能力就越强。据调查,一般约有60%的根系生长在20cm深的土层里。小麦根的主要作用是:从土壤中吸取水分和养分并运送到茎叶中,进行体内有机物质的合成和转化,源源不断地供给小麦生长发育的需要。

(二)茎

小麦是成丛生长的,有一个主茎和几个侧茎(也叫分蘖)。小麦的茎秆分为地上和地下两部分,地下节间不伸长,构成分蘖节,地上节间伸长,一般有4~6个(平均5个)节间。茎的主要作用是:使水分和溶解在水里的矿物质养分(如氮、磷等)从根部通过茎部的导管由下而上流向叶子和穗部;把叶子光合作用制造的有机营养物质(主要是糖分),通过茎部筛管运输到根和穗子。小麦的茎又是支持器官,它使叶片有规律地分布,以充分接受阳光,进行光合作用。此外,茎还可以贮藏养分,供小麦后期灌浆之用。

(三)分蘖

在正常情况下,出苗到分蘖需15d左右。分蘖的发生是有一定次序的:当小麦长出3片真叶时,首先从胚芽鞘腋间长出分蘖,叫胚芽鞘分蘖。第四片叶出现时,主茎第一片叶腋芽伸长形成分蘖叫分蘖节分蘖,也叫一级分蘖。当一级分蘖长出3片叶时,在其鞘叶腋间长出分蘖叫二级分蘖,若条件适宜,还可长出三级分蘖。小麦的分蘖不是都能抽穗结实的。凡能抽穗结实的叫有效分蘖,一般年前发生较早的分蘖属有效分蘖;不能抽穗结实的分蘖叫无效分蘖,一般年后生出的分蘖属无效分蘖。每亩穗数是由主茎穗和分蘖穗共同组成的,所以,要每亩穗数足够必须要有适宜的每亩分蘖数。实践证明,产量高的麦田与有效分蘖多有关。这就是为什么要非常重视有效分蘖的道理。

小麦的分蘖还可分为冬前分蘖和春季分蘖。冬前分蘖从播种后半个月开始(10月下旬),冬前停止生长结束(12月中下旬);春季分蘖从返青开始(2月底3月初),拔节前结束(4月初)。一般来说,冬前分蘖比春季分蘖成穗率高。适期播种的麦田冬前分蘖足够(每亩总茎数75万~80万以上),春季返青后要适当抑制春季分蘖,避免春季分蘖增生过多,造成拔节期因群体过大,田间郁蔽,后期招致小麦倒伏。这类麦田春季要晚施肥水,一般视地力水平和群体大小,在起身期(3月中旬)或拔节期(4月初)开始。由于播种期偏晚,冬前分蘖少、群体不足的麦田,早春要适当早施肥水,促进春季分蘖成穗,一般在返青后(3月初)开始。

(四)叶

小麦的叶共12~13片,年前一般长出6~7片,年后茎秆上一般有6片。叶的形状像带子,有平行脉。拔节以后长出的叶片比较宽大,还有明显的叶鞘,紧包在节间外面。叶鞘和叶片相连处的薄膜叫叶舌,两旁还有叶耳紧包着茎秆。叶是小麦植株制造有机养料的主要器官。叶片中有叶绿体,它能利用太阳光能,把水和二氧化碳制造成有机物,并放出氧气。小麦绿叶在阳光下的这种生理活动,就是植物的光合作用。没有光合作用,小麦和其他作物都不能生活。

生产实践中常用到叶面积系数。什么是叶面积系数呢?就是指单位土地面积上小麦植株绿叶面积与土地面积的比值。根据大面积调查证明,丰产小麦不同阶段叶面积系数的指标大体如下:冬前为1,返青时为0.5,起身期为2,拔节期为4,孕穗期(即最大叶面积系数)为5~6,灌浆期为4。通俗地讲,就是要求小麦叶子最大时(孕穗后),一亩(1亩≈667m2)地小麦叶子平铺起来要有五六亩地那么大。但也不能使面积系数过大,若叶子太大,互相遮荫,制造的营养物质反而会减少,还会使茎部节间软化,易引起倒伏。

(五)穗

每个麦穗由许多小穗组成,小穗一般分左右两排。一个麦穗有12~20个小穗,因此,一个麦穗就是一个复穗状花序。通常情况下,麦穗上的小穗数目越多,产量就越高。旱薄地上每个麦穗只有几个穗码,群众叫其“蝇头小穗”,这种麦田产量不高。

(六)花

每个小穗可以生长3~7朵花。每朵花外面包着两个硬壳,扣在外面的叫外颖,套在里面的叫内颖。轻轻地剥掉外颖,就露出两个鳞被(也叫浆片),里面还有3个雄蕊和1个雌蕊。雌蕊经授粉受精后,子房就结成果实,这就是小麦的籽粒。增加每穗粒数的途径是:保证每个麦穗有较多的小花数的基础上,提高小花结实率。

