1、云南农业大学作物栽培学第一部分 总论第一章 绪 论第一节 农业生产概述一、农业的概念及内涵农业是最古老、最根本的产业，它是人类一切社会活动和生产发展的基础。农业的定义和范围是随着农业生产的发展而不断扩大和深化的。早期的农业实际上就是粮食作物栽培，后来随着经济作物的出现，农业即包括粮食作物和经济作物的种植业。当动物生产发展后，农业则包括种植业和畜牧业两个部门。今天，种植业和畜牧业仍然是农业的主体。所以就世界范围来看，一般认为农业就是包括种植业和畜牧业。而在中国狭义的农业是指作物种植业。广义的农业则包括种植业、畜牧业、林业、渔业和农村副业。但它仍局限于农村、农场、农户所经营的农业。随着生产的发展，
2、人们也将农产品和农业生产资料的加工、流通看作农业的延伸或者农业产业链的延长。因此，人们对农业的概念和内涵的认识也很不一致。在 1993 时高亮之提出的农业概念可分为三个层次即：广义农业：大农业即农业产业再加上为农业服务的其它部门如农业行政管理、农业科研、农业教育、农村建设、农村金融等。中义农业：农业产业包括种植业、养殖业、农产品加工业、农产品及其加工产品的商业。狭义农业：农业生产业即种植业和养殖业。总之，农业是人类通过社会生产劳动，利用自然环境提供的条件，促进和控制生物体（包括植物、动物和微生物）的生命活动过程来取得人类社会所需的产品的生产部门。二、农业生产的本质与基本特征（一）农业生产的本质
3、农业所包含的具体内容和范围，在不同国家和不同时期不尽相同，但就其本质而言，农业都是人类利用生物有机体的生命活动，将外界环境中的物质和能量转化为各种动植物产品的生产活动。因此农业生产过程是自然再生产和经济再生产的交织过程。（二）农业生产的基本特征1.土地的特殊重要性土地是农业生产中不可替代的最基本的生产资料。在其它部门的生产过程中,土地仅仅是劳动的场所。在农业生产中，土地不仅是劳动的场所，更是提供动植物生长发育所必需的水分和养料的主要来源，是植物生长发育的重要的环境条件。因此，土地的数量、质量和位置是农业生产的重要制约因素。2.自然环境的强大影响农业生产主要在广阔的田野上进行，同时，由于农业生产
4、又是动植物的自然再生产过程，因而必然受自然环境的强大影响。自然环境的强大影响使农业生产具有严格的地域性和生产的波动性。3.农业生产的周期性和季节性农业生产的周期长，生产时间和劳动时间不一致，同时具有比较强的季节性。农业生产周期取决于动植物生长发育周期，通常长达数月以至数年。由于动植物的生长发育的周期受光、温、水、气等自然条件的影响，各种农业生产的适宜时间通常固定在一定的月份，劳动时间也集中在这些月份中的某些日期。三、农业的功能1.农业的社会功能从古至今，农业是人类社会最重要的社会经济部门，它推动人类社会的进步。农业是人类生存和发展的基础，是人类社会进步的阶梯，是人类社会政治、文化的根基所在。2
5、.农业的经济功能农业是国民经济的基础。农业的发展，不仅是人类社会发展的根本前提，而且直接导致更多社会部门的建立和扩张。随着经济的发展，尽管农业在国民生产总值中所占的比值不断下降，但是，“民以食为天”，农业仍然是基础，仍然是现代社会中主要的经济部门之一，具有不可替代的作用。农业的经济作用归纳起来主要表现在产品、市场、要素、外汇等方面的特殊贡献。3.农业的生态功能随着人类社会的发展,生态环境方面的问题日益突出。农业是人类与大自然联系最密切的一个生产部门，因而在保护生态环境和治理污染方面具有其它部门无法替代的作用。主要是合理的农业生产措施的实施过程就是对环境的保护过程。第二节 作物生产概况一、作物及
6、作物生产1.作物的概念：广义作物概念：为人类所栽培利用的植物都统称为作物。它包括农作物、果树、蔬菜、花卉、茶、桑、药物等。即为大田作物和园艺作物。狭义作物概念：农田大面积栽培的农作物，即大田作物或庄稼。如粮、棉、油、麻、烟、糖等。它是作物栽培学研究的对象。2.作物生产：就是栽培农作物，获得农产品。它是植物生产的主体，最基础的生产。而作物栽培是指以提高农作物产量和改进品质为目的一系列的农事活动。二、作物生产的重要性1.作物生产是人民生活资料的主来源。我国是 13 亿人口大国，而且人口不断增加，据预测到 2030 年人口在 16 亿，加之耕地面积减少，因此解决吃饭问题是头等大事。因此，从一个相当长
