作物栽培学教案（全）

作物栽培学教案

第一章概论第一节绪言一、作物生产在国民经济中的地位农业是国民经济的基础，这是由于农产品具有特殊的使用价值，是人类生存最基本、最必须的生活资料。作物生产又是农业生产的基础，这是由于作物生产不但直接供给人类所需的生活资料，而且还要供给农业中的畜牧业、渔业等所需的饲料。可见，作物生产的发展对整个国民经济的发展和社会的稳定均起着十分重要的作用，作物生产的产品数量和质量关系到我国十几亿人吃饭穿衣的大事，与人们物质生活水平的提高息息相关。作物生产的地位和作用主要表现在以下几个方面。（一）人民生活资料的重要来源古人曰：“人之情不能无衣食，衣食之道必始于耕织”，可见农业生产是人类生存之本，衣食之源。我国是世界第一人口大国，解决吃饭问题是头等大事，人民生活中所消费的粮食、水果、蔬菜几乎全部由作物生产提供。穿衣在人民基本消费方面也占有重要的地位。目前，我国服装原料的80%来自作物生产，合成纤维仅占20%左右。随着人类生活水平的提高，资源可持续利用和环保安全意识的加强，人们将会越来越喜欢可以再生的、经济的植物纤维。由此可见，作物生产具有举足轻重的地位和作用。（二）工业原料的重要来源农产品为工业生产提供了重要的原材料。目前，我国约40%工业原料、70%的轻工业原料来源于农业生产。随着我国工业的发展和人民消费结构的变化，以农产品为原料的工业产值在工业产值中的比重会有所下降，但有些轻工业，如制糖、卷烟、造纸、食品等的原料只能来源于农业，且主要来自作物生产业，所以农产品在我国工业原料中占有较大比例的局面短期内不会改变。随着人民生活水平的提高，对未加工的农产品的需求将不断下降，对农产品加工品的需求会不断增加，也就是说，目前人们直接消费的某些农产品今后需要加工后才能进入消费。可以预计，在今后一个相当长的时期内，我国轻工业的发展仍然受制于农业生产，特别是经济作物的生产状况。因此，发展作物生产业，必将推动我国工业和轻工业的发展，后者的发展反过来必将促进作物生产业进步。（三）出口创汇的重要物资目前，我国工业与世界先进水平还有相当大的差距，在世界市场上的竞争力还较弱，而农副产品及其加工产品在国家总出口额中占有较大的比重。从未来的发展趋势看，农副产品及其加工产品的出口比重会有所下降，但仍将是出口物资的重要来源之一。可见，作物生产在农业增效和农民增收方面起到主要作用。（四）农业的基础产业农业是由种植业、畜牧业、林业和渔业组成。畜牧业和渔业的发展极大程度上依赖于种植业即作物生产的发展。在我国，种植业占的比重最大，是农业的基础，具有举足轻重的地位和作用。虽然，近年来由于养殖业（畜牧业和渔业）的发展，种植业在农业中的比重有所下降。但是，由于我国人口压力大、口粮任务重，加上养殖业的发展在很大程度上依赖于作物生产业提供饲料，因此我国种植业在农业中的比重及其基础地位是不会动摇的。（五）农业现代化的组成部分实现农业现代化是我国社会主义现代化的重要内容和标志，是体现一个国家社会经济发展水平和综合国力的重要指标。作物生产业是农业的基础，没有现代化的作物生产，就没有现代化的农业和现代化的农村。因此，随着社会的发展和科技的进步，作物生产业也会得到现代科技的武装和改造，从而实现作物生产的现代化、科学化和产业化。二、作物生产的特点作物生产以土地为基本生产资料，受自然条件的影响较大，生产的周期较长，与其他社会物质生产相比，具有以下几个鲜明的特点。（一）系统的复杂性作物生产是一个有序列、有结构的复杂系统，受自然和人为的多种因素的影响和制约。它是由各个环节（子系统）所组成，既是一个大的复杂系统，又是一个统一的整体。因此，农学必须用整体观点和系统方法，采用多学科协作，运用多学科知识，采取综合措施，全方位研究如何处理和协调各种因素的关系，以达到高产优质高效，发挥作物生产的总体效益。（二）技术的实用性农学是把自然科学及农业科学的基础理论转化为实际的生产技术和生产力的科学。虽然农学也包括了一些应用基础方面的内容，如作物生长发育、产量形成和品质形成的生理生态规律，但它主要研究解决作物生产中的实际生产问题，所研究形成的技术必须具有适用性和可操作性，力争做到简便易行、省时省工、经济安全。（三）生产的连续性作物生产的每一个周期内，各个环节之间相互联系，互不分离；前者是后者的基础，后者是前者的延续。农业生产是一个长期的周年性社会产业。上一茬作物与下一茬作物，上一年生产与下一年生产，上一个生产周期与下一个生产周期，都是紧密相连和互相制约的。因此，农学家要有全面和长远的观点，做到前季为后季，季季为全年，今年为明年，实现持续的高产稳产。（四）生长的规律性农学的研究对象是作物。作物是有生命的生物有机体，在与生态环境相适应的长期进化中，作物生长发育过程形成了显著的季节性、有序性和周期性。首先，不同作物种类具有不同的个体生命周期，如水稻、玉米和棉花等为一年生，冬小麦、油菜为二年生作物。其次，作物个体的生命周期又有一定的阶段性变化，是一个有序的生长发育过程，需要特定的环境条件，如水稻的短日高温特性就是一个典型的例子。第三，由于作物生长发育的各个阶段是有序的、紧密衔接的过程，既不能停顿中断，又不能颠倒重来，因而具有不可逆性。（五）明显的季节性作物生产是依赖于大自然的生产周期较长的社会产业。而一年四季的光、热、水等自然资源的状况是不同的，所以作物生产不可避免地受到季节的强烈影响。由于作物的季节性很强，生产上误了农时，轻则减产，重则颗粒无收。因此，必须合理掌握农时季节，使作物的高效生长期与最佳环境条件同步。（六）严格的地域性地区不同，其纬度、地形、地貌、气候、土壤、水利等自然条件不同，其社会经济、生产条件、技术水平等也有差异，从而构成了作物生产的地域性。因此，作物生产必须根据各地的自然和社会条件，选择适合该地的作物、品种及相应的技术措施，使作物、环境、措施达到最佳配合，生产出高产优质的农产品。（七）较强的社会性社会的发展，人们的生活离不开衣食住行，而这些都与作物生产有关。农业是国民经济的基础，粮食是人们赖以生存的依据。而农业的发展，粮食产量的提高都离不开作物生产。人均粮食的多少与人们生活水平直接相关：中国人均375kg→突破400kg，美国1559kg，澳大利亚1873kg，加拿大2400kg（7-8kg→1kg肉，12-13kg→1kg瘦肉）。三、作物生产概况（一）世界作物生产概况近年来，世界人口的迅猛增长对农业生产带来巨大的压力和动力。据统计，1975年世界人口为40亿，耕地面积为15.07亿hm2，到1999年仅24年时间，人口已增加到了60亿，耕地面积却减少到了13.13亿hm2。各国都十分重视依靠科技进步提高复种指数和作物单产来保持农产品总量的增加，以应付人口压力的严重挑战。在农产品的生产中，粮食生产被列为首要任务。1999年粮食作物中收获面积最大的依次为小麦、稻谷与玉米，但总产则依次为玉米、稻谷与小麦；油料作物中，种植面积较大的有大豆、油菜、花生、向日葵；糖料作物中，仍以甘蔗和甜菜种植面积最大；纤维类作物主要是棉花、红麻、黄麻等。世界谷物生产变化情况年份1980199019951996199719981999总产（亿t）15.6519.5218.9620.5020.9620.5620.43面积（亿hm2）7.257.046.957.107.066.956.68单产（kg/hm2）2158277227292885297129593058作物总产的增加主要得益于单产的提高，而单产的提高主要有赖于现代农业科学技术的进步和农业生产条件的改善，特别是下列6个方面的因素起了决定性的作用。1．品种改良近30年来世界主要作物新品种的培育着重于高产、优质和高抗，特别是在矮秆、抗性和品质方面取得了显著进步。许多国家因品种改良在这一期间的累计增产效益在30%以上。目前，世界大多数国家种植的小麦、水稻品种，株高已普遍由以前的110－140cm降为70－110cm，基本解决了过去不耐肥水易倒伏的高产障碍，单产有了显著的提高。此外，杂种优势已在多种作物上得到应用，如玉米、高粱杂交种目前已普及80%以上，水稻、油菜、向日葵等作物也有很大面积的应用。在抗性育种方面，小麦的抗锈病、抗穗发芽、抗寒和抗干热风，水稻的抗稻瘟病、抗白叶枯和抗稻飞虱，玉米的抗大斑病，棉花的抗枯萎病、抗黄萎病和抗棉铃虫等育种都取得了不同程度的进展。在品质改良方面，提高小麦、玉米的蛋白质含量与增加必需氨基酸比例，降低油菜芥酸、硫代葡萄糖苷、亚麻酸含量和提高亚油酸含量等方面均已有较大进展。在品种改良的过程中，遗传育种技术也有了较大的突破。