(七)种子

小麦的种子表面有果皮和种皮联合在一起。这样的种子叫颖果。麦粒里面绝大部分是白色粉状的东西,叫胚乳,是小麦的主要贮藏物质。小麦籽粒为什么是果实而不是种子?所谓种子是指由胚芽、胚根和子叶共同组成的组织,而果实是指被子植物的雌蕊经过传粉受精,由子房或花的其他部分(如花托、花萼等)参与发育而成的器官。小麦的籽粒是由胚乳和胚组成的,胚相当于种子,胚乳是由子房发育形成的,相当于人们常说的果肉,两者共同组成了籽粒,所以是果实而不是种子。

小麦种子成熟后,有一段休眠期。一般白皮种子休眠期短,红皮种子休眠期长,这是红皮小麦遇雨不易在穗上发芽的原因。在休眠期里种子要完成后熟过程,以后在适宜的温度、水分和氧气条件下,才能发芽生长。

三、冬小麦的阶段发育

麦收时掉在麦地里的种子遇雨后迅速发芽出苗,长成一簇簇的麦苗,尽管温高、雨多,但它不能拔节,更不能抽穗结粒。为什么?这是因为冬小麦一生中要经过几个内部质变阶段才能完成其生长周期,最后产生种子。这叫作阶段发育。目前研究比较清楚的是春化阶段和光照阶段(如表2-1所示)。

(一)春化阶段

冬小麦在种子吸水萌动后或幼苗期,需要度过一段时间的低温,才能通过个体发育所需经历的内部变化,这种现象叫春化现象。完成春化的一段时间叫春化阶段。根据冬小麦通过春化阶段对温度要求的差异和时间的长短,把它们分为冬性、半冬性和春性三种类型,现分别介绍如下。

(1)冬性温度为0~3℃,天数为35d以上。

(2)半冬性温度为0~7℃,天数为15~35d。

(3)春性温度为0~12℃,天数为5~15d。

目前种植的冬小麦品种,多数是半冬性的,冬性的很少。适期播种的冬小麦在越冬前都可以完成春化阶段。由于当时气温较低,不能进入下一阶段,所以冬小麦可以忍受-20℃或更低的温度。如果秋播春性品种,冬前会很快通过春化阶段,由于气温尚高,麦苗开始拔节,抗寒力降低,冬天易受冻害死苗。

(二)光照阶段

冬小麦幼苗通过春化阶段后,温度达4℃以上就开始进入光照阶段。在光照阶段要求以长日照为主的综合外界条件。根据冬小麦通过光照阶段对日照长短的要求和反应,也分为三种类型。

(1)反应敏感型要求光照每日在12h以上,天数为30~40d。

(2)反应中等型要求光照每日在8~12h,天数为24d左右。

(3)反应迟钝型要求光照每日在8h以上,天数为16d左右。

目前种植的冬小麦品种多属敏感型。从所处的地理位置来看,在春季冬小麦通过光照阶段时,每日光照都在12h以上,完全可以满足要求。

四、小麦生长发育对环境条件的要求

土壤、水分、养分、温度、光照和空气是小麦生长发育必需的环境条件。要取得小麦高产,一方面应因地制宜地选用优良品种,另一方面要通过田间管理创造适宜小麦生长发育的环境条件。

(一)土壤

农谚有“土是本,肥是劲,水是命,”说明广大农民非常重视创造一个适合小麦生长发育的丰产环境。一般认为,最适宜小麦生长的土壤,应是熟土层厚、结构良好、有机质丰富、养分全面、氮磷平衡、保水保肥力强、通透性好。此外还要求土地平整,这样才能确保排灌自如,使小麦生长均匀一致,达到稳产高产的目的。

1.土层深厚,结构良好

种植作物的土壤要具有明显的耕作层、犁底层、心土层及底土层结构。适宜小麦生长的土壤,要求耕作层深厚,土体结构良好,无障碍性土层。耕作层是目前人类耕作施肥所能影响的土层,其深度约20cm,具有较高的养分含量和较好的理化性质。小麦的根系约70%以上集中在这一层,是小麦水分养分的主要供应基地。若逐渐加深耕作,可以显著促进根系发育,扩大根系营养吸收面积,从而提高小麦产量。据中国科学院西北生物研究所调查,熟土层厚度为33cm的丰产麦田,比厚度为25cm的麦田,在70cm土层内的总根量增加68%,产量提高39%。在耕层33cm的范围内,随着耕层深度的增加,小麦产量均有提高,但最高的产量为26~33cm的深度。

2.土增肥沃,养分协调

肥沃的土壤具有丰富的有机质及各种有效养分,以及大量有益的微生物。其中,有机质含量的多少,是土壤肥力的重要标志。有机质中的胡敏酸类可以促进土壤团粒结构的形成。有机质还具有改良土壤物理性质,增强土壤保水保肥性能,促进土壤微生物的活动,有利于土壤养分转化的作用。全国亩产400kg以上高产单位的土壤有机质含量大多在1%以上,有的高达2%左右。

