棉花栽培學(xué)課件第三節(jié) 棉花栽培的生物學(xué)基礎(chǔ)

棉花栽培學(xué)課件第三節(jié)棉花栽培的生物學(xué)基礎(chǔ)1棉花植株一、棉花的生長(zhǎng)發(fā)育

棉子的發(fā)芽與出苗根及其生長(zhǎng)莖、枝的形成及其生長(zhǎng)葉的生長(zhǎng)和生理功能現(xiàn)蕾與開(kāi)花受精棉鈴及棉籽的發(fā)育棉纖維的發(fā)育二、棉花的蕾鈴脫落和增蕾保鈴三、棉花的產(chǎn)量形成與品質(zhì)主要內(nèi)容一、棉花的生長(zhǎng)發(fā)育

（一）棉子的萌發(fā)與出苗

1.棉子的形態(tài)與結(jié)構(gòu)（1）圓錐形，合點(diǎn)端，子柄端，子柄，珠孔或發(fā)芽孔。（2）黑褐色，表面毛7條脈紋，其中一條較粗稱子脊。毛子，光子，端毛子。（3）長(zhǎng)8－12mm，寬5－7mm。（4）成熟棉子百粒重稱子指，用g表示。陸地棉子指為9－12g，海島棉的子指11－12g。（5）棉抹中部和內(nèi)圍鈴的棉子成熟較好，可作種用，其他部位生長(zhǎng)較差。毛子光子脫絨未包衣種子脫絨包衣種子脫絨包衣種子未脫絨未包衣種子（毛子）脫絨包衣種子(1)種皮：a.外種皮：表皮層、外色素層、無(wú)色細(xì)胞層

b.內(nèi)種皮：柵欄細(xì)胞層、內(nèi)色素層、乳白色層。合點(diǎn)端和發(fā)芽孔的種皮處不具有柵欄層和無(wú)色細(xì)胞層。

合點(diǎn)端是種子吸水和通氣的主要通道，胚根由發(fā)芽孔伸出。(2)胚：由子葉、胚芽、胚軸和胚根組成。子葉：子葉胚芽：主莖胚軸：下胚軸，形成棉花的幼莖胚根：棉花根系（3）胚乳：胚乳遺跡胚示意圖2.棉子的萌發(fā)與出苗（1）吸水膨脹階段吸水種皮軟化糖類蛋白質(zhì)脂類吸水體積膨大合點(diǎn)和種皮（2）萌動(dòng)階段

兩個(gè)概念：（1）露白：胚根剛剛伸出種皮。（2）發(fā)芽：胚根伸長(zhǎng)種皮的長(zhǎng)度達(dá)到種子長(zhǎng)度的一半。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的水解幼胚產(chǎn)生大量的新細(xì)胞胚芽分化胚根伸長(zhǎng)適宜的溫度氧氣和水分酶（3）出苗階段

下胚軸不斷伸長(zhǎng)，幼莖，幼莖起初呈膝狀，把子葉和胚芽頂出土面，然后幼莖伸直，子葉展平?！皫弊印泵纾好廾绯鐾梁螅拮託す∽尤~，子葉無(wú)法展開(kāi)，失水后，棉苗可能會(huì)死亡。內(nèi)在條件（1）充分成熟

a.種皮的顏色成熟棉子：黑褐色半成熟：紅色未成熟：為白色或黃色，黃色種子可能遭受病害或惡劣環(huán)境

b.種子橫截面健康種子：胚乳白色，飽滿，油腺紫紅色半成熟種子：黃色，油腺黑色不正常種子：黑色

c.棉子在棉株上的不同部位不同成熟度也不同棉株中部?jī)?nèi)圍的棉子成熟度較高

3.棉子萌發(fā)出苗的內(nèi)、外在條件（2）具有旺盛的生命力

根據(jù)GB

4407.1-1996，棉花種子分為棉花毛籽和棉花光籽兩類，每一類又分成原種和良種兩個(gè)等級(jí)，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是：種子種類純度（%）凈度（%）發(fā)芽率（%）水分（%）棉花毛子原種99977012良種95977012棉花光子原種99998012良種95998012種子純度=

