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株型

作物在田间群体条件下,植株器官着生状态的表型结构。它是由器官的数量比例、排列位置、着生角度、空间方位、延伸状态等所决定。在育种栽培上人们通过对作物生长发育过程的控制,把决定产量的最优性状组合集中,形成最佳光合效率的株型,以夺取高产,这种株型称为理想株型。构成理想株型的具体指标,一般包括叶型、茎型、穗型、根型等。其中叶型和茎型是影响田间群体结构与小气候的主要因素。

作物在田间群体条件下,植株器官着生状态的表型结构。它是由器官的数量比例、排列位置、着生角度、空间方位、延伸状态等所决定。在育种栽培上人们通过对作物生长发育过程的控制,把决定产量的最优性状组合集中,形成最佳光合效率的株型,以夺取高产,这种株型称为理想株型。构成理想株型的具体指标,一般包括叶型、茎型、穗型、根型等。其中叶型和茎型是影响田间群体结构与小气候的主要因素。

冠层结构

群体生长条件下补偿点以上的光合层(主要指叶片分布、生长特性的综合表现),是决定光合效率的首要因素,也是控制株型结构的主要指标。稻、麦的研究表明,直立叶型的群体,冠层消光系数K值低,透光性好,群体内有效散射光多,补偿点低,光合效率高。符合理想株型的冠层结构。许多学者研究指出,在瘠薄栽培条件下,要求叶片繁茂性好,叶薄而大,叶肋柔软,着生角度大,叶片排列稀疏,茎的分蘖开度大,自基向外展开,呈“疏散型排列”的结构,这种长势在少肥条件下,也能扩大受光面积,提高同化能力。而适合高肥的品种,叶片厚、短、直立,叶片之间排列紧凑,呈“密集型排列”的结构,茎充实,分蘖开度小。

茎秆结构

包括茎秆的高度、粗度、强度及韧性。从材料力学看,一根空心的细秆所承受的压力与其长度的平方成反比,因而秆高70厘米的稻麦茎秆抗倒能力,几乎为秆高100厘米的2倍。下粗上细,节间下短上长的塔形结构,更有利于植物的抗倒性。底节粗而短,穗节长而细,富于弹性,是理想株型的茎秆结构。通常在瘠薄条件下,要求茎秆对水肥有较强的敏感性,并具有一定的生长优势和高度。在一定产量范围内。秆高与穗重有明显的正相关。在高水肥条件下,矮秆、粗茎,水肥反应迟钝,耐肥抗倒的株型结构产量较高。棉花、大豆一类作物,选择节间短、结荚集中或果枝短株型紧凑,是有利于合理密植和提早成熟的茎秆结构。

分蘖特性

水稻、小麦、大麦、燕麦等分蘖性作物,其分蘖强度、分蘖动态直接影响茎叶穗的生长及冠层结构。不少学者把穗重与穗数(分蘖数)的相对关系作为确定株型的指标,并用株型率(株型系数)表示:株型率=(穗粒重/单株穗数)×100%。并据此把稻、麦的品种分为“多穗型”与“大穗型”两类。水稻方面,日本许多学者认为多穗型(即株型率较低)品种是高肥高产类型,而大穗型(即株型率高)品种是低肥丰产类型。但在小麦方面,多穗、大穗特性常与生态类型有密切关系,大穗型品种多为半冬偏春性类型,分蘖力弱,抗寒性差,成穗少而穗重高。多穗型品种多为冬性较强,分蘖力强,抗寒性强,成穗多的栽培类型。但穗子大小和成穗多少,也和产区的气候条件和生产条件有密切的关系。从稻、麦产量提高的进程看。有由高秆多蘖型向半短秆中间型发展的趋势。

生物产量及经济系数

生物产量乘以经济系数就是经济产量。常是高光合效率的重要标志。在较高生物产量基础上,提高经济系数,即可获得高产。因此经济系数是株型结构的最终表现。为协调生物产量和经济产量的关系,在株型结构的设计上,要求在提高生物产量基础上,协调营养生长生殖生长的比例,并以大穗、半矮秆为选择目标。

株型的控制

是作物遗传特性、栽培技术和环境条件共同作用的结果,对株型的控制手段大致有以下几种:

遗传控制

是一种个体生长发育的基因控制,主要通过育种手段,设计和培育高产的理想株型,早在20世纪40年代,稻、麦已开始了矮化育种研究,目的是通过育种求得高产株型的结构与功能的统一,在矮化育种思想的指导下,1960年美国培育成功半矮秆高产小麦品种格恩斯(Gaines)。随后墨西哥国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)在N.E.勃劳格博士主持下培育出一大批墨西哥矮秆、半矮秆小麦品种,在世界各地推广。1968年以后,国际水稻研究所(IRRI)又相继培育出一批“IR系统”的半矮秆水稻品种。

栽培控制

运用栽培技术,通过对群体发育的整体控制,达到对个体株型的控制。中国50年代在水稻栽培管理上的“三黄三黑”是以叶色为指标的株型控制;小麦上的“叶形”栽培管理控制;近年来在各种作物上,通过调整种植密度控制株型的各种栽培设计,如特早熟棉区的棉花高密度、早打顶的栽培技术,小麦精量播种,依靠分蘖成穗的高产技术体系,都是从调节群体出发,达到对株型的控制。此外,小麦拔节前的碾压,多种作物的深中耕、棉花的整枝技术,都是直接通过控制个体器官达到控制株型的目的。随着科学的发展,作物株型的化学控制技术日益发展,如矮壮素的应用,实现了人工栽培矮化防倒的株型控制,并改变了经济系数。通过多种化学药剂的种子处理。还可改变苗期的株型结构。