(二)水分

水分在小麦的一生中起着十分重要的作用。据研究,小麦一生需要水400~600mm,每生产1kg小麦需1000~1200kg水(1kg小麦需1t水),其中有30%~40%是由地面蒸发掉的。在小麦生长期间,降水量大约只有需水量的1/4。所以麦田的不同时期灌水,以及采取抗旱保墒措施,对于补充小麦对水分的需要有十分重要的意义。

1.冬小麦各生育时期的耗水情况和特点

播种后至拔节前,植株小,温度低,地面蒸发量小,耗水量占全生育期耗水量的35%~40%,每亩日平均耗水量为0.4m3左右。

拔节到抽穗,进入旺盛生长时期,耗水量急剧上升。在25~30d时间内耗水量占总耗水量的20%~25%,每亩日耗水量为2.2~3.4m3。此期是小麦需水的临界期,如果缺水会严重减产。

抽穗到成熟,为35~40d,耗水量占总耗水量的26%~42%,日耗水量比前一段略有增加。尤其是在抽穗前后,茎叶生长迅速,绿色面积达一生最大值,日耗水量约4m3

2.不同生育期对土壤适宜水分的要求

为了给小麦科学合理浇水,除了解小麦对水分的需要外,还应当了解不同生育时期土壤的适宜含水量。土壤含水量常用土壤中水分重量占的百分数来表示。即土壤中所含水分重量和该干土重量的百分比,称为土壤含水率或土壤含水量。这是绝对含水量,对于不同类型、不同质地的土壤来说,不好进行比较,往往相同的含水率,对小麦的有效作用却不一样。例如当土壤含水率为18%时,对砂土已是太湿,对壤土正好,而对黏土已嫌干旱。所以,常常将土壤含水率换算成相对含水量来表示,即土壤含水率相当于该土壤田间持水量的百分数。

1)小麦各生育阶段对田间土壤水分的要求

(1)播种至分蘖期:30cm土层要求适宜的土壤水分为田间持水量的70%左右,如果在70%以上出苗正常,低于55%出苗困难,低于35%时不能出苗。分蘖期适宜的田间持水量为75%左右,水分过多影响根系下扎,不利于培育壮苗。进入越冬期,小麦生长基本停止,是吸水强度的低峰期,但不宜低于田间持水量的55%。如果低于55%,由于经过漫长冬天,大气干燥,雨雪很少,土壤蒸发量大,则加重冻害,影响返青。返青后,随气温升高,吸水强度加大,要求土壤适宜含水量为田间持水量的65%~75%,一般不宜超过80%。水分过高,不利于地温回升,影响小麦返青生长。

(2)拔节至抽穗:拔节开始后,生长量剧增,吸水强度随温度上升而提高,水分不足,会影响穗数和穗粒数。当土壤水分达田间持水量的80%左右时,有效分蘖趋于稳定,低于60%时分蘖成穗率下降,引起穗粒数降低。拔节以后到抽穗,要保持田间持水量的80%左右。挑旗期是小麦一生需水强度的高峰期,是水分的需求临界期,如果缺少水分,对雌雄蕊分化不利,易引起大量有效小花的退化,每穗结实率降低。无论哪一类麦田在这个时期若干旱缺水均会造成严重减产。

(3)抽穗到成熟:土壤水分应保持田间持水量的70%~85%,抽穗开花期以85%为好。水分过多,容易引起贪青倒伏,加重病虫危害,降低粒重;水分低于65%,严重影响叶片寿命和光合作用,并影响合成物质的运转和积累,干粒重降低。北方冬麦区,小麦的全生育期一般在240~260d,总需水量410~620mm,平均530mm,此间降水量多在120~850mm,平均200mm左右,仅占需水量的38%,且年际变化大,分布不均。因此小麦灌水也应该多样性和灵活性。

2)灌水量的计算方法

灌水量(立方米/亩)=667×(田间最大持水量-灌水前土壤含水量)×土壤容重×计划灌水土层深度。例如,灌前测知土壤含水量为17%,田间最大持水量为28%,土壤容重为1.3,计划灌水土层深度为0.6m,则本次灌水量应为57.22m3

3.小麦高产田的灌水期

(1)底墒水:回茬麦地墒不足时,可在前作收获前半月灌一次底墒水。

(2)冬灌:可促根增蘖育壮苗,宜在封冻前灌完。

(3)返青水:冬灌的麦田,除沙土、漏水地外,返青期一般可不灌。但入春后,若土壤水分降到15%以下,应灌返青水。三类田结合追肥灌水,促进转化。灌后必须及时松土,破除板结,保墒提温,促进根系发育。

