小麥籽粒的形成及提高粒重的途徑研究

劉國(guó)躍　鄭海梅

[摘要]：小麥?zhǔn)俏覈?guó)的主要糧食作物之一，在吃飯問(wèn)題上，小麥排在首位，目前小麥的產(chǎn)量逐年呈上升趨勢(shì)，如何提高品質(zhì)，增加產(chǎn)量，保證質(zhì)量，是個(gè)十分重要的課題，本文就小麥籽粒的形成及提高粒重的有關(guān)措施進(jìn)行了深入研究，以指導(dǎo)小麥生產(chǎn)，服務(wù)農(nóng)業(yè)。

[關(guān)鍵詞]：小麥；籽粒形成；千粒重；技術(shù)研究

小麥籽粒形成是個(gè)復(fù)雜而漫長(zhǎng)的過(guò)程，涉及作物栽培學(xué)，土壤肥料學(xué)，氣象學(xué)，植物生理學(xué)等學(xué)科，本文就小麥籽粒的形成及提高粒重的途徑作一深入闡述。

1抽穗開(kāi)花

冬小麥拔節(jié)后，經(jīng)過(guò)25—30天開(kāi)始抽穗。一株小麥抽穗時(shí)主莖早于分蘗，大蘗早于小蘗。小麥抽穗后一般經(jīng)過(guò)2—5天開(kāi)始開(kāi)花，開(kāi)花順序?yàn)橄戎髑o后分蘗，每穗開(kāi)花先中部而后漸及上部和下部，同一小穗則由基部花順次向上開(kāi)。一穗開(kāi)花時(shí)間約3—5天，全田開(kāi)花時(shí)間持續(xù)6—7天。

小麥晝夜均能開(kāi)花，但每天有兩個(gè)高峰，一是上午9—11時(shí)，二是下午3—6時(shí)。夜間由于溫度低開(kāi)花少，中午由于溫度高相對(duì)濕度低，開(kāi)花過(guò)程受到抑制。小麥開(kāi)花的最低溫度為9—11℃，最適溫度18—20℃，高于30℃影響受精能力降低結(jié)實(shí)率。適于小麥開(kāi)花的大氣相對(duì)濕度為70—80%，低于20%不能正常授粉受精，但花期遇雨，濕度過(guò)大，花粉粒吸水膨脹易于破裂。

小麥屬自花授粉作物，天然雜交率一般不超過(guò)0.4%，小麥開(kāi)花時(shí)，內(nèi)外穎殼從張開(kāi)到閉和約經(jīng)歷10—15分鐘?；蚍f殼張開(kāi)前行閉殼授粉，或穎殼張開(kāi)后行開(kāi)穎授粉?；ǚ哿Ｂ涞街^上一般經(jīng)1—2小時(shí)后即可發(fā)芽，在24—36小時(shí)后完成受精過(guò)程。開(kāi)花期間小麥體內(nèi)新陳代謝旺盛，需要消耗大量的能量、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分，是一生中日耗水量最大的時(shí)期，從此地上地下?tīng)I(yíng)養(yǎng)器官基本停止生長(zhǎng)，籽粒日益增大，是小麥一生中的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

2籽粒形成與灌漿成熟

小麥從開(kāi)花受精到灌漿成熟，約經(jīng)歷34—36天，期間籽粒內(nèi)外部發(fā)生一行列變化，一般分為六個(gè)過(guò)程五個(gè)時(shí)期。

2.1形成期 受精后子房迅速發(fā)育，首先是受精卵進(jìn)行分裂進(jìn)而形成胚的各部器官。其次是極核受精后形成初生胚乳，并進(jìn)行旺盛分裂最終形成胚乳，開(kāi)始積累淀粉。受精后10—15天左右，籽粒外形已基本形成，長(zhǎng)度達(dá)最大值的四分之三，是由“坐臍”達(dá)到“多半仁”階段，籽粒已具備發(fā)芽能力，該時(shí)期稱為籽粒形成期。這一階段籽粒含水量處于增加階段，含水量達(dá)70%以上，此時(shí)籽粒長(zhǎng)度增加很快，而干物質(zhì)增加很慢，籽粒顏色有灰白逐漸轉(zhuǎn)化為灰綠色，胚乳有清水狀變?yōu)槿闋?，擠之有稀薄而略帶粘性的液汁。

