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第 三 节 棉花的生长发育与产量形成

第 三 节 棉花的生长发育与产量形成. 1. 棉花的主要栽培特性 一方面表现 适应温带生态 个体生长发育特性， 另一方面 保留了原产于热带、亚热带 系统发育特性 。. 1.1 喜温、好光、较耐旱 1.1.1 喜温 棉苗在 15 º C 以下，易遭病害侵袭， -2-4 º C 低温冻害， 35-40 º C 高温不利棉株体生长。 发芽： 10-12ºC 以上； 出苗和形成第一片真叶： 14-17ºC 以上； 果枝花芽原茎分化： 19ºC 以上； 现蕾： 21ºC 以上；开花和棉铃发育： 20-30ºC. 需要有效积温.

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第 三 节 棉花的生长发育与产量形成

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  1. 第 三 节 棉花的生长发育与产量形成 1.棉花的主要栽培特性一方面表现适应温带生态个体生长发育特性， 另一方面保留了原产于热带、亚热带系统发育特性。 1.1 喜温、好光、较耐旱 1.1.1 喜温 棉苗在15ºC以下，易遭病害侵袭，-2-4ºC低温冻害， 35-40ºC高温不利棉株体生长。 发芽：10-12ºC以上； 出苗和形成第一片真叶：14-17ºC以上； 果枝花芽原茎分化：19ºC以上； 现蕾：21ºC以上；开花和棉铃发育：20-30ºC

  2. 需要有效积温 1.1.2 对光强反映敏感 光补偿点为1000-2000米烛光。适宜光照强度范围为5-6万米烛光。 光周期反应比较迟钝。

  3. 1.1.3 比较耐旱 蒸腾系数400-600 播种——出苗 需水量约占一生3%，适宜田间持水量为70% 出苗——现蕾 需水量约占一生10%-20%，适宜田间持水量为60% 现蕾——开花 需水量约占一生12%-20%，适宜田间持水量为60%-70% 开花——吐絮 需水量约占一生40%-65%，适宜田间持水量为70%-80% 吐絮——成熟 需水量约占一生10%-30%，适宜田间持水量为55%-60%

  4. 棉花营养生长与生殖生长的不稳定性，导致产量的波动性棉花营养生长与生殖生长的不稳定性，导致产量的波动性 第一 第二 高产栽培途径的多重性和较大的潜力。不同的种植密度、不同的行株距配制、化学或人工控制不同个体株型和群体结构等。 1.2.3 地下部的再生能力 发生新的不定根 第三 较强的抗逆能力、再生长 1.2 无限生长和再生能力 1.2.1 无限生长习性 满足温度、肥水和光照条件可使棉花不断增长新叶、新枝和幼蕾 1.2.2 地上部生长发育可塑性

  5. 1.4.1 对氮素营养和水分敏感的调节能力。 氮素营养和水分不足,出现在生长前期，则形成矮小株型；如出现在中后期，则形成衰顶、增加脱落。 当氮素营养和水分过量时，表现为脱落、徒长现象。 1.4.2 对光合有机产物敏感的调节能力 缺少光照脱落增加 基本上稳定在25-40% 1.4.3 结铃率稳定性的调节能力 1.3 营养生长与生殖生长重叠并进时间长 1.3.1 重叠并进 160-200天，占全生育期80% 1.3.2 营养生长与生殖生长优势相互转化的矛盾尖锐 1.4 较强的自我调节能力

  6. 1.5 广泛的适应性 可以栽培于旱地，水地； 可以栽培于沙壤土，粘土； 植棉的土壤PH值范围为5.2-8， 能栽培于微酸性红壤土，也可栽培于盐碱土， 可在一熟制地区栽培，也可在两熟制地区栽培。

  7. 2. 棉花的生育期 中熟陆地棉大田生长期在长江流域200天左右，黄河流域180天左右； 出苗到开始吐絮的生育期130天左右。 棉花一生划分五个生育时期： 2.1 播种出苗期，播种到棉苗出土子叶展平的时期， 8-15天 直播棉一般从4/中、下 - 4/底、5/初 育苗移栽棉从4/初 - 4/上、中 地膜覆盖直播棉从4/中 - 4/中、下