目前，全世界已有1000多种植物通过花粉培养法获得了单倍体植株，其中小麦、水稻、玉米、烟草、马铃薯等10多种作物已由单倍体育成优良品种，其育种年限比常规育种方法缩短了一半以上。植物幼胚离体培养已成为作物育种中克服远缘杂交不实性的有效手段，通过这一途径已获得100多种远缘杂交后代。20世纪60年代以来，迅速崛起的体细胞杂交和基因工程技术，为不同种、属的优良性状结合和基因导入开辟了更为广阔的前景。近年来，转基因技术及分子育种技术发展迅速，目前已有一些转基因作物品种进入生产示范和推广应用。另外，一些作物的茎尖试管苗和脱毒种苗繁殖技术也在良种繁殖上取得显著效益。2．增施肥料与施肥技术据联合国粮农组织估计，30多年来在提高作物产量的诸多因素中，肥料的贡献率要占到30%～60%。目前，大多数国家农田施肥均以化肥为主，这期间世界化肥生产量与作物产量基本呈现同步增长趋势。施入农田的化肥因施用技术不同及多种原因，利用率存在很大差异，发达国家一般在50%～60%之间，发展中国家在30%左右。因此，提高化肥利用率是许多国家多年来的研究重点。例如氮肥深施可有效地抑制氮肥的硝化和反硝化过程，提高肥效20%以上；复合肥和专用肥、科学配方施肥、增施磷钾、控释肥、缓释肥等合理施肥技术的运用也表现了良好的效果。3．扩大灌溉与节水技术1996年全世界灌溉面积比1961～1965年的平均值增加了4.8×107hm2。灌溉面积占世界总耕地的比例为17.5%，生产的作物产量占世界总产量的一半左右。由于水资源在许多国家和地区都很匮乏，节约用水以扩大现有灌溉面积、改善灌溉设施以增加灌溉效益和防止盐渍化等为发展重点。地面灌溉的用水效率差异很大，发达国家为50%以上，而发展中国家仅为25%左右。喷灌、滴灌等高效率的灌水方法，由于成本高、技术难、耗能大，目前仍主要在一些发达国家和一些园艺作物上使用。4．设施栽培在光、热资源不够充裕的地方，温室特别是塑料薄膜温室有了很大的发展，保证了蔬菜和花卉等四季生产。20世纪70年代以来，地膜覆盖栽培发展非常迅速。在纬度或海拔较高的地区、旱地和盐碱地上，由于覆盖地膜克服了地温低、无霜期短和水分不足对产量的限制，增产效果显著。在一般地区，由于地膜覆盖具有防霜、防寒、防草、保温、保水和促进种子发芽等作用，使一些喜温作物的分布区域的纬度向北推移了2～4º，使作物早熟或相当于延长了无霜期10～15d，旱地水分利用率提高了30%～50%。目前，在作物生产中，地膜蔬菜、地膜棉花、地膜花生、地膜玉米、地膜小麦、地膜水稻等在水、热资源受到限制的地区都得到了不同程度的应用。5．作物病虫草害的防治在作物收获前，由病、虫、草害造成的作物产量损失平均为15%～20%，水果、蔬菜和油料作物则往往达25%。农产品贮藏中的病虫损失，在亚洲和非洲的一些国家也常达到收获量的1/5～1/4。综合防治已成为世界大多数国家植保工作的指导方针，但其中化学防治仍是最主要的防治手段。近年来农药应用以高效低毒、低用量、广谱性和选择性为特点。在发达国家中除草剂的用量已占农药使用量的40%～60%，但在发展中国家比例尚很小。选用抗病虫品种被普遍认为是经济有效的途径。目前，世界各国主要农作物的许多原有毁灭性的病害，都已通过抗病育种的方法得到了基本控制，在抗虫育种上也有了不少重大进展。另外，生物防治也日益受到重视。6．高新技术的推广应用农业高新技术种类繁多，有普遍应用推广意义的除基因工程技术外，主要有遥感技术、计算机信息技术和化学调控技术等。遥感技术从20世纪60年代起步，经过70年代的发展，80年代进入了商业应用。农业是遥感技术的应用大户，主要包括作物长势监测和估产、植被识别分类、土地资源调查与制图、自然灾害预测与灾情评估、农业生态系统监测等。随着计算机硬件、软件技术的发展和计算机价格的降低，微型计算机大量进入市场，这一形势正好适合农业经营管理的需要，于是计算机应用日趋普及，并逐步推广到农场范围。近年来，计算机在农业生产上的应用已涉及到农业信息服务、生产管理决策、模拟试验研究等多个领域。利用人工合成的植物生长调节剂来调控作物生长发育的技术，是在发现和研究植物激素的基础上发展起来的新技术。目前，用于不同作物和不同目的的植物生长调节剂已有几百种之多。有些化学调控技术已成为作物生产中一种必不可少的常规技术。随着研究的深入和新产品的开发，化学调控技术必将成为作物生产中的一个重要技术环节。（二）我国作物生产概况新中国成立以来，我国作物生产取得了举世瞩目的成绩，扭转了粮、棉、油等主要农产品供给长期短缺的局面，实现了供求基本平衡。目前，我国栽培面积最大的作物是水稻和小麦，其次是玉米和油料作物；单产和总产最高的作物依次是水稻、玉米、小麦。由于新开垦耕地和复种指数的提高弥补了因工业化、城市化和交通网络建设而减少的耕地，保证了作物生产的播种面积。50年来，作物总播种面积增加了10.7%，其中，经济作物如糖料、油料、烤烟、蔬菜等播种面积有较大幅度的增加。据统计，建国50年来，我国粮食总产从1949年的1.13×108t增加到1999年的5.08×108t，增长了3.5倍，年均增长3%左右。特别是改革开放以来粮食产量增幅较大，年均增加9.67×106t，比改革开放前29年年均增加量多5.27×106t。1999年棉花总产3.83×106t、糖料总产8.33×107t和油料总产2.60×107t，分别是1949年的12.9倍、44.1倍和15.2倍。近几年，我国的谷物、棉花、油菜、花生等作物的总产量位居世界第一位。从单产来看，粮、经作物也有了显著的提高，特别是改革开放以来，提高幅度较大。1999年与1978年相比，小麦增产115%、玉米增产74.0%、稻谷增产59.0%、大豆增产56.9%、薯类增产30.2%、棉花增产128%、油菜籽增产104%、甘蔗增产48.9%、黄、红麻增产92.4%。1949年以来我国作物生产的迅速发展，也主要归功于农业科学技术的进步和作物生产条件的改善，但与世界作物生产的发展相比，又具有一些不同的特点。1．作物品种的改良1949年以来，我国40多种作物育成新品种共计4000个以上，其中通过审定的就有2000个左右。粮食作物已经进行过4～5次良种大更换，每次更换一般可增产10%左右，高的可达20%以上。目前，我国优良品种的覆盖率一般都在90%以上，而且品种更新换代的周期已缩短到3～5年。优良品种的选育途径，包括国外引种、系统育种、杂交育种、杂种优势利用、诱变育种、远缘杂交和生物技术等，在不同时期为作物品种改良做出了显著贡献。近10多年来，生物技术开始向一些作物的育种工作中渗透，但迄今仍以常规育种为主，其中杂交育种和杂种优势利用占2/3左右。2．间、套作多熟制种植技术1949年我国的作物复种指数为128%，1952年为131%，1999年达到155.1%。1999年与1952年相比，虽然耕地面积减少，但由于复种指数的提高，作物总播种面积增加了1.51×107hm2。在20世纪50年代和60年代，北方的黄淮海地区，主要是改一年一熟为二年三熟，南方则改单季稻为双季稻或稻、麦两熟。到70年代，华北的一熟有余、两熟不足地区进一步发展了间、套复种，南方的间、套复种面积也进一步扩大。进入80年代后，多熟制种植方式日趋多样化，种植方式从作物的间、套作发展到粮、经、饲、菜等多元多熟的复合种植模式。3．作物栽培技术作物栽培科学的发展大致经历了4个阶段。第一阶段是20世纪50～60年代初，侧重总结农民劳模的栽培经验，如江苏陈永康单季晚稻“三黄三黑”的看苗诊断，河南刘应祥小麦“马耳朵、驴耳朵、猪耳朵”的叶片诊断等。第二阶段是20世纪60年代中期至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、氮肥深施技术等。第三阶段是20世纪70年代后期至80年代，主要围绕作物规范化、指标化进行综合栽培技术研究，如水稻叶龄指标栽培法、小麦叶龄指标促控法、大豆三垄栽培技术、小麦玉米平播t粮技术等。第四阶段从20世纪80年代末期开始，主要研究作物持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技术、多元高效立体种植模式、作物栽培专家系统等。4．病虫草鼠害防治技术植物保护技术的发展趋势大致为：20世纪50年代以农艺防治为主（包括轮作换茬、耕作和人工防治等），60年代到70年代中期以化学药物防治为主，70年代以后生物防治技术迅速发展，80年代以后进入了单项防治与综合防治并重时期。病虫测报对象从50年代的几种增加到目前的50种以上，地区性测报对象达到100种以上，对重大迁飞性害虫还建立了异地测报网，80年代又增加了鼠情预报。