(4)拔节水:可提高分蘖成穗率,培育大穗。一般群体适宜的麦田,在拔节前期(倒4叶至倒3叶)灌,群体大的高产田可适当推迟到拔节中后期(倒2叶至旗叶露尖时)灌,以防倒伏。

(5)灌浆水:遇旱灌水可增加粒重,应在无风时进行,以防倒伏。

(6)麦黄水:麦收前10d左右,浇麦黄水,可增加土壤水分,降低株间温度,增加空气湿度,减少叶面蒸腾,延长功能叶片寿命,增加子粒重量,减轻干热风的危害。同时灌后也有利于合墒种秋。由于麦黄水易产生倒伏,会降低小麦品质与粒重,麦黄水如何灌,应酌情而定。一般肥力高、群体大的田块,保水能力强、灌浆水灌得晚的田块应不灌麦黄水。对沙质土、灌浆水灌得早的地块,在小麦蜡熟早期进行。应避免大热天中午和遇有干热风时灌水,宜在早晚气温较凉时灌跑马水。

(三)养分

小麦生长发育所必需的营养元素有碳、氢、氧、氮、磷、钾、硫、钙、镁、铁、硼、锰、铜、锌、钼等。氮、磷、钾在小麦体内含量多,被称为“三要素”。中低产麦田一般缺氮少磷,生产中必须注意补充,而钾素除高产田、沙土地外,一般不缺。

氮素是构成蛋白质、叶绿素、各种酶和维生素不可缺少的成分。氮素能够促进小麦茎叶和分蘖的生长,增加植株绿色面积,加强光合作用和营养物质的积累。所以合理增施氮肥能显著增产。磷素是细胞核的重要成分之一,可以促进根系的发育,促使早分蘖,提高小麦抗旱、抗寒能力,还能加快灌浆过程,使小麦粒多、粒饱,提早成熟。钾素能促进体内碳水化合物的形成和转化,提高小麦抗寒、抗旱和抗病能力,促进茎秆粗壮,提高抗倒伏能力。此外,还能提高小麦的品质。因此在缺钾的土壤上或高产田应重视钾肥的施用。其他元素对小麦生长发育也有重要作用,不足时都会影响小麦的生长。如缺钙会使根系生长停止;缺镁造成生育期推迟;缺铁会使叶片失绿;缺硼会使生殖器官发育受阻;缺锌、铜、钼则植株矮小、白化甚至死亡。但小麦对这些元素的需要量比上述三要素少得多。

据试验研究,每生产100kg小麦籽粒约需吸收纯氮3kg、五氧化二磷1~1.5kg、氧化钾2~4kg,氮、磷、钾的吸收比例约为3∶1∶3。各个生育期对养分的需要是有差别的,一般情况是越冬前苗期的吸收量都比较少,返青以后吸收量逐渐增大,拔节到扬花期吸收最多,速度最快。

小麦对氮素的吸收有两个高峰:一个是从分蘖到越冬,吸收氮占全生育期吸收总氮量的13%~15%;另一个是从拔节到孕穗,吸收氮占总吸收量的35%~40%。对磷钾的吸收随着小麦的生长发育逐步增加,在拔节到成熟期吸收量最大,可占到总吸收量的60%以上。据西北农大分析,冬小麦在返青以前植株生长量较小,吸收氮、磷、钾的数量较少。返青以后,随着植株地上部的迅速生长,叶面积不断增大,吸收养分数量随之显著增加,从拔节到开花这一阶段养分吸收率增长最快,对磷、钾的需要量较氮为多,近2/3的磷、钾和1/3的氮是在这一时期吸收的。钾在扬花以前吸收量达最大值,氮和磷在扬花以后还能继续吸收,直到成熟才达最大值。开花以后,麦株以很快的速度积累干物质,仍需吸收一定量的氮素和少量的磷,钾素则停止吸收。因此在生产上必须按照小麦的需肥规律合理施肥,才能提高施肥的经济效益。

(四)温度

小麦的生长发育在不同阶段有不同的适宜温度范围。在最适温度时,生长最快、发育最好。小麦种子发芽出苗的最适温度是15~20℃;小麦根系生长的最适温度为16~20℃,最低温度为2℃,超过30℃则受到抑制。温度是影响小麦分蘖生长的重要因素。在2~4℃时,开始分蘖生长,最适温度为13~18℃,高于18℃分蘖生长减慢。小麦茎秆一般在10℃以上开始伸长,在12~16℃形成短矮粗壮的茎,高于20℃易徒长,茎秆软弱,容易倒伏。小麦灌浆期的适宜温度为20~22℃。如干热风多,日平均温度高于25℃以上时,因失水过快,灌浆过程缩短,使籽粒重量降低。

