小麦学栽培学：小麦栽培学书稿

第二章 小 麦
第一节 概 述一、小麦生产的国民经济意义
小麦是世界性的重要粮食作物，全世界约有30～40%的人口以小麦为主食。1999年全世界小麦的种植面积为2.142亿hm2，总产为578 337kt。中国小麦的种植面积为0.29亿hm2，在面积与产量上仅次于水稻，为第二大粮食作物，随着中国城乡的发展与人民生活水平的提高，小麦在国民经济中的地位愈来愈加重要。这主要是因为小麦具有以下生长特性与经济特性：
1．小麦具有广泛的适应性，这是因为小麦对温光感应的特殊性与多样性。由于小麦在长期进化过程中形成由冬性到春性的不同数量等级，使小麦具有秋播、春播的多种生态类型，因此不论在世界还是在中国，几乎一年四季的任何时候都有小麦生长。
2．营养价值高，加工特性好，小麦籽粒含有丰富的人类必需的蛋白质与氨基酸，并与淀粉含量构成较合理的比例，是所有粮食作物中加工多样性与加工品质最好的作物，是可作多种主食和副食的加工原料。
3．小麦籽粒含水量低，耐贮藏运输，生产过程可以高度机械化，有利于提高劳动生产效率。
4．小麦在秋冬种植，可以充分利用光热资源，有利于提高复种指数，可与其它作物进行间、混、套种，提高土地利用效率。
5．小麦生产育种期间自然灾害相对较少，产量比较稳定。
6．小麦是多种轻工业及医药卫生的重要原料，副产品麦草与麸皮也是不可缺少的加工原料和精粗饲料。
二、中国小麦种植的历史
中国栽培小麦有着数千年的历史，麦（大、小麦）是中国古代“五谷”之一。历代农书和文献资料都着重记载了我国劳动人民在发展小麦选种和种植技术方面所积累的丰富经验，其中不少经验至今还有着实践上或理论上的价值。
（一）中国小麦种植起源
中国栽培小麦的历史悠久。考古发掘材料证明，早在7 000多年以前中国已栽培小麦。在河南省陕县东关庙底沟原始社会遗址的红烧土台上有麦类印痕，距今约有7 000年。在甘肃省东灰山原始社会遗址的文化灰土层中发现小麦炭化籽粒，经中国科学院地理研究所用14C测定，该遗址的年代被确认为距今5 000±159年，其炭化的小麦籽粒，大都为短圆形，形态完整，胚部清楚，其中大粒型属于普通小麦，小粒型形似密穗小麦。在安徽省毫县钓鱼台新石器遗址发现大量炭化普通小麦籽粒，遗址年代距今约5 000年。新疆维吾尔自治区也发现了麦作遗存，在距今3 800年左右的孔雀河畔古墓沟墓地中，墓主头侧的草编篓中往往有小麦随葬，十多粒至一百多粒不等，初步鉴定为普通小麦和圆锥小麦。青海省考古工作者在诺木洪遗址发现有麦粒保存。云南省剑川县海门口发现麦穗，距今3 000多年。
（二）中国小麦种植的扩展及栽培技术
早在殷商时代“麦”已是中原地区的主要粮食作物，且大面积栽培。《诗经》农事诗中共有7次提到麦作生产情况，说明在公元前6世纪或更早以前，在黄河中下游各地，甘肃、陕西、山西、河南、河北、山东等省都已经栽培小麦。
春秋战国时期小麦栽培地区又有所扩大。《周礼》（约公元前3世纪）记载了种麦范围，除黄淮两流域各省以外，还包括了内蒙古的南部和华北北部。在栽培技术上已强调麦田整地时必先深耕，《吕氏春秋·任地篇》讲得相当清楚：“其深殖之度，阴土必得，大草不生，又无螟蜮，今兹美禾，来兹美麦。”
汉代已有冬小麦和春小麦之分，这一时期小麦栽培开始向南向北发展，冬小麦已向长江中游的荆州和淮北地区发展，春小麦则向河北北部发展。这时的栽培技术有东汉《四民月令》（公元2世纪）说：“凡种大小麦，得白露节可种薄田；秋分种中田；后十日种美田”（按：指北方麦区）。在麦田管理上，主要是中耕除草（当时称锄麦）、灌溉和积雪保墒。出现了存优去劣的选种方法。
魏晋南北朝时期，冬小麦的栽培向南已发展到浙赣地区，春小麦栽培已向西扩展到甘肃省陇西地区向北推进至高昌。这时栽培技术又有较深入的发展，麦田整地发展到深耕晒垄，耕细耕透，多耕多耙，熟化土壤。《齐民要术》：“耕田”说：“秋耕欲深，春夏欲浅”。在播种技术方面，更加明确和具体地确定播种期和播种量，以及播种方法（撒播、条播、点播、耧播 ）。在选留麦种上又进一步，已从汉代的单穗选取种，发展到建立种子田，进行选种留种的形式，这是良种繁育的雏形。
隋唐宋元时期的小麦栽培技术又有进一步进展。由于生产力的提高，文化的发展和疆土的扩大，以及对外关系的增进，使小麦栽培面积又有所扩展。种麦已向西发展到吐蕃，向南已到两广，向东已到沿海地区。此时栽培技术已形成南北两个截然不同的体系，即北方以整地保墒和掘井灌溉为主，南方则以开沟排水为主。因符合地区特点和小麦生长发育规律，而能获得较好收成。无论南方还是北方当时对中耕除草、收获、贮藏等均有更为明确的要求。发展小麦灌溉技术始于宋、元时代。
明清时代，小麦栽培已遍及全国各地，中国小麦栽培技术已渐趋于定型，麦田整地技术，“立秋塌地务早，以烂夏草，看白背，即耙平，防秋旱。若雨过，再犁转候种麦,犁转之地务必耙细，万不可透风”（清代《农圃便览》）。对北方旱地麦田，明代《种树书》（14世纪）指出：“种麦之法，土欲细，沟欲深，耙欲轻，撒欲匀”。
在施肥方面，明清时代除绿肥用以翻入土壤作基肥，草木灰以用拌种外，施用粪肥作种肥对于培育壮苗，促进分蘖很有效果。小麦播种方面，无论是北方还是南方都提出了一些及时播种的措施。在北方旱作地区提出先雨播种优于等雨播种，因为等雨播种小麦，每致失时减产。“农事欲急，如地燥但不致揭大块，便当速耕，雨情难必，万勿迟待，早种者得雨即出，苗瘦者得雨即肥。隔秋分十数日，如不甚干，即种之。不然愈待愈晚愈干，悔何及矣。”（《农蚕经》）
中耕除草在南方北方均受到重视，明代《天工开物》（公元1637年）说：“麦苗生后，耨不厌勤，有三过四过者，余草生机，尽诛锄下，则竞亩精华，尽聚嘉实矣。功勤易耨，南与北同也”。
明清时代小麦灌溉技术已颇讲究，由过去的秋灌发展到提倡冬灌、春灌，乃至灌拔节水和孕穗水。北方秋冬干旱，靠留雪保泽，故有“冬无雪，麦不结”之谚。为了解决积雪的不稳定性，便提出冬季灌麦措施。《农政全书》云：“玄扈先生曰：雪可必乎？秋冬宜灌水，今保泽可也”。清理麦田墒沟排水防涝是明代出现的技术措施，明代《农政全书》说：“冬月宜清理麦沟，令深直泻水，即春雨易泄，不浸麦根。理沟时，一人先运锄，将沟中土耙垦松细，一人随后持锹，锹土匀布畦上，沟泥既肥，麦根益深矣”。
明清时期选种、留种技术进一步得到了重视。《知本提纲》（公元1747年）说：“母强子良，母弱子病”，“凡欲收佳种者，必宜别种一地，不可瘠，亦不可过肥，务上底粪，多为耘耔，按时浇灌，成熟之时，麦则择纯色良穗，子粒坚实者，连秸作束，立曝极干，揉取精粹之颗粒，扬丢轻秕，收藏竹囤中，上用麦糠密盖”。由此可见无论是选种方法，还是种子田的管理措施均有广泛的提高。
三、世界及我国小麦生产概况
20世纪80年代以来，世界及中国小麦生产都有较大的发展，以1999年资料来看（表2—1）。世界小麦种植面积为2.142亿hm2。总产达578 337kt，平均公顷产量为2 700kg/hm2。其中面积最大的前四名为：中国0.290亿hm2，印度0.274亿hm2，俄罗斯0.230亿hm2，美国0.220亿hm2。总产最高的前四名分别为：中国114 400kt，印度71 007kt，美国62 777kt，法国37 086kt。单产最高的前四名分别为：英国7 791kg/hm2，荷兰7 299kg/hm2，法国7 224kg/hm2，德国6 989kg/hm2。其中依赖扩大种植面积而发展小麦生产的有俄罗斯，加拿大，澳大利亚等国。其共同特点是土地资源较丰富，垦殖耕地面表2-1 世界小麦主产国小麦面积和产量
（联合国农粮组织资料 1999年）
国 别
面积 (亿hm2 )
单产(kg/hm2)
总产 (103t)
世界总计中 国加 拿 大美 国印 度法 国德 国荷 兰俄 罗 斯英 国澳大利亚
2.142
0.290 [1]
0.103
0.220 [4]
0.274 [2]
0.051
0.028
0.0014
0.230 [3]
0.019
0.120
2700
3945
2427
2848
2596
7224 [3]
6989 [4]
7299 [2]
1392
7791 [1]
1827
578337
114400 [1]
25007
62777 [3]
71007 [2]
37086 [4]
19568
1000
32000
14655
21850
注：[ ] 为单项排名积较大，但耕作较粗放，单产较低。英国、荷兰、法国等由于土地资源少，主要靠高度机械化和科学管理，以提高单位面积产量来弥补耕地不足，取得了巨大的成功。
80年代末期中国和美国不论在面积、总产、单产上都较接近，但中国土地资源特别是耕地远不及美国，因此发展的目标是在稳定现有面积基础上，学习英、荷、法等国的经验，努力提高单位面积产量。近十年来中国小麦单产提高较快，从1990年的3 178.95kg/hm2发展到1999年3 945kg/hm2的水平。
中国小麦解放初期平均公顷产量仅645kg，50～60年代发展缓慢，60～70年代发展迅速，1970年平均公顷产量达1 147.5kg，70～80年代为高速发展阶段，平均公顷产量由1 147.5kg上升到1986年的3 045kg，总产也由29 250kt到90 050kt，翻了两翻，年递增118kg/hm2。但是，由于中国地域辽阔，气候条件差异大，地区间产量水平很不平衡，即使在气候适宜的高产年份，全国小麦产量水平也有较大差异。以1985年资料分析，全国0.29亿hm2麦田中，平均公顷产量超过3 000kg水平的面积占全国的51.9%，低于3 000kg水平的占48.1%，其中公顷产量在1 875～3 000kg的面积占全国麦田总面积的29.1%，而3 750kg以上的占25%。从中可以看出我国小麦单产提高很快，显示着中国小麦单位面积产量提高的潜力。
此时间中国小麦生产在世界的地位也发生了显著变化，50年代初期，中国小麦种植面积占世界小麦总面积的13.2%，单产是世界平均产量的69.8%，总产占世界小麦总产量的9.27%，1989年上述比重相应为13.21%、127.9%、16.88%。1999年上述比重相应为13.54%、146.11%、19.78%。以上说明我国小麦生产无论是在面积、单产和总产上都有很大的发展和提高。以90年与49年相比，面积扩大42.8%，单产提高4倍，总产量增长了6.2倍。
第二节 小麦的起源、分布与栽培区划一、栽培小麦的起源和分类栽培小麦和其它作物一样，由野生种进化而来，长久以来，许多学者为了开拓利用自然界中的小麦遗传资源，对小麦的祖先、分布、进化和分类，进行了广泛调查和细胞学的研究。根据近年来的研究结果，可概括如下几个方面：
（一）小麦的祖先
1．野生一粒小麦（T,boeoticum或T,aegilopoides） 染色体组A 分布中心位于南土耳其和北伊拉克与伊朗和叙利亚的邻近地区。
2．拟斯卑尔脱小麦（T,speltoides） 染色体组S 分布中心在南土耳其、北叙利亚和北伊拉克一带。
3．粗山羊草（Ae,squarrosa或T,tauschii） 染色体组D 分布中心是伊朗、外高加索附近及外里海。
4．野生二粒系（Wild emmer） 野生四倍体又分两种主要类型。一种是野生二粒小麦（T,dicoccoides） 染色体组AB 分布于巴勒斯坦和叙利亚。另一种是阿拉拉特小麦（T,araraticum） 染色体组AG 主要分布在格鲁吉亚与东土耳其的一些地区和伊朗、伊拉克。阿拉拉特小麦的唯一栽培近亲是提摩菲维小麦（T,timopheevii），分布在格鲁吉亚等地。
（二）小麦的分类和进化
小麦属于禾本科（Poaceae，原作Gramineae），小麦族（Triticeae dumort.），小麦属（Triticum L,）。小麦族中包括小麦、大麦、黑麦等重要作物，另有些种则是优良牧草。
小麦族植物区别其他族植物的特点是：复穗状花序，穗的侧面着生带有两个护颖片的密集的小穗，淀粉粒为单粒，染色体较大且为7的倍数，小麦族内约有300余个种，其中的77%为多年生，其余为一年生。
根据细胞染色体数目及遗传分析等方法的研究，初步揭示出，目前栽培的六倍体（AABBDD）普通小麦和硬粒小麦的进化过程，是由野生一粒小麦进化为栽培一粒小麦，染色体基数n为7，体细胞（二倍体）为14，为A组染色体的供源，二者共同构成一粒系；野生一粒小麦与B组染色体供源的拟斯卑尔脱山羊草（Ae.speltoides Tausch）经天表2-2 小麦属（Triticum L.)的分类系
染色体组
类 型
种
一粒系
Einkorn
A
野 生野 生带 皮
T,urartu Thum,乌拉尔图小麦
T,boeoticum Boiss,野生一粒小麦
T,monococcum L,栽培一粒小麦
二粒系
Emmer
AB
野 生带 皮带 皮带 皮裸 粒裸 粒裸 粒裸 粒 裸 粒裸 粒
T,dicoccoides Koern,野生二粒小麦
T,dicoccum Schuebl,栽培二粒小麦
T,paleocolchicum Men,科尔希二粒小麦
T,ispahanicum Heslot 伊斯帕汗二粒小麦
T,carthlicum Nevski 波斯小麦
T,turgidum L,圆锥小麦
T,durum Desf,硬粒小麦
T,turanicum Jakubz,东方小麦
T,polonicum L,波兰小麦
T,aethiopicum Jakubz,埃塞俄比亚小麦
普通系
Dinkel
ABD
带 皮带 皮带 皮裸 粒裸 粒裸 粒
T,spelta L,斯卑尔脱小麦
T,macha Dek,et Men,马卡小麦
T,vavilovi Jakubz,瓦维洛夫小麦
T,compactum Host 密穗小麦
T,sphaerococcum Perc,印度圆粒小麦
T,aestivum L,普通小麦
提莫菲维系
Timopheevii
AG
野 生带 皮
T,araraticum Jakubz,阿拉拉特小麦
T,timopheevii Zhuk,提莫菲维小麦
茹科夫斯基系Zhukovskyi
AAG
带 皮
T,zhukovskyi Men,et Er,茹科夫斯基小麦
然杂交，染色体加倍产生野生四倍体二粒小麦，其n=14，2n=28，再经基因突变或天然杂交，形成其它四倍体的二粒系类型，构成二粒系；四倍体二粒小麦与山羊草属的节节麦（D组染色体供源）进行天然杂交，经染色体自然加倍形成原始的六倍体即斯卑尔脱小麦，其n=21，2n=42，再经基因突变或天然杂交形成多种六倍体小麦类型，即普通小麦系，这样经过两次染色体加倍的飞跃与长期的自然进化（图2—1），形成了5个系22个种（表2—2）。其中普通系由于是异源多倍体，含有多个二倍体的遗传物质，使其具有生态上的广泛适应性以及经济产量较高的特点。因此小麦属中虽然种很多，但目前种植最广，经济价值最高的主要有普通小麦、硬粒小麦、密穗小麦等少数种类。中国地域辽阔，小麦栽培面积大，种植历史悠久，种植制度多样，也以普通小麦为主，其次为密穗小麦、圆锥小麦，个别地区少量种植有波兰小麦与硬粒小麦。据金善宝（1959）的收集研究，5 545个小麦品种类型中，有96.5%皆为普通小麦（T,aestivum）。其次是属圆锥小麦（T,turgidum）仅占2%，零星种植于我国中部，西部和西北部。属于密穗小麦（T,compactum）和硬粒小麦（T,durum）的不足1%分布于我国西南和西北地区，还有极少数的波兰小麦（T,polonicum），主要在新疆种植。此外我国还有一种独特的小麦类型，属于普通小麦的亚种，称为云南小麦（T,aestivumssp,Yunnaese King）。此种类春性强，极不易脱粒，群众叫“铁壳麦”，种植于云南省的西部地区。
野生种
栽培种
图2-1 小麦的进化模式图
（引自F,H,Lupton，1988）
栽培小麦的原产地在西亚和中亚，据Vavilov和细野推断，传入我国途径有南北两条践线，北路经土耳其斯坦通过新疆，蒙古；南路从印度经云南，四川传入我国。
二、小麦的分布与栽培区划
（一）小麦的分布
小麦是世界栽培分布最广的作物，自赤道附近的低纬度起至两极圈附近的高纬度止，皆有小麦栽培。小麦喜凉爽湿润气候，主要分布在北纬20?～60?及南纬20?～40?之间，40%左右分布在年降雨500～800mm的地区，尤以欧亚大陆和北美面积最大，约占总面积的80%以上。从垂直分布来看，由滨海平原到海拔3 000～4 000m左右的尼泊尔、秘鲁以及中国青藏高原都有小麦种植，海拔高度由不及10m至4 460m处的西藏，都可正常生长。中国小麦分布很广，遍及全国各地，北起黑龙江的漠河，南到海南岛，西至新疆，东抵沿海以及台湾省，南北跨越寒、中、暖三温带和各类型的亚热带及热带。
（二）中国小麦栽培区划
中国小麦分布地域辽阔，由于各地自然条件、种植制度、品种类型和生产水平存在着不同程度的差异，因而形成了明显的种植区域。
表2-3 中国小麦种植区域的划分
（根据李希达资料改写）
主 区
亚 区
范 围
副 区
春播麦区
Ⅰ东北春播春性麦区
Ⅱ北部春播春性麦区
Ⅲ西北春播春性麦区
黑龙江、吉林全部、辽宁大部、内蒙古东部四盟共四省（区）204县
内蒙古锡盟以西、河北坝上、晋雁北陕榆林四省（区）95县市
以甘肃、宁夏为主、内蒙古、青海、新疆小部分，五省（区）71县
1.北部高寒区 2.东部湿润区
3.西部干旱区
4.北部高原干旱区 5.南部丘陵平原半干旱区
6.银宁灌溉区 7.陇西丘陵区
8.河西走廊区 9.荒漠干旱区
秋冬播麦区
Ⅳ北部秋播冬性麦区
Ⅴ黄淮秋播弱冬性麦区
Ⅵ长江中下游冬秋播春
性麦区
Ⅶ西南秋冬播春性麦区
Ⅷ华南秋冬播春性麦区
冀长城以南、晋中、东南部、陕豫、北
部、辽宁南部、陇东及京津共九省189县
鲁全部、豫大部、冀中南部、苏北、皖
北、陕关中、晋西南、陇天水八省415县
浙、赣全部，豫信阳、苏、皖、鄂湘部分地区共七省 420县
贵全部，川、滇大部，陕南陇东南部及湘鄂西部共七省401县
闽、粤、广西、台湾全部及云南部分县共五省（区）311县
10.燕太山簏平原区 11.晋冀山地盆地区 12.黄土高原沟壑区
13.黄淮平原区 14.汾渭谷地区
15.胶东丘陵区
16.江淮平原区17.沿江滨湖区 18.渐皖南部山地区19.湘赣丘陵区
20.云贵高原区 21.四川盆地区22.陕南鄂西山地丘陵区
23.内陆山地丘陵区 24.沿海平原区
秋春
兼播
麦区
Ⅸ新疆秋春播冬春性麦区
Ⅹ青藏秋春播冬春性麦区
南北疆共78县
西藏全部，青海大部，川西，甘，阿凉全部，陇西南，迪庆共五省144县
25.北疆区 26.南疆区
27.环湖盆地区 28.青南藏北区29.川藏高原区
综观我国小麦区域划分的研究与发展，尽管侧重点有些不同，但其共同依据不外三个方面，即地理地域（气候区域）、品种特性（冬春性、籽粒特性等）、栽培坏境（平原、丘陵、雨养、灌溉条件等）。小麦种植区域的划分，是根据环境、耕作制度、品种、栽培特点等对小麦生长发育的综合影响而进行的区划，也是最直接服务于生产决策的综合区划。
影响小麦种植区域形成的因素，涉及气候、土壤、熟制、品种、播期与熟期、栽培特点以及病虫害情况等，栽培区划以气候、土壤条件与品种特性为主线，其他则为从属因素。在气候条件中温度与雨量是最主要的因素，如冬、春麦的分布决定于越冬期间的温度，熟制受积温和降水多少的制约，而品种冬春特性又与温度和光照的变化息息相关。主区以播性（即春、秋播）而定的，因为小麦播性是自然温光变化梯度和品种感温、感光特性的集中表现，也是综合反映不同麦区栽培生态特性的基本特征。亚区是指基本自然生态条件，小麦品种类型和主要栽培特点（如熟期等）大体一致，在小麦生育进程和生产管理上具有较大共性的种植区。副区是针对同一亚区内因部分生境因素（主要指地势、地形、雨量和灌溉条件等）有所变异而对小麦生育和生产产生一定影响的局部地区。应该说，在亚区内因地制宜地划分副区，可对小麦种植制定出更有针对性的增产提质措施，这对指导生产是有积极意义的。
我国小麦栽培区划，由于在两级命名上存在播性与种性（品种感温特性）相混淆的问题，如习惯上以“冬麦”，“冬麦区”，“春麦区”等字样做为播性来命名，容易与国际上通行的小麦品种冬春性一词混淆，使国外学者误解为“冬麦区”内种植的都是冬小麦，这和我国的实际情况不相吻合，因而形成了三级命名，三主区命名明确为按播性命名，以播性取代“冬春麦”，把冬麦区改称为秋播麦区，春麦区改为春播麦区，十亚区按“地域—播性—冬春性”三级命名。如把原来的“华南冬麦区”改为“华南秋冬播春性麦区”。三主区十亚区的划分和名称列于表2—3，并见图2—2。
第三节 小麦栽培的生物学基础一、小麦的一生
（一）小麦的一生
小麦的一生是指从种子萌发到产生新种子的周期，周期的长短一般以生育期表示。生育期一般是指从出苗到成熟所经历的时间。我国幅员辽阔，自然气候条件差异很大，小麦的生育期也不尽相同，秋播小麦大多在230～280天，春播小麦生育期较短，一般在100天左右，东北春播春性麦区只有70～90天。如黑龙江地区，早熟品种一般79～83天，中熟品种83～87天，晚熟品种88～93天。
小麦的一生经过一系列器宫的特征、特性变化，这些变化都是小麦内部遗传特性、生理特性和外界栽培环境互相作用的结果，从外部形态形成可概括为十个时期，即种子萌发、出苗、三叶、分蘖、拔节、孕穗、抽穗、开花、灌浆及成熟。冬小麦还有越冬与返青，小麦一生中不同形态变化所经历的时期我们称为生育时期（图2—3，2—4）。
小麦生育期受不同地区不同温光条件的影响而有很大的差异（表2—4）。同一品种在温光发育最适条件下，生育期可以很短，在温光不适宜条件下，则可以很长。从强春性到强冬性品种，其极差均达220天以上。
小麦从种子萌发到新种子形成的一生，随着不同生育时期植株内部的生理变化，根、茎、叶、蘖、穗和子粒，逐渐形成和发育。这些器官的形成，是植株内部生理变化的外部反映，它们构成小麦不同生育时期的生物学特点，小麦的产量，就是个体和群体生长发育过程中逐渐形成的。
（二）小麦的三段生长
人们为了研究或安排较长一段时间里的小麦生长发育问题或麦田管理措施，把小麦的一生划分为几个大的生育阶段。由于研究的目的、应用用途的不同，划分方法、阶段数目和名称、起止时间和标志等也有差异。国内外依据小麦生长发育的属性和特点，可将小麦一生划分为顺序的三段生长：
1．以营养器官和生殖器官分化和生长特征划分 即营养生长、营养生殖并进生长及生殖生长（表2—5）。营养生长阶段以长根、茎、叶、蘖为主体，物质的分配供给营养表2-4 不同品种在不同生态条件下生育时期的差异
（《中国小麦生态》）
品 种 名 称
冬 春 性
生态环境个数
平均生育日数
最大生育日数
最小生育日数
极 差
辽春6号粤麦6号扬麦3号绵阳11号藏春6号日喀则54
徐州17号丰产3号泰山1号北京10号冀麦2号新冬2号肥 麦
强 春强 春春春春春半 冬半 冬半 冬冬冬冬超强冬
378
382
432
420
319
316
344
379
366
321
334
211
179
119
120
134
141
176
156
177
165
175
187
178
229
237
314
302
308
315
322
323
306
308
309
307
301
332
354
68
68
63
61
76
74
83
80
80
58
80
92
97
246
234
245
254
246
249
223
228
229
249
221
240
257