2.2乳熟期 歷時(shí)約12—18天，“多半仁”后首先長(zhǎng)度達(dá)到最大值，而后是寬度和厚度增加到開(kāi)花后20—24天達(dá)到最大值，俗稱“頂滿倉(cāng)”。隨著籽粒體積的繼續(xù)增大，胚乳細(xì)胞中開(kāi)始積累淀粉，含水量由于干物質(zhì)的不斷積累由70%逐漸下降到45%左右。籽粒外部顏色由灰綠變鮮綠，進(jìn)一步轉(zhuǎn)為綠黃色，表面有光澤，胚乳由清乳狀到乳狀。

2.3面團(tuán)期 歷時(shí)約3天，含水量下降到40—38%，干物質(zhì)增加轉(zhuǎn)慢籽粒表面有綠黃變成黃綠色，失去光澤，胚乳呈面筋狀。灌漿速度的特點(diǎn)是慢—快—慢，即“多半仁”前緩慢，由“多半仁”到“頂滿倉(cāng)”速度加快，“頂滿倉(cāng)”后速度有趨向緩慢。從“頂滿倉(cāng)”到“面團(tuán)期”是穗鮮重最大的時(shí)期，要注意防倒。

2.4蠟熟期 歷時(shí)約3—7天。含水量由40—38%急降至22—20%以下，籽粒由黃綠色變?yōu)辄S色，胚乳有面筋狀變?yōu)橄炠|(zhì)狀，籽粒干重達(dá)到最大值，生理上以正常成熟。

2.5完熟期 歷時(shí)2—3天，含水量下降到20%以下，干物質(zhì)積累停止，籽粒體積縮小變硬，俗稱“硬仁”，表現(xiàn)出成熟種子的特征特性，是收獲的大好時(shí)機(jī)。

3籽粒發(fā)育的不均衡性

在籽粒發(fā)育過(guò)程中，同一穗上的不同小穗位和同一小穗的不同粒位，無(wú)論灌漿先后、粒數(shù)多少和粒重高低均有所不同，表現(xiàn)出明顯的不均衡性，實(shí)質(zhì)是早在分化時(shí)期已經(jīng)發(fā)生的差異的繼續(xù)。

3.1不同小穗位籽粒發(fā)育的不均衡性 在灌漿過(guò)程中，灌漿的順序與開(kāi)花的順序基本吻合，以中部小穗居優(yōu)先地位，，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分配也以中部小穗最多，其次是下部小穗和上部小穗，所以不同小穗位的籽粒數(shù)目有多少之別，重量有輕重之分。在籽粒形成和灌漿初期，運(yùn)轉(zhuǎn)到中部小穗的干物質(zhì)最多，其次是上部小穗，下部小穗最少；到了灌漿中期以后，下部小穗較上部小穗為多，因而一般下部小穗比上部小穗籽粒少，而粒重比上部重。

3.2不同粒位籽粒發(fā)育的不均衡性 同一小穗不同粒位之間，營(yíng)養(yǎng)分配和發(fā)育是依照小花的著生部位1﹥2﹥3﹥4遞減的；到“頂滿倉(cāng)”以后順序便發(fā)生了變化，如果每穗結(jié)實(shí)2粒，一般粒重1﹥2，若每小穗結(jié)實(shí)3粒，2﹥1﹥3，當(dāng)每小穗結(jié)實(shí)4粒時(shí)，則2﹥1﹥3﹥4，但在下位缺?；虬l(fā)育不良時(shí)，可看出上位小花的粒重明顯增高。同一粒位籽粒在不同小穗上表現(xiàn)為中部最重，下部次之，上部最輕。

4籽粒發(fā)育對(duì)環(huán)境條件的要求

4.1溫度 籽粒灌漿的最適溫度為20—22℃、日平均氣溫低于25℃，則隨溫度的升高而灌漿速度加大，高于25℃時(shí)，因高溫而失水過(guò)快，縮短灌漿過(guò)程，加強(qiáng)呼吸作用，粒重降低。一般認(rèn)為：開(kāi)花至成熟約需720—750℃的積溫，灌漿期需500—540℃的積溫。