目前，一些重大病虫害如蝗虫、锈病、螟虫等已完全得到控制。近10多年来，由于除草剂的大面积推广，杂草为害程度显著减轻。5．作物生产条件的改善据1952年至1999年的统计，农业机械总动力年平均递增1042万kW，特别是20世纪90年代以来，平均每年递增达2029万kW；农田有效灌溉面积年平均递增2.15%，1998年全国节水灌溉面积已达1.52×107hm2，占有效灌溉面积的28.66%；化肥用量年均递增14.3%。新中国成立以来，在堤防、水库和配套机井的修建以及洼涝、盐碱、渍害低产田及水土流失的治理方面都取得了杰出的成就。目前，已建立了500多个国家级商品粮基地、100多个优质棉基地，极大地改善了基地的生产条件。自1988年实施农业综合开发以来，中低产田改造、荒地开垦及防沙、治沙工作也取得了很大成就。四、作物生产的发展趋势（一）作物生产发展的目标1．生产率目标今后作物生产的中心任务仍是提高耕地的生产力。没有作物产量的大幅度提高则不可能解决饥饿问题及环境问题。农作物产量的提高可来自两个途径，一是通过改善和提高作物的管理水平以及选用抗虫、抗病和抗各种不良环境的品种，从而缩小现实产量与潜在产量的差距；二是通过遗传改良提高作物的产量潜力。利用常规育种、株型改良、杂种优势利用、生物技术等方法可提高产量潜力。提高产量的措施主要依靠综合的栽培管理技术的改进与应用，包括养分管理、水分管理、土壤管理、综合的病虫害防治、作物高产适用种植技术等。2．可持续性目标今后的农作物生产必须建立在可持续发展的基础上，在提高生产率的同时，要保护、改善和合理利用农业环境和资源。要继续发展良种、化肥、灌溉和农药等行之有效的技术，但这些技术必须根据持续性目标进行改进，并开发出新的高产优质高效综合技术。3．营养安全目标国际上关于农产品安全的认识正在发生变化，从单纯注重饮食能量安全转向能量安全和营养安全的结合。因为20世纪90年代初，一些营养学家发现在以往作物品种改良中，没有同步改善营养价值，致使许多品种产量很高，但微量元素含量很低，这些高产作物品种的推广，取代或减少了那些富含铁和其它微量营养的传统作物或品种，致使世界上40%以上的人口已受到微量元素缺乏的影响。今后农作物生产应全面实现产品安全、环境安全和营养安全。4．经济高效目标象其它经济活动一样，作物生产必须服从本身内在的经济规律和市场规律，做到生态、技术、经济上的统一，形成效益型的生产结构。在稳定粮食的基础上，通过调整农业结构，发展多元化生产，推广应用简化轻型栽培技术等提高作物生产的效益。（二）作物生产发展的途径从全球范围来看，随着世界人口的继续增长、人均耕地面积日益下降、农业资源的减少和农业生态环境的恶化，如何保持农业生产的可持续增长是各国面临的共同问题。就我国的情况而言，几十年来农业生产虽然取得了巨大的成就，但与发达国家相比仍有不少差距。今后作物生产将主要通过增加投入和发展科学技术来保持其可持续性增长，在提高资源利用效率的同时，不断提高作物的单产、品质和效益。提高作物产量、品质和效益的具体途径可分为良田、良制、良种、良法四个方面。1．建设高产农田据全国第二次土壤普查资料，我国低产田约占耕地面积的21.5%。这些低产田大多存在严重的障碍因子，又主要分布在边远地区，交通不便，环境恶劣，生产条件差，经济水平低，因而改造的难度大，投资高，见效慢。所以，低产田的改造是一项长期的任务，需要有计划地分期、分批实施。我国中产田面积约占总耕地面积的57%。这些田土大多数只存在轻度的障碍因子，而且大多数具有较好的光热条件，只是投入偏少，土壤贫瘠，耕作粗放，所以产量没能达到应有的水平。据统计，全国约有2×107hm2的中产田有灌溉条件，只要能够增加物质投入，培肥地力，调整作物布局，针对性地推广和普及先进技术，都能在短期内变为高产田。高产田约占我国总耕地面积的21.5%。高产田的特征是自然条件和生产条件优越，种植水平高，只要合理地增加物质投入，推广适用技术，充分利用光热资源，即可持续获得高产。高产田的开发和建设，是土地集约化经营的典型，也是农业现代化的具体体现，更是我国作物生产发展的方向之一。2．改革种植制度预计在未来的20～30年内，我国的种植制度改革仍将以合理利用耕地资源、增加复种指数为中心。提高复种指数的潜力主要在自然条件较好的南方。具体途径为：开发晚秋及冬季农业，发展冬闲田的种植业，在南方丘陵地区，发展旱地多熟制种植及再生稻。间、套作是提高复种指数、增产稳产的有效方法。近几年，北方冬小麦与玉米、花生、大豆等的套作发展迅速，在一年一熟麦区和一年一熟玉米区，实行小麦间作玉米也已获得成功。将来的发展趋势是间、套作模式逐步规格化，为农业机械作业创造条件；间、套作物中增加经济作物的比重；发展“粮食作物—经济作物—饲料绿肥作物”三元复合结构，促进生态环境的良性循环。3．普及优良品种今后的育种目标要多样化，除继续加强高产育种外，品质改良、抗性育种和抗逆育种等将得到相应的重视和发展。另外，一些高新技术将在育种中得到进一步的应用，主要有杂种优势利用、杂交技术和生物技术等。转基因技术和分子育种技术与常规育种技术的结合，已极大地提高了作物遗传改良的效率和效果，为优质、高产、高效、多抗作物品种的培育展示了新的前景，并将逐步发展成为选育新品种的重要手段。进一步完善种子产业化工程，要求育种、制种、种子加工、贮藏、运输、销售以及配套服务等相关产业以市场为导向、效益为中心来组织和发展，成为产业实体。在产业化过程中，逐步使种子管理法制化、生产专业化、加工机械化、质量标准化、经营集团化、育繁加销推一体化，达到生产用种全面良种化的目标。4．发展先进适用技术（1）作物信息技术20世纪90年代以来，作物信息技术的快速发展和应用，显著提高了作物生产的综合效益和生产水平。作物生产受土地、气候、技术和作物等多方面的影响，表现为时空变异大、经验性和地域性强，定量化和规范化程度低。计算机和信息技术可对复杂的作物生产成分进行系统的分析和综合，实现作物生产的科学决策。因此，作物信息技术必将有助于实现作物生产的模型化、知识化和科学化。在作物信息技术中，以3S（GIS、GPS、RS）为核心的精确农业已成为发达国家高新技术集成应用于农业生产的热门领域，必将对我国农作物生产产生重大的影响。（2）优质高产高效技术目前我国的作物生产已由产量型向产量、质量、效益并重型发展。作物生产除继续发展高产栽培技术外，还应加强优质、高效栽培技术的研究与应用。主要包括优化施肥技术、简化轻型栽培技术、设施栽培技术、机械化配套栽培技术、优质专用农产品的生产技术，作物生产的化学调控技术，这些技术将逐步走向标准化、机械化、安全化和智能化。（3）可持续生产技术未来的作物生产日益注重人类、生物、环境的协调发展，以较少的投入得到最大的产出以及质和量的统一，以获取最大的社会效益、经济效益和生态效益。可持续生产技术要求对病、虫、杂草进行综合管理，并通过生物农药进而替代化学农药，或推广低毒高效农药，避免农药污染；通过有机肥与无机肥的最佳配合，减少化肥污染，生产清洁安全的食品。还包括节水灌溉技术、安全施肥及用药技术、秸秆还田技术等。五、作物栽培学的概念与发展趋势（一）作物栽培学的概念：是农业生产的基本部门之一，是以植物学、植物生理学、生态学、气象学、农业化学、耕作学、土壤学、数学等学科为基础，综合运用这些学科的基本理论和最新成就全面系统地研究作物的生长发育和产量形成的规律及其与外界环境条件的关系和人工调节控制技术以期达到高产稳产优质低成本的理论和措施的一门技术科学，是直接为农业生产服务的科学。作物栽培的实践活动过程，概况起来包括环境、作物、措施三大方面，可以说作物栽培学是研究作物――环境――措施三者关系的一门科学。（二）作物栽培学的发展趋势1．研究对象从只注意单一作物的研究扩展到两作、多作或轮作的复合群体，乃至有关的连作、轮作等耕作栽培技术。2．研究目标从单纯追求产量，发展到着眼于高产、优质、高效。3．研究领域从单纯研究农田的自然性、生物性、生产性，延伸到产前、产中、产后整个生产系统。4．研究途径从单纯微观研究，发展到微观于宏观研究并重。当代农业科学发展的特点，是学科的高度分化和高度综合的统一。5．研究手段和方法不断改进。从单纯研究某一生育阶段或生产技术的田间试验，发展到应用系统论的原理和观点指导栽培研究，不断地引进现代科学技术的新成果、新技术，特别是信息技术、遥感技术等新兴学科，不断地丰富栽培学科的内涵和理论基础，并在大农业和农业科学中显示自身的独特特点和独立地位。6．研究性质从单纯隶属于自然科学，发展成为自然科学与社会科学交叉的学科。六、作物栽培学的研究方向1．

