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【导语】2024年10月新疆自考02676《作物栽培生理》章节串讲：作物的生育生理与调控（第二章）：

第二章  作物的生育生理与调控

学习目的与要求

通过本章的学习,考生应全面了解作物生长发育的基本规律，生长发育与环境条件的关系;了解生长发育过程中的主要生理、形态指标;理解单子叶、双子叶作物各营养器官和生殖器官的生长发育特点及相互关系;基本掌握作物生长分析方法、作物春化现象、光周期现象的原理、作物器官的生长关系,生育规律的调控原则及其在生产上的应用。

[内容提要]

第一节  作物的生长发育

一、生长和发育的概念

生长是指作物体积和重量上的不可逆的增长过程,是通过细胞分裂和伸长增大来完成的,包括营养体生长和生殖体生长。发育是指作物一生中,其结构、机能的质变过程,常与性质不同的新器官分化有关,是细胞、组织、器官的分化,最终导致根、茎、叶和花、果实、种子的形成过程。

二、营养生长与生殖生长的关系及其调控

1.营养生长和生殖生长的概念

营养生长是指作物营养器官即根、茎、叶的生长。生殖生长是指生殖器官即花、果实、种子的生长。以花芽分化(穗分化)为界,把生长过程分为2段,花芽分化前为营养生长期,之后则属生殖生长期。

2.营养生长与生殖生长的关系

营养生长是作物转向生殖生长的必要准备。只有营养生长良子,生殖生长才能良好发育。同时,营养生长与生殖生长又在相当长的时间里交错在一起,彼此之间不可避免地相互影响,双方之间的各中竞争也较强烈。因此,凡是影响营养生长的因素必然影响生殖生长

3.营养生长与生殖生长的调控

栽培作物的收获对象是不同的,有的收获生殖器官,有的收获营器官。由于收获对象的不同,在促控植株生长发育,调节营养生长生殖生长方面就要因作物而异。

第二节  作物的生长生理

一、根的生长

1.单子叶作物的根系

2.双子叶作物的根系

3.根系在土壤中的分布

4.影响根系生长的因素

二、叶的生长

1.叶的形态

2.叶的分化

3.叶片的大小、数目和功能期

4.叶层分组：禾谷类作物叶层分组、双子叶作物叶层分组

5.影响叶生长的一些因素

6.与叶片有关的几个生理指标

(1) 叶面积指数

概念

测定方法：鲜重法、纸样称重法、求积仪法、长x宽系数法

(2)光合势:指单位土地面积上,在作物全生育期或某一阶段育期有多少平方米叶面积在进行干物质生产。

三、茎的生长

1.单子叶作物的茎

2.双子叶作物的茎

3.影响茎、分蘖(分枝)生长的因素

四、作物的倒伏问题

倒伏可分为根倒伏和茎倒伏2类,也可分为茎倒、节倒和根倒种,或分为挫折型、弯曲型、扭转型和开张型4种。倒伏的原因很多刮风、土壤过湿、种植过密、播种过稀等都能诱发倒伏。

五、作物的生长分析及其应用

1.作物生长分析原理及生长分析法

(1)作物生长分析原理:作物个体和群体的生长与繁殖过程均按逻辑斯蒂曲线的生长模式进行。一般,干物质积累有缓慢增长期迅速增长期和减缓停滞期3个阶段。作物干物质的增长可用公式W = W・e表示。

(2)作物生长分析法:结合作物干物质增长和叶面积消长来分析作物生育进程的方法。其特点:一是在测定干物质增长的同时,测定光合作用的叶面积,即与光合作用的生理功能密切结合,从而超越生育特性与丰产性的简单关系,深入到生态生理功能的因果关系;是不同类型或不同品种的作物在不同栽培条件下的生理差异,均可用生长分析法进行比较分析。

①相对生长率:作物的生长呈指数生长,即在生长过程中,株体越大,生产效能越高,所形成的干物质也越多

②净同化率:单位叶面积在单位时间内的干物质增加量

③叶面积比率:叶面积与植株干物质质量之比,即单位干物质质量的叶面积

④作物生长率:单位时间在单位土地面积上所增加的干物质质量

2. 作物生长分析的应用

第三节  作物的发育生理

一、作物生殖器官的分化发育

1.花器的分化和发育

(1)禾谷类作物的穗分化和发育

圆锥花序的分化发育：

枝梗分化期

小穗分化期

花粉母细胞形成期

花粉母细胞减数分裂期

花粉形成期

穗状花序的分化发育：

生长锥伸长期

穗轴节分化期

小穗分化期

小花分化期

性细胞形成期

双子叶作物的花芽分化和发育：

花萼形成期

花冠和雌雄蕊形成期

花粉和胚囊母细胞形成期

成数分裂期

还囊和花粉形成期

2.开花和传粉

(1)开花习性,就一个花序而言,开花顺序：

下部先开,然后向上

中部先开,然后向上向下

上部先开,然后向下

(2) 传粉方式,就一个花序而言,传粉方式：

自花粉方式

异花粉方式

常异花粉方式

3. 结实

(1) 禾谷类作物的结实过程

籽粒形成期

乳熟期

蜡熟期

完熟期

(2)双子叶作物的结实过程

棉花结实过程

油菜结实过程

花生结实过程

二、作物对温度的感应

1.作物生长、发育的基本温度

作物在生长过程中,对温度的要求有最低点、最适点和最高点之分,此称为温度三基点。

2.春化现象

(1)春化作用的概念;

(2)春化作用的温度条件

春性型温度条件

半冬型温度条件

冬性型温度条件

(3)春化作用与器官建成和生理反应。

3.积温与作物生产

(1)积温的概念;

(2)正积温和负积温;