  8. 2.2 苗期 出苗到现蕾的时期，40-60天 直播棉从4/底、5/初 —— 6/上、中 育苗移栽棉从4/上、中 —— 5/下，6/上、中 地膜覆盖直播棉从4/中、下 —— 5/底、6/上 苗期可分为幼苗期和孕蕾期（中熟陆地棉以3叶期为界） 幼苗期，从出苗到第一果枝花芽原基开始分化，25天左右 孕蕾期，从第一果枝花芽原基开始分化到现蕾，15-20天左右

  9. 开花到吐絮的时期，50 - 60天。从7/上、中 - 9/上、中 2.4 花铃期 2.5 吐絮期 吐絮到吐絮结束的时期，70天左右。从9/上、中 - 11/中 从棉苗现蕾到开花的时期, 28-30天 2.3 蕾期 直播棉一般从6/上、中 - 7/上、中 育苗移栽棉一般从5/第（6/上）- 6/底（7/初） 地膜覆盖直播棉从5/底（6/上）- 6底（7/初）

  10. 种皮木栓化栅状细胞，坚韧不透水。 合点为海面组织，吸水和交换气体的主要通道 新鲜的胚为乳白色，腺体呈鲜红或紫红色。丧失发芽能力的胚变为黄色，腺体呈黑褐色。 子叶大而薄，破土能力弱。成熟胚芽分化为2片真叶原基。 3. 棉花器官的形态及棉花的生长发育 3.1 棉花种子的形态结构与棉种的发芽出苗 3.1.1 棉花种子的形态、结构与化学组成 （1）棉种的形态与结构

  11. （2）棉种的化学组成成分 种胚脂肪和蛋白质含量为80%左右。 萌发过程中，水解脂肪和蛋白质所需的氧气高于糖的4倍

  12. 3.1.2 棉种的发芽出苗过程： 经历7-10天吸水膨胀、物质转化、细胞增生一系列的过程棉苗出土

  13. 南方采用“浅沟”、“薄盖土” 北方采用 “浅沟”、“厚盖土” 3.1.3 发芽出苗条件 （1）发育完整、生活力强、完成后熟作用的胚。 （2）生态条件 第一，水分；萌发吸足种子重量的60%水分 第二，温度；发芽出苗的起点温度为10.66ºC， 变温条件有利棉籽发芽。 出苗需要16~18ºC的最低极限温度 第三，氧气 凡能土壤含氧量的措施都促进种子萌发

  14. 圆柱体， 地下部水和无机养分、有机养分向上输送和光合作用的有机产物输送、分配的主要通道 幼嫩及成长中的茎具有光合能力 3.2 茎的形态、功能与生长 3.2.1 茎的形态与功能

  15. 3.2.2 主茎的生长 胚轴生长点分化主茎叶和节间， 节间伸长形成主茎， 下、中部节间伸长到伸长最快历 时7-9天，上部节间为10-12天。 N 倒一为新生节间， N-1 倒二为伸长加快节间， N-2 倒三为伸长最快节间， N-3 倒四为伸长减慢节间 N-4 倒五为固定节间， 3天左右一节固定。 主茎的生长主要在夜间 N N-1 N-2 N-3 N-4

  16. 主茎生长用主茎日增长量表示 主茎日增长量可作为棉花生长看苗诊断的重要指标 温度、肥料、水分、光照、有机养分影响主茎伸长。 当温度一定时，主茎节间数多少受氮素营养影响大， 节间长短受水分条件影响大。

  17. 一生主茎日增长量 幼苗期和孕蕾期 地上部生长缓慢，主茎日增长量在0.5-0.8cm， 现蕾时主茎高仅占最终茎高的五分之一，株高约15-20cm。 蕾期 主茎日增长量1-1.5cm， 开花期主茎高占最终茎高的二分之一，株高约45-50cm。 初花期 主茎日增长量2-2.5cm， 盛花期 约3cm左右， 盛花后 主茎日增长量1-1.5cm， 打顶前后 0.5-1cm， 最终主茎高度100-120cm。