具有中国特色农作体系的建立及其技术原理的研究（1）

全国农区耕地产量潜力的研究。（2）

全国不同类型地区农作体系的研究。（3）

主要农作物合理布局和调整结构的研究。（4）

不同类型地区农作体系相适应的集约化耕作栽培技术体系研究。（5）

我国高产、中产、低产农区农田产量综合分类指标及潜力分析与效果的研究。2．集约条件下农作物高产、优质、高效机理和技术系统及突破点的研究集约，就意味着加强和密集，即在有效的耕地面积上增加物质、能量、资金和技术的投入，充分利用光、热、水、肥自然资源，最大限度地提高土地生产率。集约化农作物高产、优质、高效，是我国农业现代化的发展方向；高投入、高产出、高效益，是集约化农业必须遵守的客观规律。（1）

主要农作物高产（超高产）潜力的估算和可行性分析。（2）

在人工控制条件下农作物最大生产力与经济生产力模拟。（3）

农作物产量、品质、效益多因素多水平互作相关规律的研究。（4）

农作物不同等级产量水平的限制因子及突破效应的研究。（5）

主要农作物高产栽培体系的机理和技术标准化、规范化流程的研究与制定。（6）

化控高产栽培——植物生长调节剂应用和调控机理。3.在限制条件下农作物抗逆稳产综合耕作栽培技术的研究(1)

旱作地区耕作栽培提高水分利用率的研究。(2)

封闭半封闭覆盖种植新材料、新技术及其效应的研究。(3)

抗盐碱耕作栽培机理与技术。(4)

抗寒冷低温耕作栽培机理与技术。(5)

抗湿害耕作栽培机理与技术。(6)

特殊生态条件下（新垦地、弃耕地、高海拔地）作物耕作栽培的研究。4.设施栽培理论与技术研究设施栽培包括大棚、温室、塑膜、无土栽培、育苗移栽等。（1）

设施栽培机理和高产、优质、高效综合配套栽培技术体系。（2）

名优特稀产品无土栽培的营养和水分调控理论与技术。（3）

工厂化育苗（秧）的自动化管理流程设计和移栽技术。（4）

无公害绿色食品栽培机理及检测指标的研究。5．间作复种立体种植机理与技术的研究（1）

农作物复合群体中的共生、联因、竞争、能效、拮抗关系的生态学、生理学机理。（2）

间作复种复合群体结构的设计与光能利用的研究。（3）

适应高产、优质、高效农业的粮、经、饲间套复种多样化新组合的研究与推广。（4）

农作物间套复种的研究方法。6．集约栽培技术体系与资源环境保护及其相互关系的研究（1）

农作物持续高产与维护土壤肥力关系的研究。（2）

长期轮作和连作对作物产量、土壤结构和性状及病虫害的中长期定位观察。（3）

高化肥、农药使用对土壤资源环境的影响和危害指标调控。（4）

简化耕作（少耕、免耕、松耕、覆盖）方法及其保土、节水效益的研究。7．农作物栽培体系计算机模拟系统的研究（1）

全国（或地区）农作物生产和决策系统研究。（2）

农作物生长发育模拟模型的建立与应用。（3）

实现产量目标的作物、气候、土壤、技术逐步迫近计算机应变调控系统的研究。（4）

农作物高产栽培决策计算机专家系统的研制开发。（5）

省、地、县、乡多层作物生产决策计算机咨询联网系统的研究。8．农作物高产水平下生长发育和产量、品质形成规律的研究（1）

农作物生态适应性生长发育规律和源、库、流物质运输积累的研究。（2）

农作物植株早衰、器官脱落、雌花败育，粒荚瘪秃机理及其控制的研究。（3）

提高农作物群体的光能、水分和养分利用率的研究。（4）

逆境条件（干旱、高温、低温、寒冷）对作物生育影响和控制机理的研究。（5）

不同自然条件与耕作栽培水平下农作物品质形成规律及提高营养品质途径的研究。（6）

小杂粮及新开发作物器官建成规律的研究。第二节作物的概念、分类及产量一、作物的起源与传播目前栽培的作物是人类在长期的社会实践中从野生植物中选择、培育而来的，是人类劳动的产物和成果。地球上约有40万种植物，被人类利用的大约有2500~3000种，为人类栽培的作物有2300余种，其中，粮食作物900余种，经济作物1000种，饲料、绿肥400余种。从野生种中驯化成作物的任务是很艰巨的。几乎所有作物都有几千年的驯化史，其中只有少数变为栽培种。如向日葵由70多个种，亚麻由200多个种中选出。世界植物起源中心划分（瓦维洛夫、苏联）（8个）1．中国起源中心：是栽培植物最早、最大的起源中心，有136种，如黍、稷、粟、稗、大麦、荞麦、大豆、红小豆、山药、大麻、苘麻、紫云英等。2.印度起源中心：主要农作物有稻、绿豆、甘蔗、黄麻、芋、芝麻等。3.中亚起源中心：主要农作物有小麦、豌豆、蚕豆、亚麻等。4.近东起源中心：小麦、二棱大麦、黑麦、燕麦、紫花苜蓿等。5.地中海起源中心：波兰小麦、大粒蚕豆、甜菜、三叶草等。6.埃塞俄比亚起源中心：高梁、豌豆、亚麻、芝麻、蓖麻、大麦等。7.墨西哥南部和中美洲起源中心：玉米、甘薯、陆地棉等。8.南美起源中心：花生、马铃薯、烟草、木薯、海岛棉等。传播：战争、旅游、迁移、外交、灾难、水力、风力、地壳变动、生物传播。二、作物的概念广义：是指对人类有利用价值，为人类栽培的各种植物（地球上植物有40多万种，被利用的植物有2500~3000多种）。狭义：是指农作物，目前主要栽培的作物有90多种，我国有50多种。（粮、棉、油，糖、麻、烟，茶、桑、果，菜、药、杂，统称为“庄稼”）三、作物的分类（一）按用途和植物学系统分类（四大部门九大类别）1．粮食作物①禾谷类作物：主要是禾本科植物小麦、大麦、燕麦、黑麦、稻、玉米、谷、高梁、黍类等②豆类作物：主要是豆科植物大豆、豌豆、小豆、绿豆、蚕豆、豇豆、菜豆、小扁豆等③薯、芋类作物（根茎类作物）：甘薯、马铃薯、山药、芋、木薯等2．经济作物（工业原料作物）④纤维作物棉花、麻类（大、苘、红、黄、亚麻等）⑤油料作物花生、油菜、芝麻、向日葵、红花、蓖麻⑥糖料作物甜菜、甘蔗、甜叶菊⑦其它作物烟草、茶叶、薄荷、咖啡、啤酒花等3．绿肥及饲料作物⑧绿肥及饲料作物田菁、苕子、苜蓿、草木樨、沙打旺等。4．药用作物⑨药用作物人参、枸杞等。随着农业的发展和市场经济的需要，越来越多的野生植物被栽培利用，已栽培作物的用途愈加广泛（棉花：油用、纤维用、三合板等），因此分类不是绝对的，随着发展应有所变化。花生→食用（二）按生物学特性分类1．根据对温度的要求分类①喜温作物生长适温20~30℃，我国多数地区气候温暖，故喜温作物是农业生产的主体。i温凉型：如大豆、谷子、甜菜等。ii温暖型：如水稻、玉米、棉花、甘薯。iii耐热型：如高粱、花生、烟草、苜蓿。②喜凉作物生长盛期适温15~20℃，可以忍耐冬春低温。i喜凉耐寒型，如冬小麦、黑麦、大麦、豌豆等。ii喜凉耐霜型，如春小麦、大白菜等。2．根据对光照的要求分类①长日照作物：每天日照长度超过某小时才开花结果的作物，如小麦、大麦、黑麦、豌豆等一些秋播作物（南移开花推迟或不开花）。②短日照作物每天日照长度短于某小时才能开花结果的作物，如大豆、棉花、玉米、高粱、甘薯（春播）。③中性作物对光照长短不敏感，如蕃茄、四季豆、黄瓜及水稻、棉花、烟草、花生的某些品种。④喜光作物大多数作物喜光、光弱不能正常生长发育。⑤耐阴作物（不是绝对的）叶菜类、萝卜、辣椒、菜豆等作物，光照较弱时仍能生长良好。3．根据作物对水分的要求分类①耐旱怕涝作物，谷子、甘薯、花生等；②耐旱耐涝作物，高粱、田菁；③避旱涝型，生育期较短的作物；④中间水分型，既不耐旱，也不耐涝，如大豆、玉米、小麦、棉花等。⑤喜湿润型，如旱稻、烟草、叶菜类⑥喜水耐涝型如水稻、苜蓿、黄麻、田菁等。（三）按栽培特性分类分春播（早春、晚春）、夏播、秋播作物，夏收、秋收作物。另外，根据作物对CO2同化途径的特点，将作物分为C3作物（光合最先形成的中间产物是带3个C原子的磷酸甘油酸）和C4作物（光合最先形成的中间产物是带4个C原子的草酰乙酸等双羧酸）。四、作物的产量（一）作物的产量包括生物产量和经济产量两部分。生物产量：指在生育期间生产和积累的有机物的总量（一般不包括根），在组成作物躯体的全部干物质中，有机物质占90－95％，矿物质占5－10％，因此，光合作用形成的有机物质的生产和积累是农作物产量形成的主要物质基础；经济产量：栽培目的所需要产品的收获量（即一般所指的产量）；经济系数：生物产量转化为经济产量的效率。经济系数=经济产量/生物产量。经济产量可以是生殖体（籽粒、荚果、果实），也可以是营养体（根、茎、叶）。小麦500公斤的籽粒产量，必须有1000公斤的生物产量为基础，但1000公斤的生物产量不一定有500公斤的籽粒产量。生物产量高是高产的基础，经济系数高是高产的必要条件。决定经济系数的因素：①与所利用的产品器官有关：以营养器官为产品的作物较高，如薯类0.75~0.85，以生殖器官的一部分作为产品的作物较低，如禾谷类、豆类等，小麦0.3~0.4，水稻0.5，大豆只有0.3。②与收获产品的化学成分有关：以碳水化合物为产品的较高，以含脂肪、蛋白质为产品的较低。③同一作物和同一品种，经济系数还决定于栽培条件和栽培水平。（二）作物产量的构成因素作物产量=生物产量×经济系数=[（光合面积×光合能力×光合时间）―呼吸消耗]×经济系数，称为光合性能的五个方面。作物产量是由单株（个体）产量和单位面积株数（群体）来决定的，如小麦产量=亩穗数×穗粒数×千粒重/1000，棉花=亩株数×株铃数×铃重×衣分，花生=亩株数×单株果数×果重（三）产量的形成过程作物经济产量的形成过程，一般可以划分为三个时期