体；营养生长和生殖生长并进阶段（营养生长向生殖生长的转折阶段）随着时间的推移，物质分配的重心逐渐由营养器官转向生殖器官；生殖生长阶段是以开花受精、种胚形成为主。通过以上一系列的器官建成，形成了株体结构，该株体结构的构成与功能分为：根——吸收部分；茎——支持、输导与贮藏部分；分蘖——贮藏、分枝与输导部分；叶——同化部分；穗——生殖结实部分。
2．依器官建成和对产量构成的作用划分为 幼苗阶段（从出苗到起身）、器官形成阶段（从起身到开花）和籽粒形成阶段（从开花到成熟）。
（1）幼苗阶段 从种子萌发到起身期。为了便于观察记载，可以包括从出苗到起身止一段时期。起身的实质标志是幼穗分化的二棱期或生理拔节。从幼穗分化过程看，生长锥的伸长、单棱和二棱都是穗的分化，从发生学角度看都是茎的分化，只有二棱末期以后的护颖和小花分化才开始花器即结实器官的分化。因此，在幼苗阶段，小麦植株只分化生长叶、根和分蘖，是形成壮苗的重要阶段，也是采取措施使弱苗转壮，控制麦苗旺长，使之壮而不旺的关键时期。分蘖基本全在此阶段出现，所以在此阶段确定群体总茎数，为最后穗数奠定基础。如果分蘖数量不足或控制其过多出现，还可以在本阶段后期，即起身期前，分蘖两极分化之前，采取措施提高或降低分蘖成穗率，获得适宜的穗数。在生产上，这个阶段是决定穗数的关键时期，此阶段的幼苗生长状况对以后结实器官的形成也有重大影响。
（2）器官建成阶段 此阶段包括从起身到开花一段时期。在此期间形成全部叶片、根系、茎秆和花器，至此植株的全部营养器官和结实器官均已建成。这个阶段是花器分化时期，因而也是决定穗粒数的关键时期，分蘖经过两极分化，有效分蘖和无效分蘖界限分明，群体穗数也在此期限间最后确定，植株建成状况也为下阶段籽粒形成奠定基础。这个阶段是小麦一生中生长量最大的时期，也是对产量形成有决定性作用的时期，因而也是麦田管理的关键时期。
（3）籽粒形成阶段 本阶段包括从开花到成熟一段时期。籽粒形成过程既是上一代生殖器官的生长发育，也是下一代生命的初始阶段，是上下代生命交替的时期。做为上一代植物体的各种器官均已建成，只是做为亲体还在繁育下一代的胚胎，形成种子，在生产上，这个阶段是决定粒重的关键时期，麦田管理对粒重和籽粒品质有重要影响。
以上不同划分方法，从不同的方面反映了小麦生育过程的连续性与阶段性。上述两种三阶段划分虽然名称不同，阶段的起止标志稍有差异，但其划法还是相近的。小麦一生中，形态建成有两个明显的转折。一是幼穗开始花器分化，拔节开始，二是器官包括营养器官和结实器官全部建成，开花受精，植株转入下一代的种子形成，前者以起身，即生理拔节或幼穗分化到二棱末期为转折点，后者以开花为转折点，以此两个转折点为界（依器官建成和对产量构成的作用划分），把小麦一生分为三个生育阶段。用以比较各地区小麦生育进程的特点并说明在育种和栽培方面的应用。
中国各个麦区的自然气候条件、栽培品种、耕作制度有很大差异，因而三段生长的长短、比例、强度亦有不同。一般是哪个阶段持续时间长，而且当时外界条件比较合适，则该阶段所形成的器官数量就较多。北方冬小麦主要产区的河南、山东及河北、陕西、山西的南部，由于第一阶段相对较长，有利分蘖成穗，同时穗分化时间也较长，即并进阶段开始早，与分蘖并进期长，因而也易获得大穗，成为中国小麦的主要多穗多蘖生态区。同时在栽培技术上，有利于实行精播集约化种植，形成少苗争多穗的栽培体系。相比之下，北方晚熟冬麦区，虽然分蘖绝对时间较长，但由于有明显而漫长的越冬过程，使有效分蘖率大为降低，难以实行大面积精播栽培。北方冬麦区的第三阶段，即籽粒形成阶段，由于气温的急剧升高，使该阶段的生长时期普遍较短，而且年际间粒重变异较大。中国长江中上游的四川、湖南、湖北，以及云贵高原，品种虽属分蘖力较低的春性。弱冬性品种，但穗分化经历时间很长，有利于形成多花多粒的大穗，成为中国的多花大穗生态区。中国青藏高原，后期光照充足，温度适宜，昼夜温差大，灌浆期长达50～60余天，千粒重多在50g以上。而且小花结实率高，粒数较多，是中国的大穗大粒生态区，也是中国产量突破10 500～12 000kg/hm2以上的特殊生境高产区。中国北方春麦区及东表2-5 冬小麦生长发育及器官建成的三段相关
（山西农业大学）
北春麦区，总生育期短，三段生长都短，要获得较高的产量，要求栽培条件与栽培技术较高，以求得在较短的生长时期，靠强化生长强度，弥补生长时期的不足，事实表明也可以获得相对较高的产量。
二、小麦的感温性和感光性
（小麦阶段发育）
（一）小麦的感温性与感光性
中国自古就有宿麦、旋麦之别的记载，并指出宿麦（冬小麦）应在秋季播种，旋麦（春小麦）应在春季播种，在农业生产实践中，会遇到这种情况，若把典型的冬小麦品种在春天播种，即使水肥充足，生长条件非常适宜，小麦也会一直停留在分蘖丛生状态，不能正常抽穗结实完成生育周期。反之，在冬麦区秋天播种春小麦，常常发生临冬拔节而冻死，这是因为小麦有冬春性之别。
这种现象是因小麦从播种到抽穗结实，除需要水肥充足，适宜的生长条件外，还必需有保证其正常发育的特定条件，使小麦内部发生一系列质的变化，然后在不同质变基础上，才能使小麦由营养生长转向生殖生长，这种阶段质变，就是小麦的阶段发育，它的实质是小麦在开花前必须顺次通过春化（感温性）阶段和光照（感光性）阶段。中国小麦品种依春化阶段与光照阶段特性，可划分为以下类型：
1．春化阶段类型
（1）冬性 春化阶段的适宜温度为0～3℃，经历35天以上。不满足春化条件，不能正常抽穗。
（2）弱（半）冬性 春化阶段适宜温度为0～7℃，经历15～35天，未满足此条件的不能抽穗、开花、结实，或延期抽穗、开花、结实，或抽穗不整齐结实不一致。
（3）春性 春化温度为0～12℃，经历5～15天，不经低温春化过程也能正常抽穗。
2．光照阶段类型
小麦通过春化阶段以后，在适宜的外界环境条件下，就进入第二发育阶段，即光照阶段，这一阶段除要求一定的温度、水分、养分等条件外，对光照时间和温度反应特别敏感。一些小麦品种如果每日只给八小时的光照，则不能抽穗结实；给以连续光照，抽穗则大为加速。因此，光成为这个阶段影响穗器官发育的主要矛盾。此外，温度在光照阶段中作用亦很大。4℃以下时光照阶段不能进行，最适宜的温度为20℃左右，高于25℃或低于10℃，光照发育速度减缓。因此，一些秋播的冬性品种，虽然冬前可以完成春化阶段发育，但因当时平均气温在4℃以下，不能进入光照阶段，这一特点防止了小麦冬季冻害。
（1）反应迟钝型 在每天8～12h日照条件下，经历16天以上，能正常抽穗。南方冬播春性小麦属此类型（低纬度的春性小麦）。
（2）反应中等型 在每天8h日照下不能抽穗，但在12h下经24天可以抽穗。弱冬性品种属此类型。
（3）反应敏感型 在每天12h以上的日照下，经过30～40天才能通过光照阶段而抽穗。冬性类型和高纬度地区的春性品种属此类。
上述分类，基本上反映了20世纪70年代以前中国小麦品种温光反应的类型特点。随着世界范围内品种的交流，杂交育种的广泛开展，小麦基因重组与变异扩大，使小麦品种生态类型日趋多样，上述温光反应三大类的划分，已不能确切地概括当今众多品种生态类型的现实。80年代后对小麦品种生态的研究表明，中国目前的小麦品种对低温春化的反应存在着6个等级系列，即强春性、春性、冬春性、冬性、强冬性、超强冬性。对日长反应存在5个等级系列，即长光敏感型、长光弱敏感型、长短光不敏感型、短光弱敏感型、短光敏感型。而且，温度与光长对小麦生育进程的影响存在着互作效应，根据不同品种对温光互作效应的反应不同，又可分以下类型：
①强春性长光敏感型 该类品种基本上不要求春化负积温，在不给予低温春化条件的高温长日照下，可以迅速抽穗。中国南北两端的强春性品种属于此类型。
②春性长光敏感型 该类品种有微弱春化效应（约10天左右），但在无春化条件的高温长日照下仍可以正常抽穗。北方春麦区品种及长江中下游的春性品种属于此类。
③冬春性长光敏感型 要求一定的春化负积温，约为20～30天，加长光照可以加速抽穗。中国中纬度黄淮麦区品种多属此类型。
④冬性、强冬性长短光不敏感性 该类品种要求较强的低温春化，但对光照长短却不敏感。华北地区部分品种属于此类型。
⑤冬性、强冬性长短光敏感型 要求30天以上的低温春化，满足春化后长日照可促进抽穗。在未满足春化条件下，有短日照促进抽穗的效应。北部晚熟冬麦区的大部分品种属于此类型。
⑥超强冬性长短光敏感型 要求50～60天以上春化负积温，50天春化以前，短日照有明显促进抽穗的作用，满足春化以后，长日照促进抽穗。
小麦的感温性和感受光性与原产地的纬度、气温条件（特别是温度条件）、地势、海拔等有密切关系。南方秋播小麦由于秋季气温高，日照较短，春季气温上升早，形成了春性、光长反应迟钝、各生育时期发育较快和全生育期较短的生态特性；而北方和西部海拔较高地区的秋播小麦品种，由于秋冬气温低，春季气温回升迟，日照长，所以形成冬性强，光长反应灵敏，前期、中期发育慢和全生育期较长的生态特点。高纬度地区的春小麦，由于长期春播和在夏初日照日渐趋长的条件下通过光照阶段，因而形成强春性和对日照长短反应灵敏的特性。
（二）温光反应与生育进程及器官建成的关系
小麦感温感光特性发生在小麦一生的前期与中期，因此品种温光特性的强弱与时长，直接关系着生育时期的长短与生育速度的快慢。全国小麦生态研究表明，品种间生育期长短的差异主要取决于生长发育的前期与中期，可占全生育日数的50～70%，且愈是冬性强的品种，前期经历的日数比重愈大。说明冬春性小麦生育期的差异，主要是由于温光反应的差异，特别是春化阶段中感温期的长短。人们早已明确，小麦春化发育的通过，即可在处于萌动状态的种子时期又可在幼苗期进行，但是在大田正常播种的生长条件下，小麦春化阶段在生长锥伸长期至二棱期结束。冬小麦播种的时间不一，有春化阶段进入的早晚，有的种子萌动时气温较高不能开始春化阶段发育，只有当出苗以后，气温较低时才能开始，因此春化阶段的发育和分蘖同时进行，夜晚温度低，有利于春化发育，晚播冬小麦种子一开始萌动就开始春化发育，往往在分蘖前已完成。春小麦由于播种时就有春化发育的条件，所以一萌动就开始春化发育，播种越早越利于春化阶段的通过，提早进入感光阶段，开始穗分化。小麦的光照阶段，一般认为到雌雄蕊分化期结束。至此温光发育完成，营养器官基本建成，以后的生长，不同生态型品种之间差异越来越小。
（三）中国小麦品种温光特性的区域分布
根据地理生境、种植制度和品种特性的综合分析，按播期特性中国小麦可分为三大分布区（图2—5）即春播区、秋播区及秋冬播区。其中小麦温光特性的分布呈“冬性中心式”向春性扩散过渡的现象，即以秋播麦区中的黄淮中早熟冬麦区，向南冬性逐渐减弱，由冬性→弱冬性→春性→强春性；向北由冬性→强冬性→春性→强春性；形成愈向南北两端，品种春性愈强的特点，由于自然温光受纬度、海拔、地形变化的影响，因此品种温光类型的分布也是有区域间、区域内相互交叉分布的特点，特别是在区域间的过渡带更为明显，如强春性和春性品种，在同一区也可能交叉分布，冬性与强冬性品种在同一区也有交叉分布。
（四）小麦品种温光特性的实践意义
小麦感温感光特性是受遗传控制的生理生态特性，它像一个“阀门”一样，控制着小麦生长进程与器官建成的节奏，包括生育期快慢长短、主茎叶数多少、分蘖数与根数多少、幼穗分化早晚等方面，所以研究掌握小麦品种的温光反应特性具有重要的实践意义。
1．根据区域生态特性与品种特性进行引种 凡从温光生态相近的地区进行引种，易于成功。
2．根据品种温光特性进行合理用种 如在晚播条件下，要选用偏春性的品种，可不致因晚播而晚熟。品种的温光特性与分蘖、成穗数、穗粒数也有很大关系，一般冬性偏强的品种，分蘖成穗率较高，相对穗粒数较少。反之春性偏强的，则分蘖力弱，但穗粒数较多。据此，若精播高产，则宜选用冬性偏强、分蘖成穗偏高的品种。而晚播独秆栽培，则可选用春性较强的大穗型品种。
3．根据品种温光类型的差异进行生态育种可以不断创造出更加丰富、冬春性差距更大的品种温光类型，为引种和新品种选育提供丰富的种质材料。
4．在夏季冷凉的高纬度高海拔地区，选用无负积温春化效应的强春性品种夏播，可获得一定产量。
5．根据品种的温光特性，选择适宜播期，延长光照阶段时间，有利形成大穗。
三、种子构造及萌发出苗
（一）种子的构造
小麦种子是子房受精后发育的果实。由于果皮（很薄）与种皮紧密结合在一起，不易分开，故生产上通称为种子或籽粒，植物学上称为颖果。
小麦种子的形状多样，有棱型、卵圆形、圆筒形、椭圆形和近圆形（图2—6）。
小麦籽粒隆起的一面为背面，相对一面为腹面，腹面有沟称为腹沟，背面的基部为胚，相对的一端有茸毛称冠毛。小麦种子由皮层、胚及胚乳三大部分构成（图2—7）。
1．皮层 包括果皮（由子房壁发育而成）和种皮（内珠被发育而成）两部分，包在整个籽粒外面。皮层的重量约占籽粒总重量的5～7.5%或更高，皮层与胚乳的糊粉层一起构成加工过程中的麸皮，麸皮约占总重量的15%左右。皮层越厚、越重时出粉率越低。皮层的作用在于保护胚和胚乳。种子萌发过程中，水分和空气都通过种皮进入籽粒内部。种子的休眠特性与种皮的结构，尤其是外表皮的结构密切相关，休眠期限长的品种外表皮细胞排列整齐、紧凑、呈长方形，休眠期短的品种细胞排列疏松、不规则、多呈圆形或椭圆形。皮层中含有的色素不同使小麦种子的颜色有红、黄白、浅黄、金黄、深黄、紫色等，生产上为方便起见常将红色以外的各种黄色籽粒，统称之为白色，即生产上和贸易上的红皮小麦和白皮小麦。籽粒颜色不同和深浅，与种皮色素层细胞含有色素有关，也受气候条件的影响，同一粒色的品种，干旱时皮色深，灌溉时则有变浅的趋势。一般红皮小麦，种皮较厚、通透性差、出粉率低、抗穗发芽。白皮小麦则种皮较薄、通透性好、出粉率高、不抗穗发芽。
2．胚乳 小麦的籽粒除皮层及胚外，均为胚乳部分，约占整个籽粒重量90～93%以上，由位于胚乳最外层的糊粉层和以内的淀粉层组成。
（1）糊粉层 一般只有一层细胞，大型而壁厚，排列整齐，主要成分为纤维素和含氮图2-7 小麦籽粒的内部构造物，其余是脂肪、灰分和水分，糊粉层约占籽粒重量的7%，糊粉层干物质中蛋白质各约20%，糖占10%，细胞壁中不含或少含这些物质。
（2）淀粉层 淀粉胚乳由薄壁细胞组成，形状大小及成分因胚乳不同部位而异。近糊粉层的淀粉层细胞较少，方形，中心部细胞大而多角形。每个部位的胚乳细胞主要含大小不同的淀粉和蛋白质，蛋白质存在于淀粉粒之间的空隙中，由于蛋白质和淀粉贮积情况不同，而有硬质（角质）和软质（粉质）质地之分。硬质胚乳外观及横断面均透明状，粉质都不透明，也有不同程度的中间型，小麦淀粉主要有直链淀粉和支链淀粉两种主要成分。
3．胚 胚是小麦种子的重要组成部分，是未来植株的雏体（原始体），一般仅占整个籽粒重量的2～3%。胚具有很强的生命力，营养价值高，蛋白质占干胚重的37%左右、糖类占25%左右、脂肪占15%左右，矿物质含量一般也高。胚由盾片（亦称盾状体或子叶盘）、胚芽、胚茎（胚轴）、胚根、外子叶等几部分组成，盾片约占整个胚重量的一半。胚以盾片的一面与胚乳相连接，萌发时，一方面向胚乳中释放酶（水解酶），一方面将胚乳中可溶性养分通过吸收层而进入胚部，为胚所利用。胚芽包括胚芽鞘、生长点和在胚胎形成时就已分化的3～4片叶原基和胚芽鞘蘖芽原基。胚根包括主胚根及位于其上方两侧的第一、二对侧生胚根，有时还在外子叶节上发生第六条侧生根，胚根之外为根鞘，胚芽与胚根之间为胚茎。外子叶很小，位于与盾片相对之一侧。种子萌发后，胚芽鞘破土出苗，从中伸出幼叶长成幼苗，在胚芽鞘与第一片绿叶之间伸长形成地中茎。
（二）种子萌发过程
通过休眠的小麦种子，在适宜的水分、氧气和温度条件下，便可发芽生长。小麦种子一般要经历吸水膨胀的物理过程，营养物质转化的化学过程以及种子萌发的生物学过程三个阶段才能开始萌发。
1．种子的吸水膨胀过程 小麦籽粒的主要成分淀粉、脂肪、蛋白质和纤维素大都是亲水胶体，在干燥的情况下，因水分少（含水量12～13%）而是凝胶状态。当水分供应充足时，水分由纤维素构成的种皮渗入种子内部的胶体网状结构中，逐渐使凝胶状态变成溶胶状态，体积随之增大，这个过程叫做“种子的吸水膨胀过程”，这是一种物理过程。它对种子的萌发和出苗的作用是：（1）产生强大的膨胀压，促进种子萌发；（2）软化皮层和内含物；（3）促进了种子内部的物质转化。
2．物质转化过程（生化过程） 随着种子吸水的增加，亲水胶体网状结构之间产生游离水分，呼吸作用逐渐增强。伴随种子呼吸作用的加强，种子内各种酶类也开始活动。首先，在淀粉酶的作用下，淀粉转化为糊精和麦芽糖，麦芽糖又经麦芽酶的作用分解为葡萄糖，同时蔗糖也在蔗糖酶的作用下，转化为葡萄糖和果糖。这些简单的单糖类是供给种子萌发的主要来源。随着种子的膨胀萌发，蛋白质分解酶、脂肪分解酶、纤维素分解酶的活力也逐渐增强，将难以溶解的蛋白质、脂肪、半纤维素等转化为可溶性的含氮化合物。这样，复杂的有机物质就逐渐地转化为胚所能吸收利用的简单物质，从而促使了胚的萌动。
3．生物学过程（形态变化） 当种子吸水达本身干重45～50%左右时，开始萌发。由于胚根胚芽体积增大，终而将胚部处的种皮胀裂而外露。胚根鞘首先突破种皮而萌发，称为“露白”或“拱咀”，接着胚芽鞘也破皮而出。在一般情况下，胚根的生长比胚芽快。当胚芽达到种子长的一半，胚根长约与种子等长时，谓之“发芽”（图2—8）。
（三）幼胚的生长与出苗
种子萌发后，胚芽鞘向上伸长顶出地表为出土。胚芽鞘见光后停止生长，接着从胚芽鞘中长出一片绿叶，当第一片绿叶伸出芽鞘2cm时称为出苗，田间有50%苗达到上述标准时为出苗期。
胚芽鞘是小麦植株的第一片不完全叶，一般白色或浅色，也有微红色或紫红色的。胚芽鞘的作用在于保护幼芽出土。当第一幼叶突破胚芽鞘时，鞘与叶很紧密，胚芽鞘的长短与温度、光照、播种深度和品种特性有关，黑暗中萌发，胚芽鞘可以长的很长，在较强的光照下萌发，胚芽鞘很短。在田间条件下，播种越深，胚芽鞘越长；在10～35℃范围内，低温较高温伸长显著。当第一片绿叶达到正常大小时，胚芽鞘就皱缩死亡。
小麦的第一片绿叶在形态上与其它叶片不同，上下宽窄相近，顶端较钝，叶片较小而厚，叶脉明显，叶鞘较短，第一片绿叶的大小与胚乳的大小有关，因为它的形成与生长，主要是依靠胚乳中贮藏的营养物质。所以，一般籽粒大时，由于有较大的胚乳，第一片绿叶也大。第一片绿叶出现的早晚和大小，在生产上有重要的意义。实践证明，第一片绿叶出现较早，面积较大，它所制造的营养物质就多，幼苗的根和其它部分的生长也好，对形成壮苗有良好的作用。
地中茎 在第二片绿叶生长的同时，胚芽鞘和第一片绿叶之间的节间（上胚轴）伸长，将第一片绿叶以上几个节和生长点推到近地表处，这段伸长的节间叫地中茎或根茎。地中茎的长短与品种和播种深度有密切关系，播种深则长，浅则短，过浅则没有地中茎，地中茎过长，消耗种子养分过多，所以出苗也弱。当播种过深时，分蘖节的部分节间也参与地中茎的形成。生长上如能准确播深到3cm最好，实质上是在保证出苗的情况下，播深越浅越好。
三叶期的特点及栽培意义 从第一叶展开即由种子营养开始转向独立营养，当第三叶抽出后，整个幼胚原始器官均已伸出种子，胚乳营养到此即已耗尽，小麦幼苗则由胚乳营养转向独立营养（由异养生长转向自养生长），因此，三叶期称离乳期（图2—9）。从四叶开始，小麦就进入叶片分化及分蘖长根时期。如此时干旱或N、P缺乏，生长会停滞。对于小麦来说，离乳期进入幼穗分化与分蘖、长根、长叶的同时并进阶段，是栽培上的重要时期，是生产上争取穗数的关键时期，由于三叶期生长点还在地下，这时也是一些农事活动的最佳时期，此时伤苗最少。
（四）影响种子萌发出苗的因素
在生产上对小麦萌发出苗的要求是：出苗率高，出苗迅速而整齐，以达到苗全、苗匀、苗壮的目的。影响出苗率和出苗速度的因素主要是种子质量、品种特性、温度、水分、播种深度、土壤空气和整地质量等方面。
1．种子质量及品种特性 种子质量及品种特性是影响出苗率高低和出苗速度的内因。不同品种休眠期的长短差别很大，有些品种休眠期极短，成熟后4～5天即可发芽。休眠期长的品种，长达30～40天甚至更长。处于休眠期的种子，即使具备适宜的发芽条件，亦不会发芽或发芽甚慢。一般来说，白皮品种皮薄、透性强、呼吸强度高、完成生理后熟作用所需的时间短，所以休眠期短，发芽也快。一般休眠为11～30天，有的成熟后4～5天即可发芽，如成熟遇雨，容易穗发芽。红皮品种为50～70天。在小麦成熟期多雨地区，应注意选用休眠较长的品种。
种子大小不同对种子的萌发出苗和以后的生长发育也有很大的影响。大粒种子胚大，胚乳的营养物质多，出苗率高，第一片绿叶大，种子根数、次生根数和单株分蘖数也多，使麦苗墩实茁壮。选用种性好的大粒种子播种，可比小粒种子平均增产14.7%。因此，选用品质好的大粒种子播种，是一项主要增产措施。近期的一些研究还指出，种子中蛋白质含量高低是影响幼苗壮弱的主要因素。
2．温度 小麦种子发芽时需要一定的温度，在一定温度范围内，温度越高吸水越快，酶的活力越强，物质和能量的转化也越快，因而种子发芽也快。小麦种子发芽的最低温度为1～2℃，最适温度为15～20℃，最高温度为30～40℃。温度过高，由于呼吸强度大，发芽受到抑制，过低则发芽缓慢而不齐，并容易感染病害，但不论温度高低，种子完全吸胀过程的积温颇为一定，约50～60℃。和萌发过程一样，发芽至出苗过程，温度对幼芽的生长速度有明显作用，温度高生长快，一般幼芽透过1cm深土层需10～12℃ 积温，而播种至出苗约需20～25天。其计算公式为：
∑t℃＝50＋10n＋20
上式中,∑t℃——小麦从播种到出苗所需的昼夜平均积温；
50——种子吸水膨胀到萌发所需昼夜平均积温；
10——幼芽在土壤中每长高1cm所需昼夜平均积温；
n——种子覆土深度，以cm表示；
20——幼芽鞘出土到第一片叶露出芽鞘长达2cm时所需昼夜平均积温。
根据上式，当种子覆土深度为5cm时，播种到出苗所需要的积温为：
∑t℃＝50＋10×5＋20＝120℃
在正常情况下，小麦从播种到出苗所需要的积温为120℃。根据多年气象资料可估算播种到出苗所需的日数。
3．土壤水分 在田间条件上，土壤水分是影响种子萌发出苗的首要因素，土壤温度过高或过低，均影响出苗率和出苗速度。土壤水分不足，轻则影响吸胀速度，严重时，不能完成吸胀过程，出苗不齐或缺苗；土壤水分过多，氧气不足，也不利发芽，甚至造成种子腐烂。小麦萌发出苗的最适土壤含水量为土壤田间最大持水量的70～80%，过少（50%以下），过多（90%以上）都不利种子的萌发出苗。
4．土壤空气 一切生理活动都需要能量供应，而能量来源于呼吸作用。在通常情况下，土壤中的氧气足以保证小麦种子萌发和出苗的需要，但当土壤粘重，水分过多，土床板结或播种过深时，则因缺氧而不能萌发，甚至霉烂。即使勉强发芽出苗，生长也弱。因此，播种前要重视整地工作，做到上虚下实，防止土壤板结和过湿，播种不宜过深，保证土壤有良好的通气条件。
5．播种深度 从原则上说，小麦和其他作物一样，覆土应该适当浅些，这样出苗迅速，消耗胚乳养分少，幼苗茁壮。播种过深是形成弱苗的主要原因。生产上，具体播种深度要根据土壤墒情、土质、籽粒大小等条件而定。在干旱年的沙质土壤上，播种深度可适当加深；在土壤粘重，水分过多的情况下适当浅播。此外，小粒种子可浅些，大粒种子可深些。冬性麦区播种要有一定的深度，以保证分蘖节入土比较深些，以利安全越冬。
6．土壤溶液浓度 土壤含盐量较高时，种子吸水困难，发芽迟缓。含盐量达0.25%以上，出苗率显著降低。此外，在墒情不良的情况下，施肥不当，如种肥过多也会造成烧苗或死苗或出苗迟缓之现象。
7．种子贮藏年限 存储二年的种子发芽率明显降低。
四、根系的生长