計(jì)算公式：本品種的種子數(shù)/供檢本作物樣品種子總數(shù)×100%種子凈度=（種子總重量-雜質(zhì)重量）/種子總重量×100%（3）完成后熟作用

后熟作用：后熟作用是指成熟種子離開(kāi)母體后，需要經(jīng)過(guò)一系列的生理生化變化后才能完成生理成熟而具備發(fā)芽的能力的一個(gè)生理過(guò)程。

棉子收獲之后立即播種發(fā)芽和出苗率很低，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間（1-3個(gè)月左右）存放之后，才能達(dá)到正常的發(fā)芽率和出苗率，這種作用稱做后熟作用。外界條件（1）水分：

吸水量要達(dá)到種子干重的60%以上。土壤含水量為田間最大持水量的70-80%。吸水速度較快，發(fā)芽出苗的速度也相應(yīng)較快。（2）溫度：

發(fā)芽溫度：Topt25-30℃Tmin發(fā)芽10.5-12℃Tmax43-44℃

出苗溫度：Tmin胚根微管束分化12-14℃Tmin下胚軸分化導(dǎo)管16℃

注意：種子出苗對(duì)溫度的要求比發(fā)芽高；變溫比恒溫更有利于發(fā)芽，且在一定范圍內(nèi)變溫幅度越大，越利于發(fā)芽。（3）氧氣條件

種子萌發(fā)出苗時(shí)，呼吸作用和酶的活性顯著增強(qiáng)。土壤氧氣含量在7.5-21%比較適宜種子萌發(fā)和出苗。氧氣不足，發(fā)芽速度慢。氧氣嚴(yán)重不足時(shí)，產(chǎn)生有害物質(zhì)，以下發(fā)芽和出苗。

（二）根的生長(zhǎng)1.根的形態(tài)

直根系，有一條主根，在主根上分生側(cè)根（一級(jí)側(cè)根），側(cè)根上長(zhǎng)支根（二級(jí)側(cè)根），支根上生許多小毛根（三級(jí)側(cè)根），在各級(jí)側(cè)根前端著生很多的根毛，組成一個(gè)倒圓錐形的根系網(wǎng)。棉花是深根作物，條件適宜主根入土可達(dá)

2m左右，側(cè)根橫向擴(kuò)展可達(dá)60~100cm，大部分側(cè)根分布在10~30cm深土層內(nèi)。根系干重約占棉株干重的7-10%。直播棉根系和移栽棉根系

主根和側(cè)根受損，主根長(zhǎng)度短，并明顯增粗，側(cè)根增粗但數(shù)量少。移栽后，在內(nèi)源生長(zhǎng)激素誘導(dǎo)下，主根傷斷處發(fā)生一小群側(cè)根，形成近似放射狀的下層根群，分布較淺而集中，2.根的生長(zhǎng)根系發(fā)展期根系生長(zhǎng)盛期根系吸收高峰期根系活動(dòng)機(jī)能衰退期根系生長(zhǎng)時(shí)期

生長(zhǎng)速度/cm/d結(jié)束時(shí)根系深度/cm橫向分布/cm大致對(duì)應(yīng)的生育期發(fā)展期種子萌發(fā)到出苗1出苗到現(xiàn)蕾1.0-1.5

70-8030-40苗期生長(zhǎng)盛期2.5

100-170/15040-70蕾期吸收高峰期

0.5-1.0190-20070-80花鈴期活動(dòng)機(jī)能衰退期

<0.520070-80吐絮期3.影響根系生長(zhǎng)的外界環(huán)境條件土壤含水量：田間最大持水量的55~70%。溫度：適宜溫度25℃左右，約14.5℃停止生長(zhǎng)，17℃時(shí)根系生長(zhǎng)十分緩慢，24℃以上根系迅速生長(zhǎng)，33℃以上則對(duì)根系生長(zhǎng)發(fā)生危害。土壤肥力：適宜條件下根系發(fā)達(dá)，缺肥或施肥不當(dāng)，則根系生長(zhǎng)緩慢或發(fā)生“燒根”現(xiàn)象，增施磷肥，有利于促進(jìn)根系生長(zhǎng)。土壤理化性質(zhì)：疏松，通透性好，氧氣充足、溫度上升快，也有利根系生長(zhǎng)。根系和地上部生長(zhǎng)的模擬圖（三）主莖與分枝的生長(zhǎng)1.主莖和分枝的形態(tài)（1）主莖的形態(tài)

