作物生長發(fā)育和調(diào)控

1、關(guān)于作物生長發(fā)育與調(diào)控第1頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四第一節(jié) 作物的生長發(fā)育與調(diào)控第2頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四內(nèi)容概要一、生長發(fā)育的概念及其相互關(guān)系二、作物生長發(fā)育的基本規(guī)律生長發(fā)育的階段性生長的節(jié)奏性生長的相關(guān)性生長的局限性和無限性三、作物生長發(fā)育的調(diào)控技術(shù)與原則作物生長發(fā)育的調(diào)控技術(shù)作物生長發(fā)育的調(diào)控原則第3頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四一、生長發(fā)育的概念及其相互關(guān)系 作物播種以后，從發(fā)芽、出苗，由小長大，繼而開花結(jié)實(shí)，最后衰老死亡，完成生活史，這就是生長發(fā)育現(xiàn)象。 簡單地說，作物的生長發(fā)育就是作物有機(jī)體

2、的再生產(chǎn)過程。生長和發(fā)育是既密切聯(lián)系又有具體差別的兩種基本生命現(xiàn)象。 第4頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四 生長 主要是量的變化，即作物整體、器官、組織、細(xì)胞在數(shù)量、體積和重量上的不可逆的增加，它本質(zhì)上是代謝所引起的組成物質(zhì)的增加。 發(fā)育 一般是指一系列質(zhì)的變化，包括生理上和形態(tài)上較大的轉(zhuǎn)變，常與性質(zhì)不同的新生器官的分化層現(xiàn)有關(guān)，尤其是由營養(yǎng)體轉(zhuǎn)向生殖體的階段性轉(zhuǎn)變最為突出。 作物生長、發(fā)育的概念第5頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四作物生長、發(fā)育的相互關(guān)系 生長和發(fā)育是兩個(gè)不同的生命現(xiàn)象，它們對環(huán)境的要求可能不同，進(jìn)程的快慢也可能不一，甚至還可能

3、有矛盾，我們可以利用這一點(diǎn)，對生長和發(fā)育分別進(jìn)行調(diào)控。冬小麥春化低溫與生長高溫；水、肥（特別是氮肥）偏多時(shí)促生長，延緩發(fā)育；反之，水、N不足以及P肥多、光照強(qiáng)的情況下，則開花較早，表示發(fā)育較快，而生長則較差。例：第6頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四 生長和發(fā)育之間又是密切聯(lián)系的。 一方面，量的生長是發(fā)育的基礎(chǔ)，在多種作物中都發(fā)現(xiàn)具有長短不同的“基本營養(yǎng)生長性”或“基本營養(yǎng)生長期”，即作物必須經(jīng)過一定時(shí)間的生長，或作物植株必須生長到一定的大小之后，才能對誘導(dǎo)發(fā)育質(zhì)變的外界條件發(fā)生反應(yīng)。 另一方面，生長的方式又受發(fā)育質(zhì)變的影響，如典型的冬性作物，不經(jīng)過一定期間的低溫，就只能

4、進(jìn)行營養(yǎng)生長，而不能進(jìn)行生殖器官的分化。作物生長、發(fā)育的相互關(guān)系第7頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四二、生長發(fā)育的基本規(guī)律 作物的生長發(fā)育具有明顯的階段性，不同生長發(fā)育階段具有不同的特性，不但生長中心不同，就是器官發(fā)生也可能不一樣（如開花結(jié)實(shí)）。這主要由內(nèi)部質(zhì)變所決定（當(dāng)時(shí)的具體條件，特別是氣候條件，也有重大的影響）。 階段發(fā)育學(xué)說：如小麥等一、二年生作物，有春化和光照兩個(gè)發(fā)育階段。1、生長發(fā)育的階段性第8頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四不同生育階段生長中心和生產(chǎn)中心的轉(zhuǎn)移問題 生長中心：是指生長勢較強(qiáng)而生長量通常也較大的部分（即生長的絕對量和相