（一）根系的发生小麦的根系为须根系，由初生根（又名种子根或胚根）和次生根（又名节根或不定根）组成。当种子萌发时，一条主胚根从胚轴的基部首先伸出，接着再长出一对幼根，这三条根的根原基在种胚形成时即已存在并明显可见，因而当种子萌发时，首先长出的是这三条根。接着在第一对胚根之上又可生出另一对胚根，这对胚根亦早已形成而存在于原胚根中。当主茎第一叶（1/0）展开时，种子根停止发生，此时种子根一般为3～5条，偶尔可以多达7～8条。有时，还可以从外子叶内侧与第二对侧根同一平面上长出第6条种子根和位于其上方的1～2条初生不定根。
侧根的发生部位都在胚芽鞘节以下。在主胚根中，主胚根和第一对侧根吸收能力比次生根强，其余与次生根相同。初生根细而坚韧，上下直径比较一致，并有分支，扎根集中，倾于垂直分布。初生根生长迅速，春小麦由于根系形成时期短，入土深度不及冬小麦，一般为1.5～2.0m，冬小麦可达2.5m。
小麦次生根发生在茎基部的节上和分蘖的基部节上。次生根的发生时间通常在分蘖发生的同时或稍后。一般是在幼苗生长4片叶子时开始次生根的发生，每个分蘖节次生根为1～2条。由于分蘖发生与主茎叶数有密切的同伸关系，因而次生根的产生顺序与叶位顺序有关，即n叶开始抽出，n叶节分化出节根原基，（n—1）、（n—2）叶的节根原基进一步发育，（n—3）叶的节根伸出，可用下式表达：
≈ ≈ ≈
小麦种子根的产生时间集中，一般在7～10天之间全部形成，次生根发生的时间晚，持续时间长。初生根和次生根，两者根的数目约30～70条，都具有大量的分枝，大田群体中一般在30条以下，小麦根系大都集中在耕层40cm以上的土层内，尤以20cm以上最多，约占80～85%。
表2-6 初生根与次生根比较序 号
项 目
初生根
次生根
1
2
3
4
5
6
7
数 量
着生部位发生始期发生终期
主要功能期生根温度
入土角度
5—8条
种子胚部种子萌动第一叶出土出苗到拔节
1—2℃
垂直地表
30—70条茎基、分蘖节上四叶期后开花以后拔 节 后
8 ℃
先与地表成锐角四散后再向下延伸
（二）根的构造
小麦的初生根和次生根及其分枝，在解剖构造和机能上基本相似。每条根的尖端部分是生命活动最旺盛区域，根的生长及根各部组织的形成，对水分及矿物质的吸收，主要靠这部分来完成，其长度只有30～50cm。在根尖以上部分，已趋于老化，表皮脱落，机械组织发达，丧失吸收肥水能力，只起固定、输导和代谢作用。
1．根尖结构 根尖部分分为根冠、分生区、伸长区和根毛区。在根的生长过程中根冠外围细胞不断遭到破坏而引起脱落，内部由分生区的细胞分裂补充，使根冠始终维持一定形状和厚度。分生区具有旺盛分裂能力，同化能力极强，能把从其他部分运来的简单有机物质，迅速合成为蛋白质、核酸等复杂成分，保证细胞分裂正常进行。伸长区细胞基本失去分裂能力，主要是纵向体积扩大，细胞长度可增加几十倍至几百倍。根毛区细胞分化已成熟，根的表皮细胞有一部分外壁向外突出形成根毛，由于根毛的产生，扩大了根的吸收面积。同时根毛向外分泌一些有机酸和酶类，溶解土壤中难溶性物质，使之易于吸收。根毛区是吸收养分、水分的主要部位。根毛寿命很短促，一般只有几天到几周时间。当老根毛死亡后，伸长区上部表皮细胞又逐渐形成新的根毛，使根毛区不断更换在土壤中的位置。以寻找新的水源和肥源。有研究表明一株小麦一生中的根毛的长度约十公里。
2．根的解剖构造 根毛区包括表皮、皮层和中柱三部分。
（1）表皮 是最外一层细胞，多数细胞伸长成为根毛，未伸长的细胞排列整齐，胞壁极薄，易于渗透。表皮还利用呼吸放出CO2，经过解离所产生的H+和CO32—以及土壤颗粒表面的各种离子，按离子置换规律吸收营养元素。
（2）皮层 是表皮以内较大的薄壁细胞层。起根内横向传递水分和养分的作用。
（3）中柱 在根的中央部分，由中柱鞘、木质部、韧皮部和髓等组成。中柱鞘可以进行细胞分裂，有产生侧根的能力。
（三）根系的作用和功能
壮苗必先壮根，根深才能叶茂。根系在小麦整个生命活动过程中，不仅是吸收养分、水分和起固定作用的器官，也参与体内物质的合成和转化过程。根系是作物吸收物质的重要器官，由于初生根和次生根产生的时期与分布不同，因而功能期与范围亦不同。初生根发根早，扎根深，在生产初期起着重要的作用。随着次生根生长进入盛期，次生根逐步起更重要的吸收作用。研究表明，初生根在土壤中下层一直发挥着重要的吸收作用，尤其是北方干旱、半干旱地区，在小麦生育的中后期，位于土壤深层的初生根系，仍起着十分重要的吸收利用深层水的作用。根系亦是重要的营养合成器官，研究指出，根部能够形成激素类物质，参与核酸的代谢、蛋白质的合成。土壤中的磷酸（H3PO4）、CO2和无机盐经根系吸收后，在根系中转化为有机酸，并进一步合成氨基酸，然后上运到植株各部合成蛋白质。此外，由于根系的生长高峰与干物质积累比地上部早，绝大部分在拔节以前进行，地上部主要在拔节至开花期间积累，故根系发育好坏，直接影响地上部，不仅是壮苗的保证，与后来叶的寿命和生理活动也关系密切，因为它影响叶片蛋白质含量，根系发育不良或受损失时，叶片蛋白质含量迅速减少，从而导致叶片活力减退而迅速衰老，大大降低植株光合强度，缩短生育过程和降低植株的干物质积累，终而降低产量。
（四）影响根系发育的条件
1．“根—水”关系 土壤水分与小麦次生根群的生长有密切的关系。根系的发生与生长需要湿润的土壤条件，水分不足则根量少且易早衰，水分过多土壤空气不足，根系也受抑制。最适土壤湿度为田间持水量的70～80%。在雨养农区，土壤保墒好，下层水分充足，则根系随土壤深层湿度的增加而下扎较深，可达3m以上。灌溉地区，由于灌溉次数较多，下层根系发育较差，这些地区若能在前期适当控制灌溉，促进根系下伸，利于中后期节约灌溉用水。下湿地区如南方麦田土壤水分过多需排水以促进根系发育。
2．“根—土”关系 土壤的物理结构直接影响小麦根系的生长，能正常生长的旱地小麦根系生长良好入土较深；灌溉麦田耕作层养分充足、结构较好，因而根系在耕层生长繁茂，但超出耕作层则生长缓慢，根量明显减少；低湿地土壤质 地粘、上层水分过多、通气性差、根系生长弱，上层根量少；盐碱下湿地的为害直接影响小麦的根系生长，即当含盐量较高时，能引起根系细胞分裂和生长的变态，形成短粗、弯曲呈鸡爪根现象。一般土壤含盐量超过0.2%时，就要影响根系生长，当盐分达到0.5%时则严重影响根系的生长，其根量只相当正常的40%左右。土壤容量为1.1～1.14为适宜。土壤垂直结构的物理特性不同，常常表现根系生长不均匀的状态。良好的耕作技术有利于根系发育，长期浅耕或同一深度的耕作，极易形成坚硬的犁底，造成大量根系横向生长，是后期不抗旱易青干的重要原因。因此，深浅耕、深耕深松土相结合打破犁底层，是创造有利于根系发育的良好耕作方法（图2—10）。
3．“根—肥”关系 土壤营养种类与数量影响根系的生长。有研究表明：一定数量的氮肥对根系生长有良好的促进作用。在一定用量范围内，氮肥可以促进根系的发育。含氮量高的土层中根量也相应增多。但氮肥过多，由于地上氮素合成旺盛，引起输向根部的碳水化合物减少，因而削弱了根系的发育。在旱地上，磷素对根系的生长具有突出的作用，其效果表现在根系生物量明显大于氮素营养，施用磷肥增加根系占全株总干物质重的比重，而且可以促进根系向纵深发展，扩大对深层土壤水分利用的范围。特别是在瘠薄旱地上效果更为明显。土壤缺钾引起根系变小，皮层组织过早瓦解，输导组织退化。因而，施用钾肥可以促进根系发育。根系具有比趋水性还要强烈的趋肥性。不同土壤深度施肥对小麦根系生长具有不同的作用。耕层施肥对根系有促进下扎的作用，而且表现出当根系进入施肥层后，就大量产生分枝形成根团，致使施肥层根干重明显大于不施肥处。这表明施肥是调控根系生长的重要手段。这也是深施肥、分层施肥之道理。
4．“根—温度及光照”关系 小麦根系生长最低温度为1～2℃，生长缓慢，但较壮，最适宜温度为16～20℃，30℃以上加速地上部分生长，不利于根系的生长发育。光对根系的影响主要表现在同化产物的生产和分配上。根系与地上部的比重随光强度的提高而增加，光照不足，引起地上部徒长和降低光合作用强度，减少光合产物的生产，碳水化合物不足，根系的形成和干物质的积累受阻。在田间条件下，光合不足主要表现在种植密度过大或肥水过多，群体过旺或小麦生育期间多阴雨年份。
五、分蘖与成穗
小麦从主茎上长出的侧枝及侧枝上的分枝均称为分蘖。小麦是具有很强分蘖习性的作物。通常在成熟种子胚芽鞘原基的腋部已分化出一个腋芽，即蘖芽原基。小麦在拔节和穗分化开始以前，植株可以分化出大量的蘖芽原基。幼苗生长期的小麦，在适宜的条件下，一株幼苗可以出现数个甚至数十个分蘖，其中一部分，甚至半数以上可以成穗。因此，在一个植株内，分蘖的数量、生长状况对全株的形态建成、生理功能和产量形成都有重大作用。因此，在理论上和实践中不能不对小麦的分蘖生长和成穗，主茎与分蘖之间的关系，分蘖与群体结构形成的关系等给予足够的重视。
（一）分蘖节及其作用
分蘖是小麦重要的生物学特性之一，小麦的分蘖是着生在分蘖节上的地下分枝。分蘖节并非一个节，而是由很多节、叶原始体、分蘖、腋芽及其生长点密集在一起，形成膨大的节群。通常一株小麦只有一个分蘖节，如果分蘖节基部的某一节间伸长，即构成两个以上分蘖节。分蘖节上节数的多少，与小麦感温性有关，一般冬性越强节数越多。据此可将品种分为分蘖优势型、主茎优势型和中间型。分蘖节在土层的深度受品种、播深、地温等因素的影响，春性品种、浅播、较高地温等条件下，分蘖节较浅。一般分蘖节适宜深度为2～3cm。分蘖的有无和多少，对植株的壮弱、群体结构的好坏和产量构成，均起重要作用。
1．分蘖的有无是麦苗发育好坏的标志，有分蘖的小麦个体，其器官发育也相对好，尤其与次生根的发育有密切关系，由于分蘖节的形成，可以产生较多的近根叶和次生根。
2．通过分蘖来自动调节小麦群体结构。外界变化优越时（水肥和光照充足，空间大）对分蘖的促进有时优于主茎，反之在不良条件下，分蘖首先受抑制。
3．分蘖是产量构成的重要因素，分蘖穗是构成产量的一部分，尤其当增产途径以主茎为主，争取一定分蘖成穗，主蘖并重。冬小麦分蘖成穗率为55～70%，春小麦分蘖成穗率为4～6% 以主穗为主。稀植可增加分蘖及成穗率。一定的分蘖成穗可以节省种子。
4．分蘖可以产生更多的近根叶及次生根，从而大量地增加绿色面积，成倍地增加光合作用和吸收矿物质和水分的能力，使植株和群体积累的干物质增多，形成更高的产量。
5．是冬小麦越冬之条件，冬小麦越冬前在分蘖节中积累贮藏糖类等营养物质，保护麦苗安全越冬，含糖量越高越好，而只有3～5个分蘖时，分蘖节的含糖量最高。
6．分蘖节内复杂的输导组织，成为联系根系和地上各蘖位，进行水分和营养物质的枢纽。
（二）分蘖的发生规律
1．分蘖的名称 小麦分蘖发生具有顺序性、层次性和成比性的特点，在空间和时间上有蘖位高低和蘖级先后的差异。为便于区别分蘖着生位置和发生先后的差异，一般以O代表主茎，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……代表由下至上着生于主茎的一级分蘖的蘖位，胚芽鞘分蘖用C表示。着生于一级分蘖上的二级分蘖，或着生于二级分蘖上的三级分蘖，分别用Ⅰp、Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3……和Ⅰ1-P、Ⅰ1-1、Ⅰ1-2、Ⅰ1-3……等表示。每个分蘖的第一片叶为不完全叶，呈薄膜鞘状，称为蘖鞘，常用P代表（图2—11、2—12）。
2．叶蘖同伸规律 小麦各级分蘖在时间上与主茎叶片的出现存在一定的对应关系称为“同伸关系”。幼苗主茎出现第三叶时（用3/0表示），由胚芽鞘中伸出胚芽鞘分蘖（C），这是主茎上最先发生的分蘖，但此蘖发生与否，取决于品种特性和栽培条件。当主茎伸出第四片叶子时，在主茎第一叶的叶鞘内生出第一分蘖Ⅰ。当主茎伸出第五片叶子时，在第二叶叶鞘内长出第二分蘖Ⅱ，以后主茎每增加一片叶，就有与主茎叶数呈N-3的对应蘖位出现。当主茎生出第六片叶时Ⅰ蘖已达三叶龄（3/Ⅰ），其蘖鞘也同时伸出第一个二级分蘖（Ⅰp）。分蘖分为一、二、三级。
（三）分蘖的成穗规律
1．分蘖的消长 北方冬麦区，正常播期条件下出苗后15～20天开始分蘖，并随主茎叶片的增加而增加，很快进入冬前分蘖高峰期。入冬以后，气温降至0℃以下，分蘖停止生长。小麦返青后，随着气温的回升，继冬前蘖位继续发生新的分蘖。当气温回升至10℃以上时，新蘖大量发生，为春季分蘖高峰期。肥水良好，适期播种的麦田，一般冬前分蘖数占70～80%左右，晚播小麦冬前无分蘖或分蘖少，只有春季分蘖高峰。如过早播种可能只有冬前分蘖高峰。不论冬春小麦，当主茎进入拔节期，分蘖达到高峰，嗣后即向两极分化，主茎和大蘖迅速生长为有效蘖，发生晚的高位小蘖则生长减慢甚至死亡，成为无效分蘖。一株上无效分蘖的消亡顺序是“自上而下，由外向内”。
2．分蘖的成穗 分蘖的成穗取决于有无足够的发育时间和营养供应。与品种特性、蘖位高低、播期早晚、单株营养面积大小、光照状况和肥水条件有密切关系。低位蘖比高位蘖成穗率高。在正常情况下，一般冬前发生的低位早蘖，成穗率高，而冬前晚出现的分蘖和春季分蘖成穗率低。分蘖成穗率随密度增加而下降，但在同一密度下，地力水平较高、肥水条件好、管理水平较高时成穗率有所提高。播种晚、密度较小而冬前分蘖较少的麦田，春季的早生分蘖也有可能成穗，能成穗的分蘖一般是自身有四片叶以上，有自已的四条根，有自已的下一级分蘖，分蘖的穗分化进程要赶上主穗的分化过程或者落后一个时期。
（四）影响分蘖的因素 分蘖生长受品种、自然条件及栽培条件的影响。小麦分蘖力高低是遗传特性的表现，不同品种分蘖力不同，一般冬性品种，由于春化阶段较长，分化叶原基和蘖芽原基的数目较多，所以分蘖力较强。春性品种，一般比冬性品种分蘖力弱。但同一生态型中不同品种的分蘖力亦有强弱之分。晚熟品种分蘖数目大。温度是影响小麦分蘖生长发育的重要因素，在2～4℃的低温，分蘖开始缓慢生长，随着温度升高，生长加快，最适宜生长的温度为13～18℃，高于18℃分蘖生长又缓慢。有“高温叶，低温蘖”之说法。最适宜分蘖生长的土壤水分为田间最大持水量70～80%。土壤干旱时影响分蘖生长，过于干旱不能产生分蘖，一般情况下水浇地比旱地分蘖多。土壤水分过多，超过80～90%时，由于土壤缺氧，易造成黄苗，分蘖迟迟不长。充足的光照有利于分蘖。分蘖的发生需要大量的营养元素，苗期施用氮肥特别是N、P配合做种肥，对促进分蘖发育有很好的效果。另外，分蘖与播深有关，种子覆土深度越深，幼苗在出土过程中消耗胚乳养分越多，出土的幼苗也就减弱，分蘖节参与地中茎的形成，植株分蘖显著减少，2cm的播种深度最有利于分蘖的形成。
六、茎
小麦的茎秆是指地上部能够伸长的节及节间，具有支持、输导、光合和贮存作用。它的下层构成群体的支持层，上层与叶片共同构成群体的光合层。
（一）茎的形成与生长
小麦的茎秆分为地上和地下两部分。地下节间不伸长构成分蘖节，小麦茎节早在幼穗分化的单棱期前，就伴随着最后4～6片叶原基的分化而形成。接着它又伴随叶片生长和幼穗的分化而逐渐依次伸长、定型、最后构成群体的株高与光合层的范围。这些茎的节数为7～14节，埋于地下的有3～8节，其节间多不伸长，密集在一起组成分蘖节。地上节一般5～6节，多为5个节间伸长，成穗分蘖多为4～5节。伸长后的小麦茎秆为直立圆柱形，由节与节间组成，节处为实心，有一横隔，节间中空，基部为叶鞘所包被。通常第一节间短而细，第二、三节间加粗，第四、五节间又逐渐变细加长，最后的穗节最细最长，一般占株高的1/3以上。近年来观察证明，小麦株高以不超过80～90cm为好，各节长度比为1:2:3:4:6～8较为理想（图2—13）。茎秆的生长包括节间的伸长、增粗（茎壁增厚）和充实（单位长度的增重）三个过程。节间伸长开始于二棱期（生理拔节），但伸长量甚小，伴随着穗发育的进程，伸长量渐增。节间最早伸长的为地上第一节间，此后按节位自下而上顺序伸长。相邻的两个节间有快慢重叠的共伸期。如第一节间加速伸长期是第二节间缓慢伸长期，第一节间伸长停止期是第二节间伸长盛期，也是第三节间伸长开始期，依次类推。小麦从拔节到抽穗是茎节生长速度与生长量的高峰期，在20天内茎秆体积可增长10～15倍。
（二）茎秆特性与穗部生产力
小麦茎秆的结构与生长建成的特性，直接关系着小麦穗部生产力的大小。这是由于茎节的伸长过程与穗部分化过程几乎同时进行，而且穗部又是建立在茎秆的顶端，因此茎节伸长与穗发育的协调性、量比性、茎节的长度、粗度、茎壁的韧性等，是关系到产量负荷、产量建成的重要因素。据研究，基部节间大维管束数与分化的小穗数呈正相关，穗下节大维管束数与分化小穗数呈1:1的对应关系。茎秆后期贮藏物质输出率与穗重呈正显著相关。
（三）茎秆性状与倒伏
1．倒伏原因
（1）倒伏一般和株高、茎秆韧性、基部节间长短、粗细、重量都有一定关系。从力学角度看，株高越高，重心越高，越不抗倒伏。小麦抗倒力可用抗倒指数表示：抗倒指数=F/B（F主穗顶高度，B为抗折力）株高与倒伏有明显的相关系数（r＞0.6），矮秆和半矮秆类型，由于植株重心下移，即使在穗重较高情况下，也可以承受较大的外力，抗倒伏能力较高。
（2）基部第一、二节间长度的大小与倒伏关系密切，基部第一节间长度大于10cm，第二节间大于15cm极易发生倒伏，一般抗倒的节间长度是第一节间不超过5～8cm，第二节间不超过10cm。
（3）基部节间干重以及秆壁薄厚和机械组织发育状况与倒伏关系更为密切。有时虽节间较长，但干重较高，机械组织发达，仍可防止倒伏。小麦茎秆中充实积累的物质主要是单糖、双糖、多糖等碳水化合物，单糖，双糖，特别是多糖积累的增加能加强纤维素及半纤维素的形成，促使茎秆壁厚，弹性强，抗倒伏。
（4）凡导致植株群体生长过旺而恶化群体内光照状况，使个体内外部形态结构向不良方向发展的外界条件，均削弱或使植株完全失去抗倒伏能力。
2．倒伏发生时期 小麦倒伏一般发生在拔节之后，倒伏越早，减产越重，密度过大的麦田，倒伏还可能发生在拔节期，导致穗部性状严重变劣，减产达80%；孕穗期倒伏可减产40～50%，抽穗开花期倒伏可减产约30～40%，灌浆期倒伏影响粒重，减产约20%左右，乳熟后期倒伏对产量影响较小，减产5%以下。倒伏不仅影响产量和品质，也对机械收割带来极大因难。
3．背地性曲折 小麦叶鞘和节间基部“关节”处，存在分生能力很强的居间分生组织，这种组织在幼茎时期含有大量的趋光生长素，因而当小麦倒伏后，由于这种生长素的作用，茎秆就由最旺盛的居间分生组织处向上生长，这种现象称为小麦茎秆的背地性曲折，由于这种特性是在生长旺盛的分生组织中进行的，已经衰老或已固定节处这种能力很低，因此不同时期倒伏，背地性曲折部位不同，表现为随着倒伏时间的推迟，背地性曲折部位上移（如图2—14、2—15）。
4．影响茎秆生长的条件 小麦茎节生长受品种及栽培和自然环境条件的影响，尤其栽培环境是影响和调节茎节生长的重要因素。茎节对温光、水肥十分敏感。温度在10℃开始伸长，12～16℃形成短而粗的茎间，20℃以上茎间徒长。肥料施用过多，碳氮比例失调，亦使茎秆发育不良，茎壁薄而软。P、K供应适当有利于秆壁机械组织发育及茎秆健壮生长。土壤水分过多易造成茎间过长，壁薄易倒伏，土壤相对含水量65%为宜。光照对茎细胞的分化伸长具有抑制作用，充足的阳光可阻碍赤霉酸的形成，促进多糖类和纤维素、半纤维素的形成，有利于茎节机械组织的发育，增强抗倒性。品种高度与株型结构是茎秆生长的基础，一般大田栽培条件下，由于群体的竞争，茎秆高度要提高10%左右，应选株高70～80cm，基部节间对肥水不敏感的品种，有利于抵抗倒伏。
5．防止小麦倒伏的途径 选用秆强抗倒伏品种，是最有效的办法之一。在小麦起身、拔节期进行碾压，使第一节间变短，株高降低，节处机械组织加强变硬。合理施肥，N肥过多贪青徒长，另外N肥使茎壁薄而软，适当增加K肥，抑制节间伸长，促进机械组织发育，缺K引起维管束木质化过程减弱，易发生倒伏。近年来考虑到小麦植株徒长受内源激素GA和IAA的制约，用生长调节剂进行化学调控，协凋内源激素的平衡关系，可望控制徒长而防止倒伏。在生产上已广泛使用矮壮素（CCC）和多效唑（MET）两种生长抑制剂，对控制茎秆生长，增强机械组织，创造理想株型和合理群体结构均有显著效果。田间群体过大易发生倒伏，生产上应注意基本保苗株数，控制早期肥水，建立合理的群体结构。根据小麦的背地性曲折特性，在孕穗期以后发生倒伏，在一定程度上可以自动曲折恢复，切忌采用扶麦和捆扎的措施，以免破坏或搅乱其“倒向”，使小麦背地性曲折特性无法表现，导致与主观愿望相反的结果。
七、叶叶片不仅是小麦进行光合、呼吸、蒸腾的重要器官，而且是小麦品种对环境条件反应最敏感的部分，因此对小麦叶色、叶姿、长势、长相、数量、大小和代谢的研究，在生产及理论上愈来愈被重视。
（一）叶的形态构造
小麦叶按植物解剖学可分为普通叶（营养叶）和变态叶（不完全叶）两类。 变态叶包括盾片、胚芽鞘、分蘖鞘、颖叶、稃片。普通叶一般是指绿色完全叶，每一片包括叶鞘、叶片、叶舌、叶耳、叶枕（如图2—16）。叶鞘加强茎秆强度，还可进行光合作用和贮藏养分。叶舌可以防止雨水和害虫侵入叶鞘。叶耳很小，颜色有红、紫、绿等颜色，可作为签定品种的标志。叶片由生长锥基部的叶原基分化而形成。每个叶片都有发生、伸长、定型与衰老的过程。叶片从发生到叶耳由上位叶鞘露出达到定型为伸长期，从定型到衰老枯黄为功能期在此期内叶片的光合功能旺盛，有较多的光合产物输出，功能期 的长短因品种、叶位、气候以及栽培条件而有所不同。
（二）叶数、叶组与功能
小麦单株叶数是主茎叶数与分蘖叶数的总和。
1．叶数 由于主茎叶与分蘖叶存在同伸对应关系，因此，主茎叶数的多少一般直接决定着单株总叶数的多少。小麦主茎叶数主要受品种温光反应、遗传特性及外界环境、栽培条件的影响，春性强则主茎叶数少，受环境影响变幅小，一般6～8片叶，最少可降致5～6片叶。冬性品种主茎叶数多，受环境影响变幅大，一般在8～14片，在温度不适合发育的条件下，叶数差异很大。一般早播叶片多，晚播叶片少，因每一叶片积温65～75℃。
2．叶组与功能 由于主茎叶数是伴随着植株生长发育而发生，因而着生的位置与其作用功能均有所不同，可以分为两个功能叶组即近根叶组和茎生叶组（图2—17），或三个功能叶组即近根叶组、中层叶组和上层叶组（图2—18）。小麦一株上的叶，由于着生部位，出现定型和衰亡的时间及功能盛期不同，各阶段所起的作用也不同。
（1）近根叶 也叫基生叶，生于基部节和分蘖节上，春小麦一般为2～4片呈从生状，主要是在拔节以前定型，功能盛期也处在这个阶段，光合产物用于分蘖、根系生长和地上茎叶生长。
（2）中层叶 中部茎生叶，春小麦一般为第3～5片叶，中层叶片的定型和功能盛期在拔节至挑旗孕穗期间，光合产物用于茎秆和顶部叶片的生长以及穗的进一步分化发育，茎秆的强弱，上部叶片的大小，小花分化数目和小穗，小花的结实程度，与这部分叶片生长好坏和功能高低有密切关系。由于叶面积在孕穗期后之达到高峰，也叫穗叶组。
（3）上层叶 上层茎生叶一般是旗叶和旗下叶，在抽穗前定型，功能盛期从定型后一直继续到灌浆期。小麦籽粒产量有2/3～4/5主要来源于抽穗后植株的光合产物，而后期植株主要的光合作用器官是上层叶片（尤其是旗叶）、穗下茎，以旗叶所生产积累的光合产物最多（约占整个生育期间光合产物总量的一半），因而，也叫粒叶组。在后期籽粒增重中，注意延长旗叶和旗下叶的功能期。旗叶光合作用效能如此高的原因，主要在于其特殊的内部结构，即多环叶肉细胞的存在，四环以上的细胞占77%（而上位叶的三环细胞占88%），这种结构扩大了叶肉细胞中叶绿粒的数量和空间排列，从而扩大了光合作用面积，有利于气体交换，是使光合作用加强的重要原因之一。因此，在高产栽培中，适当增大前期叶片，控制中层叶片延长，防止中期群体郁蔽，保证后期叶片生长健壮，不早衰，是对叶促控的主要原则，也是高产栽培成败的关键。