陸地棉主莖堅(jiān)強(qiáng)直立高大，一般為圓筒形，一般有20~25節(jié)，約100-150cm，粗2.0-2.5cm。生長(zhǎng)期主莖上有3-6個(gè)節(jié)間在同時(shí)伸長(zhǎng)，正在伸長(zhǎng)的節(jié)間為綠色，停止伸長(zhǎng)的為深綠色或紫紅色。經(jīng)陽(yáng)光照射后，花青素大量形成，莖色表現(xiàn)為下紅上綠，老熟時(shí)變?yōu)榧t褐色。

棉花莖色的變化可作為衡量棉株長(zhǎng)勢(shì)的標(biāo)志，生長(zhǎng)正常的棉株，苗期與蕾期紅莖比不過(guò)半，花鈴期紅色為2/3或稍多。（紅莖比：紅莖占主莖高度的百分比）（2）分枝的形態(tài)葉枝（營(yíng)養(yǎng)枝）葉枝的形態(tài)與主莖相似，著生在主莖下部，與主莖夾角較小，葉序是螺旋互生，蕾鈴著生于二級(jí)果枝上。果枝果枝著生在棉株中、上部，枝條近水平曲折的生長(zhǎng)，葉序?yàn)閷?duì)生，蕾鈴與葉片相對(duì)而生，直接著生在果枝上。棉花葉枝和果枝的區(qū)別項(xiàng)目葉枝果枝分枝類型單軸分枝多軸分枝枝條長(zhǎng)相斜直向上生長(zhǎng)近水平曲折向外生長(zhǎng)枝條橫斷面略呈五邊形近似三角形發(fā)生節(jié)位主莖下部主莖中、上部（5-7節(jié)以上）頂端生長(zhǎng)錐分化只分化葉和腋芽分化出2片葉后，即發(fā)育成花芽（3）果枝類型無(wú)限果枝：果枝有數(shù)節(jié)的稱無(wú)限果枝，目前栽培品種大多屬無(wú)限果枝。有限果枝：果枝只有一個(gè)節(jié)，頂端叢生幾個(gè)蕾鈴，稱為有限果枝。零式果枝：蕾鈴直接著生在葉腋內(nèi)稱無(wú)果枝類型或零式果枝。（4）棉花的株型根據(jù)果枝節(jié)間長(zhǎng)度分陸地棉較緊湊型陸地棉較松散型海島棉較松散型海島棉較緊湊型根據(jù)果枝長(zhǎng)度分布分寶塔形：上部果枝短，下部果枝長(zhǎng)圓筒形：上部果枝和下部果枝長(zhǎng)度基本一致傘形：上部果枝長(zhǎng)，下部果枝短叢生形：不去葉枝的棉株葉枝生長(zhǎng)旺盛，形成叢生形2.主莖和分枝的生長(zhǎng)

主莖的生長(zhǎng)

由種子胚芽發(fā)育而成，苗期慢，現(xiàn)蕾后加速，盛蕾初花期生長(zhǎng)最快，盛花期后棉株開(kāi)始以生殖生長(zhǎng)為主，莖的生長(zhǎng)減慢并逐漸停止。