7、的时期来看，无论是保证全国人民的口粮，还是改善人民的食物质量，都必须依赖于作物生产的发展。除吃饭外，穿衣在人民基本消费方面也占有重要地位。目前，我国服装原料的 80%来源于农业生产，合成纤维仅占 20%左右，而且人们越来越青睐自然纤维。2.作物生产是工业原料的重要来源。目前，我国约 40%工业原料，70%轻工业原料来源于农业生产。如制糖、卷烟、造纸、食品工业的发展受制于农业生产，特别是经济作物及优质作物的生产状况。3.作物生产在农业中占有较大比重。1978 年，种植业产值占农业总产值的 80%。1997 年，种植业产值占农业总产值的 56%。虽然随着劳动生产率的提高，种植业比重不断下降，逐步改
8、变种植业独撑天下的局面，但是由于我国人口压力大，口粮任务重，因此种植业在农业中的比重及基础地位是不会动摇的。农业的现代化，必须使作物生产的现代化，必须发展作物生产技术。三、世界作物生产概况1.世界人口及耕地情况19501999 年世界人口变化情况年 代 1950 年 1960 年 1970 年 1980 年 1990 年 1995 年 1999 年人 口 25 亿 30 亿 37 亿 45 亿 53 亿 57 亿 60 亿增长速度 5 亿/10年 7 亿/10年 8 亿/10年 8 亿/10年 4 亿/5 年 3 亿/4 年19752000 年世界耕地变化情况年代 1975 1980 1990
9、 1995 1998 2000耕地面积 15.07 亿 hm213.3 亿 hm213.8 亿 hm213.7 亿 hm213.8 亿 hm213.6 亿 hm2可见，世界人口不断增加，耕地面积不可能增加，反而有减少的趋势，因而为了解决人口增加的口粮问题，就必须发展作物生产，主要是通过提高单产和提高复种来增加粮食产量。2.世界粮食物生产情况19902001 年世界谷物生产情况年 份 播种面积（干公顷） 总产量（干吨） 单产（kg/hm 2）1990 年 27591995 年 27511999 年 30362001 年 30522001 年世界三大粮食作物生产情况收获面的（khm 2） 单产（k
10、g/hm 2） 总产（kt）作 物世 界 最多国家 世界 最高国家 世 界 最高国家小 麦 25000（印度） 2686 7777（德国） 93920（中国）稻 谷 44500（印度） 3852 9531（澳大利亚） （中国）玉 米 28041（美国） 4296 13385（以色列） （美国）四、我国作物生产概况：1.我国人口及耕地状况据最新统计，我国耕地约为 1.25 亿 hm2、人口 13 亿，人均耕地 0.0964hm2。世界人均耕 4.0 亩左右，因此我国人均耕地相当于世界平均水平的 1/3 左右。全国人均耕地大于 2 亩的仅有 12 个省。而近 10 个省市人均耕地不足 1 亩，特别
11、是全国有 666 个县低于联合国粮农组织确定的人均 0.8 亩的警戒线，其中 463 个县低于人均 0.5 亩的危险线。可见，我国人多地少，耕地逐渐减少，耕地质量差，作物生产面临巨大压力。2.我国及我省粮食生产情况2001 年中国主要粮食作物生产情况作 物 面积（khm 2） 单产(kgnm 2) 总产(kt)稻 谷 28587 6350小 麦 24399 3849 98920玉 米 23474 4703谷 物 83145 481719962000 年云南主要粮食生产情况年 份 1996 年 1997 年 1998 年 1999 年 2000 年稻 谷 吨玉 米 吨小 麦 吨注：2000 年云
12、南省粮食总产达吨，（1468 万吨）其中，稻谷产量为吨（536 万吨），小麦为（151 万吨）玉米为（446 万吨）。第三节 作物栽培学的性质、任务和研究方法一、作物栽培学的演进与发展：自从农业起源以来，人类从未停止过对作物生产技术的探索和经验的积累。从这个意义上来说，作物生产学科作为农业科学中的一个分支，可以说是一门最古老的学科。虽然作物学知识可追溯到农业起源之初，但作物学作为一门较完整的学科诞直至今只有不足 200 年的历史。而作物栽培学到后期才从作物学中独立出来。解放前我我国只有作物学，作物学分为概论和各论，各论中又有“稻作学”“麦作学”等，内容包括栽培技术、育种、植病、昆虫、肥料、土壤