(五)日照

日照充足能促进新器官的形成,使分蘖增多;从拔节到抽穗期间,日照时间长,就可以正常地抽穗、开花;开花、灌浆期间,充足的日照能保证小麦正常开花授粉,促进灌浆成熟。

五、小麦穗分化

(一)小麦穗、花的构造

小麦穗为复穗状花序,穗的中轴叫穗轴,由一个个的节片组成。每个穗轴节片的顶端着生一个小穗。小穗是由两个颖片及颖片之间的若干内小花组成。小花相对互生在小穗梗上。

小麦的小花叫颖花,是由外稃、内稃及内、外稃之间的雄蕊、雌蕊、浆片组成。小麦的雌蕊包括柱头和子房,子房基部靠外稃的两侧各有浆片一片,为无色薄膜。雄蕊由花药、花丝组成,每个小花由花药、花丝组成,每花有花药3枚,每个花药二裂,每裂分为两室,室内在花药成熟时贮藏有花粉。

(二)小麦穗分化的过程

小麦穗是由麦苗茎(或分蘖)生长锥分化发育而来。小麦在通过春化阶段以前,茎的生长锥是一个半圆球形的突起,宽度大于长度,其主要作用是分化叶片、节和节间的原始体。当春化阶段通过而进入光照阶段发育、茎的生长锥开始伸长时,即为小麦穗分化的开始。

小麦幼穗开始分化的时间,随品种的冬春性、播期的迟早而不同。一般趋势是早熟品种分化早,春性品种比冬性早,早播的比晚播的早。另外,增施磷肥、高度密植、高温干旱、土壤瘠薄等都有促进发育的作用,因而也能使穗分化提早进行。

小麦幼苗个体上的穗分化,按照主茎到分蘖、由低位分蘖到高位分蘖,由低级(次)位分蘖到高级(次)位分蘖的顺序进行。所以,同一植株上主茎与各个分蘖间幼穗分化的进行程度是不相同的。为此,观察或检查幼穗分化时,一般以主茎为对象进行剖析,较能正确反映个体发育的情况。

主茎和分蘖进行幼穗分化时,均是按照由穗轴—小穗—小花的顺序开展的。其中穗轴由基部向顶端进行,小穗则由中下部—中部—下中部—基部—顶部的顺序进行。顶部与基部小花发生顺序与小穗发生顺序颠倒。说明顶部小穗的小花发育较基部早,基部小穗分化虽然早,但进程慢。因而基部小花有较多退化现象。同一小穗的小花是从基部向上顺序分化,基部1~4内小花形成的强度大,平均1~2d形成一朵,以后分化速度转慢,2~3d形成一朵,每朵小花内又由外向内(内外稃、雌雄蕊、浆片、芒伸长)进行。到开花时,每小麦穗上就照原来的分化顺序进行开花,二者是互相一致的。

根据小麦幼穗分化发育过程及需要,可将小麦幼穗发育过程划分为下述几个时期。

1.伸长期

麦苗生长锥慢慢伸长,长度大于宽度,呈透明光滑的圆锥形。这时春化阶段已经结束,生长锥基部叶原始体分化完毕,这标志着营养器官分化过程的结束,生殖器官分化的开始。

2.单棱期(穗轴节片原始体分化期或苞原基分化期)

当生长锥伸长到一定长度,在生长锥基部由下而上出现的像叶原始体的环状突起,即为苞叶原始体。苞叶原始体是变态叶,着生在穗轴节上,但生长到一定程度就停止发育,并逐渐消失,每两片苞叶原始体之间即为穗轴节片。每个苞叶原基突起呈棱形,故称为单棱期。

3.二棱期(小穗原始体分化期)

穗轴节分化到一定程度后,在幼穗中部两上相邻苞原始体之间最先长出一个突起,即小穗原始体。然后渐次向上向下相继分化小穗原始体。由于小穗原基与苞叶原基呈一大一小的二棱状,故称为二棱期。随着小穗原基的不断加大,苞原基逐渐被掩盖。由于这一时期持续时间较长,小穗原基和苞原基在体积和形态上有明显的变化,故又可细分为:

(1)二棱初期:生长锥顶部继续向上伸长,单棱数量不断增加,在生长锥中部两个苞叶原基之间开始形成一个突起,即小穗原基。从植物学的角度看,苞叶原基属叶性器官,小穗突起为苞叶腋芽原基。二棱初期整个穗的二列性尚未形成,由苞叶原基构成的二棱状也不太明显,此时基部节间开始活动,节间一般在0.1cm以下。

(2)二棱中期:此期小穗原基出现数量逐渐增多,体积大并超过叶原基,从穗侧面看,二列性明显可见,二棱状也以此期最为明显,但同侧上、下两上小穗原基尚未重叠。

(3)二棱末期:小穗原基进一步伸长,同侧相邻小穗原基部分重叠(下位小穗的顶部遮住上位小穗的基部),因而二棱状又转为不明显,至二棱末期幼穗的二列性十分明显。

(4)颖片分化期:进入二棱末期后,接着在幼穗中发育最早小穗原始体的基部又出现一碗状突起,即为颖片原始体,然后发育成颖片(位于两颖片原始体中间的组织,以后分化形成小穗轴及各小花),这一时期较短。在实际观察中,中部小穗一两个颖片原始体的出现,常常作为进入颖片分化期的标志。