高產(chǎn)棉株適宜的株高日增量：

苗期：0.5~0.8cm/d

蕾期：現(xiàn)蕾—盛蕾1.0-1.5cm/d

盛蕾—初花2~2.5cm，不超過(guò)3cm

（開(kāi)花前后株高達(dá)最終株高的一半左右）

盛花：1.0~1.5cm/d

打頂：0.5~1cm，進(jìn)行3-5d的生長(zhǎng)主莖節(jié)間生長(zhǎng)的同步性倒1節(jié)間生長(zhǎng)較慢初生節(jié)間倒2節(jié)間生長(zhǎng)加快加快節(jié)間倒3節(jié)間生長(zhǎng)迅速迅速節(jié)間倒4節(jié)間生長(zhǎng)緩慢減緩節(jié)間倒5節(jié)間基本定型定型節(jié)間分枝的生長(zhǎng)腋芽：

潛伏：基部1-2節(jié)，一般條件下潛伏，收到損傷時(shí)可以發(fā)育形成葉枝；葉芽：基部3-5節(jié)，發(fā)育成葉枝；混合芽：中上部各節(jié)，發(fā)育成果枝。分枝的生長(zhǎng)果枝數(shù)的預(yù)測(cè)

可見(jiàn)果枝數(shù)＝主莖葉齡（n）－果枝始節(jié)位（b）＋1分化果枝數(shù)＝葉原基數(shù)（n’）－2總果枝數(shù)＝可見(jiàn)果枝數(shù)＋分化果枝數(shù)主莖葉齡（n）與葉原基數(shù)（n’）的關(guān)系如下：出苗－5/0n’＝n＋46/0-11/0n’＝912/0-17/0n’＝1018/0－打頂n’＝11（4）環(huán)境條件對(duì)主莖和分枝生長(zhǎng)的影響

1.光照條件：光照過(guò)強(qiáng)，紫外線會(huì)抑制細(xì)胞伸長(zhǎng)。主莖的生長(zhǎng)一般在夜間。

2.水分條件：水分適宜。缺水，棉株矮小。但也不能過(guò)多，以田間持水量的50-70%為宜

3.氮素營(yíng)養(yǎng)：氮肥促進(jìn)主莖和分枝的生長(zhǎng)。但“水肥”碰頭，如果調(diào)控不好，在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期可能會(huì)引起棉株瘋長(zhǎng)。但在花鈴期則有利于棉鈴的形成和發(fā)育（四）葉的生長(zhǎng)1.葉的形態(tài)和著生方式（1）葉的形態(tài)

子葉陸地棉：腎形，綠色，基點(diǎn)紅色；海島棉：者半圓形，深綠色，基點(diǎn)無(wú)紅色在棉花3片真葉前棉株的主要光合器官和棉籽萌發(fā)和出苗所需養(yǎng)分的主要來(lái)源，壽命50-60d。與纖維強(qiáng)度和成熟度呈顯著和極顯著正相關(guān)。先出葉棉花每一分枝最先出現(xiàn)的一張葉。披針形，長(zhǎng)橢圓形或不對(duì)稱卵圓形；5-10mm；15-30天自然脫落。真葉完全葉，葉柄基部?jī)蓚?cè)各有一個(gè)托葉。葉片掌狀，3-5個(gè)裂片，個(gè)別7個(gè)裂片。主莖上第一張真葉全緣，第三片開(kāi)始有三個(gè)明顯的裂片，中部主莖葉裂片最多，上部葉裂片減少。陸地棉3/8葉序棉葉正面棉葉背面（2）主莖葉的著生方式3/8葉序（2）葉的生長(zhǎng)1.分化成形階段（25d）（1）葉原基突起（2）葉原基分化（3）葉原基發(fā)育（4）葉片展平

2.真葉生長(zhǎng)階段（75d）（1）幼葉期（展平-14d）（2）成葉期（14d-42d）（3）老葉期（42d-56d）到75d左右脫落棉花出葉具有一定的間隔期，出苗（子葉平展）到主莖第一真葉展開(kāi)需兩個(gè)間隔期，春棉約需10～15天、夏棉５～７天；3片真葉后間隔期明顯縮短，現(xiàn)蕾到結(jié)鈴期間，間隔期約２～４天，平均３天，結(jié)鈴以后間隔期又明顯變長(zhǎng)。葉枝上葉的出生