13、、气象、贮藏加工等,十分庞杂。解放后随着生产发展，要求科学分工越来越细，内容越来越深，原有的作物学已不能适应生产的需要，于是作物栽培学、作的育种学相继由作物学中独立出来并逐渐发展起来。我国作物栽培科学的发展大致经历了四个阶段：第一阶段：5060 年代初期，侧重总结农民劳模的经验。如江苏陈永康的单季晚稻“三黄三黑”的看苗诊断，小麦方面河南刘应祥的因苗（猪耳朵、驴耳朵、马耳朵）管理经验。第二阶段：60 年代中期70 年代中期，主要围绕单项高产栽培技术开展研究。如育苗移栽技术、合理密植技术、土壤耕作技术、覆盖栽培技术、N 肥深施技术等。第三阶段：70 年代后期80 年代，主要围绕作物规范化、指标化综
14、合栽培技术进行研究。如水稻叶龄指标栽培法、小麦叶龄指标促控法等。第四阶段：80 年代末期至今，主要研究作物续增产和优质高效的综合栽培技术以及作物生产管理的计算机决策系统。如小麦节水高产栽培、多元高效立体种植模式、作物栽培专家系统等。二.作物栽培学的性质、任务1.性质：作物栽培学是研究农作物的栽培理论和栽培技术措施，不断提高作物产量和品质的一门科学。2.任务：作物栽培学的任务是研究作物生长发育规律和作物产量形成规律及其与环境条件的相互关系，并探讨解决作物高产、稳产、优质、低成本的技术措施和理论依据，以促进我国作物生产事业的发展，为整个农业生产和国民经济高速度发展做出贡献。简而言之，作物栽培学是研
15、究作物环境措施三者关系的一门科学。如下图所示：措 施作 物环 境生理生化过程产品数量质量总之,作物、环境、措施三者的辩证关系贯穿在整个作物栽培过程中，三者关系处理得好，则高产、优质、高效，反之亦然。三、作物栽培学研究方法作为一门独立的学科应该有自己明确的研究对象、理论基础及自己的研究方法。作物栽培学的研究方法有：1生物观察法：观察作物的生长发育的各个过程。对作物形态观察必须通过肉眼观察和仪器测量。在对作物观察时要注意：作物观察与环境观察相结合、静态观察与动态观察相结合、局部观察与整体观察相结合。2.产量对比法： 3.生长分析法：其根本观点是作物产量都是以干物质产量来衡量，作物生育过程也以干物质
16、增长过程为中心进行研究。生长分析法具体做法是：每隔一定天数进行取样烘干称重，看干物质积累变化情况以及相同时期叶面积情况。4.发育研究法：侧重于发育器官的观察研究。5.生长发育研究法：综合生长分析法和发育研究法而发展起来的方法。第四节 作物多样性与作物分类一、作物的多样性地球上共有植物 39 万余种，其中被人类利用的栽培植物约 2300 种，其中食用作物 900 余种，经济作物1000 余种，饲料绿肥作物约 400 余种。而我国目前的栽培作物种类约 400 种，其中粮食作物 30 多种，经济作物约 70 种，果树作物约 140 种，蔬菜作物 110 多种，牧草约 50 种，花卉 130 余种，绿
17、肥约 20 种，药用植物 50 余种，以上主要指的是广义的作物。而为狭义的作物也很多，世界各地栽培的农作物有 90 余种，我国种植的有 60 余种，同时每种作物又有许多品种。据统计，我国已经收集保存的作物品种资源共约 30 万份，包括粮食作物 20 万份，经济作物 6 万份，果树作物 1 万份，蔬菜作物约 2.5 万份，牧草 0.3万份，众多的作物种类和作物品种资源，是农业资源的主要组成部分。二、作物的分类（一）作物的植物学分类即按植物的科、属、种进行分类。一般用双名法对植物进行命名，称为学名。例如玉米属禾本科，其学名为 Zea mays L. ，第一个字为属名，第二个字为种名，第三个字为命名
18、者的姓氏缩写。这种分类法的最大优点是能把全世界所有植物按其形态特征进行系统的分类和命名，可以为国际上所通用，但对农业工作者来说有时不太方便，是其缺点。（二）根据作物的生理生态特性分类1.按作物对温度条件的要求，可以分为：喜温作物和耐寒作物。喜温作物：作物生育期需要温度和积温都比较高，其生长发育的温度三基点分别为：10左右、2025、3035。如：水稻、玉米、甘蔗、花生、烟草等。耐寒作物：生育期需要积温相对较低，其生长发育的最低温度为 13，最适 1218，最高 2630。如：大麦 、小麦、油菜、蚕豆等。2.按作物对光周期的反应，可以分为:长日照作物：凡在日照变长时开花的作物称为长日照作物。如麦
19、类作物、油菜等。日照越长越有利于开花，日照短于一定极限则不开花，只营养生长。短日照作物：凡在日照变短时开花的作物称之为短日照作物。如水稻、玉米、大豆、烟草、棉花等。中性作物：开花与日长没有关系的作物（对日照长短没有严格要求的作物）。如荞麦、豌豆。定日作物：要求日照长短有一定的时间才能完成其生育周期。例如甘蔗的某些品种，只能在 12h45min 的日照长度下才能开花，长于或短于这个日长都不能开会。3.根据作物对 Co2同化途径特点，可以分为：C3 作物、C4 作物和 CAM 作物。C3 作物：光合作用最先形成的中间产物是带三个碳原子的磷酸甘油酸，其光合作用的 Co2补偿点高。如水稻、小麦、大豆等