4.小花原始体分化期

小穗原始体基部出现颖片原始体后不久,在它的上方又出现突起——小花的外稃和小花的生长点,这是小花原始体。小花原始体分化是先从幼穗中部开始,然后向上向下相继分化。在一个小穗原始体上先分化第一朵小花,然后依次分化其他小花原始体,这时麦苗茎秆第一节已显著伸长,第二节间开始伸长,茎的总长达2cm左右,将很快进入拔节期。

5.雌雄蕊原始体分化期

当幼穗中部小穗上分化出三四个小花原始体时,小穗基部第一小花的中央出现3个半球的突起,这是雄蕊原始体,接着3个雄蕊原始体稍为分开,从中间又长出一个突起,这是雌蕊原始体。这时茎的总长达3~4cm,正值拔节期。一般认为,这时正是光照阶段的结束期,所以幼穗的形成过程与光照阶段的发育过程是相吻合的。

6.药隔形成期

雌雄蕊原始体分化以后,小花原始体各部分迅速发育。当雄蕊原始体由分化初期的半球形发育成为柱形,进而发育成方柱形,然后每个花药原始体自上而下出现纵沟,将一个花药分为二室,以后每室出现分隔,这时每个花药原始体成为4个花粉囊,这是药隔形成期。在雄蕊原始体发育的同时,雌蕊原始体迅速发育,顶端原始体迅速伸长。这时麦苗第一、二节间接近定长,第三节间开始伸长,正值拔节期后至孕穗前。

7.四分体形成期

花粉囊形成后,花粉囊中的孢原组织进一步发育成为花粉母细胞,经过减数分裂形成四分体,这是四分体形成期。四分体形成期是小花向有效、无效两极分化的时期。从植株外形上看,旗叶叶环高于其下一叶叶环2~4cm,正值孕穗后至抽穗前。

六、苗情调查

(一)冬小麦苗情分类及调查

1.苗情分类标准(如表2-2)

表2-2 苗情分类标准

2.小麦苗情调查方法及标准

(1)定点:各地块必须在小麦出苗后、三叶期以前,避开地头、沟边,选麦苗整齐,生长一致,有代表性的地段进行定点。每个点面积约0.33m2,全田不少于5个点。点要固定好,设有明显标志,用于系统调查。

(2)调查总茎数时,只要分蘖露出叶鞘时就算一个分蘖。分蘖出现喇叭口或分蘖心叶萎蔫、枯死或变黄时为退化蘖,不计入总茎数。

(3)叶龄:以心叶露出1~2cm为准。冬前叶龄数不定,春后一般6片叶。因气候因素春生叶也可能长5片或7片。

(4)主要生育期标准:

出苗期:全田有50%以上(以下均以50%为标准)的麦苗露出地面2cm。

分蘖期:麦苗长到3叶1心,分蘖从第一片叶的叶鞘露出1~2cm。

越冬期:当冬前日平均气温稳定通过0℃,小麦停止生长,进入越冬期。

返青期:越冬麦苗的心叶在早春新长出1~2cm。

起身期:全田有半数以上麦苗主茎和大蘖的叶鞘显著伸长,冬性品种由匍匐转为直立,茎基部第一节间在地下已伸长,春生2叶露尖。

拔节期:基部节间伸长,露出地面1~2cm,常年在春5叶露尖时。

挑旗期:最后一片叶子展开。

抽穗期:穗子的顶部小穗长到与旗叶叶鞘平。

(5)叶面积指数:全田叶片面积与地面积之比。

叶面积=叶长×叶宽×换算系数(约0.833)

(6)土壤水分的测定和计算:取样后用烘箱在100~105℃下烘8h,称重后再烘2h至重量稳定;或用95%以上的酒精烧2次。计算土壤含水量时,干土、湿土的重量必须是减去铝盒以后的净重。

计算公式:土壤含水量(%)=(湿土重-干土重)÷干土重×100%

(7)取样测产及考种:收割前每块地取有代表性的样点5个,每个点1m2。调查亩穗数,并从每个样中选出有代表性的10株进行考种,测定生物产量和经济系数,余下的脱粒测产。

(8)经济系数=籽粒产量÷生物产量;纯收益=产值-物质投入。

(二)冬小麦苗期形态及越冬前苗情诊断方法

1.小麦的幼苗各部位形态特征

1)根系

小麦根系是纤维状须根系,由初生根(亦称胚根或种子根)、次生根(亦称节根、不定根)组成。种子萌发时首先长出一条主胚根,接着长出第一对和第二对侧胚根。第一片绿叶出现后基本停止形成。初生根的数目变动通常在3~7条之间,多见为5条。数量多少与种子大小有关。初生根较细而坚韧,有分枝,垂直分布,入土较深,在良好旱地条件下常可达3~4m。

