棉花栽培的生物学基础课件

棉花栽培的生物学基础1棉花栽培种棉花在分类上属锦葵科、棉属.棉属有30多个种,大部分是野生,只有四个栽培种.陆地棉、海岛棉、亚洲棉、非洲棉.世界主产棉国,包括我国主要是陆地棉,占95%以上,其次是海岛棉.1棉花栽培种1.1陆地棉(细绒棉)

原产中美洲墨西哥的高原地区,高原棉.

植株较大,茎叶多有茸毛,叶3-5裂较浅,花较大,花冠乳白色,基部无红斑,铃大,油腺深藏,绒较长,26-32mm,衣分高.

丰产性好、品质较优，适应性广.1棉花栽培种1.2海岛棉(长绒棉)

原产南美,后传入北美洲的东南沿海岛屿种植,故称海岛棉.

植株较陆地棉大,茎叶光滑无茸毛,叶片裂度深,花大,深黄色,基部有红斑,开花时花冠敞开小,铃较小,通常3室,铃面有明显油腺,

纤维细长有丝光,强度高,衣分稍低.丰产性比陆地棉差,生长期间要求热量高,我国只有东疆南疆、云南、两广可种植.陆地棉与海岛棉花器比较1棉花栽培种1.3亚洲棉(粗绒棉)

原产印度,我国种植广泛,时间长,又称中棉.

植株矮小,茎秆细软,棉铃小而下垂,3室,吐絮畅.

抗病、抗虫、抗旱、耐瘠、早熟,

产量低,纤维短粗.

在东南亚仍有一定面积.1棉花栽培种1.4非洲棉(粗绒棉)

又名草棉.原产非洲南部。矮小,铃极小,圆形,吐絮开裂小。纤维细短,产量低,但极早熟,抗旱。目前很少种植.2棉花的生育特性

目前种植的陆地棉原产于中美洲墨西哥的高地及加勒比海的热带和亚热带地区。本是多年生灌木，经过驯化培育，逐步向温带引种，在温带形成为一年生半木本植物。在一定程度上仍保留了原有的喜温好光，根深棵壮，再生能力强，无限生长这样一些特性。原有的短日照习性被改造成中间型，分布更广。2棉花的生育特性2.1喜温好光。喜温不耐寒冷。新疆等地用地膜增温。我省麦棉套对棉苗生长不利,也需育苗或地膜。好光。不耐荫蔽。要求年日照时数在2000小时以上。日照率40%以上。新疆、甘肃在60%以上，比较适宜。如棉田过旺，相互遮荫或雨水过大或与玉米间作套种均不利。在某一地区，光照与降雨关系密切。如属雨养农业，雨量以600-800mm较宜。最好是灌溉植棉，不降雨，有水浇条件。2棉花的生育特性2.2无限生长，株型具有可塑性环境条件适宜，象多年生植物，不断进行纵向和横向生长，生长期不断延长。株型可塑性强。棉株长相长势受环境和栽培措施影响变化较大。有较大的增产潜力,有多种增产途径。可通过稀植大棵，大肥大水，也可以在高密度，并通过肥水、中耕、整枝、化控等，使植株矮小实现高产。可利用生育长的品种，或采用地膜、育苗延长生长季节来增产。2棉花的生育特性2.3营养生长与生殖生长并进时间长从2-3真叶期始花芽分化到停止生长都是并进阶段，约占生育期的4/5。生长根、茎、叶的同时，不断分化花原基、现蕾、开花、结铃。

营养生长与生殖生长矛盾不易协调，栽培技术要求高,旺长和早衰现象较为普遍。2棉花的生育特性2.4根系强大，适应性广

属直根系，吸收肥水能力强，耐旱、抗倒。但不耐水渍。耐盐碱，是盐碱地的先锋作物.

对气候、土壤等要求并不过分苛刻，具有广泛的适应性。

2棉花的生育特性2.5再生能力强，结铃具有自动调节能力

地上部和地下部再生能力强。在遭遇病虫或机械损伤或发生脱落后,只要加强管理,叶腋可发新芽；易于采用移栽,也可通过中耕来促根或控制旺长.

