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[摘要]:小麦是我国的主要粮食作物之一,在吃饭问题上,小麦排在首位,目前小麦的产量逐年呈上升趋势,如何提高品质,增加产量,保证质量,是个十分重要的课题,本文就小麦籽粒的形成及提高粒重的有关措施进行了深入研究,以指导小麦生产,服务农业。
[关键词]:小麦;籽粒形成;千粒重;技术研究
小麦籽粒形成是个复杂而漫长的过程,涉及作物栽培学,土壤肥料学,气象学,植物生理学等学科,本文就小麦籽粒的形成及提高粒重的途径作一深入阐述。
1抽穗开花
冬小麦拔节后,经过25—30天开始抽穗。一株小麦抽穗时主茎早于分蘖,大蘖早于小蘖。小麦抽穗后一般经过2—5天开始开花,开花顺序为先主茎后分蘖,每穗开花先中部而后渐及上部和下部,同一小穗则由基部花顺次向上开。一穗开花时间约3—5天,全田开花时间持续6—7天。
小麦昼夜均能开花,但每天有两个高峰,一是上午9—11时,二是下午3—6时。夜间由于温度低开花少,中午由于温度高相对湿度低,开花过程受到抑制。小麦开花的最低温度为9—11℃,最适温度18—20℃,高于30℃影响受精能力降低结实率。适于小麦开花的大气相对湿度为70—80%,低于20%不能正常授粉受精,但花期遇雨,湿度过大,花粉粒吸水膨胀易于破裂。
小麦属自花授粉作物,天然杂交率一般不超过0.4%,小麦开花时,内外颖壳从张开到闭和约经历10—15分钟。或颖壳张开前行闭壳授粉,或颖壳张开后行开颖授粉。花粉粒落到柱头上一般经1—2小时后即可发芽,在24—36小时后完成受精过程。开花期间小麦体内新陈代谢旺盛,需要消耗大量的能量、营养物质和水分,是一生中日耗水量最大的时期,从此地上地下营养器官基本停止生长,籽粒日益增大,是小麦一生中的重要转折点。
2籽粒形成与灌浆成熟
小麦从开花受精到灌浆成熟,约经历34—36天,期间籽粒内外部发生一行列变化,一般分为六个过程五个时期。
2.1形成期 受精后子房迅速发育,首先是受精卵进行分裂进而形成胚的各部器官。其次是极核受精后形成初生胚乳,并进行旺盛分裂最终形成胚乳,开始积累淀粉。受精后10—15天左右,籽粒外形已基本形成,长度达最大值的四分之三,是由“坐脐”达到“多半仁”阶段,籽粒已具备发芽能力,该时期称为籽粒形成期。这一阶段籽粒含水量处于增加阶段,含水量达70%以上,此时籽粒长度增加很快,而干物质增加很慢,籽粒颜色有灰白逐渐转化为灰绿色,胚乳有清水状变为乳状,挤之有稀薄而略带粘性的液汁。
2.2乳熟期 历时约12—18天,“多半仁”后首先长度达到最大值,而后是宽度和厚度增加到开花后20—24天达到最大值,俗称“顶满仓”。随着籽粒体积的继续增大,胚乳细胞中开始积累淀粉,含水量由于干物质的不断积累由70%逐渐下降到45%左右。籽粒外部颜色由灰绿变鲜绿,进一步转为绿黄色,表面有光泽,胚乳由清乳状到乳状。
2.3面团期 历时约3天,含水量下降到40—38%,干物质增加转慢籽粒表面有绿黄变成黄绿色,失去光泽,胚乳呈面筋状。灌浆速度的特点是慢—快—慢,即“多半仁”前缓慢,由“多半仁”到“顶满仓”速度加快,“顶满仓”后速度有趋向缓慢。从“顶满仓”到“面团期”是穗鲜重最大的时期,要注意防倒。
2.4蜡熟期 历时约3—7天。含水量由40—38%急降至22—20%以下,籽粒由黄绿色变为黄色,胚乳有面筋状变为蜡质状,籽粒干重达到最大值,生理上以正常成熟。
2.5完熟期 历时2—3天,含水量下降到20%以下,干物质积累停止,籽粒体积缩小变硬,俗称“硬仁”,表现出成熟种子的特征特性,是收获的大好时机。