（三）主茎叶面积与功能期
春小麦一生中的8片叶中，近根叶3片平均面积4.3cm2,而5片茎生叶平均为22.5cm2 （图2—19），后者较前者大近5倍。茎生叶一般由低位向高位的叶片面积递增，旗叶和旗下叶叶面积最大。小麦不同叶位叶的分化和生长发育，有着明显的规律，而且和其它器官存在同伸关系，据研究，正伸长的第N叶与（N—1）叶鞘和（N—2）节间同伸。小麦主茎和分蘖上叶片的绿色功能叶并不随新生叶片的增加而不断增加。小麦每个叶片的生长过程，是由出叶至定长，由定长至枯黄。由定长至枯黄可视为功能期，一株上各叶出现的间隔一般为6～10天，每叶寿命25～55天不等，多为25～45天，各层叶片中，旗叶和旗下叶寿命最长。
（四）叶片的光合作用与产量关系
小麦的产量，90～95%来源于光合作用产物。经济产量的高低与光合作用产物的生产、消耗、分配和积累有密切关系，可以表示如下：
经济学系数=经济学产量/生物学产量经济学产量=生物产量×经济系数=净光合生产率× 经济系数
（净光合生产率=光合面积×光合能力×光合时间－呼吸消耗）
上述关系表明当光合面积较大，光合能力较强，光合时间较长，光合产物消耗较少，而且光合产物的分配较多地用于经济性状时，产量就高。根据这一原理，在麦田管理上，尤其是中后期管理，应当采取措施达到下列要求：
1．合理加大叶面积，延长叶的功能期 在一定范围内，叶面积及其功能期与产量是正相关。通常衡量叶面积的指标为叶面积系数，即单位面积上小麦叶面积与单位土地面积的比值。在一定范围内，叶面积系数和产量正相关。目前，高产麦田，最大叶面积系数为5～6左右，最大叶面积系数不超过7～8。叶面积系数过大造成群体郁蔽、光照不足、茎叶徒长、呼吸加强、消耗太大、净同化率降低，极易倒伏。
图2-20 小麦光合作用强度与CO2浓度及光强的关系
2．提高光合强度 春小麦的光合强度最高点一般是抽穗期急剧上升，开花乳熟期达到最高，以后急剧下降。但光合强度受外界条件的影响。温度增高时，光合作用强度增加，通常在25～30℃达到最高点。超出这个范围，呼吸作用就超出光合作用。影响光合作用的光照强度范围较宽，一般全光照的1/3～1/4时就达到了光饱合点，也就是2～3万勒克斯。CO2浓度增加时可使光合作用增强，同时也提高了光能的利用率。因为CO2 可以提高小麦光能的利用率。图2—20说明和CO2浓度，以及对CO2吸收的影响。图2—20之A说明当大气中CO2浓度在0.03%以上时，随着光照强度的增加，光合作用中对CO2吸收量也增加；当CO2浓度在0.01%时，光照虽然增加，但光合强度不增加。从图2—20之B看出，当CO2浓度在0.082%以下，随着浓度的增加，CO2的吸收速度也增加。在0.082%～0.246%之间时，不论光强光弱都较早地达到CO2吸收的饱和点。强光时光饱和点较高，CO2浓度在0.246%以上时，CO2吸收速度没有增加。土壤水分和空气温度对叶片组织中的水分饱和度有很大影响，只有当叶子完全或接近水分饱和时，游离的水分才可能被用来和CO2合成光合作用的物质。
减少光合产物的消耗，协调光合作用和呼吸作用的关系。小麦的光合作用和呼吸作用这两个过程从清晨到中午都逐渐增强，晚上又逐渐减弱，有光照时，光合作用比呼吸作用占优势，影响光合作用的主要因素是光照强度，影响呼吸作用的主要因素是温度。因此，在一天当中，清晨和傍晚都要出现光合作用和呼吸作用的补偿点（图2—21）。叶子等绿色体在白天所形成的有机物质，在一昼夜间要平均15～25%消耗于呼吸作用上，在过于密植，生长过茂发生倒伏，以及处在其他不良环境条件下（如高温干旱、高温高湿、严重锈病等）可能消耗达30～50%，甚至更多，一般情况下昼夜温差大，可减少呼吸消耗。例如，青海高原等地小麦大面积千斤以上。从自然资源来看，就在于生产多、消耗少，有利于光合产物的积累。
八、穗结构与穗分化
了解小麦穗的结构、穗形成规律及其与外界条件的关系，是正确运用栽培措施，挖掘穗部增产潜力的重要依据。
（一）穗的构造小麦穗可分为穗轴和小穗两个部分，穗轴由明显的节片组成，每节着生一枚小穗（图2—22）。穗轴节片的长短因品种而异，是构成不同穗型的基础。穗轴节片长，构成疏散形的穗，节片短，形成紧密穗形，如上部节片短下部节片长时，则构成棍棒型穗。穗轴节片越多，小穗数也多。东北春小麦小穗数一般在20个左右。小穗由两枚颖片、小穗轴及若干小花组成（图2—23）。一般每小穗小花数为3～9朵，通常仅2～3朵小花结实，多花类型每小穗小花数可大10朵以上。颖片的形状、质地、色泽、有无茸毛、包被籽粒的松紧度，是鉴别品种的重要依据。小花由外稃和内稃（各1枚）、鳞片（两枚）、雄蕊（3枚）和雌蕊（1枚）组成。有芒品种外稃着生芒，芒的有无、形状（直芒、曲芒、钩芒和蟹爪芒）、长短（短芒、半芒、长芒）、芒色（白、红、黑）和分布（平行、辐射）等，不同品种表现不一。芒断面是三角形，芒有较多气孔，约占整个小穗气孔数的55～60%，故有较高的蒸腾和光合能力。通过14C 测定，芒向籽粒提供的同化产物约占全株提供总量的17%左右。
研究表明，有芒品种去芒后粒重减少4.1～26%，芒的光合量约占全穗光合量的20.2～53.3%。干旱年份芒的作用大于湿润年份。但芒过长的品种，机械脱粒过程中易堵塞分离系统。
（二）穗的分化与形成
1．小穗的分化期 穗的分化形成经历以下几个时期（图2—24）：
0．茎叶原基分化期（未伸长期） 茎生长锥未伸长，基部宽大于高，呈半圆形，在基部陆续分化出新的叶原基，未开始穗的分化，纯属营养生长时期。该期持续时间的长
（一）外形
1．下位颖片 2．上位颖片
3．第一小花 4．第二小花
5．第三小花 6．第四小花
7．第五小花 8．第六小花
9．芒 10．穗轴节片
（二）各组成部分
（1）—（6）代表小花位
1．下位颖片 2．上位颖片
3．外稃 4．内稃 5．籽粒
6．穗轴节片 7．小穗轴
（三）各组成部分发生部位示意
1．下位颖片 2．上位颖片
3．外稃 4．内稃
5．雌蕊 6．雄蕊
7．鳞片 8．穗轴节片
图2-24 小麦穗分化形成过程各分化形成时期
0，I，II……代表各分化期；（1），（2），（3）一个小穗的分化过程；（1）第V期（2）第VI期（3）第VII期
1．生长点 2．生长锥 3．绿叶原基 4．苞叶原基 5．小穗原基 6．颖片原基 7．外稃原基 8．芒原基
9．内稃原基 10．雄蕊原基 11．二瓣雄蕊 12．已分化出四个花粉囊的雄蕊 13．已分化出柱头的雌蕊 14．内稃
15．外稃 （4）、（5）．第VII期一朵小花的鸟瞰图； （6）．第VII期的雌雄蕊外观,（7）、（8）．第VIII期的雌雄蕊外观； （9）．发育成熟的雌雄蕊； （10）．花粉形成过程：1．花粉母细胞 2．二分体 3．四分体 4．初生小孢子（单核小孢子） 5．单核空泡期 6．二核空泡期 7．二核后期 8．成熟花粉粒（三核期）
（作物栽培学，北方本，1980）
短，因品种冬春特性和播期而异。
Ⅰ．伸长期（穗生长锥形成期） 生长锥伸长，高大于宽，标志着由茎叶原基分化开始向穗的分化过渡（茎叶数目已定、结实器宫开始形成）。
Ⅱ．单棱期（穗轴分化期、苞叶原基形成期） 此期生长锥进一步伸长，分化穗轴或分枝类型的主穗轴，属穗部第一级轴的节片分化。基部由下向上渐次出现与初生叶原基同源的苞叶原基，形状是环状突起，苞叶原基与叶原基的不同，在于最后不形成叶片而退化，并在原着生苞叶原基的节与节之间形成了穗轴节片。单棱期分化形成穗轴节片的多少、持续时的间长短，因品种与气候、栽培条件而异。分化持续时间长、小穗数目多可成大穗。
Ⅲ．二棱期（小穗原基分化期） 根据小穗原基和苞叶原基的形态变化，又可分为三个时期：
（1）二棱初期 生长锥继续向上伸长，单棱数量不断增加，从生长锥中部开始，两个苞叶原基之间（即下位苞叶原基腋间）开始形成小穗原基。从植物学角度看，苞叶原基属叶性器官，小穗突起为苞叶腋芽原基。
（2）二棱中期 小穗原基数量增多，体积增大，并超过苞叶原基。从小穗侧面看，二列性明显可见，二棱状也以此期最为明显，同侧上下两个小穗原基尚未重叠。
（3）二棱末期 小穗原基进一步伸长，同侧相邻小穗原基部分重叠。苞叶原基明显退化，“二棱”状特点已不再明显。
Ⅳ．颖片原基分化期 穗分化进入二棱末期后不久，由最先出现的小穗原基两侧分化出颖片原基，位于中间组织，以后分化形成小穗轴和小花。
Ⅴ．小花原基分化期 在最先出现的小穗中，靠下位颖片原基内侧分化出第一小花的外稃原基，不久第二小花的外稃（位于上位颖片内侧）也相继出现。至此，小穗原基顶部两侧下凹，第一、二小花的界限明显可辨。一个小穗的小花原基是由下而上向顶式出现，整个穗的小花分化则从中部开始，渐及上下两端小穗。
Ⅵ．雌雄蕊原基分化期 此期特点为外稃内侧组织几乎同时分化出内稃和雌雄蕊原基。从侧面看，初形成的内稃原基为一顶端略尖的突起，与外稃原基遥相对峙，3枚球形突起的雄蕊原基鼎立于内外稃原基之间，3枚雄蕊原基之间为雌蕊原基（初期不易分辨）。
Ⅶ．药隔分化期 雄蕊原基体积进一步增大，在每个雄蕊原基的中部自顶向下出现微凹纵沟。之后，进一步分为四个花粉囊。雌蕊原基顶部也凹陷，逐渐分化出两枚柱头原基，以后继续生长形成羽状柱头。有芒品种此期也沿外稃中脉伸长形成芒原基。
至此，穗部各器官在外部形态上已分化完毕，开始进行体积和内外部覆盖器官的强烈生长。
Ⅷ．四分体形成期 花药分室后体积增大，在花粉囊（小孢子囊）内形成花粉母细胞（小孢子母细胞）。与此同时，雌蕊体积也增大，柱头明显伸长呈二歧状。胚囊（大孢子囊）内形成胚囊母细胞（大孢子母细胞）。花粉母细胞经减数分裂形成二分体，再进行有丝分裂形成四分体。四分体散开后发育成为单核、二核而后成为成熟的三核花粉粒。
2．顶端小穗的形成 小麦以顶端小穗的形成形式构成穗的有限生长方式，决定着小穗原基分化过程的长短和数量。在形态发生上，顶生小穗和侧生小穗不同，小麦的顶端是在穗分化进入第Ⅴ期（植株基部第一节间开始明显伸长），由生长锥顶端一组（一般为3～4个）苞叶和小穗原基转化而成。构成顶端小穗的小穗和苞叶原基群中，最基部的苞叶原基在分化过程中不仅不消失退化，而且由原来被抑制状态转为活跃生长，体积增大，形成顶端小穗的颖片。位于其上方的小穗原基，则由原来的活跃生长转为被抑制，进而逐渐退化消失。其它苞叶原基发育成顶端小穗每朵小花的外稃。腋间的小穗原基则进一步分化成内稃、雌雄蕊和鳞片。因此，顶端小穗在形态发生上虽也为轴性器官的转化，但与侧生小穗相差一个轴级。正由于顶端小穗来源于先端的苞叶原基和小穗原基群，因此，顶端小穗的出现标志每穗小穗数的定局，延迟顶端小穗的形成，有利于小穗原基分化，形成大穗。
（三）北方麦区小麦穗分化进程
北方麦区小麦穗的分化进程，因各地气候条件及品种类型的不同而有较大差异。如北京，山西晋中地区，河北石家庄一带，1月平均气温低，种植强冬性和冬性品种，一般年前不开始穗分化。而河北中北部郑州一带和陕西关中地区，冬季温度较高，品种类型多属半冬性和春性，冬前已开始穗分化，并以二棱期越冬，越冬期间小麦仍可缓慢生长，单棱期和二棱期历时均较长，易形成大穗。
春麦区小麦穗分化开始时间，除与品种熟期类型早晚有关外，同一熟期类型中，则取决于播期早晚。晚播时，主茎叶数少，穗分化开始早。
（四）小穗退化的规律
1．小穗和小花分化发育的差异及退化部位
（1）一穗上小穗分化的顺序为中下部→中部→上中部→基部→顶部。
（2）同一小穗小花自基向顶分化，基部1～4花分化强度大，平均1～2天分化一朵，以后速度转慢，约为2～3天。
（3）不同小穗位的同位小花分化顺序为中部→上中部→中下部→顶部→基部。顶部与基部小花发生顺序与小穗发生顺序颠倒，基部小穗发生虽较顶部早，但小花分化进程慢，故基部小穗小花多退化。
（4）一穗上退化小穗和小花的发生位置颇为一定，退化小穗发生于穗的两端（与穗型有关），并以基部小穗退化最为常见。同一小穗中的小花，越居上位，退化的程度越大。
2．小穗和小花退化的比率 一穗上退化小穗的比率，依照穗发育程度而不同，穗发育越好，退化小穗比率越低，甚至可以不发生退化。退化小花则不论穗发育好坏，在一穗上始终保持一定比率，冬小麦一般不育小花比例较春小麦高。
一穗中退化小花始终保持一定比例，这与小穗中小花分化属向顶无限生长方式有关，后分化的小花受发育时间和营养条件的限制而退化。
3．小穗、小花退化的时间 一穗上发育最早的小花进入四分体期后，1～2天内凡能进入四分体期的各小花都集中进入此期，并进一步形成花粉粒，成为有效花；凡未能进入四分体期的小花，则停止发育转向退化。因此，四分体期是小花两极分化的转折期。研究表明，成粒的小花药隔—四分体持续期不能少于7天。退化小花所处发育时期不同，处于已形成四分体或花粉粒的小花，通过栽培措施调节是可以争取成粒的小花。药隔期施肥灌水可以显著减少小花退化，四分体期施肥灌水可以显著提高小花结实率，二者分别为拔节期和孕穗期肥水决策的重要生育指标。
4．小花退化的原因 小麦小花分化数目远远大于结实成粒的数目，是小麦对环境适应性的一种自动调节作用。小花退化主要是由于小花发育的不均衡性。当生长中心转移以后，发育较晚的小花，未能完成各组成部分的分化，整个穗子就过渡到下一个生育阶段而造成大量小花因发育时间和碳水化合物供应不足而退化。因此，延长小花的发育期，特别是延长药隔至四分体的分化时间，使孢原组织和雌蕊得到较充分的发育，是提高结实率、增加绝对结实花数的重要途径。据观察，这段时间一般不应少于7天，否则就易退化。
（五）影响穗分化及促进穗大粒多的条件
许多研究表明：单棱期至小花分化期是争取小穗数的关键时期；小花分化至四分体期是争取小花数的关键时期，药隔期至四分体时期是防止小花退化、提高结实率的关键时期。因此，要促进穗大粒多，必须围绕上述器官的建成规律，正确运用栽培措施。
影响幼穗发育的过程不能简单地理解为水分和氮素营养的增加，而是光、温、水分、有机和无机营养，以及C、N比率等综合条件的影响，并集中表现在碳水化合物的供应上。
1．日照 长的日照可促进光照阶段的通过因而加速穗的分化过程，因此在春季干旱高温的气候条件下，一般日照充足，穗分化速度加快，时间缩短，往往不利于获得大穗多粒。短的日照可延迟光照阶段的通过，从而延长穗分化的时间，在短日照下同时加强水肥等条件，可以增加小穗数目。在幼穗发育的后期（特别是花粉母细胞减数分裂期），过弱的光照常使花粉及子房发育不正常，导致不育小穗和小花数目增多。群体过大时，下层穗发育较差，花而不实的原因亦与光照有关。
2．温度 温度对穗部的发育主要通过对阶段发育的快慢而发生影响。其它条件相同，高温加速光照阶段通过，因而形成较少的小穗和小花；相反，低温可以延缓光照阶段的通过，从而延长穗分化的时间，有利形成大穗。在生产上亦可看出春季温度低、回升慢的年份，一般穗部发育好。
3．水分 穗分化各个时期的干旱都直接严重影响穗部的发育。但不同时期干旱对穗的部位影响不同，单棱期干旱穗长明显变小；小穗小花期干旱，使结实小穗数降低；性细胞形成期干旱，增加不育小花比率，对产量影响极大。因此，药隔至四分体分化期，是小麦一生中需水的“临界期”。
4．营养 在一般的肥力水平下，氮肥可以延长穗分化的时期及分化强度，因为氮肥可以影响分生组织的活动时间。在穗分化的相应发育时间增施氮肥，可以增加相应器官的数目。特别是药隔至四分体分化期，保证氮素营养，可以减少退化小花数，提高小花结实率，是增加粒数的有效措施。磷肥可以加速穗的发育，但对小穗和小花的数目影响不大，药隔至四分体分化期缺磷，影响性细胞的发育，增加退化小花。在高产的条件下大量增施氮肥，往往对穗的分化不一定有利，主要是引起营养生长过旺，群体郁蔽，造成C/N的失调。碳素营养不足，降低光合产物的形成，此外，游离铵态氮过多，也是造成小花不孕的重要原因。
总之，在考虑影响穗部发育的条件时，一定不能孤立地、机械地只从穗的分化去采取措施。因为水肥措施对小麦穗分化期间器官的影响，往往由于小麦生长与发育的强度不同，以及环境条件的基础不同，可能出现不同的几种结果：
（1）对生长发育都有利 营养生长与生殖生长协调发展，可以形成较多的小穗小花，结实率较高，最后形成较高的产量。
（2）不利的发育条件，有利的生长条件 常产生两种情况：一种是可以引起某一结实器官的延迟，使一些器官重复多次生长，常形成多小穗、多小花，但一旦发育条件有利很快加速发育，因此结实率不一定高，对产量不一定有利。如春季阴雨多、温度低、氮肥足，或者品种选用不当，春化、光照阶段要求时间较长，发育过慢，都会形成上述影响到生殖生长的发育，造成茎叶繁茂，穗子很小，产量不高。
（3）有利的发育条件，不利的生长条件 小麦很快完成发育周期，结果是穗子小、粒数少、产量低。如在旱薄地生产条件下，春季又遇到高温干旱的气候条件，就产生这样的结果。
（4）对生长发育都不利的条件 这种情况往往是些特殊的自然灾害或极不适当的栽培措施。如冬麦地区的春霜和春季灌水过早等。
因此，在生产实践中，既要考虑肥水等措施对穗部发育的直接影响，又要考虑到由于肥、水造成营养体过大，群体结构不良，光合产物的减少，C/N的比例失调等间接的影响。因而，协调营养生长与生殖生长、群体与个体的关系，创造合理的群体结构和C、N 营养，改善光合条件，生产和积累较多的光合产物，是争取大穗大粒的先决条件。
九、籽粒形成与灌浆特性
（一）抽穗开花
冬小麦拔节后约经25～30天，春小麦约经15～25天抽穗，抽穗后一般1～2天开始开花，但也有抽穗当天开花的。开花的顺序为先主茎后分蘖，先中部小穗而后渐及穗的两端，同一小穗则由基部小花向上位顺次开放，全穗开花时间约持续3～5天，全田开花可达6～7天。小麦昼夜均能开花，有两个高峰期，上午9～11时和下午3～6时，开花的最低温度为9～11℃，最适为18～20℃，最高30℃，高于30℃且土壤水分不足或伴随干热风时，影响授粉而降低结实率。开花最适大气相对湿度为70～80%，低于20%则影响正常授粉，但湿度太大时，花粉粒易吸水膨胀破裂。
一朵小花从外稃张开至闭合约经5～15min。花粉粒落在柱头上后，一般经1～2h即可发芽，在24～36h后完成受精过程。开花期间体内新陈代谢极为旺盛，消耗大量能量和营养物质，也是一生中日耗水量最大时期，此时对缺水反应极敏感，仅次于减数分裂期。因此必须保证水分和碳水化合物的充分供应，以保证旺盛的生命活动。开花后地上与地下部营养器官基本停止生长，茎叶含氮物质、碳水化合物和干物质量逐渐降低，籽粒日益增大，是小麦一生中重要的转折点。
（二）籽粒形成与灌浆成熟
小麦从开花受精到籽粒成熟，一般约经历30～38天，根据籽粒内外部的变化可分为三个过程。
1．籽粒形成过程 受精后，子房迅速发育，受精卵经分裂先形成原胚，进而形成胚的各部器官，这一过程约为两周左右。胚乳的发育为，极核受精后形成初生胚乳核，并进行旺盛分裂，产生许多游离胚乳核，散布在胚囊边缘，使胚囊不断增大，继而细胞质不断增多，充满整个胚囊，最后形成胚乳细胞。胚乳细胞数量与基因型有关，一般约为100 000～150 000个，均在籽粒形成过程中建成，转入下一时期主要是细胞体积的增大和表2-7 春小麦结实器官建成及其控制期器官建成期
生长锥
未伸长
生长锥
伸 长
单 棱 二 棱
二颖棱末片
小 花
雌雄蕊
药 隔
四分体
花粉粒单核期胚囊建成
花粉粒三核期胚囊成熟
开花
物候期及
生 育 期
三叶期
分蘖期
起 身
(生物学)
拔 节
（农学）
拔 节
挑 旗
日 期
(哈尔滨)
5月上旬
5月中旬
5月中旬 5月中旬
5月下旬
5月下旬
6月上旬
6月上旬
6月中旬
分化、发育器官建成
节、叶、蘖、根等营养器官
营养器官
生长
苞原基
小穗原基
小花原基
雌雄蕊原基
花粉囊、子房、孢原组织
花粉粒、胚囊
花粉粒、胚囊
器官分化、发育持续时间及其控制时期
决定营养器官数量及健壮程度
营养器官及
健壮程度
小穗建成过程决定小穗数目
小花建成过程，决定小花数目
花粉粒、胚囊建成过程影响结实小花数
肥水效应 及
主攻方向
促进节叶蘖根分化数量及生长健壮程度
增加蘖根等出生数量，叶片大小及植株健壮程度
促 小 穗
促 小 花
促花（水肥临界期）防止小花退化 保花（水肥临界期）防止小花退化
干物质的积累。籽粒形成过程结束（受精后15天左右），籽粒长度达最大值的3/4，含水量在70%以上，干物质积累较少。此期结束，胚已具备发芽能力，籽粒外观由灰白色逐渐转为灰绿色，胚乳由清水状变为清乳状，挤之有稀薄而略带粘性的液汁。结果。另一种情况是在大田生产条件下，往往由于水肥过多，群体过大，营养生长过旺
2．籽粒灌浆过程 从籽粒形成到蜡熟期前为灌浆过程，分为两个时期：
（1）乳熟期 历时约12～18天，籽粒形成后长度首先达到最大，然后宽度和厚度明显增加，并于开花后20～24天左右达到最大值（“顶满仓”）。随着体积增大，胚乳细胞中开始明显沉积淀粉，干物质迅速增加，千粒重日增长值达1～1.5g，后期可达2g左右。此期间绝对含水量变化比较平衡，但相对含水量则由于干物质不断积累而下降（由70%降为45%左右）。开花以前贮存在非经济器官中的光合产物也重新分配，向籽粒运转，参与籽粒干物质的积累。籽粒外观由灰绿变鲜绿，再进一步转为绿黄色，表面有光泽，胚乳则由开始的清乳状最后成为乳状。植株基部叶片枯黄，中部变黄，上部叶片、节间和穗尚保持绿色。
（2）面团期 历时约3天，籽粒含水量下降为40～38%，干物重增加转慢，籽粒表面由绿黄色变为黄绿色，失去光泽，胚乳内含物呈凝胶状，体积开始缩小，尤以宽度和厚度明显缩减，面团期是穗鲜重最大的时期。
3．成熟过程 包括两个时期：
（1）蜡熟期 含水量由40～38%急剧降至22～20%，籽粒黄绿色，胚乳由凝胶状变为蜡质状，初期可塑性大，可搓成条，后期变硬，籽粒干重达最大值。旗叶开始变黄，其余叶片干枯，穗下节间及穗变黄，有芒品种尚未炸开。蜡熟期一般为3～7天。蜡熟末期干物质积累达最大值，生理上已正常成熟，是带秆收割最适期，但对机械收割尚嫌早。
（2）完熟期 含水量继续下降至20%以下，干物质停止积累，体积缩小，籽粒变硬，表现出成熟种子的特性。如果此期收获，不仅容易断穗落粒，且由于呼吸消耗，籽粒干重也会下降（图2—25）。表2—8提供了春小麦开花至成熟期间干物质积累和再分配的资料。
（三）外界条件对灌浆的影响
1．温度 灌浆的最适温度为20～22℃，随温度升高灌浆过程加速，高于25℃，籽粒脱水过快，缩短灌浆过程，淀粉积累少，粒重降低。温度高于30℃，即使有灌水条件，也导致胚乳中淀粉沉积提前停止。华北地区小麦灌浆过程常出现30℃以上高温，叶片过早死亡，中断灌浆，严重影响粒重。东北地区，晚熟品种灌浆后期，如雨后温度骤然上升，腾蒸作用加强，即出现逼熟现象，影响灌浆正常进行，粒重下降。
表2-8 春小麦开花后籽粒形成和增重期间各器官干物质的增减变化及与再分配的关系
（李文雄等，1987）
品 种
生育时期
旗 叶
穗下节间
穗
主 茎
总干重
叶 片
叶 鞘
全 叶
粒
颖壳、穗轴
全 穗
东农
120
开花（0）（日）
+13
+21
+31
成熟（+35）
增减（%）
输出率（%）
再分配率（%）
8．05
5．99
4．49
3．14
2．04
-3．95
70．48
14．00
8．37
6．63
5．43
4．17
4．46
-2．17
37．94
7．89
16．42
12．62
9．92
7．85
6．50
-6．12
53．89
21．99
15．00
11．62
9．66
8．67
8．21
-3．41
45．49
49．91
——
18．43
31．82
47．26
48．63
+48．63
——
——
24．46
22．34
19．37
16．38
15．99
-8．47
23．91
14．54