20、。C4 作物：光合作用最先形成的中间产物是带四个碳原子的草酰乙酸等双羧酸，其光合作用的 Co2补偿点低，在强光高温下其光合作用能力比 C3 强。如玉米、高粱、甘蔗等。CAM 作物：（景天酸代谢作物）景天科作物晚上气孔开放，吸进 CO2 ，与磷酸稀醇式丙酮酸结合形成草酰乙酸，进一步还原为苹果酸。白天气孔关闭，苹果酸氧化脱酸放出 CO2 ，参与卡尔文循环形成淀粉等。植物在晚上有机酸含量高，碳水化合物含量下降，白天则相反，这种有机酸合成日变化的代谢类型称景天酸代谢（CAM）。如风犁科、龙舌兰、菠萝麻等。（三）按用途和植物学系统相结合的分类这是通常采用的最主要的分类方法，按照这一分类方法通常将作物分为
21、四大部分 10 大类别：1.粮食作物： （1）禾谷类作物：绝大部分属禾本科，主要作物有稻、小麦、大麦、玉米、燕麦、黑麦、高粱等。蓼科的荞麦因其籽实籽可供食用，可惯上也例入此类。（2）豆类作物：（或称菽谷类作物）属豆科，主要提供植物性蛋白质，常见的作物有大豆、豌豆、蚕豆、绿豆、豇豆、菜豆、小扁豆等。（3）薯类作物：（或称根茎类作物）植物学的科属不一，主要生产淀粉类食物，常见的有甘薯、马铃薯、薯蓣、木薯、芋、菊芋等。2.经济作物：（或称工业原料作物）（4）纤维作物：其中有种子纤维，如棉花；韧皮纤维，如大麻、亚麻、黄麻等；叶纤维，如舌兰麻、蕉麻、菠萝麻等。（5）油料作物：主要作物有油菜、花生、芝麻、
22、向日葵、胡麻、茄子、红花、油茶、油棕、等食用油料作物和蓖麻，油桐等工业用油作物。（6）糖料作物：主要有甘蔗和甜菜，甘蔗主要在南方，北主为甜菜，制糖工业原料，提供食用糖。（7）嗜好类作物：（刺激性作物）：主要有烟草、茶叶、咖啡、可可等。（8）其他作物：主要有桑、橡胶、香料作物（薄荷、花椒等）及编织原料作物（席草、芦苇等）。3.饲料及绿肥作物：（9）饲料及绿肥作物：豆科中常见的有苜蓿、苕子、紫云英、草木犀、田菁、三叶草、沙打旺等，禾本科中常见的有黑麦草、雀麦草等，其他如红萍、水胡芦，水浮莲等也属此类。这类既可用于家畜的饲料也可以用于改土肥田。4.药用作物：（10）药用作物：药用作物主要提供中草药原
23、料。种类繁多，栽培上常见的有三七、天麻、灯盏花、南药、枸杞、当归、黄莲、人参、甘草、半夏、红花、百合、茯苓、灵芝、板兰根等。（四）按农业生产特点分类1.按播种期可分为：春播作物、夏播作物、秋播作物、冬播作物。2.按收获期可分为：夏熟作物、秋熟作物夏季作物春夏播种、秋冬收获。如水稻、玉米等。3 按栽培季节分为 （大春作物）冬季作物秋冬播种、次年春夏收获。如小麦，蚕豆等。（小春作物）4.按播种密度和田间管理可分为：密植作物和中耕作物。5.按耕地种类可分为：旱地作物和水田作第二章 作物的生长发育第一节 作物生长与发育的特点一、作物生长与育的概念作物的生长和发育是作物一生中的两种基本生命现象，它们是相
24、互联系而又有区别的生命现象。1.生长：是指作物个体、器官、组织和细胞在体积、重量和数量上的增加，是一个不可逆的量变过程，它是通过细胞的分裂和伸长来完成的。作物的生长既包括营养体的生长也包括生殖体的生长。2.发育：发育是作物一生中，其结构、机能的质变过程，它表现在细胞、组织和器官的分化，最终导致植株根、茎、叶和花、果实、种子的形成。3.生长和发育的关系：生长和发育二者存在着既矛盾又统一的关系。首先，生长和发育是统一的：生长是发育的基础，停止生长的细胞不能完成发育，没有足够大小的营养体不能正常繁殖后代。例如，水稻的基本营养生长期，即水稻必须经过一定时间的营养生长后，才能在高温短日诱导下产生花芽分化
25、，否则，不经过一定的营养生长期，外界条件满足也不会发育。发育又促进新器官的生长（生长方式又受发育的影响）。作物经过内部质变后形成具备不同生理特性的新器官，继而促进了进一步的生长。其次，生长和发育又是一对矛盾，在生产实践上经常出现两种情况：生长快而发育慢：有时营养生长过旺的作物往往是影响开花结实，如“贪青晚熟”。生长受到抑制时，发育却加速进行，例如在营养条件不良条件下，作物提早开花结实，发生“早衰”。因此，要实现农作物产品的高产优质，必须根据生产的需求，调节控制作物的生长发育过程和强度。二、作物生长的一般过程1.S 形生长过程无论是作物群体、个体，还是器官、组织乃至细胞，当以时间为横坐标，它们的