5、對量都較大的部分）。由于生長中心的生長絕對量和相對量都較大，需要養(yǎng)料也較多，成為當(dāng)時(shí)養(yǎng)料的輸入中心。 生產(chǎn)中心：指光合最強(qiáng)、合成碳水化合物最多的部分（對物質(zhì)生產(chǎn)的形成貢獻(xiàn)最大），一般是功能葉。生產(chǎn)中心是當(dāng)時(shí)養(yǎng)料的輸出中心。 任何一個(gè)特定階段，總有好些器官同時(shí)生長著，但生長情形則有差別。第9頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四生長中心和生產(chǎn)中心 不同發(fā)育階段的生長和生產(chǎn)中心不同出苗-拔節(jié)拔節(jié)-孕穗孕穗-抽雄開花-收獲生長中心根系葉和莖生殖器官籽粒生產(chǎn)中心基部5-6葉6-11葉11-17葉表1 玉米一生生長中心與生產(chǎn)中心的轉(zhuǎn)移 生產(chǎn)實(shí)踐：根據(jù)生長中心和生產(chǎn)中心的變化規(guī)律確定肥水

6、管理措施。第10頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四生長中心和生產(chǎn)中心 各階段的生長中心和生產(chǎn)中心可適當(dāng)調(diào)節(jié) 在各個(gè)階段中，生長中心的生長強(qiáng)弱與延續(xù)時(shí)間的長短，以及生產(chǎn)中心的功能和時(shí)間都隨條件而變化，可以用人力加以調(diào)節(jié)。 稻麥攻穗實(shí)踐：幼穗分化期，營養(yǎng)良好，特別是氮素比較充足，則分化強(qiáng)度大而分化停止晚，可有效增加小穗和小花數(shù)。 葉片光合性能提高：養(yǎng)料豐富而比例協(xié)調(diào)，根系比較發(fā)達(dá)時(shí)，葉的光合能力強(qiáng)，且功能期也延長。第11頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四生長中心的及時(shí)轉(zhuǎn)移與調(diào)節(jié)原則 生產(chǎn)中生長中心的及時(shí)轉(zhuǎn)移是保障作物生長發(fā)育順利進(jìn)展和產(chǎn)量形成的關(guān)鍵。 調(diào)

7、節(jié)原則：應(yīng)在前一生長中心將近過渡，而后一生長中心未占優(yōu)勢的轉(zhuǎn)折關(guān)頭，采取調(diào)節(jié)措施。 理想效果：適當(dāng)控制肥水，有助于前一生長中心的促退，而對后一生長中心則影響不大；恢復(fù)肥水后，后一生長中心可得到更大的促進(jìn)。第12頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四生長中心和生產(chǎn)中心 生長中心必須有生產(chǎn)中心相配合前一個(gè)生長中心目標(biāo)生長中心可靠、大量的物質(zhì)供應(yīng) ？強(qiáng)有力的生產(chǎn)中心問題討論：產(chǎn)品器官形成期的葉片衰老?第13頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四 不論細(xì)胞、器官、單株或群體，都表現(xiàn)出初期生長慢，隨后愈來愈快，而到將近成熟時(shí)又逐漸變慢，以至停止的節(jié)奏性。 整個(gè)過程一般

8、是不可逆的，但各階段的長短與快慢則能適當(dāng)調(diào)節(jié)。2、生長的節(jié)奏性第14頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四分生組織細(xì)胞生長的節(jié)奏性 分成三個(gè)階段：分生期：生長的第一階段是細(xì)胞的分裂，從而導(dǎo)致細(xì)胞數(shù)的增加。由于分生組織的同化能力很強(qiáng)，能合成大量蛋白質(zhì)，所以原生質(zhì)迅速增加，引起細(xì)胞旺盛分裂。在這個(gè)時(shí)期，細(xì)胞保持一定大小，而以細(xì)胞數(shù)的增加和生命物質(zhì)總量的增多為主。雖外觀上體積變化不大，卻是生長的基礎(chǔ)。（慢）擴(kuò)大期：生長的第二個(gè)階段是細(xì)胞體積的擴(kuò)大，以液泡體積增大和細(xì)胞壁物質(zhì)增加為主，原生質(zhì)亦有增多（但不如液泡和細(xì)胞壁），一般外表見到生長的主要是這一期。在這一階段中，細(xì)胞的生命活動非