时期营养生长时期营养生长并进时期生殖生长时期生殖生长营养中心根、叶、茎分化、分蘖发生茎伸长、穗分化（花序分化）开花结实产量形成营养特点（产物分配）营养体形成生殖器官建成搭丰产架子结实器官充实，形成产量，开始衰老主攻方向促壮苗早发营、生生长协调防衰老，防贪青作物干物质的积累过程，大体可划分为三个阶段：1．缓慢增长期：生长初期，苗小，叶少，干物质积累与叶面积呈正比。2．指数增长或直线增长期：干重（W）增长决定于初始干重（W0）、相对生长率（或干重增长系数）R、和生长时间（t），之间可用指数方程W=W0eRt表示。3．减缓停止期：随叶片衰老，同化物由营→生殖器官，群体干物质积累减慢，当进入成熟期，干物质积累停止。总之，呈“S”型生长曲线。五、作物的增产潜力及提高产量的途径（一）作物的增产潜力提高光能利用率是提高产量的重要途径。作物只能利用太阳辐射的可见光部分（占总辐射的44.4%）进行光合作用，称为有效辐射。1．太阳辐射的可见光部分44.4%（进行光合）——有效射辐。2．叶片反射、漏光10%，叶绿体以外的部分吸收的光10%，叶绿体能量转化效率为22.4%，呼吸消耗为1/3。3．实际上进行光合作用的可见光只有：4．以玉米为例：华北每天太阳辐射为500卡/1cm2，玉米生育期按100天计，全生育期50千米/cm2，每亩666.6×50×104=3.33亿千卡。（1）有效辐射=3.33×44.4%=1.48亿千卡/亩（2）光合能力=1.48×12%=1776万千卡/亩，每克生物产量（CH2O）需4千卡。（3）玉米子粒产量=1776万/4×0.4（经济系数）=1776kg/亩，光能利用率每提高1%，就增加产量150公斤左右。实际产量记录，玉米1113kg，小麦1013kg，稻891.5kg/亩。（二）提高作物产量的途径1．提高光能利用率①确定适宜的种植密度采用合理的栽培措施，加强田间管理，保证群体适宜，使叶面积系数保持较高水平，维持较长时间，促进光合产物的积累和运转，当提高密度对干物质的积累有利，经济系数最高时，产量最高。②充分利用生长季，安排好茬口，如套种、间作、育苗移栽、地膜覆盖等。③采用高光效品种，选用株型紧凑，适当矮，光合能力强，呼吸消耗低，光合时间长、叶面积适当的品种。采用提高光合效率的直接措施：抑制光呼吸，CO2施肥，增施有机肥→CO2。2．排除“障碍因素”安全生产，盐碱地，涝洼地改造等。3．补助“营养限制因素”，发挥作物生产能力，“光、温、水、气、肥”六、世界农作物生产概况

人口耕地谷物产量单产人均耕地（亩）世界52.01(亿)205.95(亿亩)18.65亿吨169（kg/亩）4.0中国11.2014.94.52651.3日本4399.70.5印度8.0424.91.93123.93.2英国0.571.050.22384.71.8法国0.562.70.6403.64.8美国2.4928.22.84298.711.3加拿大0.266.90.47145.726.55原苏联2.8834.22.00120.711.85我国占世界7%的耕地，养育了近22%的人口，奇迹。我国在谷物、小麦、稻谷、棉花、花生生产上居首位，玉米居第二，大豆居第三。第三节我国的生产区化与作物分布我国地大物博，气候类型丰富多彩，土壤资源富饶，诸因素配合较好，主要分为以下农业区：①内蒙古高原区②新疆甘肃灌溉区③青藏高原区④东北区⑤黄土高原区⑥华北区⑦长江流域区⑧东南沿海区⑨云贵高原区。我省属华北区（另外还包括河北、河南、皖北及陕西渭河、山西汾河等平原），根据地理位置和气候条件等因素，大体可分为胶东、鲁东、鲁西南、鲁中和鲁南五部分。我省属温暖带季风气候区，四季分明、气候温和、雨热同季、光热资源充沛，土壤类型多样，适宜于多种作物的种植。我省粮食作物以小麦、玉米、甘薯为主，大豆、水稻、高梁、谷子等次之；经济作物以棉花、花生为主，配以烟叶、麻类等。种植制度上以小麦为中心，构成一年二作、二年三作、一年三作和一年一作制。近年来，粮粮、粮棉、粮油、粮菜等作物的间作套种面积不断扩大。因而一年一作面积明显减少，一年两作、三作面积迅速增加。小麦、玉米面积稳定，甘薯、谷子、水稻、高梁、大豆面积减少；经济作物和园艺作物中的花生、棉花、蔬菜的面积增加，逐步形成以小麦为中心的立体种植制度。我省年降雨550~900mm，但分布不均：春旱多风，夏热多雨，秋旱少雨，冬寒雪小。虽然土壤类型丰富，但土壤养分含量不足，有机质约0.6~1.0%（偏低），全氮0.04~0.07%（不足）、速效N40~60ppm，速效磷约为3~5ppm（严重缺乏），速效钾50~120ppm，部分地区缺钾和微量元素，所有这些都给作物栽培学带来了艰巨的任务。第二章小麦第一节概述小麦是世界各国的重要粮食作物之一，是人们的主要食粮。小麦籽粒营养丰富，其中碳水化合物含量约为60~80%，蛋白质8~15%，脂肪1.5~2.0%，矿物质1.5~2.0%，以及各种维生素等。报导表明，目前各种矿泉水中的矿物质含量太微，不能被人体吸收利用，还得靠食物来补充。麦麸是优良的精饲料，麦秆是编织造纸的好原料。目前世界小麦播种面积2亿多公顷，总产5亿多吨，居世界各种作物之首。小麦在世界分布极广，各国均有种植，主要产国有原苏联、中国、美国、印度、法国、加拿大、澳大利亚、英国，平均单产最高的国家是荷兰，217.5万亩平均亩产521kg，小面积单产最高的是联邦德国，亩产1333kg。一、我国小麦生产简况小麦在我国是仅次于水稻的主要粮食作物，尤其在北方地区是主要的细粮作物。由于苏联的解体，我国小麦栽培面积和总产居世界首位，面积5亿亩左右，单产200kg/亩左右，总产1亿吨。1978年青海香日德农场3.91亩春小麦，培创出亩产1013kg的高产纪录。小麦在我国分布很广，南至海南岛，北到漠河，西起新疆、东抵沿海诸岛均有小麦栽培。从5~12月均有小麦在播种，从4~9月都有小麦在收获。1987年，中国农业科学院根据各地的气候特点、耕作栽培制度，品种类型分布、播种和成熟期早晚、并尽可能考虑到行政区的完整，将我国分布为十个麦区：1．东北春麦区2．北方春麦区3．西北春麦区4．北方冬麦区5．黄淮冬麦区（山东全部）6．长江中下游冬麦区7．西南冬麦区8．华南冬麦区9．新疆冬、春麦区10．青藏春、冬麦区详见课本掌握年降雨量无霜期，年均气温，包括地区等（P27表）二、山东省小麦生产简况小麦是我省种植面积最大的粮食作物，常年收获面积6000万亩，占全省耕地面积的一半以上，总产150亿kg以上，单产250~300kg，面积和总产居全国第二位，仅次于河南（总产有时超过河南）。