26、生长量为纵坐标时，它们的生长发育都遵循一条“S”形曲线的动态过程，即作物的个别器官、整个植株的生育以及作物群体的建成和产量的积累均经历前期较缓慢、中期加快、后期又减缓以至停滞衰落的过程。这个过程遵循 S 形生长曲线，可将其划分为 5 个时期：初始期；作物生长初期，植株幼小，生长缓慢。快速生长期：植株生长较快，生长速率不断加大，干物质积累与叶面积成正比。生长率渐减期：随着株植生长，叶面积增加，叶片互相荫蔽，单位叶面积净光合速率随叶面积的增加而下降，生长率渐减小。但是由于这时期叶面积总量大，单位土地面积上群体的干物质积累呈直线增长。稳定期：叶片衰老、功能减退，干物质积累速度减慢，当植株成熟时，生长
27、停止，干物质积累停止，趋于稳定。衰老期：部分叶片枯萎脱落，干物质不但不增加，反而有减少趋势。2.S 形生长进程理论的应用研究作物的生育进程，对于作物生产有着重要的实际意义。第一，各种促进或抑制生长的措施，都应在生育最快速度到来之前应用。例如：用矮壮素控制小麦拔节，应在基部节间尚未伸长前施用，否则达不到矮壮。第二、同一作物的不同器官通过生育周期的步伐不同，生育速度各异，在控制某一器官生育的同时，应注意到这项措施对其他器官的影响。例如：拔节前对水稻施有效性氮肥，虽然能对早、中稻的穗形大小或稻的小花分化起促进作用，但同时也能促使基部 12 个节间伸长，易引起以后植株倒伏。第三、作物生育是不可逆的，在
28、作物出苗至成熟的整个过程中，应当密切注视苗情，使之达到该期应有的长势长相。因为任何器官一经形成，便无法补救。 另外，S 形曲线可以作为检验作物生长发育过程是否正常的依据之一。如果在某一阶段偏离了 S 形曲线轨迹，或未达到，或超越了，都会影响作物生育进程和速度，从而最终影响产量。三、作物生育期与生育时期（一）作物的生育期1.作物生育期的概念在作物栽培实践中，把从作物出苗到成熟之间的总天数，即作物的一生，称为作物的全生育期。具体地讲，生育期的概念可以分为两类：一般以种了或果实为播种材料和收获对象的作物，其生育期是指种子出苗到新的种子成熟所持续的总天数。其生物学的生命周期和栽培学的生产周期相一致的。
29、以营养器官为播种材料或收获对象的作物（如甘薯、马铃薯、甘蔗）生育期是指播种材料出苗到主产品收获适期的总天数。2.影响生育期长短的因素作物生育期的长短，主要是由作物的遗传特性和所处的环境条件决定的。具体来讲，影响生育期长短的因素有：（1）品种：同一作物的生育期长短因品种而异，有早、中、晚熟之分。早熟品种生育期短，晚熟品种生育期长，中熟品种介于二者之间。（2）温度：一定的高温可加速生育过程，缩短生育期。例如，相同的品种在不同的海拔高度种植（温度不同）生育期也会发生变化。（3）光照：随作物对光周期的反应不同而异。例如：对于长日照作物，光照时间长，生育期缩短，光照时间短，生育期延长。对于短日照作物（水
30、稻）光照长，生育期延长，光照短，生育期缩短。（4）栽培措施：栽培措施对生育期也有很大的影响。水、肥条件好，茎叶常常生长过旺，成熟延迟，生育期延长；土壤缺少 N 素，则生育期缩短。3.作物生育期与产量一般情况下，早熟品种单株生产力低，晚熟品种单株生产力高，但这也不是绝对的，对于一季作物而言，生育期长的品种比生育期短的品种高，但对于一年来看并不是生育期长的品种相互搭配就高产。（二）作物的生育时期1.生育时期：指作物一生中其外部形态呈现显著变化的若干时期。2.生育时期的划分：作物一生中可以划分为若干生育时期，目前，各种作物的生育时期划分方法尚未完全统一。现把主要作物的生育期时期的划分介绍如下： 稻麦
31、类：出苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、成熟期玉米：出苗期、拔节期、大喇叭口期、抽穗期、吐丝期、成熟期豆类：出苗期、分枝期、开花期、结荚期、鼓粒期、成熟期油菜：出苗期、现蕾期、抽苔期、开花期、成熟期马铃薯：出苗期、现蕾期、开花期、结薯期、薯块发育期、成熟期、收获期甘蔗：发芽期、分蘖期、蔗茎伸长期、工艺成熟期为了更详细地进行记载，还可以将个别生育期划分更细一些，比如，开花期可以分为：始花期、盛花期、终花期。 成熟期可以分为：乳熟期、蜡熟期、完熟期。另外，当前对生育时期的含义有两种不同的解释，一种是把各个生育时期视为作物全田出现显著形态变化的植株达到规定百分率的起始时期（某一天）；另一