  18. 3.3 分枝类型及分 化发育 3.3.1 分枝的类型 分枝有两种： 叶枝和果枝

  19. 果枝根据果节数多少分为： 无限果枝（二式果枝） 有限果枝（一式果枝） (零式果枝)

  20. 3.3.2 分枝的分化发育 棉花的分枝由主茎叶叶腋内分化的腋芽发育而成 腋芽分化发育的传统观点： 棉花叶腋中有两个芽：一个为正芽，一个为副芽； 正芽发育成叶枝，副芽发育成果枝。 主茎下部若干叶腋中的副芽一般潜伏不发，正芽发 育为叶枝； 中上部叶腋中的正芽一般潜伏，副芽发育成果枝。

  21. 伸 长 节 间 缩 短 节 间 伸 长 节 间 腋 芽 生长点 真 叶 前 叶 真 叶 果枝 花 芽 叶 枝 七十年代研究认定： 果枝和叶枝，由叶腋中的同一个腋芽体分化发育成的两种不同性质的分枝 分化发育为叶枝的芽称为叶芽，分化发育为果枝的芽称为混合芽。 分化程序：

  22. 5-7叶节位 称为过度带 3.3.3 腋芽发育的特点及其诱导 （1）主茎腋芽发育的分带习性 5-7叶节位以上腋芽，发育为果枝，称主茎果枝带。第一果枝以上的节位腋芽再次发育叶枝，由叶枝将果枝带分隔成上下两个果枝层的现象称为二层果枝现象。 果枝带 3-5叶位 腋芽发育 为叶枝， 叶枝带。 子叶节和主茎基部1-2个叶节位的腋芽通常处于潜伏状态，称为叶芽潜伏带。幼苗期切除顶端生长点等条件下发育为叶枝。 叶枝带 叶芽潜伏带

  23. 果枝始节 二级果枝 二级叶枝 主茎 第一个果枝着生于主茎由下而上的叶节位称为果枝始节 （2）二级腋芽发育习性 果枝始节以下的最高位叶枝的第二叶节位腋芽发育为果枝， 依次向下的各叶枝的果枝始节渐次提高一个叶节位。 主茎果枝带各个一级果枝先出叶中的腋芽，大多分化成叶芽，也能发育成一节或二节有限果枝，所结的铃称亚果

  24. （3）腋芽发育的诱导 a 果枝始节受品种遗传特性制约 b 温度诱导与果枝始节 子叶期、一叶期是感温期，适宜果枝花芽原基分化的日均温为20-21ºC，昼/夜温24/19ºC处理的果枝始节最低。 长江下游4-5月中播种果枝始节为5.5-6.4；3月下播种为7.4;五月下旬后果枝始节随播期推迟而提高。

  25. c 光照诱导与果枝始节 光照强度和总辐射量显著影响果枝花芽原基分化， 幼苗期缺少光照果枝始节提高， 光照强度和总辐射量诱导主要可能是光合有机产物供应量的多少，是否具有激发效应无报道。 d 有机养分诱导与果枝始节 去除子叶和第一真叶，提高了果枝始节。 e 矿质营养诱导与果枝始节 一定量(适宜)比的N、P、K可降低果枝始节 氮肥过多体内C/N比下降，腋芽趋于发育叶枝

  26. 3.4 棉花的根系及其生长、建成 3.4.1 形态和功能 直根系，由主根和侧根组成。 成长根系是倒圆锥根系网。 功能: 支持、固定地上部，既是吸收器官又是合成器官。

  27. 3.4.2根系生长与建成 根系发展期（棉种萌发--现蕾） 子叶展平至2叶期根系形态

  28. 现蕾时基本形成倒圆锥形直根系形态。 侧根长度横向伸展可达35-40cm ，主根可下扎达70-80厘米深

  29. 根系盛长建成期 （现蕾--开花） 现蕾到开花是一生根系生长高峰期。至开花期，根系基本建成，主根可达100cm以下深度。 蕾期根系活动层集中于地表下10-15cm土层。