播种面积（万亩）总产（吨）单产（公斤）全省6296.1818898210300济南321.49944540294青岛400.191421143355淄博205.94668142324枣庄213营131.34374427285烟台429.101275204297潍坊658.962211846336济宁558.841884874337泰安364.361005204276威海212.25700557330日照66.03205254311滨州338.551041427308德州458.751605625350聊城489.541566229320临沂683.471640029240菏泽764.242035094266

第二节小麦的一生与阶段发育一、小麦的一生小麦的一生是指从种子萌发到产生新的成熟种子的整个过程，小麦一生的时间长短，受生态条件和栽培条件的影响很大，我省冬小麦生育期为230~270天。小麦的一生中，在形态特征、生理特性等方面发生一系列变化，人们根据这些变化将小麦的一生划分为播种、出苗、分蘖、越冬、返青、起身、拔节、挑旗、抽穗、开花、灌浆、成熟十二个生育时期。1．播种期：播种的日子，我省9月下~10上。2．出苗期：全田50%子粒第一片真叶露出胚芽鞘长出地面2厘米时，我省10月上中旬。3．分蘖期：全田50%植株第一个分蘖伸出叶鞘1.5~2cm时，我省10月中下旬。4．越冬期：日平均气温降到2℃左右，小麦植株基本停止生长的日期，我省11月底12月初。5．返青期：第二年春天，随着气温的回升，小麦开始生长，50%植株年后新长出的叶片（多为冬春交接叶）伸出叶鞘1~2cm，且大田由暗绿变为青绿色时，我省2月下~3月上。6．起身期（生物学拔节）：麦苗由原来匍匐生长开始向上生长，年后第一叶伸长，叶鞘显著伸长，其第一伸长叶的叶耳与年前最后一片叶的叶耳距达1.5cm，基部第一节间微微伸长，我省3月中下旬。7．拔节期（农艺拔节）：小麦的主茎第一节间离地面1.5~2cm，用手指捏小麦基部易碎发响，我省4月上中旬。8．挑旗（孕穗期）：植株旗叶（最后一片叶）完全伸出（叶耳可见），我省4月下旬。9．抽穗：穗子顶端或一侧（不是指芒），由旗叶鞘伸出穗长度的一半时，我省4月下旬~5月上旬。10．开花：全田有50%植株第一朵花开放，开花顺序中下→上部→下部。我省5月上、中旬。11．灌浆：子粒外形已基本完成，长度达最大值的四分之三，厚度增长甚微。我省5月中旬开始灌浆。12．成熟期：①蜡熟期：籽粒大小、颜色接近正常，内部呈蜡状，子粒含水22%，茎生叶基本变干，蜡熟末期子粒干重达最大值，是适宜的收获期。②完熟期：籽粒已具备品种正常大小和颜色，内部变硬，含水率降至20%以下，干物质积累停止。我省一般在6月上旬收获。二、小麦经济产量的形成过程小麦产量的形成过程分为三个相互联系的阶段。1．营养生长阶段从出苗到返青①生长中心：根、叶、蘖的生长。②营养特点：光合产物主要用于营养体的形成，为形成产品器官打基础，此阶段需肥水较少，生长较慢。③与产量形成的关系：决定穗数的时期。④主攻方向：培育壮苗、苗齐、均壮。2．营养生长与生殖生长并进阶段从起身到抽穗①生长中心：根、叶、蘖生长和茎伸长，穗分化发育。②营养特点：光合产物用于营养体及生殖器官的生长发育，生长逐渐加快，需肥水逐渐达到高峰。③与产量形成的关系：巩固和决定穗数，决定小穗数，小花数和穗粒数的时期，奠定粒重基础的时期。④主攻方向：调节群体合理发展，营养生长与生殖生长协调。3．生殖生长阶段抽穗到成熟①生长中心：生殖器官的生长。②营养特点：光合产物主要用于生殖器官的生长和充实，形成收获产品，营养生长基本停止，需肥水逐渐减少。③与产量的关系：决定粒重的关键时期。④主攻方向：防止营养器官早衰，维持一定强度的光合生产率（干物质克/日·米2），保证有足够的营养物质运输到生殖器官。三、小麦的阶段发育1．阶段发育的概念：小麦的一生，必须经过几个顺序渐进的质变阶段，才能由营养生长转向生殖生长，完成生活周期，这种阶段性质变发育过程称为阶段发育。2．阶段发育的特性①每个发育阶段需要一定的综合的外界条件，如水、温、光、养分等，而其中有一、二个因素起主导作用。②每个发育阶段有着不可逆性，条件不适宜时，停止但不能倒行。③顺序性当前一阶段没有结束以前，即使条件适宜后一阶段的生长，也不能进入后一阶段。3．春化阶段（感温阶段）：小麦种子萌发后，必须经过一定时间的低温阶段才能开花结实的时期，此时期起主导作用的是适宜的温度条件，不同的小麦品种对温度及所需天数要求不同。小麦阶段发育特性品种类型春化要求光照要求据春化分温度条件需要天数据光照反应分光照条件需要天数春性品种南方秋播0~12℃5~15未春化春播能抽穗反应迟钝每天8~12小时光照16天以上，如墨西哥小麦北方春播5~20℃半（弱）冬性品种0~7℃15~35未春化春播迟或不抽穗反应中等每天8小时不能，需12小时24天以上，如太1、鲁1、辐63冬性品种0~3℃30天以上未春化春播不抽穗反应敏感8~12小时不能需12小时以上30~40天，如蚰包、鲁54．光照阶段（感光阶段）：小麦通过春化阶段以后，在适宜的外界环境条件下，就进入第二发育阶段，即光照阶段，此阶段主导因素是光照、温度也起很大作用，高于25℃或低于10℃都会延缓光照发育的进行，低于4℃则光照阶段不能进行。5．阶段发育与器官形成的关系①春化阶段：是小麦分化叶原基、分蘖原基、次生根及原始茎节的时期，春化和分蘖同时进行，春化阶段长分化的叶片及分蘖原基的数量就多，进入光照阶段后数量不再增加。春化阶段茎生长锥处于未伸长期，顶端分生组织不转入幼穗的分化。我省10月/下日平均气温5℃以下，半冬性小麦品种开始进入春化阶段，同时开始分蘖；11月/中、下0~5℃冬小麦进入春化，同时进入分蘖盛期，12月/上0℃进入越冬。②光照阶段是分化小穗小花的时期，延长光照阶段有利于增加小穗数和小花数，从而形成穗大粒多。第二年春天气温回升到4℃以上时，茎生长点开始伸长，穗分化开始，标志着进入了光照阶段（我省3月/上），到穗分化到♀、♂原基形成（顶端小穗形成）时（植株开始拔节），光照阶段结束（我省4月/上、中）。6．阶段发育理论的实践意义：①有助于正确引种南→北，年前过早进入光照阶段，易受冻害；北→南，年前可能通不过春化阶段，造成不结实或延迟成熟。②有助于决定不同品种的播期、密度小麦进入光照阶段以后，生理上发生一系列变化，代谢强度提高，吸收矿质元素的能力增强、抗寒力减弱；冬性品种春化阶段较长，分蘖力强，因此秋播时应先播冬性品种，后播半冬性，春性品种，冬性品种应适当稀播。③加速育种世代对通过春化以后的小麦，可增加光照，提高温度加速光照阶段的进行，缩短生育期，提前收获。