3籽粒发育的不均衡性
在籽粒发育过程中,同一穗上的不同小穗位和同一小穗的不同粒位,无论灌浆先后、粒数多少和粒重高低均有所不同,表现出明显的不均衡性,实质是早在分化时期已经发生的差异的继续。
3.1不同小穗位籽粒发育的不均衡性 在灌浆过程中,灌浆的顺序与开花的顺序基本吻合,以中部小穗居优先地位,,营养物质的分配也以中部小穗最多,其次是下部小穗和上部小穗,所以不同小穗位的籽粒数目有多少之别,重量有轻重之分。在籽粒形成和灌浆初期,运转到中部小穗的干物质最多,其次是上部小穗,下部小穗最少;到了灌浆中期以后,下部小穗较上部小穗为多,因而一般下部小穗比上部小穗籽粒少,而粒重比上部重。
3.2不同粒位籽粒发育的不均衡性 同一小穗不同粒位之间,营养分配和发育是依照小花的着生部位1﹥2﹥3﹥4递减的;到“顶满仓”以后顺序便发生了变化,如果每穗结实2粒,一般粒重1﹥2,若每小穗结实3粒,2﹥1﹥3,当每小穗结实4粒时,则2﹥1﹥3﹥4,但在下位缺粒或发育不良时,可看出上位小花的粒重明显增高。同一粒位籽粒在不同小穗上表现为中部最重,下部次之,上部最轻。
4籽粒发育对环境条件的要求
4.1温度 籽粒灌浆的最适温度为20—22℃、日平均气温低于25℃,则随温度的升高而灌浆速度加大,高于25℃时,因高温而失水过快,缩短灌浆过程,加强呼吸作用,粒重降低。一般认为:开花至成熟约需720—750℃的积温,灌浆期需500—540℃的积温。
4.2光照 光照条件对不同灌浆时期的影响不同,灌浆盛期(开花后25—30天)影响最大,灌浆始期(开花后10—12天)次之,灌浆后期(开花后25—30天)影响最小。光照天的好坏取决于两个条件,一是天气条件,二是群体大小。光照不足、群体过大往往成为粒重降低的主要原因。
4.3土壤水分 籽粒形成和灌浆期间适宜的土壤含水量为田间持水量的75%。籽粒形成初期水分不足,特别是在天气干旱高温情况下,光合强度降低,呼吸作用加强,致使灌浆过程提前结束,形成瘪子。在品质方面,籽粒蛋白质积累和含量与灌浆以后土壤水分呈负相关,而籽粒的淀粉含量则随水分的增加而增加。
4.矿质营养 后期适当供应氮磷钾除可使功能叶保持较长功能期外,还可促进碳水化合物和氮素化合物的转化,对提高蛋白质含量利于籽粒灌浆成熟有显著作用。
5提高粒重的途径
5.1增加籽粒干物质的来源 籽粒干物质的积累来源于两个方面:一是抽穗前茎叶中的贮藏物质,二是抽穗后绿色部分通过光合作用形成的光和物质,前者占30%左右,后者占70%上下。虽然抽穗前积累的干物质并不直接构成粒重,但对籽粒增重有很大影响,是产量形成的奠基过程。所以提高粒重必须从生育前期着手,促使个体发育健壮,建立一个合理的群体结构,后期应保持一定的绿色面积,防止早衰青枯和病虫害,延长绿色面积的功能期。
5.2扩大籽粒的容积 籽粒容积大小是影响千粒重的重要因素。籽粒容积与籽粒形成過程中胚乳的发育密切相关,如果这时干旱或其他条件不利,籽粒容积缩小,所以这一时期要保证水分的及时供应。
5.3延长灌浆时间和提高灌浆强强度 灌浆时间和灌浆强度除受品种特性影响外,主要受灌浆过程种环境条件的影响。在高温条件下,可加速灌浆速度,但缩短灌浆时间,粒重往往较低。相反,光照条件充足,昼夜温差较大,日平均温度较低灌浆时间持续较长而粒重较重。但北方麦区灌浆期间高温干旱,多干热风,对籽粒增重不利。因此要特别注意这一时期的水分供应,俗谚“灌浆有墒,穗大子方”,就是要在后期浇好灌浆水、落黄水,力争“麦长一线”。另外,后期叶面喷施磷酸二氢钾和叶面宝,对增加粒重有良好效果。