32、种是把各个生育时期看成形态出现变化后持续的一段时期，并以该时期始期至下一生育时期始期的天数计（一段时期）。第二节 作物的器官建成一、种子萌发1.种子的概念种子的含义在农业生产上的概念和植物学上的概念有所不同，植物学上的种子是指由胚株受精后发育而成的有性繁殖器官，通常须经配子体所产生的雌雄配子的融合作用而形成，是有性过程的产物。而农业生产上的种子含义更广，即作物学生产上所说的种子是泛指用于播种繁殖下一代的播种材料。它包括植物学上的三类器官：第一类：真种子，植物学上所指的种子，它们都是由胚珠发育而成的。如豆类、油菜等。第二类：类似种子的果实，它们是由子房发育而成的果实。如禾本科的颖果。第三类：进行
33、无性繁殖的根茎类。如甘薯（块根）、马铃薯（块茎）、甘蔗（茎节）等。2.种子萌发及其条件：种子发芽首先决定于自身是否具有发芽能力即生理条件，包括种子的休眠、种子的新陈度、种子的饱满度等。其次是外界条件，包括水分、温度和空气：水分：是种子萌发的首要生态条件，当种子细胞内自由水增多时，才有可能种子中部分贮藏物质变为溶液，同时使酶的活性增强，并起到催化作用，因此水分是种子萌发的首要外界条件。温度：种子萌发需要适宜的温度，因为种子萌发过程有一系列酶的参与下进行的。不同作物种子发芽的温度三基点不同。如水稻：1012（最低） 3037（最适） 4042（最高）小麦： 35 1531 3043玉米： 510
34、3235 4045氧气：种子在发芽时，呼吸作用加强，而且酶的活性也需要氧气。因此，氧气是种子萌发的必要条件。此外，有的种子萌发还需光照，例如烟草和莴苣种子。3.种子的休眠种子休眠：有的作物的新鲜种子虽具有生活力，在适宜的环境条件下却不能发芽，这种现象称作休眠。种子休眠的原因：种子休眠的在因有多种，大致可分为 3 种类型：a.胚的后熟；即种子收获或脱落时，胚组织在生理上尚未成熟，因而不具备发芽能力。对于这类种子可通过低温处理或水分处理，促进后熟使之发芽。b.硬实（种子透性不良）：种了在成熟时变得硬实，种皮不透水、不透气，因而不发芽。如绿豆、大豆等。一般采用机械磨伤种皮的方法或用酒精、浓硫酸等化学
35、物质处理，使种皮溶解，增强其透性。c.发芽抑制物质：种子休眠的重要原之一是果实的种子中含有某种抑制发芽的物质，致使种子不能发芽，可用高温处理、浸水清洗，此外可用赤霉素、乙烯等植物激素处理。二、根的生长（一）作物的根系：作物的根系是由初生根、次生根和不定根生长演变而成。作物根系可分为两类，一类是单子叶作物的根，属须根系，如禾谷类作物的根系；另一类是双子叶作物的根，属直根系，如豆类、油菜、花生等。1.单子叶作物的根系（须根系）初生根：种子萌发时由胚根直接长出来的根，水稻、玉米初生须根系 根为 1 条，小麦大麦的初生根为 37 条。次生根：由地表下密集茎节（基部茎节）上长出的根。2.双子叶作物的根系
36、（直根系）主根（一条）直根系 侧根（二）根的生长1. 根的生长禾谷类作物根系，随着分蘖的增加根量不断增加，并且横向生长显著，拔节以后转向纵深伸展，到孕穗或抽穗期根量达最大值，以后逐渐下降。禾谷类作物的根系以次生根（节根、不定根）为主要构成部分，在幼苗有 13 片叶时，从芽鞘节开始，然后第一节、第二节-依次向上长出不定根（节根、次生根），直至拔节后节间伸长伸出土面，地上节不与土壤接触，一般不发生不定根，但是玉米高要等近地面的茎节上常发生一轮或数轮较粗的节根，也叫支持根（气生根），它们也属不定根。胚根的生长是依靠根尖分生组织分裂细胞及其新细胞伸长的作用，胚根不断伸长下扎发育成初生根。次生根是从茎节
37、上分化根原基经过细胞分裂、伸长出次生根。双子叶作物生长前期，主根生长较快，下扎也较深。就根系大小和重量的增长来说，也同地上部分相似，前期增长较慢，中期加快，后期又减缓下来。2.影响根系生长的条件：土壤阻力：土壤疏松，阻力小，有利于根系生长。土壤水分：根系有向水性，根系入土深浅与土壤水分很大的关系。如水稻根系较浅，旱地作物根系较深，总之水分过少或过多都不利于根系生长，但一般土壤水适当的干旱，有利于根系向纵深伸展。土壤养分：作物根系有趋肥性，在肥料集中的土层中，一般根系比较密集，施 N 有利于茎叶生长，施P、K 却促进根系生长。土壤氧气：作物根系有向氧性。因此，土壤通气性良好，是根系生长的必要条件