山东省冬小麦一生的生育过程及产量形成示意图月份句别节气九十十一十二一二三四五六下秋分上寒露中下霜降上立冬中下小雪上大雪中下冬至上小寒中下大寒上立春中下雨水上惊蛰中下春分上清明中下谷雨上立夏中下小满上芒种中下夏至生育期播种

出苗分蘖

越冬

返青

起身

拔节挑旗抽开穗花灌浆

成熟

生长阶段

营养生长

并进生长生殖生长

主要生长器官

根、蘖、叶

根、茎、叶、蘖、幼穗籽粒形成灌浆

发育阶段

春化阶段

光照阶段

与产量形成的关系

穗数

奠定穗数巩固穗熟决定穗数决定小穗数|决定小花数|决定粒重

奠定粒重决定粒重

栽培主攻方向苗、齐、均、壮、促分蘖、次生根生长促营、生生长协调，主攻穗数，兼顾穗大，粒多防止早衰，主攻粒多，粒重

总之三个生长阶段决定着小麦的穗数、粒数、粒重，前一阶段是后一阶段的基础，后一阶段是前一阶段的发展，三个阶段的生长中心不同，各有其矛盾，栽培管理的主攻方向也不一样。第三节小麦生产与土肥水的关系小麦的产量决定于：品种特性（内因）和环境条件（外因），后者是栽培管理的主要内容：水、肥、气、热、光等，其中水、肥、气是人工可以控制的。一、小麦对土壤的要求作物吸收的养分主要是由土壤本身提供的，占作物总需肥量的50~70%，另外30~50%由施肥补充，因此土壤肥力的高低直接影响作物产量。1．耕层深厚，结构良好①耕作层20厘米以上，（根系60~70%集中在此，是小麦养分和水分的主要供给层），上层耕性好，下层质地少重（有利于保水保肥，有利于协调供肥，提高抗旱能力）；②结构良好，土壤容重1.1~1.2克/cm3，（孔隙度50~55%），有机质含量较高，有丰富的水稳性团粒结构。2．土壤肥沃，供肥能力强N、P、K含量高且协调，400公斤以上的田块要求播前有机质1%以上，全N0.06~0.08%，速N30~40ppm，速P20~40ppm，速K60~80ppm。3．适宜的土壤质地和化学成分粘土、砂土都不宜种小麦，最适宜的是壤土，化学成分：PH6.8~7；含盐量高于0.25%受抑，高于0.4%死亡。4．土地平整，能排能灌地面坡度，应控制在0.1~0.3%。二、小麦对水分的要求我省小麦生育期降水量只占总降雨量的1/3~1/4，只能满足小麦生育期耗水量的1/3~1/5。（一）小麦的耗水量和耗水系数1．小麦的耗水量（需水量）：小麦从播种到收获整个生育期间麦田耗水总量（包括棵间土地蒸发，占30~40%，植株蒸腾，占60~70%，重力水流失（很少）），约为400~600毫米，即260~400立方米/亩。2．小麦的耗水系数：每生产1kg小麦经济产量的耗水量，即耗水量与产量的比值称为耗水系数，是衡量小麦水分利用率的指标，一般为600~1300，随产量提高而降低。3．小麦产量与耗水量的关系①随着产量的提高，耗水量增加。②随着产量的提高，耗水增值减少，耗水系数减少，水分利用率提高。③当水分不能满足小麦生长时，产量与水分成正比。（二）冬小麦不同生育期的耗水特点1．出苗到拔节前出苗后日平均气温降低，日耗水量下降，出苗—越冬前，占15~19%，越冬冬小麦不同生育时期的耗水量项目生育时期日数阶段耗水量m3/亩日耗水量（m3/亩）阶段耗水占总耗水量的百分数播种—出苗76.960.992.02出苗—分蘖1215.521.294.99分蘖—越冬6132.360.539.37越冬—返青8718.780.225.44返青—拔节3441.661.2312.09拔节—抽穗28104.643.7430.30抽穗—开花313.274.423.84开花—收获32112.23.5132.48合计264345.39

到返青占5~10%，返青—拔节以前虽气温升高，日耗水量增至0.7~1.4方/亩，但耗水只占12%±。总之拔节前，时间占整个生育期的2/3或以上，但耗水量只占30~40%。2．拔节—抽穗前小麦进入旺盛生长时期，耗水量急剧增加，其中挑旗期是小麦一生对水分要求最敏感的时期，称为需水临界期。这段时间一个月左右，耗水量占20~35%，日耗水2方/亩以上。3．抽穗到成熟时间35天±，耗水占26~42%，日耗水量在抽穗—开花期达最大3方/亩以上。（三）冬小麦灌溉的一般原则1．根据需水规律“麦收八、十、三场雨（即八月、十月、三月）”“灌浆有墒，子饱穗方”，这些农谚都是十分宝贵的种麦经验，也是对小麦需水关键时期的科学概括。小麦灌水分为底墒、冬、返青（起身）、拔节、挑旗（孕穗）、灌浆、麦黄水，但不是都浇，视情况而定，麦黄水如果后期不套种的话可以不浇。2．根据土壤墒情确定适宜的土壤水指标（表）3．根据气候条件气温下降至0℃时不能冬灌，以免冻害。4．根据苗情冬前没分蘖的麦苗，不浇冬水，主要看群体大小和单株生长健壮与否。冬小麦各生育时期适宜的土壤水分（占田间最大持水量的百分数）生育阶段播种—出苗分蘖—越冬返青—拔节拔节—抽穗抽穗—灌浆灌浆—成熟适宜范围75~8060~8070~8570~9075~9070~85灌水指标60以下55以下60以下65以下70以下65以下三、小麦对土壤养分的要求小麦必须的营养元素有C、H、O（90%）、N、P、K（5%）、S、Ca、Mg，微量元素有Fe、B、Zn、Cu、Mo、Mn等。（一）N、P、K等元素对小麦生长发育的作用1．氮小麦一生中都需要N，是蛋白质、叶绿素、激素、核酸的组成成分。①作用前期促根、叶、蘖生长，增加绿叶面积，中期增加小穗、小花数，提高结实率，后期提高千粒重。②N素与小麦生产的关系i低产—中产阶段，小麦产量随土壤N素含量增加而提高。ii中产—高产阶段，N的增加要适量和适期，有一定增产作用，但不成比例，要防止倒伏和贪青晚熟。③缺N症状单株分蘖少，叶片黄瘦而稍硬，根数少，穗数少且小，粒重偏低，成熟偏早。（早表）2．磷是小麦核蛋白等物质的主要成分。①作用前期能提高N肥利用率和吸收速度（以P增N）；促进麦田早分蘖、生根，根系发育健壮，提高小麦抗旱、抗寒能力。中后期：促进糖分和蛋白质的代谢，有利于物质运转，加快灌浆过程，提早成熟。②与小麦生产关系我省普遍缺N，严重缺P，施P增产效果较施N更为明显。③缺P症状苗期分蘖少，叶色暗绿（叶鞘）发紫，无光泽，根系发育不良，呈“鸡爪根”不伸展，变成小老苗，发苗慢，抽穗开花延迟，千粒重下降。3．钾是三要素之一。①作用促进CH2O的形成与转化，使叶片中糖分向正在生长的器官输送，能提高小麦抗病，抗旱及抗冻能力，促进维管束发育，茎秆粗壮坚韧，抗倒伏。②与小麦生产的关系我省部分地块缺K，中低田一般不缺K，高产田要补充K肥。③缺K症状生长延迟茎秆矮、易倒伏，叶片尖端发生褐斑，逐渐向下蔓延，下部叶片早期干枯，根系生长不良，抽穗和成熟提早，落黄差，穗小，粒轻，品质劣。4．微量元素是小麦生长过程中的调节者，各有其独特的生理功能，都不能缺乏。缺铁时则发生失绿现象，脉纹中间的叶肉组织呈黄色，而脉纹为绿色；缺Mg时，叶子起皱或卷起，生育期推迟；缺Ca时，根系发育停止；缺Mn时叶面有不规则的灰色、浅黄色、或浅褐色的斑点；缺Zn、Cu、Mo时植株都表现矮小，白化或死亡，缺B还导致雄性器官发育受阻，花粉败育，不能结实。（二）小麦的需肥量及施肥量1．小麦的需肥量随自然条件、产量水平、品种、栽培技术而变。①一般规律：每生产100kg子粒，需纯N3kg，P2O51~1.5kg，K2O2~4kg，N：P：K=3：1：3，（N、P主要集中在子粒中，占全株总含量的76%和82.4%，K则主要集中于茎秆，占全株总量的70.6%）。②与品种和产量的关系不同品种需肥量不同，如辐63对N的利用率高，省N肥，同一品种随着产量的提高，需肥量增加，而肥料利用率也提高。③与生产条件、栽培技术的关系生产条件好，栽培技术高，对N、P、K肥的需要量降低，利用率提高，反之则低。2．施肥量①计算方法某元素的需要量=土壤当季供应量+农家肥当季供应量+化肥当季供应量土壤当季供应量=土壤中某元素的速效养分含量（ppm）×0.15（表层20cm土重约150000kg）（公斤）农家肥当季供应量=农家肥施用量×农家肥含某元素的百分率×当季利用率化肥当季供应量=化肥施用量×化肥含某元素的百分率×当季利用率一般当季利用率有机肥20~25%，N肥30~50%，P肥15~20%，钾肥50~70%。为了满足小麦需肥、施肥量必须大于需肥量，一般N肥为需肥量的2倍，P肥2~4倍，K肥1.5倍。②实践经验在土壤条件较好的条件下，亩产千斤小麦N15~25kg0.5~1万kg（土杂肥）P2O57.5~10kg40~50kg（硫铵）K2O15~20kg40~50kg（普钙）在中低产条件下，每增加土杂肥1000kg，硫铵10kg，普钙8kg则可增产小麦100kg。（三）小麦在不同生育时期的需肥特点小麦在返青以前吸收养分较少，到拔节期吸收养分急剧增加，开花以后又逐渐减少。1．中产水平①拔节期是需肥的临界期；②拔节前N的吸收量相对较多，但这时P肥却很重要，不可缺少，因此要施足N、P底肥；③从拔节——孕穗K的吸收量急剧增加（因为此时正是茎生长旺期），从孕穗到开花P吸收量最多。2．高产水平①拔节—孕穗需肥急剧增加②对N的吸收有两个高峰i从分蘖到越冬ii拔节—孕穗③对P、K的吸收，拔节后大为增加，孕穗—成熟吸收最多。3．小结（1）出苗到起身：需肥较少，为了使幼苗早分蘖，早发根，培育壮苗，需要适量的N素营养和一定量的P、K营养。（2）起身—孕穗小麦茎叶迅速生长，幼穗分化形成，是小麦一生吸收营养最多的时期（N的吸收高峰：i拔节—抽穗，ii开花—灌浆；P、K的吸收高峰：拔节—开花）因此，需要加强N素营养，巩固年前分蘖、提高分蘖成穗率，并配合适当的P、K营养，促壮秆增穗、增粒。（3）从孕穗—成熟乳熟以前：应有良好的N素营养，以延长上部各叶的功能期，提高光合效率，增粒重，保持一定的P、K营养促进光合产物的运转转化。蜡熟以前：P、K吸收基本结束，只需维持少量的N素营养，保证正常的灌浆与成熟。（四）合理施肥的原则1．有机肥为主，化肥为辅，无机换有机，培肥低产田。2．基肥为主，追肥为辅。麦收胎里富，基肥是基础；年外不如年里，三追不如一底。3．合理施用化肥①根据小麦的需肥规律、地力、肥料数量等情况，施肥于最大效应期。

