小麥籽粒的形成及提高粒重的途徑研究

劉國躍　鄭海梅

[摘要]：小麥是我國的主要糧食作物之一，在吃飯問題上，小麥排在首位，目前小麥的產(chǎn)量逐年呈上升趨勢，如何提高品質，增加產(chǎn)量，保證質量，是個十分重要的課題，本文就小麥籽粒的形成及提高粒重的有關措施進行了深入研究，以指導小麥生產(chǎn)，服務農(nóng)業(yè)。

[關鍵詞]：小麥；籽粒形成；千粒重；技術研究

小麥籽粒形成是個復雜而漫長的過程，涉及作物栽培學，土壤肥料學，氣象學，植物生理學等學科，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抽穗開花

冬小麥拔節(jié)后，經(jīng)過25—30天開始抽穗。一株小麥抽穗時主莖早于分蘗，大蘗早于小蘗。小麥抽穗后一般經(jīng)過2—5天開始開花，開花順序為先主莖后分蘗，每穗開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。一穗開花時間約3—5天，全田開花時間持續(xù)6—7天。

小麥晝夜均能開花，但每天有兩個高峰，一是上午9—11時，二是下午3—6時。夜間由于溫度低開花少，中午由于溫度高相對濕度低，開花過程受到抑制。小麥開花的最低溫度為9—11℃，最適溫度18—20℃，高于30℃影響受精能力降低結實率。適于小麥開花的大氣相對濕度為70—80%，低于20%不能正常授粉受精，但花期遇雨，濕度過大，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0.4%，小麥開花時，內(nèi)外穎殼從張開到閉和約經(jīng)歷10—15分鐘。或穎殼張開前行閉殼授粉，或穎殼張開后行開穎授粉。花粉粒落到柱頭上一般經(jīng)1—2小時后即可發(fā)芽，在24—36小時后完成受精過程。開花期間小麥體內(nèi)新陳代謝旺盛，需要消耗大量的能量、營養(yǎng)物質和水分，是一生中日耗水量最大的時期，從此地上地下營養(yǎng)器官基本停止生長，籽粒日益增大，是小麥一生中的重要轉折點。

2籽粒形成與灌漿成熟

小麥從開花受精到灌漿成熟，約經(jīng)歷34—36天，期間籽粒內(nèi)外部發(fā)生一行列變化，一般分為六個過程五個時期。

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

2.2乳熟期 歷時約12—18天，“多半仁”后首先長度達到最大值，而后是寬度和厚度增加到開花后20—24天達到最大值，俗稱“頂滿倉”。隨著籽粒體積的繼續(xù)增大，胚乳細胞中開始積累淀粉，含水量由于干物質的不斷積累由70%逐漸下降到45%左右。籽粒外部顏色由灰綠變鮮綠，進一步轉為綠黃色，表面有光澤，胚乳由清乳狀到乳狀。

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

2.4蠟熟期 歷時約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|狀，籽粒干重達到最大值，生理上以正常成熟。

2.5完熟期 歷時2—3天，含水量下降到20%以下，干物質積累停止，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，是收獲的大好時機。

3籽粒發(fā)育的不均衡性

在籽粒發(fā)育過程中，同一穗上的不同小穗位和同一小穗的不同粒位，無論灌漿先后、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，實質是早在分化時期已經(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 在灌漿過程中，灌漿的順序與開花的順序基本吻合，以中部小穗居優(yōu)先地位，，營養(yǎng)物質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，運轉到中部小穗的干物質最多，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”以后順序便發(fā)生了變化，如果每穗結實2粒，一般粒重1﹥2，若每小穗結實3粒，2﹥1﹥3，當每小穗結實4粒時，則2﹥1﹥3﹥4，但在下位缺粒或發(fā)育不良時，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，因高溫而失水過快，縮短灌漿過程，加強呼吸作用，粒重降低。一般認為：開花至成熟約需720—750℃的積溫，灌漿期需500—540℃的積溫。

4.2光照 光照條件對不同灌漿時期的影響不同，灌漿盛期（開花后25—30天）影響最大，灌漿始期（開花后10—12天）次之，灌漿后期（開花后25—30天）影響最小。光照天的好壞取決于兩個條件，一是天氣條件，二是群體大小。光照不足、群體過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，光合強度降低，呼吸作用加強，致使灌漿過程提前結束，形成癟子。在品質方面，籽粒蛋白質積累和含量與灌漿以后土壤水分呈負相關，而籽粒的淀粉含量則隨水分的增加而增加。

4.礦質營養(yǎng) 后期適當供應氮磷鉀除可使功能葉保持較長功能期外，還可促進碳水化合物和氮素化合物的轉化，對提高蛋白質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增加籽粒干物質的來源 籽粒干物質的積累來源于兩個方面：一是抽穗前莖葉中的貯藏物質，二是抽穗后綠色部分通過光合作用形成的光和物質，前者占30%左右，后者占70%上下。雖然抽穗前積累的干物質并不直接構成粒重，但對籽粒增重有很大影響，是產(chǎn)量形成的奠基過程。所以提高粒重必須從生育前期著手，促使個體發(fā)育健壯，建立一個合理的群體結構，后期應保持一定的綠色面積，防止早衰青枯和病蟲害，延長綠色面積的功能期。

5.2擴大籽粒的容積 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程中胚乳的發(fā)育密切相關，如果這時干旱或其他條件不利，籽粒容積縮小，所以這一時期要保證水分的及時供應。

5.3延長灌漿時間和提高灌漿強強度 灌漿時間和灌漿強度除受品種特性影響外，主要受灌漿過程種環(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間持續(xù)較長而粒重較重。但北方麥區(qū)灌漿期間高溫干旱，多干熱風，對籽粒增重不利。因此要特別注意這一時期的水分供應，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“麥長一線”。另外，后期葉面噴施磷酸二氫鉀和葉面寶，對增加粒重有良好效果。

5.4減少干物質積累的消耗 重點把握好小麥的收獲時間，以蠟熟末期收獲產(chǎn)量最高，過早或過晚收獲均降低粒重。過早籽粒沒有灌飽，過晚干物質已不再增加而呼吸作用仍在消耗，使籽粒重量下降。所以應做到適時收獲。