5.4减少干物质积累的消耗 重点把握好小麦的收获时间,以蜡熟末期收获产量最高,过早或过晚收获均降低粒重。过早籽粒没有灌饱,过晚干物质已不再增加而呼吸作用仍在消耗,使籽粒重量下降。所以应做到适时收获。
[关键词]:小麦;籽粒形成;千粒重;技术研究
小麦籽粒形成是个复杂而漫长的过程,涉及作物栽培学,土壤肥料学,气象学,植物生理学等学科,本文就小麦籽粒的形成及提高粒重的途径作一深入阐述。
1抽穗开花
冬小麦拔节后,经过25—30天开始抽穗。一株小麦抽穗时主茎早于分蘖,大蘖早于小蘖。小麦抽穗后一般经过2—5天开始开花,开花顺序为先主茎后分蘖,每穗开花先中部而后渐及上部和下部,同一小穗则由基部花顺次向上开。一穗开花时间约3—5天,全田开花时间持续6—7天。
小麦昼夜均能开花,但每天有两个高峰,一是上午9—11时,二是下午3—6时。夜间由于温度低开花少,中午由于温度高相对湿度低,开花过程受到抑制。小麦开花的最低温度为9—11℃,最适温度18—20℃,高于30℃影响受精能力降低结实率。适于小麦开花的大气相对湿度为70—80%,低于20%不能正常授粉受精,但花期遇雨,湿度过大,花粉粒吸水膨胀易于破裂。
小麦属自花授粉作物,天然杂交率一般不超过0.4%,小麦开花时,内外颖壳从张开到闭和约经历10—15分钟。或颖壳张开前行闭壳授粉,或颖壳张开后行开颖授粉。花粉粒落到柱头上一般经1—2小时后即可发芽,在24—36小时后完成受精过程。开花期间小麦体内新陈代谢旺盛,需要消耗大量的能量、营养物质和水分,是一生中日耗水量最大的时期,从此地上地下营养器官基本停止生长,籽粒日益增大,是小麦一生中的重要转折点。
2籽粒形成与灌浆成熟
小麦从开花受精到灌浆成熟,约经历34—36天,期间籽粒内外部发生一行列变化,一般分为六个过程五个时期。
2.1形成期 受精后子房迅速发育,首先是受精卵进行分裂进而形成胚的各部器官。其次是极核受精后形成初生胚乳,并进行旺盛分裂最终形成胚乳,开始积累淀粉。受精后10—15天左右,籽粒外形已基本形成,长度达最大值的四分之三,是由“坐脐”达到“多半仁”阶段,籽粒已具备发芽能力,该时期称为籽粒形成期。这一阶段籽粒含水量处于增加阶段,含水量达70%以上,此时籽粒长度增加很快,而干物质增加很慢,籽粒颜色有灰白逐渐转化为灰绿色,胚乳有清水状变为乳状,挤之有稀薄而略带粘性的液汁。
2.2乳熟期 历时约12—18天,“多半仁”后首先长度达到最大值,而后是宽度和厚度增加到开花后20—24天达到最大值,俗称“顶满仓”。随着籽粒体积的继续增大,胚乳细胞中开始积累淀粉,含水量由于干物质的不断积累由70%逐渐下降到45%左右。籽粒外部颜色由灰绿变鲜绿,进一步转为绿黄色,表面有光泽,胚乳由清乳状到乳状。
2.3面团期 历时约3天,含水量下降到40—38%,干物质增加转慢籽粒表面有绿黄变成黄绿色,失去光泽,胚乳呈面筋状。灌浆速度的特点是慢—快—慢,即“多半仁”前缓慢,由“多半仁”到“顶满仓”速度加快,“顶满仓”后速度有趋向缓慢。从“顶满仓”到“面团期”是穗鲜重最大的时期,要注意防倒。
2.4蜡熟期 历时约3—7天。含水量由40—38%急降至22—20%以下,籽粒由黄绿色变为黄色,胚乳有面筋状变为蜡质状,籽粒干重达到最大值,生理上以正常成熟。
2.5完熟期 历时2—3天,含水量下降到20%以下,干物质积累停止,籽粒体积缩小变硬,俗称“硬仁”,表现出成熟种子的特征特性,是收获的大好时机。
3籽粒发育的不均衡性
在籽粒发育过程中,同一穗上的不同小穗位和同一小穗的不同粒位,无论灌浆先后、粒数多少和粒重高低均有所不同,表现出明显的不均衡性,实质是早在分化时期已经发生的差异的继续。