结铃具有自动调节能力。前期结铃过多,致营养生长弱,后期成桃少,易早衰,生产上，有时去早蕾。前中期旺长或阴雨过多或病虫危害等造成桃少,中后期会自动补偿。2棉花的生育特性2.6常异交雌雄同花植物棉花花冠张开大，属风媒和虫媒花，天然异交率达5-15%，常异交作物。较易利用天然杂交来进行系统育种。但也会导致生产上的良种发生不良退化和混杂变异，给品种繁育和保纯增加了难度。也要求农民经常更新品种。

3.1根系

直根系，主根2米左右,侧根60厘米。育苗移栽,侧根发达成鸡爪形,地膜覆盖的棉花根系也较浅,中期易旺长,后期易早衰。苗期,主根是主要生长器官,现蕾后,主根、侧根旺盛生长;开花后,根系生长减慢,网络基本建成,吐絮后根系有衰亡趋势.必须抓住苗蕾期发育的关键时期,进行蹲苗(中耕、控水)促根,后期进行保根。3棉花器官的特点育苗移栽棉花的根系示意图3.2主茎和分枝3.2.1主茎木本植物,茎粗壮结实,不易茎倒.

上部正生长的茎淡绿色,刚固定的茎为深绿色,下部老熟的茎为红、褐色。主茎是诊断指标之一。

1)红茎比。苗期50%,蕾期为60-70%,打顶前80-90%。

2)主茎日生长量。苗期0.5cm;蕾到初花,日增0.8-1.5cm,初花到盛花最快,达2.5cm;盛花后,降至1.2cm左右。生产上一般株高1米左右较宜。肥水与DPC调节。棉花主茎示意图

3.2主茎和分枝3.2.2分枝

一般子叶叶腋和下部1-3个真叶腋芽潜伏,4-7个叶腋发育成叶枝,8叶以上均发育成果枝.

第一果枝出现的叶位称第一果枝节位,与早熟性有关，短季棉叶枝少。亚洲棉和非洲棉基本无叶枝。叶枝与果枝区别:1、着生部位不同;2、蕾铃着生方式不同;3、叶枝斜直向上,果枝近水平方向;4、叶为单轴,果枝为合轴.棉花果枝与叶枝区别3.3叶的生长

有子叶、真叶和先出叶之分。

子叶肾脏形,两片对称,子叶大,出土前黄色,很快变绿.生产上往往移栽时碰掉子叶,棉花缓苗慢.

真叶分主茎叶和果枝叶.每节一叶,属完全叶.下部有少量3缺,其余大部分为5缺.有的成鸡脚形.

上部叶色对肥、水较敏感。2,4-D危害形成的鸡爪型棉叶3.4蕾和花3.4.1现蕾棉苗第一果枝花芽长成3毫米大小的三角锥形时称现蕾,三面各为一小苞叶。一个蕾约30天长成花.

春棉从出苗后45天左右现蕾,我省一般为6月上旬。相邻两果枝的同一节位的幼蕾出现的时间相差2-4天,叫做纵间期;同一果枝相邻两果节幼蕾出现时间相差5-7天,叫横间期。棉花的大蕾3.4.2开花

蕾如不脱落,25-30天开花，单生.外到里为苞叶(3)花萼(5)花冠(5)雄蕊(花药60-90个)雌蕊(子房4-5室),每室胚珠9-11粒。花冠在开花前一天下午急剧生长,第2天8-10点开放,自花授粉,24小时完成授精.开花时为乳白色。授粉如遇雨,花粉破裂,如遇干旱,影响花粉发芽,造成大量脱落.开花期,田间喷洒要注意避开上午,在下午进行.棉花的花器3.5棉铃3.5.1棉铃发育胚珠受精后子房长大即成棉铃(棉桃).经50-70天成熟裂开为吐絮.三个阶段.

1)体积增大期.约25-30天,长宽达最大,占总期的40%.大约10天,棉铃直径长到2厘米左右,脱落少,称为成铃.之前称幼铃.

铃壳绿色,含水量大,富含蛋白质,可溶糖,易遭棉铃虫等蛀食性害虫侵害.3.5.1棉铃发育2)内部充实期约25-35天,占铃期50%。内部种子和纤维生长,干物质增多,含水量下降,铃色由嫩绿变黄绿,铃面出现红斑,裂铃前为黄褐色。棉铃易受细菌为害产生烂铃.此时纤维已成熟,如阴雨,及时抢摘。

3)脱水成熟期从开裂到吐絮约5-7天。棉铃成熟时其内部出现乙烯释放高峰,脱水开裂.气候干燥较宜。为加速吐絮,可采用乙烯利催熟.