24．46
40．76
51．19
63．64
64．62
+40．16
——
——
100．00
100．00
100．00
100．00
100．00
——
——
——
g
旱
7
开花（0）（日）
+11
+20
+30
成熟（+39）
增减（%）
输出率（%）
再分配率（%）
4．24
3．85
3．03
2．30
2．13
-1．72
42．42
4．89
7．64
6．28
5．05
4．83
4．37
-1．91
34．41
7．13
11．88
10．13
8．08
7．15
6．50
-3．63
37．27
12．02
10．45
9．36
8．13
6．61
5．57
-4．88
40．68
58．30
——
12．10
29．50
43．80
45．00
+45．00
——
——
24．42
21．80
17．50
16．60
15．80
-8．62
25．99
17．24
24．42
33．90
47．00
60．40
60．80
+36．38
——
——
100．00
100．00
100．00
100．00
100．00
——
——
——
注：1．开花——成熟期间的数值为该器官干重占该时期主茎总干重的比率（%）。
2．输出率（%）和再分配率（%）根据绝对值计算而得。
3．增减%指开花与成熟两期的差值（绝对值）占开花期（绝对值）的百分数。
2．光照 光照不足影响光合作用，并阻碍光合产物向籽粒转移。光照条件对灌浆的影响，以灌浆盛期（开花后12～15天）最大，灌浆始期（10～12天）次之，灌浆后期（开花后25～30天左右）较小。除天气条件外，高产田群体过大造成株间光照不足，亦是粒重降低的主要原因，因此应特别注意建立合理的群体结构。
3．土壤水分 土壤水分适宜能延长绿叶功能期，保证正常灌浆，对提高粒重有重要作用。一般适宜土壤水分含量为田间最大持水量的75%左右。研究表明，灌浆期间植株和籽粒含水量降到40%时，营养物质运转、积累达最低值，低于此值导致过早脱水和灌浆停止。土壤水分过多，也会影响根系活力及对氮素的吸收，降低籽粒的含氮量，粒重降低。在完熟期，白粒品种，遇连阴雨，易导致穗发芽，籽粒品质下降。
4．矿质营养 后期氮素不足影响灌浆过程，但氮素过多，会过分加强叶的合成作用，抑制水解作用，影响光合产物由茎叶流向籽粒，造成贪青晚熟，降低粒重。磷钾可促进碳水化合物的氮素化合物和转化，有利于籽粒灌浆成熟，所以后期根外喷施磷钾，可以提高粒重。
十、小麦的群体结构
（一）群体层次的划分
根据小麦群体不同层次的功能特点，将小麦群体划分为三个部分（图2—26）。
1．光合层（叶层） 是以叶片为主的一层，包括叶鞘及穗部，又根据其受光程度分为补偿点以上的上层及补偿点以下的下层。在密植情况下，上面接受大部分阳光，这层厚度在抽穗前大约20～40cm，抽穗后大约30～50cm，该层称为冠层。光合层主要的功能是吸收日光能和CO2进行光合作用，形成生物产量。光合层愈向下光强愈弱，补偿点以下叶层，在每日早晚太阳斜射时近于黑，光强低于1000lx，呼吸消耗大于合成积累，是光合层中的消耗部分。应通过合理密植、改善种植方式控制该层高度。
2．支架层（茎层） 是光合层的支柱，并在叶层与根层之间起着水分及营养物质的运输传导作用。在密植条件下，该层发育不良，则发生倒伏，破坏光合层。
3．吸收层（根层） 包括根系及其周围的土、水、气、热、微生物、营养物质等所形成的根土系统。该层深度一般1m，但变异较大。据山西农业大学在黄土高原土壤中测定，最大可见根深达5m。该层的上层，盘根错节，密集网络，个体间的相互影响比地上部更加严重。
（二）群体结构的分析
1．大田切层分析 Monsi等（1953）首先以大田层切技术，对群体光能的分布、光合产物的分布以及不同叶茎层的比例等，做出直观分析，已成为大田作物群体结构的定量分析的重要方法,并得到了广泛应用（图2—27）。
2．叶面积空间分布与消光系数
（1）叶面积的空间分布 在叶面积指数相同的两个群体中，往往由于叶片在空间分布排列的不同，引起光能在透过群体时的垂直分布与衰减程度的差异，导致最终净光合生产量的不同。Ross（1959）应用立体几何的原理提出了叶片在空间的方位角和倾角分布。方位角是以麦秆为中心360?的圆周上，用罗盘仪确定子午轴（南北线）后顺时针方向按45?分成的八个方位区，再计算群体叶片在各方位角中的分布频率，并用统计数字作图比较。倾角是指叶片法线与茎秆的夹角。根据一定的角度划成不同的区域，一般每15?划为一个区域，可划分成6个倾角区域，由8个方位角与6个倾角区共组成48个叶片空间分布组合（图2—28）。
（2）消光系数 Monsi（门司）等在研究群体光分布时，发现群体内光递减规律基本符合Beer-Lambert定律，并以群体消光系数表示：
式中F为所测冠层厚度的叶面积指数，I为所测冠层厚度的水平光强，I0为冠层结构顶部的自然光强，K为消光系数。K值因冠层结构而有所不同，与叶片排列状态，特别是与叶片的倾角的大小有密切关系，倾角越小，则K值越小，群体透光性愈好。根据（1）式可求得K值，即将（1）式移项得：


两侧取对数则得,



式中I/Io为群体相对光强，其中Io为自然光照强度。
表2—9 是一块麦田叶层密度（F）的垂直分布状况与消光系数。
表2-9 麦田群体叶层分布与消光系数
（骆世明等，农业生态学1987）
层高 (cm)
相对光强 (I/I0)
叶层分布 (F)
K
30
0.05
4.06
0.74
40
0.08
3.74
0.68
50
0.13
2.99
0.68
60
0.20
2.37
0.68
70
0.32
1.54
0.74
80
0.48
1.00
0.73
90
1.00
0.30
—
3．合理群体结构的功能特点 根据中国各地小麦高产研究结果，合理的群体结构具有以下的功能特点：
（1）能够充分经济地利用当地自然资源与栽培条件。
（2）能够充分发挥品种遗传潜力，保持种性。
（3）苗、蘖、穗、粒协调发展，总体效应较高。
（4）叶面积发展合理，光能利用率高。
（5）支架层稳固，负荷高，后期输出量大。
（6）源足库大而流畅，总干物质积累多，经济系数高。
4．合理群体的指标 小麦合理群体结构是根据群体的规模、群体的分布、群体的长相、群体的组成等反映群体质与量的指标来衡量的。
（1）群体的规模 是指群体的主要量性特征，包括基本苗数、各生育阶段的总茎数、叶面积指数、干物质积累量、成穗数等。
（2）群体的分布 是指受播种方法影响与群体密度影响的株行距、行向、方位角以及由此引起的光照分布的差异。
（3）群体的长相 指群体外观的质性表现，如叶色、叶姿、株型、长势、整齐度等。
（4）群体的组成 包括小麦与其它作物的间作群体组成，单一群体内品种混杂度的组成，不同发育状况；健壮程度的组成；受冻、受旱、感染病虫危害程度的组成等。
表2-10 小麦品种产量水平的光能利用率
（北京农业科学院农业气象室，1975）
单产
(kg/hm2)
生育期日照总量
(MJ/hm2)
茎叶干重
(kg/hm2)
茎叶固定的能量
(104kcal/ hm2)
茎叶光能利用率(%)
籽粒固定的能量(104kcal/ hm2)
籽粒光能利用率(%)
总干物质产量光能利用率(%)
4032.0
26179.96
9412.5
4000.4
0.63
1713.3
0.27
0.90
5026.5
26179.96
12193.5
5182.2
0.83
2136.3
0.34
1.17
5284.5
26179.96
20632.5
6522.9
1.04
2246.0
0.36
1.40
6070.5
7605.0
26179.96
26179.96
16920.0
16677.0
4611.0
5451.9
0.74
0.87
2580.0
1753.5
0.41
0.52
1.15
1.65
5．小麦群体结构与光能利用 小麦产量的高低主要取决于叶片的光合作用和根系的吸收作用。就光合作用来说，光合面积大、光合能力强、光合时间长、呼吸消耗少，且光合产物分配合理，可望获得高额的产量。目前中国北方地区，小麦公顷产3 000、3 750、6 000、7 500Kg麦田的光能利用率分别为0.2%、0.26%、0.41%和0.51%。如果包括茎叶在内的生物产量计算，总光能利用率也仅为0.9～1.65%，可见目前中国小麦生产的光能利用尚有很大的潜力（表2—10）。
第四节 小麦的产量与生产力分析
一、小麦的产量
每公顷产量
每公顷有效穗数 × 每穗粒重每公顷株数 × 单株有效穗数 每穗结实粒×每粒粒重（或千粒重）
单株营养面积 单株 单株 分化发育×结实率 籽粒比重×籽粒大小
× 小花数 （体积）
行距 × 株距 总蘖数 成穗率图2—29 小麦产量构成因素的分解图
（一）小麦产量的构成分析
小麦产量=每公顷有效穗数×穗粒重。把这一关系式进行分解得（图2—29）：
不同产量水平均是上述诸性状在特定品种和一定栽培技术条件下的具体表现。通常人们把公顷穗数（万）、穗粒数（粒）、千粒重（g）称之为产量三因素，三因素的单位名称去掉，只取其有效数值，分别叫做产量的穗值、粒值、重值，总称三值。把三值中的任何两值固定不变或变化不大时，其第三值增减一个单位所引起的每公顷产量增减的千克数，分别叫做穗值产价、粒值产价和重值产价。三值的产价可用下式求得：
穗值产价（±）＝粒值×重值×0.01
粒值产价（±）＝穗值×重值×0.01
重值产价（±）＝穗值×粒值×0.01
根据上述三值产价可估计各因素的产量意义。如公顷穗数为675万，穗粒数为28粒，千粒重为40g，分别代入上式，得三值产价分别为11.2kg、18kg和12.6kg。即在粒值产价不变的情况下，公顷增减15万穗，其产量约增减168kg；在穗重与重值不变的情况下，每穗增减1粒，其产量增减270kg；在穗值与粒值不变情况下，千粒重增减1g，其产量约增减189kg。
从光合产物的干物质生产来看：
产量=全干重（总生物产量）×粒干重/全干重（经济系数）
总生物产量的大小，主要取决于生育期长短和在一定生育期中的生长率，而生长率GR一般以下式表示：


t1 达到第一个生育时期的日数 t2 达到第二个生育时期的日数
w1 第一个生育时期的重量 w2 第二个生育时期的重量
上述干物质的相对生长率，从根本上是光合产物相对增长的结果，因此单位土地面积生长率，也可用下式表示：
公顷生长率＝叶面积指数×单位叶面积净光合生产率
小麦产量高低取决于总生产规模，即总干物质生产量，同时也取决于光合产物的分配，即经济系数的高低。
（二）小麦的产量增长与环境压力
1．小麦产量的增长与环境的容纳量 小麦作为一个群体，在单位面积上的生产量受环境空间最大容纳量所限制，包括地面以上大约1m的三维空间环境，以及地面以下1～2m的根层环境的限制。在这个空间之内，根据目前品种遗传潜力及技术生产力所能达到的产量极限值，可看作是生态学上种群数量增长的环境最大容纳量K值，也可叫做饱和产量。北方区这个环境最大容纳量的饱和值大约为500±100kg（图2—30）。
2．环境容纳量与产量的S型增长 由于环境最大容纳量K值的限制，导致小麦产量在一定地区、一定历史时期内不可能无限增长，而是呈有限增长的S型规律（logistic）增长。这种S型增长过程有以下意义：
（1）在1/2K值以下（即1/2 500±100kg)，产量增长呈指数增长，表现为环境压力小，增长速度快，技术投入与物质投入效果显著，是产量增长的高速高效区。
（2）在1/2K值以上，表现为愈接近最大容纳量（饱和产量），产量增加速度愈慢，在这一区间内又可分为两段，靠近1/2K值为开始缓慢增长区，靠近K值区为停滞增长或不稳定的波动区。
（3）环境最大容纳量表现为环境压力,并首先反馈到小麦群体，体现为群体压力，也就是群体最大容纳量导致了环境的负反馈，限制了群体产量的提高。从单位面积的群体压力出发，分析一个地区内的产量发展过程，大体上可分为三个阶段，即低产到中产阶段，环境容纳量大，单位面积上群体生产量不足，群体压力小，环境空间未造成反馈影响；中产阶段（300～400kg左右），由于群体增加，导致群体压力增加，限制了个体的正常发展，产生了群体个体矛盾，营养生长生殖生长矛盾，产量由高产向更高产发展，环境压力加剧，穗数和穗粒重常顾此失彼，不易得到协调发展，形成围绕饱和产量的不稳定状态。
二、小麦生产力的分析
（一）环境与品种对产量的作用
小麦生产力水平是自然气候过程的自然生产力、作物生育过程的遗传生产力以及栽培生产过程的技术物质追加生产力的共同作用的结果。如果把自然生产力与栽培生产力一起看作是小麦产量形成的栽培环境，就可能利用某一地区不同年型、不同产量水平的品种多点区域试验资料，分析环境与品种对产量作用力的大小：
自然生产力
遗传生产力
技术物质生产力
表2-11 山西运城地区不同条件下环境与品种对产量的影响
（山西农业大学）
作用（%）
环境与品种*
1974—1975
（丰年）
1975—1976
（常年）
1976—1977
（冻歉年）
1977—1978
（旱常年）
1978—1979
（旱冻歉年）
高产组 环境
（高水肥） 品种
93.34
2.66
80.00
19.00
79.26
20.74
79.00
18.00
82.73
12.84
丰产组 环境
（中水肥） 品种
87.21
12.19
97.00
1.00
90.20
9.80
84.90
14.10
90.98
7.39
旱地组 环境
（旱地肥力中上）品种
92.64
7.36
94.30
3.50
77.47
22.53
99.60
0.30
85.62
12.92
* 品种数：各试验所年份各组平均为10个左右。环境数（试验点数）各为10～20点。
表2—11列举了山西运城地区不同栽培水平、不同栽培年型条件下，品种与环境对产量的作用。从该表可以看出：
1．在产量形成的总变量中，自然气候年型和栽培条件的环境变量作用，达到80％～90%以上，这表明影响当前小麦产量变异的原因，主要是环境作用。
2．在不同生产年型中，灾害年（如冻年、旱年）品种作用相对较高，特别是冻年，由于品种间抗寒性的明显差异，导致品种作用的提高。
3．不同栽培肥水条件下，以高水肥条件品种作用较明显。说明在产量水平要求高时，对品种要求更为突出。
（二）自然生产力对产量波动的影响
自然生产力不仅从质上影响并限制着小麦品种温光生态类型的区域分布，而且更从量上决定着长期产量的波动，任何地区的小麦生产发展都可分解为产量的时间趋势项（yt）及产量的波动项（yw）
y=yt＋yw
时间趋势项反映了随时间的推移，物质、技术、品种综合生产水平的提高，以及产量总的发展趋势（图2—31）。它反映了在一个生产的历史过程中，人类综合追加生产力水平的平均累加过程。但是由于作物生产是在自然条件下进行，在很大程度上受自然气候的影响而发生随机波动，这种波动对平均产量来说，可分为正向波动与负向波动。正
图2-31 中国小麦单元产发展的时间趋势与随机波动图
（根据资料计算，山西农业大学）
向波动表示因气候有利而增产的值，负向波动表示因气候不利而减产的值。值得指出的是，波动绝对值随产量水平的提高而加大，20世纪50年代产量水平低，波动的绝对值也小，80年代产量水平高，波动的绝对值也增大。中国从1949～1981年，33年产量负波动值总计为70 000kt；平均每年2 150kt左右，其中负波动值在5 000kt以上的有四年，2 500～5 000kt之内的有四年，在中国粮食作物产量波动中，由于小麦引起的波动约占1/5左右。
（三）北方小麦品种遗传生产力的演变
品种遗传生产力是指在相同自然栽培条件下，由于品种遗传差异所追加的生产力。自然气候与栽培条件对小麦生长发育与产量形成的影响，是通过具体品种的反应体现出来的。新中国成立以来，随着生产水平与物质技术投入的发展，不断为小麦育种提出新的目标，促进着品种生产力性状的改良与发展。从表2-12看出，中国北方小麦品种，从20世纪50年代初期的农家品种阶段到现在的育成品种，遗传生产潜力得到很大的发展，相应的生态生物学性状也发生了很大的变化，这些变化归纳起来是：
株高由高秆到中秆到半矮秆。
茎秆强度由细软变粗强。
3．分蘖力由强到适中。
4．繁茂性由强到适中。
5．叶片由小到大，由下垂变上挺，叶色由浅变深。
6．分蘖成穗率由低到高。
7．穗粒重、千粒重由低到高，显著增长。
8．产量结构由多穗型到平衡型到重穗型。
9．抗逆性由强到弱。
表2-12 小麦生产发展与品种特性的演变
（山西农业大学）
项目/时期
新中国成立初（1953年以前）
60年代
70年代
80年代
产量水平（kg/hm2）
750～1500
1500～2250
3000～4500
4500～7500
品种要求
抗逆有收
抗逆丰产
高产稳产抗病
矮秆优质多抗
代表品种
农家种，和尚头、蚂蚱麦、蚰子麦等
农大183、碧玛1号、碧玛4号、石家庄54、济南2号
农大139、155、丰产3号、丰抗2号、13号、冀麦6号、蚰包麦、泰山1号、郑州761、小偃6号
京741、北农2号、鲁麦1号、郑州761、烟农15、晋麦21、百泉41
株型特点
株高（cm）
秆强分蘖力整齐度繁茂性叶片性状旗叶大小
高（100～120）
细软特强 不齐特强细小 软 色浅小
高（100～120）
中强强 较齐
强细长 重 色浓中
中高（100左右）
中强中强 齐中强宽大 较挺 色浓较大
低（80～90）
强中齐中等大 挺 色浓大
产量结构
成穗率穗粒数千粒重(g)
穗粒重(g)
低
20左右
20～25
＜0.5
中
20～25
30左右
0.5～0.7
高
20～25
30～35
0.6～1.0
高
25～30
35～40
1.0～1.5
抗病抗逆
抗旱性抗寒性主要病害及抗性适应性
特强很强锈病 弱抗强
强较强锈病 中抗强
较强强锈病 中抗较强
较弱较弱锈病抗：白粉中抗中
推广特点
—
范围 少中心
大范围 少中心
小范围 多中心
更迭时期
10年左右
10年左右
3～5年
10．抗病性由弱到强，由单一到多抗。
11．春化及抗寒特性由强到弱。
12．适应范围由广泛区域适应到局部区域适应。
13．品种更迭时间由长变短、变快。
14．栽培生态类型由单一到多样。
上述品种演变概括起来表现为三点：
1．产量结构、分蘖力、成穗率变化较大，穗粒数有所增加，千粒重增加最为显著，因而40年来品种遗传改良对产量结构的突出贡献是穗粒重（库），比解放前农家品种几乎得到成倍的提高。
2．株型矮化紧凑，有效光合面积增大（源），耐肥耐水，产量负荷增加。
3．抗病性大大增强。
三、小麦栽培技术体系的分化类型
表2-13 小麦栽培技术体系的划分
（山西农业大学）
保浇地小麦栽培（井灌）
水地小麦栽培
扩浇地小麦栽培（河灌）
黄土高原丘陵旱地小麦栽培
1．按栽培条件划分 旱地小麦栽培
平川及浅山旱地小麦栽培下湿盐碱地小麦栽培
晚播回茬小麦栽培（前作晚秋作物）
2．按轮作连作特点划分 早播回茬小麦栽培（前作早秋作物）
夏播小麦栽培体系
冬小麦栽培体系
3．按品种发育特性或播种时间划分 春小麦栽培体系
夏播小麦栽培体系
精量播种栽培（靠分蘖成穗）
4．按群体结构类型划分 常量播种栽培（主蘖并重）
超常量独秆栽培（靠主茎）
低产变中产栽培体系（低产区）
5．按产量水平栽培条件划分 中产变高产栽培体系（中产区）
高产更高产栽培体系（高产区）
两茬吨粮栽培体系（高产区）
北方平畦灌溉保墒栽培体系
6．依自然生态区域划分 南方沟箱排涝防渍栽培体系
青藏云贵高原特殊生境栽培体系
生态生理形态生物学指标化栽培
7．按栽培技术发展趋势划分 一次性定量决策模式化栽培
系统化动态决策及专家系统栽培遥感决策指挥系统栽培
国营农场大型全盘机械栽培
8．按机械化程度划分
个体农户小型机械化栽培近40年来中国小麦栽培在原始的农家品种、落后的栽培条件基础上，经历了由传统经验向单项技术改进，进而向生理生态指标化栽培，一次性定量决策模式化栽培，以及正在研究向往的系统化动态决策栽培的发展过程。在这个过程中，由于自然生态条件的差异，栽培条件生产水平的差异，耕作制度的差异，品种发育特性与适应特性的差异，以及所依据的技术原理的差异，使中国小麦栽培早已突破了单一模式，正在向多途径、多模式方向发展。表2—13列出了中国现阶段小麦栽培体系的分化类型。
第五节 春小麦栽培技术一、春小麦生产的气候生态条件
小麦的生长发育和植株内部的生理活动皆离不开自然生态环境条件，而自然生态环境条件的好坏，又直接影响着小麦的生理和生育过程。了解掌握并通过农业技术措施不断改造利用自然生态环境条件，才能使小麦生理活动正常，生长发育良好，从而达到高产、优质、高效的目的。
黑龙江省地处高纬度（北纬43?22′～53?24′），由于受西伯利亚和蒙古高原的影响，大陆性气候很强，冬季漫长寒冷，夏季较短，年平均气温0～7℃。小麦播种至成熟期间，积温为1 600～1 900℃，降水200～300mm，但分布很不均衡，多数集中于生育后期，降水相对变率为20～25%，太阳辐射总量约为193～209千焦耳/cm2，日照时数约为910～1 030h。
小麦出苗至成熟阶段的不利因素主要是小麦出苗后温度上升较快，加速了前期生长发育，使得小麦穗分化过程短，进程快，不利于形成大穗；小麦生育期间降水分配不均，前期、中期降水不足而后期过剩，造成前旱后涝，对产量制约很大。
（一）小麦生长发育对温度的要求
温度对小麦的影响主要是作用于生长发育和器官形成的快慢，其规律是温度偏低，生育进程慢，温度偏高，生育进程快。小麦是适宜冷凉气候的作物，发芽的最低温度为0～3℃，在25℃以内随温度升高而发芽过程加快，从而缩短播种至出苗的天数。黑龙江省春小麦要求适时早播有三条好处：其一是可以早发根，更有效地利用早春化冻返浆水保全苗；其二是有利于小麦利用气温回升前的低温，使穗分化过程缓慢进行，形成大穗；其三是可以躲过小麦灌浆期高温多雨的不利气候条件的影响，减轻收获期雨害造成的损失。春小麦分蘖期的适宜温度6～14℃，大于14℃，对分蘖不利，超过17～18℃，不能正常分蘖，分蘖成穗率也低。低温有促进分蘖的作用，但温度过低分蘖不发生或速度慢。日平均温度12℃是小麦穗分化期的适宜上限，高于12℃穗分化进程明显加快，18～20℃以上穗分化过程提前结束，低于3℃时，穗分化停止。此期是决定小麦每穗粒数的重要时期，小麦灌浆过程的适宜温度为14～22℃，温度过高，缩短灌浆过程，减少干物质积累，降低粒重。气温过低灌浆缓慢，8℃以下，灌浆基本停止，此期是决定小麦粒重的重要时期。
黑龙江省小麦播种到成熟期间，积温1 700～1 900℃，而小麦播种至成熟所需要的积温为1 500～1 700℃，热量资源充足有余。
（二）小麦生长发育对光照的要求
黑龙江省在小麦生长期间的日照时间在全国的春麦区是比较长的，黑龙江省春小麦是对光照长度反应敏感的高纬度强春型春小麦。苗期发育快，除受温度和水分的影响外，与光照长度有直接关系，晚播表现尤为明显。光照的强弱直接影响光合作用，而光合作用又受光合面积、光合能力、光合时间、光合产物的消耗与分配等因素的制约，最终影响小麦产量。小麦是喜光作物，对光的要求较高，只有在较强光照下才能正常发育。小麦光合作用的补偿点为800～1 600m烛光，光饱和点为2.4～3.0万m烛光，小麦的光饱和点随生长发育的进程而逐渐提高，一直到成熟期才下降。群体较大的麦田，小麦抽穗以后叶层大体吸收所接受光的90%左右，反射或透过的大约10%。由于群体多层叶片对光吸收的结果，使光照强度自上而下不断下降，每经过叶面积系数为1的叶片，光照约下降一半，当叶面积系数为5～6时，群体内植株基部光强度只有1.5～3.0%，在自然光强6～7万m烛光的情况下，基部光强约为1 000～2 000m烛光，群体中上部约2～3万m烛光，可以满足小麦对光照强度的要求。小麦又是低光效作物，叶片吸收的阳光用在光合作用上的一般为1%左右，最高的也只有2～5%。