4.2光照 光照條件對(duì)不同灌漿時(shí)期的影響不同，灌漿盛期（開(kāi)花后25—30天）影響最大，灌漿始期（開(kāi)花后10—12天）次之，灌漿后期（開(kāi)花后25—30天）影響最小。光照天的好壞取決于兩個(gè)條件，一是天氣條件，二是群體大小。光照不足、群體過(guò)大往往成為粒重降低的主要原因。

4.3土壤水分 籽粒形成和灌漿期間適宜的土壤含水量為田間持水量的75%。籽粒形成初期水分不足，特別是在天氣干旱高溫情況下，光合強(qiáng)度降低，呼吸作用加強(qiáng)，致使灌漿過(guò)程提前結(jié)束，形成癟子。在品質(zhì)方面，籽粒蛋白質(zhì)積累和含量與灌漿以后土壤水分呈負(fù)相關(guān)，而籽粒的淀粉含量則隨水分的增加而增加。

4.礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng) 后期適當(dāng)供應(yīng)氮磷鉀除可使功能葉保持較長(zhǎng)功能期外，還可促進(jìn)碳水化合物和氮素化合物的轉(zhuǎn)化，對(duì)提高蛋白質(zhì)含量利于籽粒灌漿成熟有顯著作用。

5提高粒重的途徑

5.1增加籽粒干物質(zhì)的來(lái)源 籽粒干物質(zhì)的積累來(lái)源于兩個(gè)方面：一是抽穗前莖葉中的貯藏物質(zhì)，二是抽穗后綠色部分通過(guò)光合作用形成的光和物質(zhì)，前者占30%左右，后者占70%上下。雖然抽穗前積累的干物質(zhì)并不直接構(gòu)成粒重，但對(duì)籽粒增重有很大影響，是產(chǎn)量形成的奠基過(guò)程。所以提高粒重必須從生育前期著手，促使個(gè)體發(fā)育健壯，建立一個(gè)合理的群體結(jié)構(gòu)，后期應(yīng)保持一定的綠色面積，防止早衰青枯和病蟲(chóng)害，延長(zhǎng)綠色面積的功能期。

5.2擴(kuò)大籽粒的容積 籽粒容積大小是影響千粒重的重要因素。籽粒容積與籽粒形成過(guò)程中胚乳的發(fā)育密切相關(guān)，如果這時(shí)干旱或其他條件不利，籽粒容積縮小，所以這一時(shí)期要保證水分的及時(shí)供應(yīng)。

5.3延長(zhǎng)灌漿時(shí)間和提高灌漿強(qiáng)強(qiáng)度 灌漿時(shí)間和灌漿強(qiáng)度除受品種特性影響外，主要受灌漿過(guò)程種環(huán)境條件的影響。在高溫條件下，可加速灌漿速度，但縮短灌漿時(shí)間，粒重往往較低。相反，光照條件充足，晝夜溫差較大，日平均溫度較低灌漿時(shí)間持續(xù)較長(zhǎng)而粒重較重。但北方麥區(qū)灌漿期間高溫干旱，多干熱風(fēng)，對(duì)籽粒增重不利。因此要特別注意這一時(shí)期的水分供應(yīng)，俗諺“灌漿有墑，穗大子方”，就是要在后期澆好灌漿水、落黃水，力爭(zhēng)“麥長(zhǎng)一線”。另外，后期葉面噴施磷酸二氫鉀和葉面寶，對(duì)增加粒重有良好效果。

5.4減少干物質(zhì)積累的消耗 重點(diǎn)把握好小麥的收獲時(shí)間，以蠟熟末期收獲產(chǎn)量最高，過(guò)早或過(guò)晚收獲均降低粒重。過(guò)早籽粒沒(méi)有灌飽，過(guò)晚干物質(zhì)已不再增加而呼吸作用仍在消耗，使籽粒重量下降。所以應(yīng)做到適時(shí)收獲。