次生根着生在分蘖节上,通常伴随分蘖同时产生,每长出一个分蘖产生次生根1~2条。次生根较粗壮,多根毛,下伸角度大,冬前主要集中分布在40cm土层中。

2)叶片

小麦的叶包括胚芽鞘(不完全叶、保护幼苗出土)、分蘖鞘(不完全叶、保护分蘖长出)、颖壳(变态叶、保护小穗及小花)和普通绿色营养叶四种形态。习惯上称为叶的仅指绿色营养叶。叶由叶片、叶鞘、叶耳和叶舌组成。叶片是进行光合、呼吸、蒸腾的主要器官。叶鞘主要是加强茎秆强度、保护节间分生组织。叶舌能防止雨水和病虫侵入茎秆叶鞘间。叶舌因有白、绿、浅红、紫等颜色,可作为鉴定品种的标志。

3)茎

小麦的茎节数为7~14节。埋于地下的3~8节,包括地中茎及节间不伸长的分蘖节。地上部4~5节,多为5个伸长的节间。通常以第一节间最短,以上各节间逐渐加长,至穗下节间最长。粗度以基部第一节间较细,向上逐节间加粗,穗下节间又变细。茎节早在幼穗开始分化前,就伴随叶原基的分化而形成。节间的伸长称为拔节。由茎部节间开始向上逐节伸长,相邻两节间有重叠伸长期。

地中茎(胚茎)由胚芽鞘着生节和主茎第一叶着生节之间伸长形成;有长、短、无之分;用于调节分蘖节离地表的深度。

分蘖节并非一个节,而是由许多节、不伸长的节间,叶原始体、叶腋芽及其生长点等密集在一起形成的膨大节群。通常一株小麦只有一个分蘖节。如果分蘖上基部节间伸长,也会形成两个或两个以上分蘖节。分蘖节在土壤中的深度与小麦分蘖发生多少和植株的抗寒性有一定关系。受土壤质地、品种、播种深度等影响。土质疏松、播种较深、冬性品种的分蘖节一般较深。抗寒抗旱性较好,但分蘖发生少。

小麦分蘖节有如下作用:

(1)产生分蘖,部分分蘖能抽穗结实形成产量。

(2)发生次生根群。

(3)着生近根叶、越冬前贮存累积营养物质(主要是单糖和双糖),提高抗寒能力,防止冻害。

(4)当主茎和大蘖受害死亡后,潜伏芽能迅速发生分蘖调节群体。

(5)分蘖节中的输导组织是整个植株地上地下各部分营养、水分调节分配的枢纽。

4)分蘖

分蘖是发生在分蘖节上的特殊分枝。能抽穗结实的称为有效分蘖,不能抽穗或抽穗不结实的称为无效分蘖。由于部分分蘖能抽穗结实形成产量,所以分蘖在小麦栽培中有着重要地位。分蘖的多少还是判断苗情的重要指标。

(1)分蘖发生规律:小麦的分蘖由叶腋芽发育而成。每个叶腋都有一个叶腋芽,能否长成分蘖受诸多环境条件的影响。在良好的条件下,一株小麦能发生许多分蘖。

小麦各级分蘖发生的时间与主茎叶片的出现日期存在着一定的对应关系,称为“叶蘖同伸”。在正常播种情况下,幼苗的主茎第四叶与第一个一级分蘖I同时出现,主茎第五叶与第二个一级分蘖Ⅱ同时出现。主茎第六叶与Ⅲ蘖同时出现,此时I蘖的Ip蘖也同时长出,当主茎第七叶长出时,与其同时出现的则有Ⅳ,I1、Ⅱp。主茎叶与一级蘖出现的蘖位对应呈N-3的规律,一级蘖或以后和各级蘖再产生的分蘖与其母蘖叶片的对应则呈N-2的规律。

(2)分蘖类型及田间诊断意义:因外界环境条件的不同,小麦分蘖的长相也不相同。综合分蘖类型可有下述四种:

a.普通分蘖类型。这类分蘖有明显的地中茎,分蘖节距地表较深,胚芽鞘叶腋芽一般发育不成分蘖。该类分蘖多出现在土壤肥力差、水肥条件不良、播种密度过密或播种太深的麦田。如果田间出现该类分蘖占绝大多数,应特别加强肥水的供应。

b.浅分蘖类型。这类分蘖的植株没有明显伸长的地中茎,分蘖节距地表较浅。胚芽鞘叶腋芽发育成的分蘖C先于I蘖出现。播种过浅、肥水条件较好条件下,该类分蘖出现较多。在干旱或冬季严寒时,分蘖节极易受旱或受冻。这种分蘖类型占多数的麦田,防旱防冻采用施暖沟肥、冬前灌冬水、镇压耙耱或铺砂盖麦等措施,以保证麦苗安全越冬。