（三）小麦生长发育对水分的要求
1．小麦的耗水量 小麦的耗水量是指小麦从播种到收获整个生育期间对水分的消耗量。小麦田间耗水量是充分利用水利资源，制定合理灌溉制度的重要依据。田间耗水量的计算公式是：
根据各地资料，小麦一生中的总耗水量与气候条件、栽培管理水平及产量高低有密切的关系。
表2-14 不同土壤小麦正常生育下耗水状况
土 壤
类 型
测定单位及
地 点
土壤贮水（mm）
生育期 降 水
（mm）
总 耗
水 量
（mm）
日 平 均耗 水 量
（mm）
子实产量(kg/ hm2)
蒸 腾系 数
生长始期
生长末期
消耗量
集贤农科所
77.3
107.8
-30.5
257.5
227.0
2.06
2545.5
892
富锦农科所
66.8
13.4
53.4
161.0
214.4
1.95
1404.8
1526
黑 土
富锦农科所
133.6
119.2
14.4
379.1
393.5
3.23
2910.0
1352
讷河农科所
224.7
227.9
-3.2
376.7
373.5
3.74
3092.3
1208
平 均
302.1
2.75
2488.5
1214
粘质草甸土
富锦农科所富 锦 凤 山
83.0
141.2
106.0
95.6
-23.0
45.6
201.0
161.0
178.0
206.6
1.65
1.88
2859.8
1716.8
622
1203
富锦农科所
140.3
185.1
-44.8
377.6
332.8
3.14
2184.8
1523
平 均
239.1
2.22
2253.8
1061
草甸白浆土
宝 清
宝 清
平 均
206.8
57.0
84.7
110.3
122.1
-53.3
186.6
234.9
308.7
181.6
245.2
2.07
1.51
2.24
2300.3
3280.5
2791.5
1342
554
879
岗地白浆土
桦 南 所
116.2
62.96
52.24
203.1
255.3
2.26
2670.0
956
黑龙江省春小麦生育期间的需水规律是：出苗至分蘖需水量约占全生育期需水总量的8～10%；分蘖至拔节约为18～20%；拔节至抽穗为25～30%；抽穗至成熟为45～50%。全生育期的总需水量一般约为300mm以内。而自然降水则是前期和中期降水不足，后期过多，全生育期降水量约有一半分配到抽穗至成熟期间，这种降水分配不均导致形成“前旱后涝”的局面。黑龙江省春小麦生育期间大多数地区的水分供需差在100mm以内，主要是生育前期缺水比较严重，这一时期虽然需水量不多，但很关键。如果水分充足，有利于小麦穗分化，可形成较多的小穗和小花，提高产量，如果分蘖期常遇大风和少雨天气，容易形成“掐脖旱”。据哈尔滨、佳木斯等气象资料表明，当地小麦产量与其拔节时降水量多少呈显著正相关，r＝0.8662。黑龙江省春小麦的水分临界期是从拔节到孕穗期，需水量最多的时期是抽穗开花期。小麦一生耗水多少和土壤类型、小麦品种及生育状况均有直接关系，尤其与土壤类型关系极大。黑土耗水为302.1mm，粘质草甸土和草甸白浆土耗水分别为239.1mm和250.3mm，耗水强度以黑土最高（2.75mm/日），粘质草甸土和草甸白浆土耗水强度接近，但都低于黑土（见表2—14）。在田间条件下，小麦植株每生产1kg干物质，需水500kg左右，每生产1kg籽粒需水1吨左右。
（四）小麦生长发育对土壤的要求
春小麦对土壤的适应性较强，黑龙江省的耕地基本都能种植小麦。最适种植小麦的土壤是有机质丰富、结构良好、养分充足、保肥水强、通气性良好，土壤紧密度为容量1.14～1.27g/cm3，土壤PH值在6.0～8.5范围内，小麦均可生长，但以6.8～7.0的中性土壤为最好。土壤过于紧密，空气和水分缺乏，土壤养分分解差，还原性强，表土易板结，不利小麦根系生长活动。反之，土壤过于疏松，保水保肥力太差，水分及可溶性养分易下渗到土壤深层，根系也难以利用。土壤含盐量对小麦发芽出苗和幼苗生长有较大影响，耕层土壤含盐量大于0.25%时，小麦生长受抑制，在0.4%以上时就逐渐死亡。小麦一生中各阶段的耐盐能力是随着生育进程而增大，氯盐危害比硫酸盐严重，硫酸盐含量在0.5%以内小麦能正常生长，而氯盐含量只有在0.14%以下时，小麦才能正常生长。春小麦抗盐能力比冬小麦强，高产小麦土壤应具备熟土层厚、土壤肥沃、土地平整等条件。黑龙江春小麦的根系可深达1.5～2.0m，主要根系分布在熟土层，并随熟土层厚度增加而明显下扎。肥沃的土壤有机质含量高，养分状况好，并且具有大量的有益微生物，促进有机质分解，提高土壤有效态养分含量。土地平整是防止水、土、肥流失，提高蓄水保墒能力和播种质量，也有利于收获。
二、小麦的营养和施肥
（一）小麦对营养元素的需求
小麦一生所累积的干物质中（大约值），大量养分元素是C、O、H共有95%左右。N、K各有1%以上。Ca、Mg、P、S各有0.1%以上。微量养分元素中Cl、B、Fe、Mn、Zn、Cu等均在600mg/kg以上。其中C、H、O元素主要来自空气和水，并通过光合作用而获得。而N、P、K等元素主要是靠根系从土壤中吸收，在小麦体内需要量大，而土壤中往往是供不应求，都要靠外来补充。大量研究分析表明，小麦每生产百千克籽粒，全株干物质需要的要素量是：N 3.07kg、P2O5 1.33kg、k2O 2.38kg。三者比例为1:0.45:0.75。随着产量水平的提高，N、P、K吸收总量相应增加。但在高产水平下，N相对吸收量减少，P和K的相对吸收量增加（表2—15）。
表2-15 不同产量水平小麦对N、P、K的吸收量产量水平
（kg/hm2）
吸 收 总 量
100kg 吸 收 量
吸收比N:P:K
资料来源
N
P2O5
K2O
N
P2O5
K2O
1965
116.70
35.55
54.75
5.94
1.82
2.79
3.3:1:1.5
山东农业大学
3270
120.36
40.05
90.3
1.84
0.61
1.38
3.0:1:2.3
河南横川县
4575
125.85
40.20
133.65
2.75
0.88
2.92
3.1:1:3.3
山东省农科院
5520
142.50
50.25
213.45
1.29
0.46
1.94
2.8:1:4.3
河南农业大学
5940
194.55
62.85
160.35
1.62
0.53
1.35
3.0:1:2.5
百泉农专
6180
179.25
55.65
234.50
2.90
0.90
3.80
3.2:1:4.2
山东省农科院
6420
159.00
73.50
166.50
2.48
1.14
2.59
2.2:1:2.3
烟台农科所
7455
207.15
82.05
216.30
1.39
0.55
1.45
2.5:1:2.6
河南农业大学
7650
182.55
75.00
211.95
2.39
0.98
2.77
2.4:1:2.8
山东农业大学
7665
176.25
62.10
183.90
2.30
0.81
2.40
2.8:1:3.0
莱阳农学院
7740
232.95
91.50
352.20
3.01
1.81
4.55
2.6:1:3.8
山东省农科院
8265
229.20
99.30
353.25
1.39
0.60
2.14
2.3:1:3.6
河南农业大学
（二）吸肥动态与养分分配
不同生育时期营养元素吸收后的积累分配，主要随生长中心的转移而变化。苗期主要用于分蘖和叶片等营养器官（春小麦包括幼穗）的建成；中期主要用于茎秆和分化中的幼穗；后期则流向籽粒。籽粒中氮素来源于两部分，大部分是植株开花以前吸收的氮约80%以上输向籽粒。磷的积累分配与氮素基本相似，但吸收量远小于氮。苗期叶片和叶鞘是磷素积累的中心。拔节至抽穗积累中心为茎秆，抽穗至成熟转向穗部。钾在苗期吸收主要分配到叶片、叶鞘和分蘖节，拔节至孕穗主要运往茎秆，开花期钾的吸收达最大值，其后钾的吸收出现负值，向籽粒中转移量很少。小麦的吸肥动态，也受施肥时期的影响，播种前或播种时一次性施肥的麦田，肥料的吸收量基本与生长量同步，但吸肥高峰出现在苗期，高峰过后吸肥强度渐次降低。冬小麦生长期较长，极易出现前期生长过旺而后期脱肥的现象。春麦由于纯营养生长过程很短，幼穗分化开始早，尤其是在没有灌溉的条件下，一次性重施种肥（或秋深施肥），有很重要的作用，生育期间追肥，表现为随追肥而出现相应的吸肥高峰，并随追肥时期的推迟吸肥峰值有所后移，吸肥强度渐增。施肥期早而量大时，吸肥峰值早，持续时间长；反之则晚而短。氮肥施用期推迟，植株经济器官和非经济器官的蛋白质含量均随之提高。磷肥施用时期则表现底肥（或种肥）效果优势。但在严重缺磷的麦田，苗期追磷可促进“小老苗”的转化，但效果不如底肥。在后期追肥（包括叶面喷施），对提高粒 重有较好效果。
春小麦具有需肥早、集中，并且需肥量大的特点。小麦生育期短，播种至成熟一般为110～120天，出苗至成熟只有80～90天。出苗后半个月左右就进入三叶期，此时小麦已脱离胚乳营养，需要不断地从土壤中吸收大量营养物质，而这一时期气候冷凉，土壤微生物活动较弱，土壤中非可给态营养物质转化为可给态营养物质的过程非常慢，此时土壤中提供的养分很难满足小麦生长发育的要求。因此，必须施入一定量的化肥，才能满足生长发育的需要。
（三）小麦对肥料的利用率
肥料的利用率受肥料的种类、配比、施用方法、时期、数量和土壤性质等因素的影响。在田间条件下，氮素化肥的当季利用率一般为30～50%，土壤固定27～35%，气态损失16～30%。磷肥当季利用率一般为10～20%，高者可达到25～30%。钾肥多为40～70%。小麦氮肥利用率，随施肥期后延而提高；磷肥利用率随与根系接触面积增大而增加。磷在土壤中移动性很小，易与土壤中的铁、铝、钙结合，生成难溶性的磷酸铁、磷酸铝、磷酸二钙等，被土壤固定，从而降低肥效。有机肥的利用率因肥料种类和腐熟程度不同而差异很大，一般为20～25%左右。高纬度地区春小麦秋深施（8～9cm）尿素，氮损失量比春季浅施减少73～86%。灌溉（水浇地）小麦田肥料的利用率相应提高近10%。
（四）小麦的施肥方法
（1）秋深施肥 小麦秋深施肥的增产作用，早已为生产所证实。尿素秋深施肥可以避免或减免氨态氮的损失和硝态氮的流失，尿素秋施损失比春施减少得多。尿素秋施的地块，均以待播状态越冬，有利于翌年小麦的春播，使小麦播种选择最适播期。影响尿素秋施效果的主要因素是施肥深度和时间，深度为10～12cm效果最佳，有利于有效氮在土壤中下层分布，秋施好于春施，温度降到5℃以下为好。秋施肥的数量应将氮肥的全部和磷肥的2/3施入，余下的1/3磷肥做种肥。
（2）种肥单施和分层施肥 小麦种肥单施和分层施的目的就是解决由于化肥施用量大而造成的烧种和由于混播使种子和化肥在土壤中处于同一部位，降低了肥料的利用率。混播烧种现象十分严重，尤其是尿素烧种现象更为普遍。因此，在小麦生产上采用种肥单施或分层施肥的办法，使肥料与种子间有一定的隔离土层，能避免因肥料浓度过大对种子和幼苗的影响。
（3）叶面喷肥 为了延长后期功能叶片寿命和促进籽粒灌浆，增加千粒重，对后期脱肥地块应喷施叶面肥。每公顷用尿素15kg，磷酸二氢钾2.25kg，钼酸铵150g。兑水850kg，于小麦抽穗20%时，大容量喷雾，叶面喷洒肥料溶液中尿素的含量不得超过3%，一般增产10～20%，喷施叶面肥最好选择晴天，气温不超过30℃为宜，切忌喷后降雨，将肥冲掉而降低肥效。
（4）有机肥的施用 有机肥具有肥源广、成本低、养分全、肥效长等特点，有机肥能改善土壤理化性状，增加土壤营养成分，降低耕层土壤容重，有利于小麦的根系生长发育，它不仅能促进当季作物增产，而且能保证持续增产。但有机肥用量大，养分释放缓慢，还必须以化学肥料来补充，才能达到提高土壤肥力和持续增产的目的。有机肥的施用方法以小麦前茬为好，小麦本身生育期短，可以补充利用有机肥的后效，这种施肥的方法增产效果明显。小麦施用有机肥一般是在耕翻、耙地之前均匀撒在农田地表面，通过耕翻、耙地或旋耕混入耕层，一般公顷施优质高效有机肥3万千克左右。
三、麦田耕作
（一）麦田轮作
1．轮作是合理利用地力的重要措施 各种农作物对土壤养分有不同的要求，小麦是需要氮、磷、钾较多的作物，如果在同一块田地上连续多年种植小麦，由于小麦对营养物质要求一致，根部分泌物性质一致，养分供求和释放受到限制，势必导致土壤中氮、磷、钾养分的缺乏。据黑龙江省查哈阳农场1980年调查，连续三年的麦茬地比轮作地块的有效氮下降10%左右，速效磷下降21～23%，地力明显减退。小麦是浅根性作物，对耕层上部养分消耗较多，如与深根性的玉米、大豆等进行轮作种植，它们的根系深浅分布不同，各自吸收不同层次土壤中的养分和水分，土壤养分可以调解，达到用地养地结合的目的。
2．轮作可以防止和减轻病虫草危害 各种作物都有不同病害和伴生性杂草，如根腐病、赤霉病等都是小麦特有病害，实行合理轮作就可以防止和减轻其危害（表2—16）重茬一年小麦较大豆茬、玉米茬根腐病和死苗率分别高7.5～9.3%和6.2～8.9%，重茬二年则分别高14.3～16.1%和12.9～15.6%。野燕麦、毒麦等生态性状与小麦相似，在麦田发生不易消除。如与中耕作物实行轮作换茬，杂草失去了滋生和伴生的条件，就可以消除和减轻其危害。
表2-16 不同前茬小麦根腐病与死苗率
前 茬
整 地
根 腐 病
死 苗 率
大 豆玉 m
秋 耙秋 耙
25.6
26.2
19.1
21.4
马 铃 薯
秋 耙
27.4
18.7
重茬一年
秋 翻
34.9
27.6
重茬二年
秋 翻
41.7
34.3
3．合理轮作可以提高小麦产量 小麦是苗期喜肥、喜水作物，由于播种期早，黑龙江省早春多干旱冷凉，土壤微生物活动弱，土壤供肥供水能力差。因此，选用肥水条件好的茬口种植小麦尤为重要。大豆、玉米、马铃薯等茬口具有一定的深翻基础，施肥多，田间管理细，杂草少，耕层松软，肥水条件好等特点，是小麦的良好前茬。特别是大豆茬由于有根瘤残存于土壤，丰富了土壤中的氮素营养，是小麦的较好前茬。据东北农业大学实验农场试验，大豆茬种小麦比重茬小麦增产37%；玉米茬增产24%；高粱茬增产23%；谷茬增产11.2%。
4．黑龙江省春小麦的主要轮作方式 因黑龙江省地域广袤，不同地区自然条件差异较大，因此小麦的轮作方式也有较大不同。
（1）麦豆产区 北部冷凉地区小麦种植面积较大，一般占粮豆面积的30～40%，另有大豆和杂粮，作物种类比较单一，主要轮作方式：
小麦（平翻）——大豆（耙茬）——杂粮（平翻或耙茬），麦豆杂轮作方式主要优点是大豆种在小麦茬上，杂粮种在大豆茬上，大豆和杂粮增产显著。
小麦（搅垄或平翻）——杂粮（平翻或耙茬）——大豆（耙茬），该种轮作方式主要优点是小麦种在肥沃的豆茬上，可耙茬平播，成本低，保苗率高，增产显著。
小麦（平翻）——大豆（耙茬）——小麦（平翻）——杂粮（平翻或耙茬），这是小麦种植面积较大的地区，解决小麦重茬的一种较好方式。
小麦（平翻或耙茬）——小麦（平翻）——大豆（耙茬）。该种轮作方式主要在小麦面积较大，杂粮种植较少的地区，其中有一年小麦是重茬，但比多年重茬强。
（2）杂粮区 黑龙江省西部、南部是杂粮产区，种植作物种类较多，其中以玉米种植面积较大。小麦种植面积较小，生产上缺少有小麦参加的轮作方式，未形成很好的轮作制度，一般选用具有秋翻条件，墒情好的二洼地或距水源较近的地块种植小麦。
大豆（耙茬）——小麦（搅垄或平翻）——玉米（原垄），这种轮作方式小麦种在豆茬上，有利于小麦提高产量，对玉米来讲也是好茬口。
玉米（耙茬或平翻）——小麦（平翻）——大豆（原垄），这种轮作方式对各种作物来讲均是好茬口，是一种较好的轮作方式。
（二）耕作整地
耕作整地除协调耕层土壤中土粒、水分、空气三者之间的关系外，为小麦种子顺利萌发、出苗和正常生长创造良好的土壤环境外，还在于有效地接纳和保存前一年的伏、秋降水，做到伏、秋雨春用。耕作整地包括深耕和播前整地两个环节，深耕可以加深耕作层，增强土壤通透性，提高蓄水保肥能力，协调水、肥、气、热之间关系，增强土壤微生物活性，促进养分分解，保证小麦后期正常扎根生长。在一般土壤上，耕地深度为20～25cm。
春小麦播前深耕在冬前进行，一般秋耕时间越早越好，具有促进土壤晒垡熟化、接纳秋雨、消灭杂草的目的。秋深耕可以结合施入底肥。春季整地要在解冻返浆前，及早进行耙耢保墒整地。
不论何种麦田，耕作整地的质量要求达到深、碎、平、实、全，即深耕深翻加深耕层，耕深耙透不漏耕漏耙，无明暗坷垃，地面平整，上虚下实，底墒充足，为小麦播种和出苗创造良好的土壤条件。
目前适于小麦前作土壤耕作的方法主要为耕翻、耙茬、深松和旋耕整地。采用哪一种方法，应视前茬土壤耕作基础而定。未深耕深翻的地块，前茬作物收获后应进行全面耕翻；前茬有耕翻、深松基础时，尤其是豆茬，只需进行耙茬；连作小麦可在上茬小麦收获后进行深松，耙茬或旋耕。
1．耕翻整地 耕翻整地主要是在麦茬和无深翻、深松基础的硬茬，以及杂草严重的地块上进行，目的在于疏松土壤，消灭杂草，掩埋残茬，覆盖肥料，防除病虫，为小麦出全苗打基础。翻地质量要求是：翻地深度要视耕翻基础和熟土层深浅而定，没有深翻基础的可逐年加深，不可一次翻得过深，将生土翻到表层过多不利于小麦的生长发育。黑土层厚深翻20～22cm，黑土层薄翻10～20cm，翻垡要整齐严密，不准有三角抹斜，不重不漏，翻幅一致，减少开闭垄，达到犁底平，地表平整土块细碎。耕翻时期是早翻好于晚翻，伏翻好于秋翻，秋翻好于春翻，以伏翻最好。伏翻土壤熟化时间长，雨水多，湿度高，可为下茬积累较多的营养物质，还可接纳较多的雨水，贮藏于耕层中，供小麦生长发育利用。秋翻好于春翻主要是冻融交替作用保墒熟化效果好和能够保证适期早播。春翻效果差主要是土壤水分散失严重，不利于适时早播和确保全苗，因此不宜提倡。耕翻整地要做到翻、耙、耢结合，实行连续作业，这是提高整地质量，减少能源消耗，保存土壤水分的重要措施，不可忽视。据克山农科所和宝泉岭农垦分局调查：秋翻后及时秋耙地，比春耙的土壤水分高2%，出苗率高18.7%，增产24%以上。但是，不能一概而论，应视翻后土壤水分状况灵活掌握耙、耢时机。翻后墒情较差的地块，应做到翻、耙、耢相结合，以防散墒；如果土壤墒情好，可隔日耙、耢；对于低洼易涝地块，为了散墒，秋翻后可粗耙一次，第二年春季解冻后再进行早春耙、耢。
2．耙茬整地 耙茬整地是黑龙江省春小麦增产的主要耕作方法之一。耙茬整地的最大优点在于蓄水、保墒和提墒，土壤墒情在干旱年份比耕翻整地好（见表2—17），抗春旱能力强，耕作层上松下实，5cm以上土层比较疏松，土壤容重约在0.7～0.9g/cm3之间，5～20cm土层比较紧密，容重约为1.0～1.1g/cm3，能较好地调节土壤水分。耙表2-17 不同耕法在小麦各生育时期土壤含水量
生 育 期
土壤含水量%
比 较
深度（cm）
耙茬地
耕翻地
播 种 期
5～10
10～20
22.16
21.27
20.47
19.93
1.71
1.34
出 苗 期
5～10
10～20
22.86
22.12
21.75
21.26
1.11
0.86
三叶期―分蘖期
5～10
10～20
21.50
21.58
20.28
20.67
1,22
0.91
分蘖期―拔节期
5～10
10～20
13.85
16.22
11.75
13.58
2.10
2.64
拔节期―孕穗期
5～10
10～20
10.56
13.84
8.36
11.60
2.20
2.24
（东北农学院实验农场试验站）
茬整地还有利于表层土壤养分的有效化，对改善小麦早期营养供应有利。耙茬整地主要用在大豆、玉米、马铃薯等茬口上，以秋耙茬整地最好，因春耙茬整地效果差，易将原垄台干土耙入垄沟，造成土壤水分条件不一致影响播种质量，产量水平低（见表2—18）。因此，准备耙茬播种小麦的地块，最好实行秋耙地。耙茬整地最好用重耙，深度在12～15cm，如用轻耙时，深度也应保证在8～10cm。耙茬整地要求采用对角线耙，不顺耙、不漏耙、不拖堆，耙后要达到沟台一致，地面平整细碎。耙茬质量好坏，直接影响小麦保苗与产量（见表2—19），影响出苗达10.4～11.5%，影响产量11.36%。
表2-18 耙茬地垄台与垄沟和小麦的生育产量前茬和耕法
区别
方m
株数
株高
(cm)
穗长
(cm)
千粒重
(g)
亩产量
(kg)
比率
(%)
大豆茬秋耙春耢
垄台垄沟
438
409
86.7
75.5
4.5
4.0
28.0
27.3
241
202
120
100
马铃薯茬播前耢
垄台垄沟
434
396
97.3
83.5
5.1
4.7
31.0
26.0
316
204
154
100
表2-19 豆茬耙地质量与小麦产量
(省农科院小麦所 1987)
耙茬质量
沟台差(cm)
播 深 (cm)
出 苗
(%)
出苗间距 (天)
公 顷
(kg)
产 量 (%)
较 差较 好
3±2
1±0.5
1～4
3～4
85.5±2.1
96.2±1.5
3
1
2734.5
3180.0
100
11.63
3．深松整地 深松整地主要是加深耕作层，打破犁底层，通过深松整地将耕层上部浅翻耙茬，使表层土壤疏松，耕层下部用深松铲，把连年平翻形成的坚硬犁底层进行松动。目前，黑龙江省春小麦深松整地主要有平翻深松和耙茬深松两种。平翻深松主要适用于高梁、谷子等有根茬或草荒地块，耕层上部通过耕翻将作物根茬、杂草等翻压到耕层内，耕后地面平整干净，该种深松方法适用于黑土层较薄的白浆土和盐碱土地块，既能加深耕层，又可防止将下部生土翻上来。深松深度以打破犁底层为限。耙茬深松主要适用于有深翻基础的大豆、玉米、马铃薯和小麦等，而草荒地块或耕层较硬地块不宜采用。无论采取哪种深松方法，都以早秋深松为好。应该注意，不能一次加深过多，使犁底层架空，造成土壤结构不良，反而影响小麦根系的生长发育，造成减产。
4．早春整地 目的是为了提高整地质量和确保适时早播采取的一些辅助措施。主要有活雪耙地、早春耙、耢等。活雪耙地的作用在于促使积雪尽早融化，确保适时播种，当田间积雪较多，融化较慢，影响适时播种，可用圆盘耙、钉齿耙或枝柴耙等进行活雪耙地，效果较好。早春耢地可将土块耢碎，并能耢平地面，弥合地裂子，提高整地和播种质量，有利于保墒保苗。秋翻秋耙的地块以早春耢地为好（见表2—20），早春耢地有表2-20 早春耢地和土壤水分整 地 条 件
测 定 深 度（cm）
0～3
3～6
6～10
秋翻地早春耢地
15.0
20.5
21.9
秋翻地未耢地
5.3
19.1
17.7
良好的保墒效果。0～3cm耕层土壤含水量增加9.7%，3～6cm耕层增加1.4%，6～10cm增加4.7%。较干旱的年份，应多耢少耙，随耢随播，以防跑墒。耢地工具以木耢子、枝条耢子或拖土板较好，也可用拖拉机的旧链轨耢地。在田间大土块较多时，为了破碎土块，可采用早春镇压。但是要掌握好镇压时机，以昼化夜冻，冻融交替的时机较好。如果化冻较深，易把土块压到耕层内，形成暗坷垃，影响播种质量，不易出全苗。
四、小麦的合理密植合理密植是小麦高产的保证，为了获得小麦高产，必须为小麦创造一个个体生长健壮，群体适宜的群体结构。
（一）小麦的合理群体结构