38、。水稻之所以能够生活在水中，是由于连结叶、茎、根的通气组织比较发达的缘故。土壤温度：土壤温度过高或过低不在利于根的生长，适温 2030。（三）根系的功能（作用）1.不同层次根系，从不同角度深入土中，起支柱作用。2.吸收水分和养分并起着输导系统的作用。3.合成物质，如生长素、细胞分裂素、核酸等物质都在根中合成后输送到地上部分，根系越多，合成物质越多。4.地上部收割之后根系留在土中，增加土壤有机质。5.有些作物的根有大量贮存养分的作物，如甘薯、萝卜。6.根可作为繁殖器官，如甘薯、木薯等。三、茎的生长（一）单子叶作物的茎（禾谷类作物）1.形态结构：禾谷类作物的茎多数为圆形，大多中空，如稻、麦等。有的
39、为实心，如玉米、甘蔗等。茎秆是许多节和节间组成，节上着生叶片。禾本科作物茎节分为两种：一种是节间伸长不显著的基部茎节，密集于土内靠近地表处，称为分蘖节，其上着生的腋芽在适宜的条件下能萌发成为新茎，即分蘖。另一种是节间显著伸长，拔节后伸出地面的上部茎节，称为伸长节，其上各节叶腋所着生的腋芽在一般情况下不萌发而处于休眠状态。2.单子叶作物茎的生长：禾谷类作物地上部节间主要靠每个节间基部的居间分生组织的细胞进行分裂和伸长，使每个节间伸长而逐渐长高，其节间伸长方式为居间生长。各节间的伸长有一定的顺序性和重叠性，即当基部第一节间伸长接近固定时，第二节间加快伸长，当第二节间伸长接近固定时，第三节间加快伸长
40、，依此类推，节间伸长自下而上呈波浪式推进。在作物生产上，当基部第一节间伸长达 12cm 时称为拔节。（二）双子叶作物的茎枝：双子叶作物的茎都为实心，由节和节间组成，其主茎每一个叶腋有一个腋芽，可长成分枝，从分枝上再可以长成分枝。其分枝有两类，一类是分枝性强的，如豆类、油菜，分枝对产量构成有较大作用，栽培上要促进分枝早且多发；另一类是分枝性弱，如烟草，分枝对产量和品质反而不利，栽培上要抑制其发生。双子叶作物的茎，主要靠茎尖顶端分生组织的细胞分裂和伸长，使节数增加，节间伸长，植株逐渐长高，其节间伸长的方式为顶端生长。（三）茎枝的功能茎枝有支撑叶、穗或果实生长的作用。茎枝是连接根、叶、花或果实的运输
41、通道，起着转移水分、养分的输导系统的作用。绿色幼嫩茎、枝同时具有合成有机养料的作用。茎枝是临时贮存养料的器官。沼泽作物的茎、枝有通气功能。茎可作为繁殖器官，如甘蔗、马铃薯、（块茎）（四）影响茎、枝（分蘖）生长的因素高产栽培对稻、麦等分蘖作物要求有一定的茎蘖数成穗。对油菜、大豆等分枝作物要求有一定的分枝数。作物的分蘖、分枝习性因不同种及品种而异，同时受环境条件的影响也很大。1.种植密度：总的来说，稀植分枝、分蘖数多，密植分枝、分蘖少且弱。2.肥料：增施底肥和苗肥，有促进分蘖和分枝的作用。3.种和品种的影响：水稻分蘖能力强，单株可达数百个分蘖；玉米一般不发生分蘖；小麦不同品种分蘖不同，如冬性品种比
42、春性品种分蘖力强。四、叶的生长1.叶的形态：禾本科作物的叶一般包括：叶片、叶鞘、叶耳、叶舌。双子叶作物的真叶包括：叶片、叶柄、托叶。2.叶的生长：叶起源于茎尖基部的叶原基，在茎尖分化成生殖器官前，可不断分化出叶原基。因此茎尖周围通常包围着大小不同、发育程度不同的多个叶原基和幼叶，当叶原基形成雏形时，叶茎尖的各个部分已分化完毕，之后，叶的生长则有赖于细胞的分裂和细胞的增大。一片叶的生长过程是先形成叶尖，而后由上而下形成整个叶片。3.叶片生长的特征：（1）出叶速度：指作物主茎发生新叶的速度，常用主茎发生一片新叶所需的天数表示。（2）叶片数目a.每一种作物的主茎叶片数是比较稳定的（是品种特性）b.在
43、同一地区，同一品种中，除播种期显著推迟而使叶片数稍有减少外，一般很少发生变化，但如果条件改变，从而影响生育加快，则叶数减少，延迟则增加。c.主茎叶片数与品种生育期长短有直接关系，通常晚熟品种比中早熟品种多。例如：早稻 1013 叶，中稻 1415 叶，晚稻 16 叶以上。由于每个品种主茎叶片数相对稳定，所以栽培上常以当时田间植株主茎出叶数（叶龄）作为看苗诊断，因苗管理的主要依据之一。（3）功能期：叶从开始输出光合产物到失去输出能力所持续时间的长短称为叶的功能期。禾谷类作物叶的功能期为叶片定长到 1/2 叶片变黄所持续的天数。双子叶作物为叶片平展开始至全叶 1/2以上变黄为止。叶片的功能期因作物