棉花的成铃3.5棉铃

3.5.2”四桃”划分

伏前桃在下部,成铃早,一般小,易烂,不能太多,影响中后期结优质铃。太多可通过去早蕾。

伏桃和早秋桃优质,位置居中,养分充足,成熟时天气好,铃大质优,是主体.天气连续阴雨或干旱易形成中空。

晚秋桃,位置优但时间晚,成熟时气温低,铃轻质差.没有保证,一般为霜后晒柴花.生产上往往施肥过晚,长势过旺造成过多.3.5棉铃

3.5.3铃重

单铃子棉的重量称铃重,一般为5-7克,5克以下为小铃,5-7克为中铃,7克以上为大铃。是一个重要的产量性状,与品种关系密切,一般陆地棉大于海岛棉,陆地棉中常规棉大于抗虫棉.同一品种在不同地区差异较大。生产上往往铃大会造成子大衣分低。3.6棉子发育3.6.1形态构造受精后的胚珠发育,不规则梨形。密被短绒,难看清种皮,

尖端有一刺状突起珠柄发育成子柄,旁有发芽孔,种子萌发时,胚根从此伸出.钝端有一薄壁组织,晒种时张开成为吸水通气的通道.称为合点。构造分种皮和种胚.种皮称棉子壳,坚硬,成熟好为黑褐色,成熟差为红黄色,甚至偏白色.种胚无胚乳,子叶占90%,贮藏养分.子叶乳白或淡黄,陈种子灰褐.除胚根外,有黑褐色油腺,不经脱毒,有毒.棉花种子纵剖面3.6棉子发育3.6.2种子萌发特点种子萌发出苗困难,难达到一次播种全苗.原因是:1)种子外被短绒,种皮厚而坚硬,并有蜡质,只有合点和珠孔外可以进水换气.去短绒虽可增加与土壤接触与吸水,但很紧密,去时易伤种.2)种子含脂肪和蛋白高,要求水、肥、气、热协调.要求整地质量高.3)子叶肥大,下胚轴弯曲且细,顶土力弱.

过去是靠大播量.也有与豆一同播种.最好的解决办法是播预备苗.3.6棉子发育3.6.3种子大小与寿命成熟的百粒棉子重量表示,称为子指,陆地棉为9-12克,每斤约4000-5000粒.可以用来计算播种量.

在常温干燥下,种子活力可保持3-4年,生产上只限1-2年.要求含水少于12%,可咬种子鉴别。新鲜种子的子仁为乳白色,色素腺呈鲜红或紫红,陈棉子和失去活力的子仁为浅黄或灰黄,色腺呈褐色.3.7棉纤维发育3.7.1发育阶段受精胚珠的表皮细胞突起伸长发育的种子纤维.平均3.7个表皮细胞分化1根纤维.每根纤维是一个单细胞,每粒上有1000-1500根.棉纤维由发生到成熟约50-70天,分为三个时期.1)纤维伸长期.与棉铃体积膨大对应.25天左右.纤维突起后,迅速伸长.开花后3天内突起的形成长纤维,开花后4-10天突起的中途停止伸长,形成短纤维(20-3毫米)或短绒(小于3毫米).

此时纤维,含水多,内容物少,为可溶性物质.必须营养和水分充足,否则伸长不足.土壤含盐过高,绒长变短.3.7棉纤维发育

2)纤维加厚期.对应棉铃充实期.约25-35天.在伸长期,胞壁加厚只占30%,加厚期占70%,小纤维束以螺旋状淀积到纤维细胞壁上.形成明显日轮,与加厚期天数差不多.

加厚的同时,中腔变小.成熟纤维中腔小,未成熟的中腔大.

此期除要求一定肥水外,温度更加重要.还原糖聚合成纤维素必须有较高温度。3.7棉纤维发育3)纤维扭曲期.铃开裂吐絮,纤维失水形成捻曲.约5天,

开裂前,纤维含水多,成圆管状,开裂失水后,纤维细胞死亡,中腔内残留的原生质干涸,收缩成扁管状,并产生捻曲.

成熟好的纤维,中腔比例小,捻曲多,纺纱时抱合力大,纱的强度高.

此期,充足的光照,较低的空气湿度有利,如阴雨连绵,造成烂铃和纤维变质.3.7棉纤维发育3.7.2棉纤维品质

1)基本指标作为为纺织工业的主要原料,其品质的优劣直接影响纱、布匹、服装的质量和加工成本.A.纤维长度.指纤维伸直后两端的长度,以mm表示。主体长度陆地棉为21-33mm.以27-29mm居多.国标28mm为标准长度.25-31mm每1mm一级共7级.海岛棉在37mm左右。

B.细度.我国过去用单位重量纤维的长度表示,陆地棉为5000-6000米/克.国际上用马克隆值,一定重量的纤维在特定条件下的透气性,3.5-4.9正常,分A（3.7-4.2)；B(3.5-3.6和4.3-4.9)；C(3.4以下和5.0以上)3级。3.7.2棉纤维品质C.纤维强度。我国过去用单纤维强力表示,陆地棉为在3.5-5.0克.国际采用比强度.单位截面积纤维所能承受的拉力(cN.tex-1).D.成熟度.胞壁加厚程度,以中腔与胞壁的比例换算成熟系数,陆地棉在1.75左右较好,低于1.5为低级棉.＞2.5过熟。3.7.2棉纤维品质

一般来讲,纤维越长、越细、强度越高,成熟度高较好.