9、常旺盛，呼吸極強(qiáng)，因?yàn)檫@時(shí)需要呼吸供應(yīng)能量。（快）分化期：生長的第三個(gè)階段是細(xì)胞的成熟與分化。此期特點(diǎn)是胞壁硬化、加厚，細(xì)胞的大小和形狀不再變化。（慢）第15頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四器官生長的節(jié)奏性初期：以細(xì)胞分裂為主，這時(shí)細(xì)胞數(shù)雖迅速增加，但體積和重量增長不多；（慢）中期：以細(xì)胞擴(kuò)大為主，這時(shí)增大增重最顯著； （快）后期：以細(xì)胞分化為主，體積變化較小。（慢） 器官由多個(gè)細(xì)胞組成，它的生長是各個(gè)細(xì)胞不斷分裂、擴(kuò)大、分化的結(jié)果。第16頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四單株及群體生長的節(jié)奏性生長初期：生命活動雖強(qiáng)，但光合面積較小，合成有機(jī)物較少

10、，限制了生長的速度。（慢）中期：光合面積大，生命活動也較強(qiáng)，合成有機(jī)物較多，因而生長也較快。 （快）后期：光合面積漸減，尤其是漸趨衰老而生命活動大大減弱，所以生長又漸慢，終至停止生長。 （慢） 關(guān)于單株及群體生長快慢節(jié)奏的原因比較復(fù)雜，主要與光合面積的大小及生命活動強(qiáng)弱有關(guān)。單株：群體：群體由個(gè)體組成，因而亦表現(xiàn)同樣規(guī)律。第17頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四植物生長節(jié)奏性的實(shí)踐意義生長初期，生長的絕對量雖小，相對量則大，說明生長勢前期大于后期；生長中期則生長絕對量大于相對量；后期兩者均較小。因此，在生長初期加強(qiáng)管理，適當(dāng)?shù)卮龠M(jìn)生長，雖當(dāng)時(shí)效果不大，但對中后期生長及產(chǎn)量

11、可以發(fā)生深遠(yuǎn)影響。（例：水稻施肥效果秧田大于本田）由于不同階段的生長快慢不同，而且這種節(jié)奏通常是不可逆的，所以要想促進(jìn)和控制某些器官的生長，農(nóng)業(yè)措施的作用應(yīng)發(fā)生在生長較快階段或之前才易收效。第18頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四 植物各部分的相互關(guān)系很復(fù)雜，歸納起來主要有下面幾種類型：促進(jìn)：即二部分的生長成正相關(guān)，相互促進(jìn)。例如根好則枝葉茂，枝葉茂而根亦健。抑制：即二部分的生長成負(fù)相關(guān)，相互制約。例如頂芽與腋芽的關(guān)系。補(bǔ)償：即當(dāng)某一部分因故失去或停止生長時(shí)，往往由另一部分代之。例如打頂促側(cè)芽、深耘斷根等。3、生長的相關(guān)性第19頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)3