冬肥返青肥起身肥拔节肥孕穗肥中低产田(抓穗数)√√

高产田(抓穗大)

√√

更高产(抓粒重)

√√②注意N、P配合，适当配比a、由低产变中产阶段P（P2O5）/N=0/8-1b、中产变高产P/N=0.5-0.8c、高产变更高产P/N=0.5左右③合理施用底肥，P在土壤中移动性小，有机肥分解慢，一般做底肥施用，N、K肥一般40~50%做底肥。④追肥深施、开沟10cm以上，盖严埋实。⑤因土壤质地而异，沙土，少吃多餐，粘土，应提前施，多吃少餐。第四节小麦的种子萌发、出苗种植技术一、种子的萌发和出苗（一）种子的构造小麦种子为颍果、粒形有棱形、卵圆形、圆筒形、椭圆形等，粒色有红、黄、白、浅黄、金黄等，生产上常分为红皮和白皮两种，种子大小一般用千粒重表示30-60g，小麦种子由皮层、胚（盾片、胚芽、胚根、胚轴）、胚乳组成。（二）种子的生活力以发芽率和发芽势作标志。发芽率：供试种子在规定日期内发芽粒数占总粒数的百分数。发芽势：在3-4天以内发芽种子粒数占供试粒数的百分数。休眠：具有生活力的种子在条件适宜的条件下未能发芽的现象，不同品种的休眠期不同，一般白粒种子休眠期短，红粒长。（三）种子的萌发通过休眠完成后熟之后的种子，在适宜的水、氧、温之下便可以发芽生长。1．吸水膨胀过程（物理过程）：库存种子一般含水12-13%。在这种情况下，其内淀粉、蛋白质、脂肪等呈凝胶状态，当种子吸水后，变成溶胶状态，体积增大，产生强大的膨压，促使种子萌发。2．物质转化过程（生化过程）（1）淀粉在其酶的作用下形成麦芽糖，进一步分解为葡萄糖。（2）蛋白质、脂肪、纤维素→含N的简单物质。3．生物学过程，当子粒吸水达自身重量的45-50%时，胚根鞘首先突破皮层而萌发——露白。接着胚芽鞘也破皮而出，一般胚根生长快于胚芽，当胚根伸出种皮长达种子长，胚芽达到种子的一半时，称为发芽。（四）出苗与生长子粒萌发后，首先是胚芽鞘出土，它是一片不完全叶，见光后即停止生长（当第一片绿叶达正常大小时，芽鞘就皱缩死亡），然后从胚芽鞘长出第一片绿叶，当第一片绿叶伸出胚芽鞘2cm时，称为出苗。小麦的第一片绿叶上下宽窄相近，顶端较钝，叶片较小而厚，叶脉明显，叶鞘较小，第一绿叶的大小与胚乳的大小直接相关，第一绿叶可进行光合作用，其大小在生产上有重要意义，第一绿叶出现5-7天后，第二绿叶长出。胚芽鞘和第一片绿叶之间的节间（上胚轴）伸长，形成（称为）地中茎，把第一片绿叶和以上几个节和生长锥推到近地表处，地中茎的长短与品种和播深有关，播种深则长、浅则短或没有。地中茎过长，消耗种子养分过多，不利于壮苗。（五）影响萌发与出苗的因素1．种子的质量和特性（内因）（1）种子大小、饱满度，大而饱满的种子萌发出苗快。（2）种子休眠期：通过休眠期种子才能萌发。2．环境条件（外因）（1）温度种子发芽最低温度1-2℃，最适为15-20℃，最高为35-40℃，温度不同出苗快慢差别很大。（16-18℃，6-7天出苗且齐，7-8℃，20-30天出苗，低于3℃播种，一般年前不能出苗）。（2）土壤湿度种子萌发适宜的土壤湿度为田间持水量的70-80%，其土壤含水量在砂土地约相当于14-16℃，下限＜10%，壤土16-18%，下限＜13%，粘土20-24%，下限＜16%。（3）土壤空气，要求土壤有良好的通气条件。3．播种深度3-5cm，过深地中茎过长，消耗胚乳养分过多，苗弱；过浅，表面分蘖过多，蘖不状不抗旱。二、小麦的种植技术（一）播前准备1．确定品种布局；2．准备生产资料；3．安排备耕农活、造墒（1）浇串茬水（收获前浇），（2）收获后浇水放大水造墒好于开沟造墒，播前造墒好于浇蒙头水，浇蒙头水好于不浇的。（二）选用良种加入WTO后关键是优质，99年全省优质小麦播种1200万亩，主要PH85-16，济南17，烟农15，PH691，烟优361，PH1521等。1．冬季较冷的应选抗冻的冬性品种。2．高产田选耐肥品种，中产田选适应性强的品种，低产田选耐瘠的品种。（三）种子处理1．选大粒饱满的种子。2．做发芽试验。3．促后熟打破休眠，提高发芽率，减少病害。4．药剂拌种，防地下害虫。（1）50%的1605浮油50ml，加水5kg，拌种50kg，闷4-6小时稍亮后播种。（2）50%辛硫磷100ml，加水2.5-3kg，拌种50kg，闷3-4小时。5．浸种催芽：只用于晚茬麦，胚根不要超过种子长度的1/3，且播前要晾干。（四）合理施用底肥和种肥1．底肥的用量及用法（三追不如一底）有机肥、磷肥全部作底肥，N肥底肥应占总量的30-50%（底力高30%，底力差50%）。

碳铵（每亩kg）普钙（kg/亩）一般用量上等肥力田块10-1515-25

中等肥力田块20-2525-40

下等肥