c.胚芽鞘分蘖类型。该类分蘖植株具明显的地中茎,分蘖节也相对较深。明显的特点是胚芽鞘叶腋芽发育成的分蘖长势良好,多与I蘖同时出现,播深适宜,肥水条件好,地力高,密度适宜的条件下,这类分蘖出现较多,是壮苗的标志之一。防旺防衰保壮苗,促控措施结合是该类型麦田管理的主要方法。

d.多节分蘖类型。显著特点是地中茎伸长不止一节,有时C蘖、I蘖的基部节间或1、2叶着生节位间的节间伸长,形成多节地中茎或多分蘖节的植株。这类分蘖节在田间较为少见,偶见于田埂渠道边因播种覆土过深或肥水极好的条件下。因该类分蘖比较少见,不具诊断意义。

2.水地冬小麦苗情诊断参考指标

以下指标应全面衡量,不能仅以单株或群体某项指标作为划定苗期的依据(如表2-3所示)。

表2-3 水地冬小麦苗情诊断参考指标

3.田间取样方法与步骤

(1)方法:采用对角线五点取样法,样点大小为1m2

(2)步骤:田间挖取麦苗20株,带回室内,选取有代表性的10株,按“冬前苗情调查表”详细调查。

4.调查结果

1)麦田群体状况

基本苗:调查1m2,折合成亩基本苗数。一般播种0.5kg小麦出苗1万基本苗,叫斤籽万苗。如果每亩播种10kg麦种,那么亩基本苗为20万株。

总分蘖数:调查1m2折合成亩平均总分蘖数。

鲜重:10株鲜重平均折合亩平均鲜重。

2)个体性状

如表2-4、表2-5所示。

表2-4 小麦个体性状调查数据表

表2-5 叶面积调查表

5.评价及措施意见

(1)根据调查的数据及参考苗情,判断此苗属几类苗。

(2)根据调查的数据,确定被调查的麦田播种及其他措施存在什么问题。

(3)得出结论,此块麦田以后应该采用什么措施。

(三)苗情调查分类标准

1.冬前苗情调查

(1)调查时间:12月5~10日。

(2)报出时间:12月11日。

(3)苗情分类标准:

冬前基本达到安全越冬叶龄指标,幼穗分化进入单棱期至二棱初期,个体主茎叶龄六叶一心到七叶,三大两小五个蘖,八条以上次生根,分蘖缺位率低于15%,有冻干叶尖,无冻死叶片。

一类苗(壮苗):

幼苗呈稳健生长状态,主茎叶龄5~6片,单株分蘖数2~3个,分蘖粗壮,单株次生根5~7条,亩总茎数60万~80万。主茎和大分蘖明显、粗壮、叶色深绿,主茎幼穗分化不超过二棱期。群体内苗整齐一致。

二类苗(一般苗):

幼苗主茎叶龄4~5片,单株分蘖数1~2个,单株次生根3~5条,亩总茎数40万~60万。叶色绿,每平方米缺株率5%以下。

三类苗(弱苗):

幼苗主茎叶龄在4片以下,单株分蘖1个以下,单株次生根3条以下,亩总茎数在40万以下。蘖弱,叶片窄细,叶色发黄、发红,表现为瘦、弱、老现象。每平方米缺株率10%以上。

旺苗或稠苗:

旺苗:早播麦田幼苗主茎叶龄超过6片,单株分蘖数3个以上,单株次生根7条以上,亩总茎数80万以上。主茎上挺,心叶嫩绿,叶片宽大徒长。

稠苗:由于播量偏大,虽单株分蘖数较少,但亩总茎数80万以上,叶片细。

2.春季苗情调查

春季主要是对有无冻死、发黄脱肥、生长不良、病虫发生、土壤墒情等情况进行调查,并提出补救措施。

(1)调查时间:3月10~15日。

(2)报出时间:3月16日。

(3)苗情分类标准:

一类麦田:

小麦植株生长稳健,主茎叶龄7~8片,单株分蘖4~5个,单株次生根8~10条。叶片颜色青绿、细长,叶尖稍微下垂,亩总茎数80万~100万。

二类麦田:

小麦植株生长基本正常,主茎叶龄6~7片,单株分蘖3~4个,单株次生根6~8条,亩总茎数60万~80万。

三类麦田:

小麦植株生长明显偏弱,主茎叶龄6片以下,单株分蘖3个以下,单株次生根6条以下,亩总茎数60万以下。叶色发黄,叶片窄短。

旺苗:

早播麦田亩茎数100万以上,单株分蘖7.5个以上,三叶以上大蘖5.5个以上,单株次生根11条以上。播量偏大麦田虽然单株分蘖较少,但亩茎数达100万以上,叶片宽、长,叶色墨绿,分蘖瘦弱。

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