12、1分，星期四生長相關(guān)性的生產(chǎn)應(yīng)用 作物的相關(guān)現(xiàn)象可以調(diào)節(jié)生育，在生產(chǎn)上有重大意義。但作物的相關(guān)情形可因條件而變化。在利用相關(guān)性調(diào)節(jié)生育時(shí)，必須根據(jù)具體情況，善加掌握。 例如：根與莖葉間，在一般情況下原屬相互促進(jìn)，但如果發(fā)生枝葉徒長，則反能影響根系的發(fā)達(dá)。第20頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四禾本科作物的節(jié)間生長節(jié)間分生組織甜菜、地瓜塊根的膨大次生分生組織4、生長的局部性與無限性 生長的局部性：高等植物的生長局限于具有分生組織的部位。例如莖、根的延長生長靠莖、根的生長點(diǎn)，加粗生長靠形成層。由于不同作物不同器官中分生組織的位置及活動情形不同，因而表現(xiàn)不同生長習(xí)性。有助于實(shí)現(xiàn)

13、精確調(diào)節(jié)，如整枝。第21頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四 生長的無限性：作物各種器官的生長，在數(shù)量上常有無限性。一生中產(chǎn)生新器官的數(shù)量與條件有關(guān)，故可以加以調(diào)節(jié)。 此外，有些作物還有較強(qiáng)的再生能力，如水稻、高粱等。有的還能產(chǎn)生不定根、不定芽來補(bǔ)償失去的部分，這在營養(yǎng)繁殖上也很有用。第22頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四三、作物生長發(fā)育的調(diào)控技術(shù)與原則 人類對作物研究的最終目的就是希望能夠調(diào)控作物的生長發(fā)育使之向著人類的意向發(fā)展。調(diào)控手段傳統(tǒng)的肥水、耕作技術(shù)化控技術(shù)（縮節(jié)安在棉花、小麥上的成功應(yīng)用）基因表達(dá)劑？現(xiàn)代生物技術(shù)第23頁，共32頁，202

14、2年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四水稻葉齡調(diào)控模式小麥葉齡指標(biāo)促控法大麥葉位指標(biāo)促控法玉米、高粱“見展葉差”促控法1、作物生長發(fā)育的調(diào)控技術(shù) 營養(yǎng)生長的調(diào)控：營養(yǎng)器官是先生的，是基礎(chǔ)。對營養(yǎng)器官的調(diào)控效果最終應(yīng)反映到產(chǎn)品器官上。 預(yù)見性：對象是營養(yǎng)器官，目標(biāo)是產(chǎn)品器官。營養(yǎng)生長調(diào)控技術(shù)第24頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四 生殖生長的調(diào)控：對于生殖器官作為產(chǎn)品器官的作物，一般都希望提高其數(shù)量和質(zhì)量。我們一方面希望分化出較多的生殖器官，同時(shí)還要盡量減少其退化、脫落等（但也有例外，如蘋果的疏花疏果）。 事實(shí)上，生殖器官的調(diào)控往往是通過對生殖生長期的營養(yǎng)器官的功能等的調(diào)控實(shí)

15、現(xiàn)的（物質(zhì)來源基礎(chǔ)）。第25頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四冬小麥氮肥后移的討論 1998年，作物學(xué)報(bào)增刊發(fā)表了多篇關(guān)于冬小麥氮肥后移的文章，較系統(tǒng)地報(bào)道了冬小麥氮肥后移施肥技術(shù)及其作用。氮肥后移主要包括兩方面的意思：一是在保持總氮量不變的前提下，減少基肥氮量，增加中后期的追氮量；二是控制或減少返青期追氮，將追氮時(shí)期移至拔節(jié)至孕穗期或孕穗以后，超高產(chǎn)田開花后適當(dāng)補(bǔ)施一定氮肥。 第26頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四2、作物生長發(fā)育的調(diào)控原則 應(yīng)以有利于改善光合性能為原則 作物的產(chǎn)量主要決定于光合性能。所以在具體調(diào)節(jié)時(shí)，必需從光合觀點(diǎn)加以分析，找出