  30. 根系成长吸收高峰期 （开花—吐絮） 盛铃期仍可发生一次侧根，在10-40cm耕作层根系网大量滋生小支根和根毛，主根大侧根长粗充实，保持旺盛的吸收水分和矿质营养功能 根系活动机能衰退期（吐絮—拔桔） 吐絮期后小侧根和根毛生长明显减弱，根系活动机能逐渐衰退

  31. 3.4.3 育苗移栽棉花的根系建成 苗床育苗期根冠比稍小于直播棉 移出苗床时主根和钵围侧根均切断。移入大田生长后，钵底主根切断处发生1至数条粗壮的一次侧根，继发次生侧根，下扎形成下层根系层。 移栽后钵围侧根的切断处也发生1-2条粗壮次生侧根，水平发展扩展分布于土表20cm土层内，形成上层根系层 移栽棉形成上、下位，内、外位“二层根群”根系，根系分布一般比直播棉浅。

  32. 3.4.4 地膜棉根系建成 地膜棉土表5-10cm内的侧根发达粗壮，20cm深以下的侧根细弱，主根多见夭折。 地膜棉根系主要分布在土表20cm浅土层，且处于较高温度下生长，容易发生早衰现象

  33. 3.5 棉花叶的形态与生长 3.5.1 形态和功能 棉花的叶类型分为子叶、前叶（先出叶）和真叶

  34. （1）子叶 不完全叶，无托叶，对生于幼茎上，茧形; 生理功能期50-60天，为发芽出苗、三叶期前棉苗有机营养的主要来源

  35. （2）前叶 又称先出叶，不完全叶，无托叶、叶柄或有或无， 为各分枝的第一张叶，形态酷似托叶，易脱落 （3）真叶 完全叶；陆地棉主茎最初1-3叶多为全缘叶，其余均为掌状裂叶

  36. 主茎节上的真叶称为主茎叶，排列叶序 3/8 真叶的生理功能期大约40-60天。光合作用的主要场所。 气孔是光合作用、呼吸作用过程二氧化碳、氧气的主要通道，以及蒸腾作用散失水蒸气和吸收矿质元素、外源激素、内吸性农药的孔道

  37. 主茎叶光合产物输送： 苗期上部主茎叶 主要供给正在生长的叶片及主茎顶端生长点， 下部主茎叶供给根系

  38. 蕾期 果枝始节以下的主茎叶主要供给根系生长，果枝始节以上的主茎叶主要供给本节位果枝的蕾、生长点和主茎生长点 果枝叶供给本果枝各部位新生器官

  39. 下部主茎叶主要供给本叶节果枝及以下果枝、地下部根系；下部主茎叶主要供给本叶节果枝及以下果枝、地下部根系； 上部主茎叶则主要供给顶端生长和上部开花结铃 盛花期

  40. 中部主茎叶主要供给给本叶节位果枝开花结铃 果枝叶主要供给本果枝开花结铃

  41. 3.5.2 分化与生长 （1）棉花叶的分化 种子胚芽具有一个叶原基突起； 种子萌动，胚芽分化出第二个叶原基；“露白”后，分化出第三个叶原基； 子叶展平，主茎顶芽分化出4个叶原基。 第五真叶展平前，每增长一张展平真叶，顶芽顶芽生长点分化主茎叶原基数也增长1个。 盛蕾（11个展平叶），主茎顶芽分化出9个叶原基； 盛蕾至开花，主茎顶芽分化出10个叶原基； 开花以后，主茎顶芽分化出11个叶原基

  42. （2）棉花叶的生长 第一，子叶的生长 子叶面积增长：出苗至一叶期较慢，一叶期至三叶期较快，四叶期定型 第二，前叶的生长 前叶随分枝出生而出生，其生长过程还不清楚 第三，真叶的生长 真叶的生长方式长、宽、厚和叶柄长度同时增长 展平后的4-7天为扩展高峰期，到15天左右，叶片基本定型，叶面积不再增长，厚度仍继续增加 真叶的生长与节间的伸长成同伸关系 光照不足或水分过多，叶片大而薄；N素营养过多，叶片宽、长比大；缺N，叶片宽、长比小