44、种类、叶位及栽培条件而不同。（4）叶层分组禾谷类作物的叶片，根据其出生先后和着生部位，大致可分为下、中、上三层即三组。各组叶片作用也不相同,一般认为，下层叶片其光合产物供给根系、分蘖、幼叶等营养器官生长为主；中层叶片供给茎秆、穗的生长；上层供给结实器官。（5）叶面积指数在作物生产中，通常要考虑单位土地面积上所有叶面积的大小 ，其与产量相关，因此，用叶面积指数来表示叶面积的大小。叶面积指数是指作物群体的总绿色叶面积与该群体所占据的土地面积的比值，即：作物群体的叶面积指数因时间而变化，作物出苗后，随着植株的生长发育，叶面积指数增大，大约在群体最繁茂的时候，叶面积指数达到最大值，而后又随着部分叶片老
45、化变黄或脱落，叶面积指数减小。叶片是作物进行光合作用的最主要器官，叶片面积大则光合产物多，但并不是叶面积越大，光合产物就越大，因为叶片过多，LAI 过大，叶片间互相遮荫，光照不足，造成倒伏，落花落夹及减少光合面积，因此，一定的作物都存在一个最适叶面积指数，最适叶面积指数是指当多数叶片处于光饱和点的光强之下，最底层叶片又能获得大约二倍于光补偿点的光强时，作物群体的物质生产可望达到最大值，此时的叶面积指数被认为是最适叶面积指数。最适叶面积指数的大小同生产水平、作物种类和品种而异。4.影响叶生长的因素：叶的分化、出现和伸展受温、光、水、矿质营养等多种因素影响。5.叶的功能：进行光合作用，合成有机物质
46、的主要四官。进行蒸腾作用的主要四官。（降温，吸收养分，运输动力）具有直接吸收水分和无机盐溶液的功能。五、生殖器官的建成作物的一生，不仅要生长出根、茎、叶等营养器官，而且在生长到一定时期，还会分化、长出花芽、雌雄蕊等生殖器官。生殖器官也上从顶端分生组织分化而成的。第三节 作物生长的一些相关一、营养生长与生殖生长的关系1.营养生长和生殖生长的概念作物生长即包括营养体的生长也包括生殖体的生长。作物营养器官根、茎、叶的生长称为营养生长。作物生殖器官花、果实、种子的生长称为生殖生长。营养生长和生殖生长通常以花芽分化（稻分化）为界限，把生长过程大致分为两段。花芽分化之前属于营养生长，之后则属于生殖生长期。
47、但是营养生长和生殖生长的划分并不是绝对的，因为作物从营养生长过渡到生殖生长之前，均有一段营养生长与生殖生长同时并进的阶段。2. 营养生长和生殖生长的关系营养生长期是生殖生长期的基础。营养生长是作物转向生殖生长的必要准备。如果没有一定的营养生长期，通常不会开始生殖生长。因此，营养生长期生长的优劣，直接影响到生殖生长的优劣，最后影响到作物产量的高低。一般地说，具有根深叶茂，才能穗大粒满。但是作物营养生长期过旺或过弱，都会影响生殖生长，因而产量不高。营养生长和生殖生长并进阶段，彼此间会存在相互影响和相互竞争的关系。例如，小麦在拔节时，茎杆在伸长，幼穗也在发育时期。这时叶片制造的光合产物和根系吸收的营
48、养物质既要满足茎秆的生长，又要保证幼穗发育的需要。因此，这时增施孕穗肥和适当灌水，有良好的增产效果。但是如果施肥灌水过多，则造成茎叶徒长，植株倒伏，籽粒反而不易饱满。3.营养生长和生殖生长的调控营养生长和生殖生长是相互影响，又相互竞争的关系，因而在生产协调好二者之间的关系是十分重要的。但由于各种作物收获对象不一样，在促控植株的生长发育，调节营养生长和生殖生长的关系也就不一样。以果实，种子为收获对象的作物（稻、麦、玉米、油菜等）开花前重点培育壮苗，使营养生长良好，搭好丰产架子为生殖生长做好物质准备。但防止生长过旺，否则就会出现“好禾无好谷”。以营养器官为收获对象作物（甘暮、马铃暮）生长前期茎叶生
49、长为主，生长后期块根、块茎生长为主，因此要促控结合，前期要促茎叶生长良好，后期要控制茎叶疯长，否则消耗养分过多，不利块茎形成。茎用作物（甘蔗）在营养生长期要尽量利用肥水条件促进茎的伸长，从而达到高产目的。要促进早分蘖 ，控制迟分蘖，因为早分蘖能成为有效茎能增加产量而迟分蘖很难成有效茎，因为受到主茎和早分蘖的影响，控迟分蘖是防止徒耗养分，影响主茎和早分蘖的生长。叶用作物(烟草)前期保证植株良好生长，后期控制生殖生长，即封顶打权。二、地上部生长和地下部生长的关系作物的地上部分（也称冠部），包括茎、叶、花、果实、种子；地下部分主要是指根，也包括块茎、鳞茎等。作物的地上部分生长与地下部分生长有密切关系，即通常说的“根深才能叶茂”、“壮苗先壮根”，根系生长不好，则地上部的生长会受到很大影响；相反，地上部的生长对根系的生长也重要作用。1.根系与地上部器官之间的生长关系根系生长依靠茎、叶制造的光合了物，而茎叶生长又必须依靠根系所吸收的水分、矿质营养和其他合成物质（细胞分裂素、赤霉素、脱落酸）。他们之间物质交换是通过茎节的维管来