3.1不同小穗位籽粒发育的不均衡性 在灌浆过程中,灌浆的顺序与开花的顺序基本吻合,以中部小穗居优先地位,,营养物质的分配也以中部小穗最多,其次是下部小穗和上部小穗,所以不同小穗位的籽粒数目有多少之别,重量有轻重之分。在籽粒形成和灌浆初期,运转到中部小穗的干物质最多,其次是上部小穗,下部小穗最少;到了灌浆中期以后,下部小穗较上部小穗为多,因而一般下部小穗比上部小穗籽粒少,而粒重比上部重。
3.2不同粒位籽粒发育的不均衡性 同一小穗不同粒位之间,营养分配和发育是依照小花的着生部位1﹥2﹥3﹥4递减的;到“顶满仓”以后顺序便发生了变化,如果每穗结实2粒,一般粒重1﹥2,若每小穗结实3粒,2﹥1﹥3,当每小穗结实4粒时,则2﹥1﹥3﹥4,但在下位缺粒或发育不良时,可看出上位小花的粒重明显增高。同一粒位籽粒在不同小穗上表现为中部最重,下部次之,上部最轻。
4籽粒发育对环境条件的要求
4.1温度 籽粒灌浆的最适温度为20—22℃、日平均气温低于25℃,则随温度的升高而灌浆速度加大,高于25℃时,因高温而失水过快,缩短灌浆过程,加强呼吸作用,粒重降低。一般认为:开花至成熟约需720—750℃的积温,灌浆期需500—540℃的积温。
4.2光照 光照条件对不同灌浆时期的影响不同,灌浆盛期(开花后25—30天)影响最大,灌浆始期(开花后10—12天)次之,灌浆后期(开花后25—30天)影响最小。光照天的好坏取决于两个条件,一是天气条件,二是群体大小。光照不足、群体过大往往成为粒重降低的主要原因。
4.3土壤水分 籽粒形成和灌浆期间适宜的土壤含水量为田间持水量的75%。籽粒形成初期水分不足,特别是在天气干旱高温情况下,光合强度降低,呼吸作用加强,致使灌浆过程提前结束,形成瘪子。在品质方面,籽粒蛋白质积累和含量与灌浆以后土壤水分呈负相关,而籽粒的淀粉含量则随水分的增加而增加。
4.矿质营养 后期适当供应氮磷钾除可使功能叶保持较长功能期外,还可促进碳水化合物和氮素化合物的转化,对提高蛋白质含量利于籽粒灌浆成熟有显著作用。
5提高粒重的途径
5.1增加籽粒干物质的来源 籽粒干物质的积累来源于两个方面:一是抽穗前茎叶中的贮藏物质,二是抽穗后绿色部分通过光合作用形成的光和物质,前者占30%左右,后者占70%上下。虽然抽穗前积累的干物质并不直接构成粒重,但对籽粒增重有很大影响,是产量形成的奠基过程。所以提高粒重必须从生育前期着手,促使个体发育健壮,建立一个合理的群体结构,后期应保持一定的绿色面积,防止早衰青枯和病虫害,延长绿色面积的功能期。
5.2扩大籽粒的容积 籽粒容积大小是影响千粒重的重要因素。籽粒容积与籽粒形成過程中胚乳的发育密切相关,如果这时干旱或其他条件不利,籽粒容积缩小,所以这一时期要保证水分的及时供应。
5.3延长灌浆时间和提高灌浆强强度 灌浆时间和灌浆强度除受品种特性影响外,主要受灌浆过程种环境条件的影响。在高温条件下,可加速灌浆速度,但缩短灌浆时间,粒重往往较低。相反,光照条件充足,昼夜温差较大,日平均温度较低灌浆时间持续较长而粒重较重。但北方麦区灌浆期间高温干旱,多干热风,对籽粒增重不利。因此要特别注意这一时期的水分供应,俗谚“灌浆有墒,穗大子方”,就是要在后期浇好灌浆水、落黄水,力争“麦长一线”。另外,后期叶面喷施磷酸二氢钾和叶面宝,对增加粒重有良好效果。
5.4减少干物质积累的消耗 重点把握好小麦的收获时间,以蜡熟末期收获产量最高,过早或过晚收获均降低粒重。过早籽粒没有灌饱,过晚干物质已不再增加而呼吸作用仍在消耗,使籽粒重量下降。所以应做到适时收获。