(3)积温与作物生产。

三、作物对光的感应

1.光周期现象的概念

作物开花对白天黑夜轮回交替的日照长度的感应称为光周期现根据对光周期反应的不同,将植物分为以下4类:

(1)长日性植物;

(2)短日性植物;

(3)中间性植物;

(4)定日性植物。

2.作物光照阶段发育所需的光照条件

(1)反应迟钝;

(2)反应中等;

(3)反应灵敏。

3.作物的光照阶段与器官建成和温光互作效应

4.光周期反应在作物栽培上的应用

(1)纬度调节;

(2)播期调节;

(3)育种应用。

第四节  作物生育的一般进程及器官间生长关系

一、“S”型生长进程

1.“S”型生长曲线

作物个体的生育以及作物群体的建成和产量的积累均有前期较缓慢、中期加快、后期又减缓至停滞衰落的过程,整个过程遵循一条“S”型曲线。作物自种子萌发至收获,通常可分为5个阶段:

(1)初始期;

(2)快速生长期;

(3)生长率渐减期;

(4)稳定期;

(5)衰老期。

2.生育进程理论的应用

(1)各种促控措施都应在生育最快期到来之前应用;

(2)同一作物的不同器官通过生育周期的步伐不同,生育速度也不一致。在控制某一器官生育的同时,应注意这项措施对其他器官的影响;

(3)作物生育是不可逆的。

二、禾谷类作物营养器官的生长关系

1.主茎叶龄和分蘖出生的关系

2.叶片、叶鞘、节间伸长的关系

3.地上部器官与地下部器官生长的关系

三、禾谷类作物穗分化与外部形态的关系

四、双子叶作物器官间的生长关系

第五节  作物生育规律的调控

一、对作物营养器官的调控

二、对作物生殖器官的调控

三、植物激素和生长调节剂

1.植物激素及其生理功能

植物激素共有5大类:即生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸,前3类具有显著的促进生长发育的作用,而脱落酸是抑制生长的物质,乙烯则促进器官的成熟。

(1)生长素:广泛分布于植株体内,正在生长的各个器官含量较高,衰老组织或器官中较少。

其主要功能：

促进生长和细胞伸长

维持顶端优势,抑制侧芽生长

调运营养物质

(2)赤霉素:主要产生在幼芽、幼根和未成熟种子中。其主要生理功能是促进植物整株的生长。

(3)细胞分裂素:主要分布在植物的茎尖、根尖、形成层及未熟的种子、萌发的种子及发育的果实中。

其主要功能：

促进细胞分裂、组织分化和形态建成

对茎和根的伸长有抑制作用,对其增粗有促进作用

能增加蛋白质的合成,从而延缓衰老

(4)乙烯:在受伤的组织和成熟的果实中含量较高。主要功能是抑制茎、根、叶的伸长,影响发育、种子休眠、萌发、开花及性别分化,促进早衰和脱落,也促进成熟。

(5)脱落酸:主要分布在叶、芽、果实、种子和块茎中。主要功能是抑制生长、促进器官脱落和休眠。

2.植物生长调节剂及其作用

植物生长调节剂是指人工合成的、具有植物激素生理功能的生长调节物质。

(1)生长素类

吲哚类化合物:促进扦插生根、形成无籽果实和防止脱落

萘酸类化合物:具有防止果实脱落的作用

苯酚化合物:促进发芽和生长,防止落花落果,还可作为除草剂抑制杂草生长

(2)赤霉素类:主要用于促进生长,打破种子休眠,促进单性结实和防止落花落果等。

(3)细胞分裂素类:主要用于诱导组织分化,促进果树坐果,改变果形及防止衰老,维持绿色等。

(4)乙烯发生剂和乙烯发生抑制剂:乙烯发生剂影响细胞分裂，控制顶端优势及性别分化,促进果实成熟和果梗松动,便于机械化采收等。

(5)生长抑制剂和生长延缓剂:

①三碘苯甲酸:阻碍生长素和赤霉素的运输,导致生长素局部积累,抑制顶端优势,促进侧枝萌发,矮化植株,粗壮茎杆,诱导花芽形成;

②整形素:通过抑制顶端分生组织细胞的分裂而达到整形;

③青鲜素:对细胞分裂、伸长有抑制作用,可促茎、枝成熟,并可抑制马铃薯、洋葱、大蒜等的抽芽、抽薹等,亦可作玉米等的杀雄剂;

④缩节安:影响内源激素系统,控制植株生长发育;

⑤矮壮素:促使植株矮化,茎杆变粗,防止徒长等;

⑥多效唑:可有效控制生长和矮化株型,促进开花及果实生长，使叶色浓绿,从而降低蒸腾和提高耐寒力等。

3.植物生长调节剂的应用

(1)在大田作物中的应用：

促进发芽

防止穗粒萌发

壮苗、促进分蘖

调整株形

促进抽穗、开花、结果

促进成熟

提高产量

便于机械化采收

(2)在果树生产中的应用:

①在繁殖中的应用:打破休眠,促进发芽,促进插条生根,促进嫁接伤口愈合;

②营养生长的调控:促进生长,抑制生长,代替人工整枝;

③促进或抑制花芽形成:促进花芽形成,抑制花芽形成;

④促进坐果与疏花疏果:促进坐果,促进果实生长,防止生理落果,疏花疏果,促进果实松动;

⑤促进或延缓果实成熟。

(3)在蔬菜生产中的应用:

①促进扦插生根;

②控制休眠;

③调节生长;

④防止落花落果;

⑤控制瓜类性别;

⑥防止脱帮;

⑦控制抽薹开花;

⑧催熟果实;

⑨采后保鲜。

(4)在花卉生产中的应用:

①控制菊花植株;

②促进花木插条生根和改变造型。

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