16、關(guān)鍵，加以合理解決，才易收效。例如一般大田作物的主要問題，是光合面積太小和易于早衰，在調(diào)節(jié)生育時(shí)應(yīng)把重點(diǎn)放在努力擴(kuò)大光合面積與防止早衰上。而旺長作物，根系和產(chǎn)品器官不很發(fā)達(dá)，主要問題在于光合產(chǎn)物的分配不當(dāng)，調(diào)節(jié)生育時(shí)，應(yīng)注意協(xié)調(diào)根與枝葉及營養(yǎng)體與生殖體的關(guān)系，使有足夠有機(jī)養(yǎng)料的儲備，以供花芽分化和開花結(jié)實(shí)之用。如果調(diào)節(jié)后果最終對積累光合產(chǎn)物不利（如生長過旺），對生產(chǎn)亦無重大意義，至少對以獲得貯藏器官為目的的作物來說是這樣。第27頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四作物生長發(fā)育的調(diào)控原則 雖然作物的生育方式主要受激素等調(diào)節(jié)物質(zhì)的支配，但生育好壞營養(yǎng)仍是決定因素。很明確，生產(chǎn)上

17、獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，根本在營養(yǎng)，條件是肥、水、光。如果舍本逐末，沒有良好的營養(yǎng)基礎(chǔ)，調(diào)節(jié)物質(zhì)就難以發(fā)揮積極作用。例如用赤霉素噴涂棉花，如果沒有足夠的肥水與光合產(chǎn)物，或因?qū)е轮θ~旺長而消耗較多的有機(jī)養(yǎng)料，那么雖然蕾鈴脫落確有減少，但不一定增產(chǎn)，甚至減產(chǎn)。所以在調(diào)節(jié)生育時(shí)，化學(xué)控制只能作為輔助性措施，而把注意重點(diǎn)放在肥、水、光的合理利用和改善營養(yǎng)方面。 應(yīng)以改善個(gè)體營養(yǎng)為基礎(chǔ)第28頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四作物生長發(fā)育的調(diào)控原則 作物產(chǎn)量決定于群體個(gè)體兩個(gè)方面，假如群體不合理，就很難高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。所以生產(chǎn)上調(diào)節(jié)作物生育時(shí)，必需認(rèn)真考慮如何建立合理的群體結(jié)構(gòu)，以便保證群體個(gè)體的充

18、分協(xié)調(diào)。該促還是該控，在很大程度上看群體情況。不但要看當(dāng)時(shí)，還要考慮到以后，特別要預(yù)見到旺長期可能發(fā)生的矛盾。例如小麥起身拔節(jié)期，如果總蘗數(shù)適當(dāng)或偏少，可以大膽促，來提高成穗率，以便獲得足夠穗數(shù)；如果蘗數(shù)偏多，應(yīng)適當(dāng)控，以免導(dǎo)致群體過大而發(fā)生倒伏等。 應(yīng)有群體觀點(diǎn)，注意協(xié)調(diào)群體與個(gè)體的關(guān)系第29頁，共32頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)31分，星期四 調(diào)節(jié)生育，決不是完全憑主觀愿望去改變作物的生育習(xí)性，而只能因勢利導(dǎo)，充分發(fā)揮它積極的有利方面，適當(dāng)限制它消極的不利方面，否則會起相反作用。 發(fā)揮本身積極作用的另一個(gè)方面，是充分利用作物的適應(yīng)性與自動調(diào)節(jié)能力。苗期不應(yīng)照顧過多，養(yǎng)成依賴性，而應(yīng)適當(dāng)鍛煉。例如在抗性方面，如果長期處于保護(hù)之下，日后遇到不良條件時(shí)，不能適應(yīng)而易受傷害。應(yīng)該給予必要的鍛煉，以培養(yǎng)作物本身的抗逆能力。又如在肥水方面，如果前期一直處于充分供應(yīng)條件下，后期一旦供應(yīng)不上，反而易發(fā)生旱象或缺肥；如果在某一階段適當(dāng)控制肥水，促使生長健壯，根系發(fā)達(dá)，不但可以更好利用土壤中原有水分和養(yǎng)分