小麦的合理群体结构是根据当地的自然条件和生产条件，根据品种特性和栽培技术，使麦田群体的大小、分布、长相和动态等有利于群体与个体的协调发展，从而能经济有效地利用光能和地力，使穗多、穗大、粒多、粒饱，最后达到高产、优质、高效和有利于生态平衡的目的。
（二）合理密植增产的依据
小麦产量的获得是通过绿色叶片的光合作用。光合面积、光合能力、光合时间三者的乘积是光合生产的总量。在小麦生产中，三者关系既矛盾又统一，其主要矛盾是光和肥水的问题。密度小时，个体营养面积大，营养、水分、光照都充足，苗壮株健，根系发达，叶面积大，叶片功能期长，单株生产和积累的干物质多，穗大粒多，单株产量高。但由于个体数量不够，群体叶面积系数小，未能充分利用光能，生物产量和经济产量都不高。在密度小的条件下，个体由于生长好所增产的部分，低于因单位面积内密度不够而减产的部分。密度增大后，由于个体数量增加而使个体生长发育受限制，表现为穗粒数和粒重比密度小时少，单株叶面积小，但整个群体叶面积系数增大，能提高光能利用率，单株产量虽有所下降，但群体产量有所提高，这一过程就是增苗增穗增产的过程。但是这种作用对黑龙江省春小麦来讲，是有限度的。密度太大，个体之间对光照、肥水的争夺，随着密度增大而越明显，个体之间的矛盾更为突出，个体生长发育受限制的程度也越发严重。群体叶面积系数在密度大的条件下虽可增加，群体生物产量可以提高，但过大的叶面积系数所带来的群体内部光照条件的恶化，缩短了叶片的功能期和光合能力，导致小穗、小花退化，千粒重降低，经济产量下降。使得增大密度所增加的产量，抵不上由于密度过大，个体发育不良而减产的部分，这是密度超出合理范围后导致产量下降的原因。
（三）合理密植的原则
合理密植与品种特性、土壤肥力、生产条件、栽培措施等有密切关系。只有按照自然条件、生产条件以及品种特性，确定适宜的种植密度，才能使小麦充分有效地利用水、肥、光、热等外界环境条件，获得更高的小麦产量。小麦的合理密植幅度因品种特性而异，不同类型品种之间有较大差异。然而，就一个品种来讲，都有一个合理密植的范围，在这个范围内，由于生产条件和栽培技术以及途径不同而可以达到同一产量水平。在小麦大田生产上，一般是瘦地宜密，肥地宜稀。肥水条件好的地块应稀些，肥水条件差的地块应密些。肥水条件好，个体发育旺盛，分蘖率高，如播种密度大，田间容易形成早期郁蔽，通风透光不良，麦脚早期落黄，并易发各种病害，影响小麦后期发育和籽粒灌浆。在高肥水条件下，一般应按当地的适宜密植幅度，取其中限或中下限较为适当，以充分发挥个体的增产优势，避免因群体过大造成倒伏减产。相反，肥水条件差的瘠薄地块，个体发育较差，不会产生倒伏，密植幅度可相对地增大些，应依靠群体增产。如黑龙江省北部黑土区的土壤肥力比东部白浆土高，因而同一品种的种植密度应该是北部比东部稀一些为好。黑龙江省小麦种植方式多数采用7.5cm等行距播种，也有部分采用15.5cm等行距播种的。一般来讲窄行平播宜密，宽行平播宜稀；粗放经营宜密，精细管理宜稀。因窄行密植属群体密，个体稀，植株分布均匀，能充分利用阳光、空气和地力，使个体发育健壮，群体结构好，利于增产。宽行平播属个体密，群体稀，行间麦苗拥挤，个体发育易不良，成穗率低，而行间宽，未能充分利用地力和光能，增产潜力小。粗放经营的麦田不如精细管理的环境条件好，小麦长势差。因此，种植密度前者可大些，后者应小些。密植与生产水平的关系是在低产向中产发展的产量阶段，密度可适当增大。这是因为在此阶段小麦产量低、光能利用率不高的原因，一方面是生产条件差，种植粗放，另一方面也由于密度不够，群体不足，加上依靠主穗增产的特点，在增加肥料投入和改善管理的同时，增籽→增苗→增穗收到明显的增产效果。在收获穗数不足的情况下，加大密度这一增产途径是应该肯定的，因为单位面积产量取决于单位面积穗数、每穗粒数和千粒重，三者在不同产量发展阶段和不同栽培水平条件下，发挥作用的程度不同。在低产阶段群体不足、个体数量不够时，在一定范围内加大密度，对增加单位面积粒数来提高单产和增加个体扩大叶面积，来提高光能利用率均有显著效果。而密度加大到超出合理的密度范围，增产的作用就不明显乃至减产。其原因是密度过大后，过多地削弱个体生长和生产能力，导致降低群体产量。因此，在中产向高产发展阶段，要想提高产量，重点就应放在挖掘个体的增产潜力上，促使增加每穗粒数和提高粒重来提高产量，而不是再靠加大密度来实现。
第六节 小麦品质与栽培技术
小麦是植物蛋白质的重要来源之一。其品质的好坏愈来愈受到人们的重视。优质小麦不但蛋白质和面筋含量高，而且质量好。小麦籽粒的品质，因需要的不同，划分标准也不同。
一、品质概念小麦的面粉水合后能洗出面筋，因而可制成多种食品，包括面包、馒头和其它用酵母发面的烘烤或蒸制食品；蛋糕、酥饼和其它化学发面的烤、烙制食品；不用发面的面条、通心面类食品等。小麦食品在味道、营养和易消化方面超过其它谷物。它们不仅给人类提供许多热量，也供应大量的蛋白质。世界小麦蛋白质数量等于肉、蛋、奶蛋白质数量的总和（Hanson等，1982）。在一些国家，小麦也越来越多地用作饲料，并且是商业淀粉和面筋的原料。其淀粉用于食品、造纸、洗衣、制釉、油井钻探等工业。其面筋可做肉食品的延展剂、糖果的包膜、药品的糖衣、玩具食品的包装物等，小麦也用做药物。无论做何用途，人们都提出品质上的要求。
（一）籽粒品质
小麦籽粒品质是指对某种特定最终用途的适合性，可分为营养品质和加工品质两方面内容。
1．营养品质 小麦籽粒营养品质主要是指蛋白质含量及其氨基酸组成的平衡程度。小麦籽粒中含有碳水化合物、蛋白质、脂肪、矿物质及微生素等，是人类食物中的重要成分和营养来源。不同品种的籽粒内含物有较大的差别。评价一个小麦营养品质的好坏，主要是指蛋白质含量及其氨基酸组成，其营养价值的稍微提高即具有重要意义。
小麦籽粒构成中，胚约占3%，麸皮占12%，胚乳占85%。胚乳的主要成分是淀粉和蛋白质，前者约占籽粒重量的60～68%，后者占7～18%。
在几种粮食作物中小麦比较富含蛋白质，普通小麦籽粒的蛋白质平均含量13%左右，并含有各种必需氨基酸，是完全蛋白质。已有研究表明，水解植物蛋白质能产出20余种已知氨基酸，是人类能吸收利用作物养料的基础物质。小麦蛋白质
直链淀粉：24%
碳水化合物：淀粉
支链淀粉：76%
数 量 醇溶蛋白
营 蛋白质 面 筋
养 质 量 麦谷蛋白
品 非面筋蛋白质 氨基酸：赖氨酸等
质 脂 肪：籽粒等含量为1.2%
矿物质：灰分含量等
维生素：B1、B12等
图2-33 小麦籽粒中营养品质的组成的好坏是由其各种氨基酸的含量比例所决定的。但其氨基酸组成不平衡，第一限制性必需氨基酸是赖氨酸，其次是苏氨酸、异亮氨酸等；氨基酸的生物价（BC）也较低。
胚乳是面粉的主体，内含大量淀粉及面筋性蛋白质。后者由决定面团弹性大小的麦谷蛋白和决定面团延伸性强弱的醇溶蛋白组成，两者组成比例大小则决定于面团的性质。
麸皮由果皮和种皮组成，果皮在外层由表皮、外果皮及内果皮等组成。糊粉层中灰分含量较高，所以面粉中麸皮含量可以用灰分含量来表示。从小麦籽粒横切面来看，中心部分蛋白质含量较外围四周部分的含量低，越向外侧蛋白质含量越高，以糊粉层中的蛋白质含量为最高。小麦籽粒各部分的蛋白质含量占籽粒总蛋白质含量为：胚中占3.5%，胚乳中占72%，子叶盘中占4.5%，糊粉层中占16%，其余占4%。
2．加工品质 一般来说，小麦加工品质主要指制粉过程的各种工艺特性及面粉加工食品的工艺特性。小麦从籽粒状态经过碾磨、筛理变成面粉的过程，人们通常称之为第一次加工，第一次加工品质，也称磨粉（制粉）品质，要求出粉率高，碾磨次数少，筛理容易，动力消耗少，面粉色泽好，灰分少。这些品质性状与小麦籽粒大小和整齐度、籽粒的形状和颜色、皮层的厚度、胚乳的质地和籽粒的容重有关。与出粉率有关的麦粒特性：
（1）粒形 小麦粒形变异幅度很大，瘦长籽粒的长宽比例约3:1，卵圆形或椭圆形的约为2:1，近于球形的为1:1。接近于球形的、卵圆形的与椭圆形的籽粒，其长、宽、厚比例为4:3:3。这种粒形表面积小，出粉率高。
（2）腹沟 腹沟增加了籽粒的表面积，相对提高了种皮量。腹沟愈深，出粉率愈低，且易塞灰尘泥土，降低制粉品质。腹沟部分的皮层占总表面积的15～25%。
（3）胚乳比率 胚乳比率愈大，出粉率愈高，一般胚乳含量变动在77～85%左右。
（4）种皮颜色及厚度 一般红粒品种较白粒品种种皮厚。红粒白粒出粉率相差可达1～3%。
（5）粒质 粒质主要指硬度，一般角质率高硬度高，蛋白质含量和面筋含量也相对较高，粉质分为硬质、软质、中间型三种。硬质籽粒断面的胚乳角质（玻璃质）量超过70%以上，籽粒透明而质硬。软质粒粉质占70%以上，角质少于30%，不透明，质软粉状。中间型介于两者之间。
（6）容重 指单位容积的重量。在一定程度上是籽粒大小,粒形、饱满度、角质率（度）等的综合指标。中国北方麦区冬小麦平均容重为776g/L，变幅在549～848g/L之间，北方春小麦容重较大，一般为700～820g/L。容重和出粉率相关系数达0.74以上。目前国内外把容重作为小麦收购、储藏、加工的重要依据。凡成熟好、饱满、形状一致、硬质、比重大、含水少的容重就大，容重大，不但出粉率高而且面粉的灰分少。比较同类小麦的出粉率要以制成相似灰分含量的面粉为依据。灰分是面粉精度的指标，面粉越精细，灰分含量越少。精粉灰分低，色白，但营养成份少，因而不能认为面粉灰分越低越好，面粉白度一般也是面粉精度的一个指标。
（7）水分 小麦的安全含水量以12.5%（冬麦）和13.5%（春麦）为宜，过高易受病虫害，过低则质地脆，加工时易碎。制粉时要经过适度的润麦，使之适宜制粉。
第二次加工品质，亦称食品加工品质，是由面粉制成各类食品的过程，称之为第二次加工。主要是烘烤品质，其次是蒸煮以及饼干等加工品质。各类加工品质对其蛋白质、干湿面筋含量、沉淀值以及流变学特性等都有严格的测试指标。随着人们生活水平的提高，以商品为特色的市场经济的发展，对二次加工品质的要求越来越高。建国以来一直沿用的特一粉、特二粉、标准粉和普通粉将被不同加工为目的的各种专用粉所代替。
（二）小麦市场分类
为适应收购、销售、调拨、储藏、加工和进出口的需要，一般将商品小麦按粒质、皮色、冬春性等进行市场分类：如美国的普通小麦分为5类：①硬（质）红（色）春（性）；②硬红冬；③软红冬；④白麦；⑤混合麦。硬粒小麦分为两类：①硬粒；②红硬粒。类下分为5等。澳大利亚多种白麦，根据籽粒蛋白质含量和加工要求分为5类，类下按产区分等级，级外小麦重量差，多作饲料。我国有冬、春麦两大生态型，均各按皮色和粒质分为6类：①白（色）硬（质）；②白软；③红硬；④红软；⑤混硬；⑥混软。皮色为白色、乳白色或黄白色的麦粒达70%及以上者为白色；深红色或红褐色麦粒达70%以上者为红色；红、白色互混者为混色。硬质率达50%以上者为硬质；软质率达50%以上为软质。类下对北方冬麦、南方冬麦和春麦分别按容重、不完善粒、杂质、水分、色泽、气味等分为5个等级。
一般硬麦皮色较深，胚乳与皮层容易分离，出粉率高，蛋白质含量较高，多在12.5%以上，面筋、面团抗拉力大，弹性较好，适宜烤面包；软麦则相反，蛋白质含量多在11%以下，适宜制作饼干和糕点。硬粒小麦胚乳极硬，蛋白质含量一般高于普通小麦，面团坚实有劲，适宜制作通心面类制品。观测粒色时应分清种皮色素层的颜色和胚乳的颜色。普通小麦的胚乳粉碎后以白色为好，皮层的红白实质上与品质并无多大关系，而皮层的厚薄则与出粉率有关。但红麦因粗粉中微量残留物所产生的颜色可对面粉起调和作用，使粉色鲜亮，有光泽。制粉工业发达的国家一般喜欢红麦，取其面包烘烤品质好。某些发展中国家为追求高出粉率，喜用白麦为原料，加工时可使较多的麸皮磨入面粉中而不严重影响面粉色泽。但白麦品种成熟时遇雨容易穗发芽，导致面粉α—淀粉酶活性剧增，严重影响品质。硬粒小麦以琥珀色为上品，红色的较次，胚乳应呈深黄色而不是白色。春麦一般皮层较厚，颜色深，多为褐色，硬质麦多，面筋含量高，筋力好，但出粉率较低，粉色稍差。
（三）面粉品质
1．蛋白质或面筋的含量和质量
（1）蛋白质含量（%） 是小麦营养品质与加工品质的首要指标，目前一些国家都把蛋白质含量作为分等定价的重要依据之一。如澳大利亚规定：头等冬麦蛋白质（干基）含量为16.5%，硬麦14.9%，软麦10.2%，标准麦12.5%。美国规定：硬麦蛋白质（干基）含量为15.5%，硬红冬麦13.4%。我国小麦蛋白质含量，根据商业部谷物化学研究所分析，全国平均为13.4%，其中80%以上含量在12%以上；60%以上含量在13%以上；30%左右含量在14%以上。河北、山东小麦蛋白质含量分别15.3%与14.4%，高于测试的其它各省。蛋白质的含量和质量决定着面制食品的质量。
（2）湿面筋含量（%） 面粉蛋白质包括面筋蛋白和非面筋蛋白。非面筋蛋白是盐溶性的球蛋白和水溶性的白蛋白和糖蛋白。面筋蛋白是麦谷蛋白和麦醇溶蛋白。面制食品的烘烤品质主要取决于面筋蛋白的含量和质量以及这两种储藏蛋白之间的比例。如麦谷蛋白溶于酸和碱，高弹性和抗拉伸性，低延伸性，主要控制面团的揉面要求。麦醇溶蛋白分子量较小，溶于70%的酒精，高延伸性和粘性，低弹性，能够影响面包体积。但这两种贮藏蛋白的质量是相互影响的，最终都将控制面包体积。
面筋是以2%食盐水用手或洗面筋机揉洗面团后剩留的有弹性和粘滞性的胶皮状物质，其中80%左右是麦醇溶蛋白和麦谷蛋白，此外还有少量淀粉、纤维素、脂肪、和矿物质。根据面筋含量一般将面粉分为4等：高筋粉（湿面筋大于30%）；中筋粉（26～30%）；中下筋粉（20～25%）；低筋粉（20%以下）。我国近年的一些研究证明，面包品质与蛋白质或面筋含量无显著关系，而面包体积与面筋质量无例外地呈显著正相关。这表明仅根据面筋或蛋白质的量对面粉品质作出评价是不够的,必须同时考虑质的问题才能作出客观评价。
（3）沉降值（沉淀值ml） 测定面筋质量方法很多，其中既简便又相当准确可靠的有沉降试验。沉降值是一种以测量面筋质量和数量的指标。原理是面粉中面筋组分在弱酸性溶液中水合膨胀后影响悬浮面粉在溶液中下沉的速度和体积。较高的面筋含量和较好的面筋质量都会导致较慢地沉淀和较高的沉淀物体积。将规定细度的一定量（常量）面粉倒入100ml具塞的量筒中，加入一定容量由乳酸和异丙醇配制的专门试剂，按规定程序振荡使其充分混匀后静止，按规定时间记载其沉降物体积，在标准的静止时间后准时记录其沉降物体积，以ml表示，即沉降值。沉降值越大表明面筋质量越好，数量也大。沉降值与面团强度和面包烘烤品质呈正相关，所以应用很普遍。用微量法可以测单株，其余种子足够下代播种，适用于育种的早期世代。根据沉降值可将小麦品质由优到劣分成强、中强、中等、和弱筋等四级，沉降值分别为>50ml，40～50ml，30～40ml，<30ml。优质面包粉沉降值多在40～50ml以上。
（4）面团流变学特性测定 面筋是在揉面过程中形成的，面团物理性质所反映的面筋品质，更接近于实际加工条件。测定面团流变学特性，可以评价面筋品质和面包等食品制作品质。其测定仪器有粉质仪（Farinogrsph)、揉面仪（Mixograph)、拉伸仪（Extensograph）、吹泡示功仪（Alveograph）等。
①粉质仪 可以测定面粉吸水率、面团形成时间、面团稳定和软化的时间与程度，由其给出粉质图（图2—34）识读。国外大量资料表明，粉质图是评价面粉质量的重要依据，其中稳定时间为最主要的指标，稳定时间越长，面包评分越高。弱力粉面团形成和稳定时间短，软化度大；中强力粉面团形成和稳定时间较长，软化度较小；强力粉面团形成时间和稳定时间长，软化度小；特强力粉稳定时间达20min以上。美国面包专用粉要求吸水率60±2.5%，形成时间7.5±1.5min，稳定时间12±1.5min，断裂时间14±1.5min，公差指数30±10BU（布拉本德仪器单位）。我国小麦，尤其是北方小麦的蛋白质含量并不低，但面筋品质较差，面团流变学特性的多数指标低于美国硬红冬小麦品种。我国暂定一等面包专用粉的稳定时间是≥9min，二等≥6min。
在面团形成过程中，粉质仪的搅拌叶片受到的阻力逐渐增大，直到粉质图曲线出现高峰，以后又慢慢下降。图中“A”表示吸水率，“B”表示面团形成时间，“CD”表示面团稳定性，曲线宽度反映出面团韧性，“E”表示10或20min后面团的弱化程度，曲线峰顶高度与5min后曲线高度两者之差值为公差指数，从搅拌开始直至峰高处降低30个BU单位的时间为断裂时间，“V”表示从曲线最高处开始下降算起12min后的评价计（Valorimeter）值数。评价计值数是一项经验数值，它以面团形成时间和搅拌公差指数为依据，用于获悉面粉筋力强度和烘烤强度的混合指标。
②揉面仪 原理与粉质仪类似。可反映不同面粉间的较小差异，但读数不如粉质仪稳定。它在揉面时转速快，与面包厂的揉面要求比较接近。美国品质实验室多采用此仪器。先用粉质仪测定面粉吸水率，再按所需吸水量进行揉面测试，以确定面粉样品的最适揉面时间和耐揉性。在其绘出的揉面图中，曲线达峰值的时间为最适揉面时间，由峰后曲线下降斜度、曲线宽度和峰两边曲线高度是否平衡一致综合反映其耐揉性，可分为7级（图2—35）。揉面时间短、耐揉性差的面粉不适宜烘烤面包；揉面时间中等或中等偏长（3～4min），耐揉性适中（3～4级）的能较好地满足面包烘烤的要求；揉面时间过长的面粉也不宜烤面包，因其耗能费时，但用来配粉时能有效改良弱力粉的面团性能。
③拉伸仪 按面团被拉长时所产生的抗力变化自动给出拉伸图（图2—36），用以进行品质鉴定。曲线的高度表示面团被拉伸时的阻力，以仪器单位BU或EU表示；曲线横座标长度表示面团延伸性，以mm表示。求出高度与长度之比值。曲线所包括的面积表示面团筋力，以cm2表示。根据拉伸图可将面粉分为：弱力粉：阻力小，延伸性小或大，延伸性小的适宜作饼干、酥饼之类食品，延伸性大的适宜作面条类食品；中力粉：阻力较大或中等，延伸性小；强力粉：阻力大，延伸性大或适中；特强力粉：阻力特大，延伸性小。制作面包以曲线面积大，高长比 值适中为好。比值过大，则面团过于坚实，性脆易断，面包体积小，干硬；比值过小，则面团易于流变，面包心发粘。
2．淀粉糊化特性和淀粉酶活性测定 面团发酵产生二氧化碳气体的能力，决定于淀粉酶降解淀粉形成的和面粉中原有的糖分数量。面粉中主要含有α—淀粉酶（液化酶）和β—淀粉酶（糖化酶）。α—淀粉酶主要把小麦淀粉中占25%左右的直链淀粉分解为糊精；β—淀粉酶将支链淀粉降解为麦芽糖和糊精，也能作用于直链淀粉使之降解为麦芽糖。随后麦芽糖酶将麦芽糖进一步分解为单糖。在正常小麦面粉中β—淀粉酶有足够的含量，α—淀粉酶含量极少，而一但种子发芽，α—淀粉酶就急剧增加。如果面粉中α—淀粉酶活性不足，则淀粉糊化不够（面团干硬），糖分少，面团发酵能力差，烤出的面包体积小，形状不正，质地干硬。如酶活力过大，过量的淀粉被糊化，降低了淀粉的胶体性质，使其难以忍受气体膨胀的压力，小气泡成为大气泡，烤出的面包体积小，质地不均，而且发粘。借助发酵仪（Fermentograph)可以测定面团发酵形成二氧化碳的体积及其动态变化，由自动绘出的发酵图识读。通过测定淀粉特性和淀粉酶活性以间接评价烘烤品质的仪器，有粘度仪（Amylograph）和降落值计（Falling number）等。
（1）粘度仪 面粉糊的粘度在搅拌加热过程中因α—淀粉酶作用使淀粉液化而下降的程度，可由自动绘出的糊化图的峰形中部读出最高粘度值，据此对淀粉品质做出评价。根据最高粘度可预测面包的内部结构状况：0～200BU表示酶活性强，淀粉凝胶时保水力差，面包心粘湿；200～500BU表示面包心有弹性，湿度适宜；500～1 000BU表明酶活性低，淀粉凝胶时保水力强，面包心干硬，易于失去新鲜性。
（2）降落值计 测定一定细度麦粉的稀悬浮液在热水器中快速糊化后，因α—淀粉酶作用而使淀粉糊液化的程度。以粘度计搅拌棒在被液化的热面粉糊中下降一定距离所经历的时间（S）表示之。根据面粉降落值可将小麦分成：<150为发芽小麦面，酶活性高，面包心粘湿；200～300为无发芽小麦面，酶活性正常，面包质地优良；>300的酶活性低，面包体积小，面包心发干。
此外，面包烘烤品质与淀粉的糊化温度、淀粉颗粒大小、形状、组成有关。在形成面团时，脂类对于面筋网络结构的粘着力也有重要作用。
（四）专用粉我国面粉质量标准在相当长的一段时间里基本是依精度定等，只生产特一、特二和标准粉等少数几个品种。在面粉品质指标中，真正涉及小麦品质的只有湿面筋含量，而对影响面食品质更为重要的面筋质量，面团流变学性状等未作任何规定。它们可以制作各种面食品，但不能达到最佳品质标准，故称为“多用粉”、“通用粉”，在美国叫“家用粉”。专用粉是相对“多用粉”而言的，其质量标准是针对某种食品所能达到最佳的质量标准而制定的。例如面包粉是专为烤面包而生产的。专用粉生产有赖于育种、制粉、食品三个部门的配合。食品工业要求面粉工业提供各种适用的面粉，而面粉工业的基础是各种对路的小麦，故专用粉生产要依靠适合专用的小麦。
与面粉最终用途密切相关的基本因素是蛋白质的质和量，一般强力粉蛋白质含量高于11.5%，适宜烤面包；中力粉蛋白质含量10～11%，适宜制作馒头，面条；弱力粉蛋白质含量8～9%，适宜做饼干，糕点。为此育种家必须充分了解制粉和食品工业对小麦籽粒和面粉品质的要求，有目的地育成各具不同优良品质性状的品种。生产上选用品种要因地制宜，并施以相应栽培技术。生产后按品质分别收放、储运、加工、建立一套适合不同食品需要的各种专用粉制粉工艺和质量标准，以及适合检测专用粉质量的标准和方法。
专用粉在发达国家已有几十年的历史，近年来又有新的发展，种类增多，如在面包专用粉中又派生出多种，专用范围扩大到某一特定的小食品，如三明治面包专用粉。目前国外专用粉有七、八类数百种，这是通过现代化散装粉仓及科学配粉实现的。首先分别加工不同的小麦得到“基本粉”。而同一品种小麦的不同面粉流的面粉其品质也不同。此外还可以通过现代空气分级和先进研磨技术把面粉筛选为富含蛋白部分和富含淀粉部分。对“基本粉”进行全面的品质测试，存放在不同粉仓中，然后根据不同专用粉品质的要求进行配粉。
近年来，我国已引进能生产各种专用粉的成套制粉设备90余套，并研制出面包、面条、馒头等8种食品专用粉暂行标准，这对促进制粉工艺和食品工业的发展有积极作用。当前的主要困难是生产面包专用粉和糕点专用粉的原料不足，其质量也不够标准，靠进口原料调剂。
二、影响小麦品质的因素
小麦品质既受遗传控制，也受环境影响。生长发育、收获和储藏期间的条件均与品质有关。
（一）品质遗传因素
在同一生态条件下，品种间品质指标的差异，是由品种遗传特性所决定的，目前（1976年以来）在世界已有的500个优质普通小麦基因型中，前苏联占32.7%，美国占21.4%，加拿大占7.8%，欧洲国家占11.5%。在这些优质资源中，有1/3来自地方品种，2/3属于育成品种。我国小麦蛋白质含量在7～16%的水平，也有蛋白质含量在16～17%以上的品种。建国以来，由于贯彻“先吃饱，后吃好”的粮食政策，我国科技工作者（育种专家）培育出的优良品种，使许多农艺性状和抗性得到了改良，产量水平大幅度提高。但是分析表明，在产量提高的同时，品质却下降了，黑龙江省不同时期育成的品种，每隔十年蛋白质下降近一个百分点，七十年代育成的品种蛋白质含量较地方品种蛋白质含量下降2.64%，有些高产质差品种，出粉率低，烘烤、蒸煮品质差，不受消费者的欢迎，在当前经济市场条件下缺乏效率力。
研究表明，小麦品质的表现型=基因+环境。论及一个品种品质的好坏不要以一年或一个地区的分析结果而定论，要看多年的、不同条件下的分析结果。因为小麦品质诸多性状多为数量性状控制，受环境条件的影响也很大。黑龙江小麦品质分析表明熟期较早的品种籽粒品质较好，分析这种现象的原因除了品种的遗传特性外在很大程度上与自然生态条件有关，晚熟品种收获时往往雨季来临，使小麦品质下降。