质量好的棉花可用于纺细(30-60支)、高支(60以上)纱,可用于生产府绸、细布、帘子布、缝纫线等.

质量差的只能纱粗支(18支以下)或中支纱(19-29支).用于纱粗布、牛仔布,毛巾、床单等。实际上,这些指标测定起来很复杂,需要一定的仪器和环境条件,只是在科研和育种工作中才采用.3.7.2棉纤维品质

2)应用指标我国一般收购和交易时,往往是检测长度(手扯)、等级(为色泽、成熟度等综合,以国家标准为对照,七级)、回潮率(8.5%)、杂质(2.5%)、衣分.即“一试五定”。衣分决定皮棉量,长度与等级结合决定价格,水分和杂质决定是否扣补。但发达国家,收购交易时常用2.5%跨长;比强度;马克隆值;纤维整齐度等表示,全部采用HVI大容量纤维检测系统进行检验。3.7.2棉纤维品质3)棉纤维理化性能.

棉纤维是以纤维素(90%以上)为主的高分子聚合物.

纤维外部有蜡质,吸湿性低,但脱蜡后吸水陡增,一般为了染色,都会上浆脱蜡.

在日光下,可被空气中的氧逐渐氧化,纤维变脆.生产上强调及时采摘.

棉纤维对热反应不敏感,一般不影响弹性和变形.

棉纤维怕强酸(水解)而不溶于碱,相反,浓碱浸渍使纤维膨胀,有弹性,平滑有光泽,称为丝光处理,早被纺织工业采用，如丝光棉.纤维素可溶于铜铵,被利用于人造纤维工业，称天丝.4棉花的生育期与产量构成4.1生育期

50%出苗到50%棉株有一个铃吐絮的天数.

早熟品种105-115天,我省夏棉采用该类品种.

中熟品种生育期为116-135天,适合我省一熟种植;

中早熟品种,生育期116-125天,适合我省套种栽培.

无限生长,多次收获,吐絮到拔柴要50天左右.品种介绍均指正常生育期.春棉从种到拔柴(大田生长期)约200天.夏棉约150天.4棉花的生育期与产量构成4.2生育时期分为出苗期、现蕾期、开花期、吐絮期、拔柴期.

细分为齐苗、初蕾、盛蕾、初花、盛花期.

我省套种春棉,一般3月底播种,4月中旬出苗,6月上旬现蕾,7月初开花,8月底吐絮.10月中旬拔柴.4棉花的生育期与产量构成4.3生育阶段

4.3.1苗期.出苗-现蕾.春棉40-45天,夏棉25-28天。根茎叶营养生长为主,根系是生长中心。影响因素为低温,对肥反应敏感,需水较少。以中耕为主,主攻全苗早发。

4.3.2蕾期.现蕾-开花.25-30天,营养与生殖生长并进,仍营养为主。肥水过多,过旺;肥水过少,搭不起架子.管理以肥水为中心,壮株稳长.4棉花的生育期与产量构成4.3.3花铃期.

50-60天.其中:初花期15天,营养生长最快,易旺,属大生长期;

盛花期后,生殖生长为主.大量开花结铃,易衰.

管理上以肥水为中心,多结少落,防旺防衰.4.3.4吐絮期.

约60-70天,营养生长渐停,棉铃充实为主.防治早衰，提高铃重,改善品质,早熟不早衰。4棉花的生育期与产量构成4.4产量构成因素亩株数、单株铃数、铃重、衣分.

不能偏面追求.各种性状居中易高产.“铃8克”,”对半棉”不一定高产.新疆采用矮密早,与当地高温季节相对短,雨水少,属灌溉农业有关.

各产量构成因素作用也不同,多数情况下,亩株数和单株铃数构成亩铃数起决定作用.5棉花的蕾铃脱落

生产中普遍存在,一棵棉花要长出几十个或上百个果节,每节长一个蕾、花铃.最后收获的仅是少数.一般脱落率为60-70%。是一种正常的生理调节。新疆棉区、海岛棉、抗虫棉脱落率低。但生产上也由于管理和气候等原因,造成脱落比例过大,有的达80%以上,严重降低产量,同时造成晚熟或二次生长。5.1脱落的生物学规律5.1.1落蕾与落铃比例.

包括落蕾和落铃.落铃率62%＞落蕾38%.旱薄地和密度过大、病虫为害重时,