  43. 叶片基本长足定型后维持光合生理高效功能期，叶片基本长足定型后维持光合生理高效功能期， 即为功能叶→棉花第倒4叶或倒5叶 棉苗顶端功能叶以上部位 生长中的叶片，以生长势 形成相应的空间分布层次， 可作为看苗诊断的参考依 据。 例如 4 3 2 1表示顶端倒4、 3、2、1位4片叶由高至低 的分布，正常生长势棉苗 的倒4片叶的分布以4321为 多见。 2 5 1 4 3

  44. 棉花主茎叶的出叶速度以日增长量表示， 出叶速度受温度，氮素营养和碳素营养影响，低温条件下出叶速度较慢，氮素营养充足出叶速度快，缺氮则慢。

  45. 3.5.3 棉花的叶色 棉花生育进程中碳氮代谢的相对强度可显示群体叶色的深浅 N素代谢旺叶色较深，意为黑；碳素代谢强叶色较浅，意为 黄。“三黄”、“三黑”经验指标： “三黄”出现在生长发育转折时期： 即三叶期、现蕾期、初花期 “三黑”出现在生长发育阶段氮素代谢旺盛时期： 现蕾前、盛蕾期、盛花期

  46. 最新遥感技术的发展，为利用棉田群体叶色进行棉花长势及营最新遥感技术的发展，为利用棉田群体叶色进行棉花长势及营 养诊断开创了崭新的领域。 有研究确定了近红外波段763 nm及红光波段670 nm是棉花鲜生 物量的2个敏感波段，并组成了高光谱归一化植被指数(NDVI) 和比值植被指数(RVI)；建立棉花地上鲜生物量的5种单变量线 性与非线性函数模型分析 表明RVI的指数函数模型反演的棉花地上鲜生物量的估计值与 实测值的相关系数最大(R=0.7289**，RMSE=0.8776)；5种函数 模型方程，经检验均达到1%的极显著水平，以指数函数、幂函 数和双曲线函数构建的棉花鲜生物量估算模型精度相对较高； 用于实时、无损、动态、定量分析和模拟、评价、预测棉花群 体大小，设计理想棉花群体、生长期营养诊断及棉花高光谱遥 感估产

  47. 3.5.4 棉花的叶面积和叶面积指数（系数） 三叶期前单株叶面积中子叶占44.2%-65.8%，以子叶面积为主； 三叶期至现蕾，主茎真叶占百分之百； 现蕾至开花期以主茎叶为主， 开花期后果枝叶面积占52%-56%，转为以果枝叶片为主， 吐絮期果枝叶占75%-77%。棉花最适叶面积系数为3-4。棉花盛花前较早达到3-4最适叶面积系数 生产上通过推迟封行期和塑造塔式株型提高最适叶面积的光合效率

  48. 3.6 果枝预测与叶龄模式 可见一级果枝数 = 主茎展叶数 - 果枝始节 + 1 分化一级果枝数 = 分化主茎叶数 - 2 一级总果枝数=（主茎展叶数-果枝始节+1） +（分化主茎叶数-2） 如主茎展平叶数8,果枝始节6的棉株 一级总果枝数= (8-6+1)+(9-2)= 3+7 =10 调正： 早熟品种，分化倒1叶与倒2分化叶果枝原基分化同步 晚熟品种，分化倒1叶与倒3、4分化叶果枝原基分化同步 不同棉苗长势，旺苗和弱苗果枝原基分化稍滞后

  49. 雌蕊 花萼 雄蕊 苞叶 花梗 3.7 棉花花蕾的分化发育 3.7.1 花的结构形态 两性完全花（Complete flower） 由花梗、苞叶、花萼、花冠、雄蕊和雌蕊组成

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