（二）自然生态条件
大量研究资料表明，蛋白质及其氨基酸的组成，除品种本身遗传特性所决定外，受环境影响较大，为数量性状，同一品种在不同地点、不同年份种植后，其品质有明显差异，其中蛋白质含量的差异可达5个百分点以上。
Johnson等（1972年）报道，在国际冬小麦品种比较圃中，7个品种平均蛋白质含量在美国、匈牙利和英国分别为17.8%、15.8%和12.5%，最高和最低相差5.3个百分点。其中无芒1号分别为16.5%、14.3%、12.3%，而Atlas66分别为20.6%、19.4%、13.5%，表明地区间气候条件差异越大，蛋白质含量差异也越大，不同品种的反映可能有所不同。 但是，无论种植在何地，品种间蛋白质含量的相对差异则基本保持一致。根据1989年河北农业大学对11个品种在9个地点的样品分析，蛋白质含量在品种间和地点间的方差均达到显著水平，而后者大于前者。就蛋白质含量、制粉品质和面包烘烤品质这三方面而言，我国小麦品质分布的总趋势是由北向南逐渐变差，其中以蛋白质含量变化最为明显。从不同纬度地区来看，高纬度地区小麦蛋白质含量要比低纬度地区小麦蛋白质含量高2～5个百分点。黑龙江省作为北方春麦主产区有着优越的自然地理及其生态条件。黑龙江省划分了7个小麦生态区，其中北部高寒及东部低湿生态区为小麦主产区，占全省小麦种植面积的85%以上。上述两个生态区有很大差异（降水、温度、土壤及肥力等），同一品种在这两个生态区表现不一，多数以北部高寒区为好。从多项指标来看，北部小麦产区的生态条件较东部小麦产区更为有利。东部小麦产区每年受雨涝的为害较大，雨季提前往往给生产造成“丰产不丰收”，而且严重地影响了小麦的品质。从垂直分布上看，一般高海拔地区蛋白质含量较高。
同一小麦品种在不同年份种植，其品质也常有较大变化，有时比品种间或不同肥水处理间的变幅还大。如前苏联蛋白质含量年际间变幅为4.7～6.3个百分点，而施肥处理间的变幅只有2.5～3.8个百分点。丰收年份总是伴随着蛋白质含量的降低。国内外研究还发现，在同一年地理环境中种植的春小麦常比冬小麦蛋白质含量高，面筋强度也大，但我国春麦面粉有发粘的倾向，可能与灌浆期间雨水较多有关。
从气候因子上看，温度、光照和湿度直接影响着小麦籽粒形成与灌浆。一般后期光照充足、昼夜温差大而无干热风、土层深厚、结构良好的环境有利于较高品质的形成。而高温多湿、光照不足、土壤下湿、土层浅的，不利于小麦较高品质的形成。黑龙江省小麦容重高，居全国之前列，角质率高，应该是蛋白质高，加工品质好。但是黑龙江省小麦收获前后正值雨季，造成蛋白质淋溶，小麦水分大，造成品质下降，而且易染病害，α—淀粉酶活性增高。
（三）小麦品质与施肥
国内外研究表明，小麦籽粒产量、蛋白质含量与施肥有很大关系，尤其是氮肥的施用量影响最大，小麦籽粒产量、蛋白质含量随施氮量的增加而明显增加，但是氮肥过多常招致产量的降低。
1．氮肥
（1）施肥量 一般施氮量增加，蛋白质含量增加，但施氮量不同，对蛋白质含量、籽粒产量和蛋白质产量及其间的关系有不同的影响。综合多人的研究结果，这种关系可用图2—37表示。当施氮量较少时（从O至A），随施氮量增加，籽粒产量明显增加，但由于氮素供应贫乏，籽粒蛋白质含量只保持在最低水平上不变，或因增产而稍有降低，这个区间可称为“氮素低含量区”。施氮量的增加（从A至B），产量逐渐提高，蛋白质含量和蛋白质产量也逐渐增加，到B点达到最高产量。这个区间可称为“氮素调节区”，B点是农民乐意接受的施肥量点。从B至C点再增加施氮量时，籽粒产量开始下降，但籽粒蛋白质含量却继续增加，反映二者乘积的蛋白质产量也稍有增加，到C点达最大值。这个区间施肥不增加籽粒产量，故只有在优质优价的条件下才为农民所接受。C点之后继续施肥，籽粒产量明显下降（如因群体过大发生倒伏或病害严重等），蛋白质产量也因此而下降，但籽粒蛋白质含量仍在增加。从经济效益看施肥是不可取的。从B至C点可称为“产量品质平衡区”，C点以后则称为“过量供氮区”。
上图（图2—37）说明，供氮水平可以改变籽粒产量和蛋白质含量之间的关系，二者或呈正相关（A至B），或呈负相关（B至D），或者关系不密切（O至A）。许多有关产量和蛋白质含量之间相关性研究的不同结论，大概可以由该图得到解释。
明确不同投肥量的效应，预期其增产和增质的效果，对挖掘品种的蛋白质生产潜力，指导合理施肥实现高产、优质、高效栽培有重要实践意义。从经济观点看，选定的施肥量应在“产量品质平衡区”，即最高籽粒产量至最高蛋白质产量（B至C）之间。关于施肥量与籽粒产量、蛋白质含量以及蛋白质产量之间的定量关系，因受品种、地力、灌溉和气象等因素的制约，常出现各种各样大同小异的试验结果。那么，在产量最高时蛋白质含量可以达到什么水平呢？试验表明，对于目前多数普通小麦品种来说，蛋白质含量在11～16%范围内，产量和蛋白质的矛盾不大，通过施肥二者可以同时增长。当蛋白质含量达到16%以上时，二者的矛盾变得尖锐起来，这时增肥（或干旱）通常是在牺牲产量的情况下提高蛋白质含量的。这就是所谓籽粒蛋白质含量和产量之间的“临界关系”，大体上“临界值”出现在蛋白质含量为15～16%时，但不同品种的“临界值”也不一样。Stuber认为美国品种Wichita的临界值为17.5%，而Atlass66为19%。
（2）施肥时期 籽粒产量和蛋白质含量之间的关系，也随小麦各发育时期供氮的情况不同而变化。如果整个生育期供氮都很充足，小麦既高产，蛋白质含量也高；如果生育初、中期供氮足，抽穗至成熟期间不足，则高产而低蛋白质；相反，如前期供氮不足后期足，则低产而高蛋白；如果整个生育期间都供氮不足，则二者皆低。许多试验结果表明，自播种至开花，随着施氮期后延，氮肥的增产作用逐渐减小，对提高蛋白质含量的作用逐渐增大；开花期施氮几乎不增加产量，而提高蛋白质含量的作用最大；施氮时期再往后延，增加蛋白质含量的作用也愈来愈小。
（3）施肥种类 多数研究认为，NH3—N对小麦更适宜，根系吸收NH3—N比NO3—N快，进入体内后能更快地参与植株蛋白质的构成，耗能也小。因此，施用NH3—N比NO3—N产量较高，籽粒蛋白质和面筋含量也较高。但这种差异只有在施肥量大时才较显著。施NH3—N能提高植株对P和Fe的吸收。而施NO3—N可以提高Mg、Ca、Mn的吸收（Gashow，1981)。有些实验认为施这两种氮源比施单一氮源的效果好。
（4）施用方式 施氮方式试验表明，将氮肥一半施入土壤，一半在中后期叶面喷施（宜用尿素，不宜用NH3—N）比全部施入土壤更利于植株吸收，可及时满足作物营养需要和提高籽粒蛋白质含量（Altman等，1983）。但是，开花期叶面喷氮提高蛋白质含量的程度取决于开花前施氮量的多少，开花前施氮少的，后期喷氮的作用大。
2．磷、钾肥 在大量施氮条件下，配合施用磷、钾肥有利于改善小麦品质。研究表明，维持土壤有效磷22～30mg/kg对保证小麦高产和优质是必要的。土壤含有效磷低于12.5mg/kg时，以赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸含量为标志的籽粒营养品质低劣（Khera等，1972）。施磷肥能改善面包烘烤品质，增加籽粒中维生素B1的含量，提高磷钾肥与氮肥的比例对提高籽粒中赖氨酸含量有一定的作用。但是，磷、钾肥对增加蛋白质含量的作用不及氮肥显著和稳定。钾的营养与氮的代谢有关。多数研究表明，钾肥对小麦品质的改良是有利的，施钾能提高氨基酸向籽粒转移的速度和籽粒中氨基酸再转化为蛋白质的速度，从而提高蛋白质含量，增加沉降值，改善烘烤品质。维持土壤有效钾在100～350mg/kg对保证小麦高产和优质是必要的，小于100mg/kg会减产，超过350mg/kg蛋白质含量会降低（Karathanasis,1980）。
微量元素中，硫对小麦品质影响较大 缺硫时麦粒较硬，面包烘烤品质差，白蛋白和球蛋白的合成数量减少，降低蛋白质的生物价。给缺硫土壤施硫能明显增加赖氨酸、蛋氨酸含量（Recalde等，1981；Randall，1981）。施硼、铜、锰、锌等微量元素，有时对提高蛋白质含量，尤其是增加必需氨基酸、减少非必需氨基酸和改善蛋白质生物价是有利的。但是，只有在土壤中缺乏这些元素时施用才有效。
（四）小麦品质与灌溉和土壤水分
抽穗至成熟期间，降水、灌溉和土壤水分状况对小麦品质有显著影响，其中对蛋白质含量的影响往往与土壤供氮能力有关。土壤水分不足，籽粒产量下降，蛋白质含量增加，产量与蛋白质含量呈负相关，这种倾向在土壤供氮较足的条件下更为明显。相反，在旱区进行灌溉，籽粒产量明显提高，蛋白质含量可能下降，二者呈负相关，在土壤中供氮不足的条件下这种倾向更为明显。若把灌溉与增施氮肥相结合，则产量和蛋白质含量同时增长，二者呈正相关，或至少蛋白质含量不下降，这时蛋白质产量会大幅度增加。据报道，在靠降雨供应水分的麦田，小麦籽粒建成期间，土壤水分每增加25mm，蛋白质含量下降0.4～0.8个百分点。在施氮条件下，冬小麦灌溉比不灌溉增产27.4%，籽粒蛋白质含量下降0.8个百分点，但蛋白质产量仍有增加。开花前一次灌溉30mm可使沉降值显著下降。灌溉期间水分缺乏，籽粒透明度增加，蜡熟期以后降水对透明度不利。总之，虽然灌水对小麦品质有一定的不利影响，但若能与施肥相结合，可以在增产的同时做到蛋白质含量少减、不减或提高，甚至在最高产量条件下争取蛋白质含量达到15～16%的“临界水平”。至于后期干旱条件导致品质改善，那是以牺牲产量为代价，并不足取。
东北春播春性麦区小麦角质率高，加工品质好，蛋白质含量高于其它麦区，较北方冬麦区、南方冬麦区分别高2～3及3～4个百分点，容重高居全国之首。小麦生育期中后期如遇到气温平稳或稍低，有利于籽粒灌浆，促进粒大、粒饱；如果是高温多湿之年，可照时数少，并易滋生多种病害，影响光合作用和干物质积累，不仅影响产量而且品质也变劣；小麦收获时正值雨季，若雨季提前，不仅“丰产不丰收”，而且可溶性蛋白质被淋溶，皮厚和穗发芽严重，降低蛋白质的品质，加工品质差。
（五）小麦品质与播期
在东北春播春性麦区，小麦是种在冰上死在火上的庄稼。一般说，小麦播期有两个概念。一是生物学播种期，即土壤化冻了3cm时就可以播种，另一个是经济学播种期，是指获得最佳品质和最高产量的播种时期。黑龙江九三农垦分局通过多年生产实践，认为小麦的经济学播期是4月10日至4月25日，原则上4月10日前不播种，以气温稳定通过5℃和土壤化冻6～8cm为基本指标。实践告诉我们，抢早播，化冻过浅，保证不了播种质量，产量较适期播种减产3～5%；迟播也不好，种子易下窖，根系发育不好，影响后期籽粒饱满度、容重、千粒重和加工品质。各地应以土壤化冻4～5cm时为适宜播种期，确保小麦种在高产期上，为生产奠定了良好的物质基础。
（六）小麦品质与前作
合理轮作是提高小麦单产的有效措施之一。不同前茬不仅对小麦产量有影响，而且也影响其籽粒品质。从表2—21可知，俄罗斯MHNNCCЛ于1977～1985年试验结果表明，不同前茬与小麦品质的关系。其中黑色休闲地种小麦为最佳，无论产量，还是有关品质各项指标均高，其次分别为多年生牧草、豌豆、饲用玉米，最差为重茬小麦。
表2-21 不同前茬对小麦品质的影响
前 茬
产量（公担/hm2）
千粒重（g）
湿面筋（%）
面筋强度
面包体积（cm3）
黑色休闲多年生牧草
豌豆
饲用玉米
冬小麦
39.0
36.3
33.7
32.0
28.1
40.2
39.1
38.4
40.2
39.9
29.6
26.6
25.5
22.8
20.6
208
179
183
152
147
668
657
626
596
586
（七）小麦品质与密度
小麦单位面积产量，取决于单位面积穗数，每穗粒数和粒重。确定合理密度就在于合理地安排麦田个体和群体间的关系，能充分利用光能和地力，使单位面积内既要有足够的基本苗数、穗数，又要使个体能够得到正常地良好地生长和发育，从而达到穗多、穗大、粒多、粒大和高产优质的目的，品种间合理密度有较大差异。每个品种应根据本身株型结构和生物学特性合理确定适宜密度，过大或过小密度都会最终导致产量和品质下降。我省各地通常合理密度平方米为600～650万株/hm2左右为宜，不宜超过700万株/hm2。如果盲目为追求产量而加大密度，会使N素营养严重不足，从而降低籽实中的蛋白质含量，使品质变差。
（八）小麦品质与收获期、收获方法
在春播春性麦区，要注意掌握收获时期和方法，麦收过早，影响籽粒灌浆，大幅度降低粒重；麦收过迟，因种子呼吸消耗，粒重降低。尤其是遇雨籽粒反复膨胀，籽粒内贮存物质产生变化，明显降低粒重和营养品质及加工品质。因此，根据小麦的成熟度和天气情况、生产条件确定适宜的收获时间和方法，对稳定增产和提高商品加工质量具有十分重要的意义。
调查表明，凡是乳熟末期和腊熟初期收割的小麦，比腊熟末期收获的千粒重低0.4～1.5g，亩产量降低1.7～15.9%；相反，违误农时晚收也会使品质变劣，千粒重下降，造成减产。在完熟期以后收获小麦比腊熟中、末期收获千粒重下降1.5～1.7g左右，而且收获时期拖的越长，产量及品质下降幅度也就越大。另外，因迟收遇雨，有的品种穗发芽严重，甚至失去商品价值。在正常情况下，小麦进入腊熟中后期是籽粒含营养成份的高峰期，此时也是小麦的最适宜收获期。
对于一个农场来说，确定小麦的适宜收获期，要充分考虑到气象条件、机械力量、品种特性等客观因素。提前进行割晒，减轻直收压力，并能提高品质。但割晒要视天气情况，防止遇雨穗发芽。
（九）烘干
近几年来，许多农场都相继增添了粮食烘干设备。这无异给麦场减少了压力。但是，在多雨年或雨季提前抢收回来小麦，由于缺乏配套设置，大量堆积在麦场上，严重影响小麦的品质，往往烘干温度过高使用蛋白质变性，降低了商品价值。
小麦优质高产技术的研究是一项系统工程，要加强这方面的研究工作，有效地利用自然生态资源，获得小麦优质高产，提高经济效益。
第七节 小麦病虫草害的防治在小麦生产过程中，控制小麦病、虫、草的危害是小麦栽培技术的重要环节之一。目前我国的植保方针是“预防为主，综合防治”，强调从生态学的观点出发，因地因时因病虫协调运用农业的、化学的、生物和物理的各种手段，经济安全，有效地将病、虫、草害控制在经济允许水平之下。
一、小麦主要害虫的防治小麦蚜虫
蚜虫也叫腻虫、蜜虫，属同翅目蚜虫科。危害小麦的蚜虫主要有麦长管蚜、麦二叉蚜和禾缢管蚜。
1．为害及生活习性 蚜虫是多型性昆虫，在其生活史过程中，需经历卵、干母、干雌、有翅胎生雌蚜、无翅胎生雌蚜、性蚜等不同蚜型，无翅和有翅胎生雌蚜发生最多。蚜虫以若蚜、成蚜吸食小麦叶片、茎秆和嫩穗的汁液，严重时生长受阻、枯黄。另外蚜虫可以传播黄矮病毒等。
麦长管蚜多分布在上部叶片正面，喜光照、潮湿，较耐氮素肥料，在肥沃田中发生多，小麦抽穗前自下而上地蔓延，抽穗时穗部布满了蚜虫，小麦灌浆期集中为害穗部，受害麦粒不饱满。麦二叉蚜在瘠薄麦田中，分布在植株下部叶背，喜干旱，怕光照，二叉蚜虫为害能力最强，刺吸植株同时分泌毒汁，破坏叶绿素，造成黄斑，使叶枯死。禾缢管蚜喜温怕光，多在植株下部叶鞘中，嗜为害茎秆。除禾缢管蚜在苹果属植物上产卵外，其他二种蚜虫均在禾本科杂草上产卵。早春越冬卵孵化后先在杂草上生活繁殖，小麦出土后陆续转入麦田危害再繁殖。
一年有一个蚜量高峰，一般在小麦抽穗期蚜量剧增，灌浆乳熟时达到高峰。
2．发生与环境因素关系
（1）气候 温湿度对麦蚜发生的消长起主导作用。蚜虫要求气温偏高，湿度偏低。6月中旬～7月下旬，旬均温24～28℃，雨量少于20mm，降雨次数多，雾大，相对湿度55～75%适于蚜虫发生，但暴风雨的冲击可以使蚜量下降。
天敌 蚜虫的天敌主要有瓢虫、草青蛉、食蚜蝇和蚜霉菌，在蚜虫发生后，天敌才大量出现。
地势 低洼背风地和通风透光差地发生多。
栽培条件 与大豆间作发生少，因通风透光，大豆地蚜虫发生早，为麦地蚜虫繁殖了天敌。
3．防治措施 采取消除麦田内外杂草等越冬寄主、生物防治和药剂防治是控制蚜虫发生的有效措施。当10个麦穗有蚜80头以上时进行药剂防治，用40%乐果（氧化乐果）乳油975～1 500ml/hm2，或50%杀螟松乳油450ml/hm2，或1.5%乐果粉剂22.5～30kg/hm2、或50%灭蚜松1000倍喷雾。或40%甲基异硫磷、75%“3911”乳油0.1kg，加水4～5kg，拌麦种50kg，堆闷8～12h后播种。
（二）小麦粘虫
粘虫又叫夜盗虫、五色虫、剃枝虫、行军虫，粘虫以幼虫期为害，具有暴食性和迁飞性。粘虫食性杂，最喜欢吃禾本科植物。低龄幼虫先吃叶肉、留下麦皮，以后咬成小圆孔，3龄以后咬成缺刻，龄期较大时可吃叶子，还能为害茎及穗，形成光秆，黑龙江省粘虫在小麦灌浆时为害，使千粒重下降，一般减产10～20%。
1．生活史和生活习性 粘虫在黑龙江省一年发生1～2代。 4月份出现越冬成虫，5月末～6月上旬为盛期，小麦拔节后期产第一代卵，第一代幼虫5月下旬～6月上旬出现，6月中、下旬小麦抽穗扬花期是第一代幼虫为害盛期。7月末第一代幼虫化蛹，7月末8月初第一代成虫羽化，第二代有些年份在作物上少见。粘虫在黑龙江省不能越冬，春天的越冬成虫是从南方迁飞来的。
成虫有昼伏夜出性和迁飞性，喜酸甜食物，成虫产卵特别喜欢在枯黄的麦叶尖端或叶鞘上，成行或重叠排列，一只雌蛾产卵1 000粒左右，最多者可达2 000多粒。幼虫初孵化时怕见光，在叶背、心叶等处为害，三龄以后白天在土中，早、晚或阴天到麦株上为害，遇到惊动即卷曲假死落地。
2．发生与环境因素关系
（1）气候 气候因子对粘虫发生代数、发生时期和发生数量影响很大。粘虫不耐低温也不耐高温，比较喜潮湿而怕高温干旱，成虫发育产卵适温为19～22℃，湿度大利于粘虫发育，相对温度在75%以上利于产卵，低龄幼虫不耐干旱，80～100%为低龄幼虫最适湿度。阴雨天气粘虫特别容易发生，年降雨700mm以上多发生，400mm以下发生少。特别是5～6月间降雨较多（80mm）且温度偏高（6月中旬气温18.50C以上）易大发生。
（2）栽培技术 密植、多肥灌溉条件好的生长茂密或荒地草多的地块粘虫发生量多，因为有利于粘虫产卵。
（3）海拔和植被 海拔50m以下，200m以上发生少。粘虫发生区多为临近草地，以小叶樟为主的杂草群附近的麦地。
（4）营养 5月中旬～6月中旬是黑龙江省粘虫发蛾盛期，此时蜜源植物开花茂盛和蜜源丰富，有利于成虫正常发育和产卵繁殖，粘虫发生较重。
（5）天敌 寄生卵的有黑卵蜂，寄生幼虫的有小茧蜂和姬蜂，寄生蛹的有多种姬蜂和多种寄生蝇，捕食幼虫的有步行虫、青蛙和鸟类，幼虫期还有病毒和寄生菌类。
3．防治措施 做好预测预报，掌握防治适期。一般在2～3龄时集中防治一次。
（1）喷粉 50%敌百虫乳粉，0.75～0.90kg/hm2；2.5%敌百虫粉，2%杀螟松粉或0.06除虫精粉30kg/hm2。
（2）喷雾 50～75%辛硫磷3 000～5 000倍；50%杀螟松乳油1 000～2 000倍；80%DDV2 000～3 000倍，900～1 125kg/hm2；40%乐果乳油300倍可兼治蚜虫。防治高龄幼虫用90%敌百虫晶体0.975～1.5kg/hm2、20%杀灭菊酯375～600ml/hm2，2.5%溴氰菊酯300～375ml/hm2。
（3）毒土法 每公顷用5%DDT或2.5%敌百虫粉7.5kg兑过筛细土或细砂300～375kg扬撒。
（4）飞机防治 喷粉：10%DDT粉1份加2.5%敌百虫2份；2.5%敌百虫粉剂7.5～11.25kg/hm2。喷雾：80%DDV140倍，90%敌百虫140倍。
二、小麦病害的防治
（一）小麦根腐病
黑龙江省根腐病经常严重发生。小麦根腐病为害幼苗、根、茎、叶片和小穗，以成株期发病最重，造成叶片早枯，千粒重下降，一般减产10～30%。
1．症状及危害 根腐病从苗期到成株期均可发生。带病严重的种子不能发芽；或发芽后幼苗未出土便死亡，轻者病苗茎基部、叶鞘以及根部产生褐色斑、苗弱、叶黄绿。土壤潮湿时病情加重，常引起烂根死苗。
叶片上初期为梭形病斑，外缘深褐色，中部色淡，潮湿时病斑椭圆形或不规则黄褐色大斑，重时病斑连片，使叶早枯。叶鞘上病斑黄褐色，潮湿时病部产生黑褐色霉状物。颖壳上病斑初期呈褐色，不规则形，后期扩展到全部小穗使之变褐而枯死，病小穗不能结实或结实而种子皱缩干瘪。
种子上有两种病斑：胚部变黑和长条形或梭形以及不规则形病斑、边缘黑褐色、中部淡褐色。
植株茎部和根部感病后变褐而腐烂至死，有时穗部变为黄白色而成白穗。
2．发病条件
（1）气候 如幼苗期气温过低，特别是遇到寒流，易造成苗枯。小麦抽穗后如多雨、温湿度增高有利于叶部和穗部发病，造成叶斑和穗腐。
（2）品种抗病性 不同品种间抗病力有差异，有的品种黑胚率高但叶部病害较轻，有的根部易受病害造成死株、死穗。
（3）栽培耕作措施 播种时如地力瘠薄，土质板结，地势低洼，潮湿，土壤过干或覆土较深造成出苗慢和发育不良，易发生苗枯。生育中、后期肥水不足易发生叶枯和穗病。连作使根腐病严重。
3．防治
（1）种子处理，加强栽培管理 清选后的种子进行药剂处理，50%代森锌、50%福美双、70%扑海因、17%百坦、70%多福合剂，25%粉锈宁可湿性粉剂等按种子重量的0.2～0.3%拌种。
麦地播前整平耙碎，施足基肥、种肥，抓紧墒情播种，播种浓度适宜使幼苗健壮。
（2）选用抗（耐）病品种 克76～369、克全、克旱等抗根腐病。
（3）药剂防治 小麦抽穗、扬花期喷药，用50%福美双、25%粉锈宁可湿性粉剂1.5kg/hm2，25%敌力脱乳油600ml/hm2。
齐穗后用25%氧环三唑乳剂喷雾，0.30～0.39kg/hm2加水349.5kg。
（二）小麦赤霉病
该病主要危害穗部，严重影响产量和品质，易造成人、畜中毒现象。
1．症状及危害 赤霉病从幼苗到抽穗均可发生，引起苗枯、穗腐、基腐或秆腐，以穗腐发生最普遍，且危害性最大。
苗枯：由种子或土壤残体带菌引起，幼苗受害后芽鞘与根变褐枯死。
秆腐：叶鞘和茎秆受感染而使病部呈黄褐色、其上生有红霉，病株易被风吹断。
穗腐：发生在小麦开花后，初期在小穗和颖上出现水浸状褐色斑，逐渐蔓延使全部小穗枯死，之后在颖壳处和小穗基部出现粉红色霉层，后期霉层处产生蓝黑色颗粒（子囊壳）。严重时病穗籽粒干秕、皱缩。
2．发病条件 小麦赤霉病的发生与流行受气候、菌量、品种抗病性、作物生育期以及栽培管理等多种因素的影响。
（1）气候 小麦抽穗后如气温偏高、连续阴雨、有充足菌源，就会造成病害流行。
（2）品种抗病性 抽穗迅速、整齐、扬花后花药易脱落，残花少，小麦颖壳张开角度小，小穗稀疏的品种较抗病。
（3）作物生育期及栽培条件 播种过迟，抽穗成熟期晚，往往发病严重。沿江低洼地，粘重、潮湿土壤中发生严重；氮肥施用过多或过晚可使病害加重。
综上所述，在小麦抽穗扬花期如有足够的菌源，遇到适合的气候条件，赤霉病就会流行，这三个条件的综合作用决定着病害的流行程度。
3．防治 以农业防治为主，搞好测报、药剂保护穗部为重点，结合控制菌源等综合防治。
（1）农业防治 ①选育和利用较耐病品种；②麦收后及时翻地，减少越冬菌源；③开沟排水，降低地下水位；④增施磷、钾肥，使植株抗倒伏，适时早播。
（2）药剂保护 在小麦扬花期用50%多菌灵（或70%甲基托布津）可湿性粉剂1.5kg/hm2，或80%多菌灵微粉剂0.9～1.05kg/hm2喷雾。如果小麦灌浆乳熟期仍有阴雨高温天气，可在灌浆期喷第二次药。
（三）小麦白粉病
小麦白粉病主要危害小麦叶部，造成叶片光合效能降低，呼吸作用增强，正常生长发育受阻，叶片早枯，千粒重下降，对产量影响很大。
1．病症及危害 小麦整个生育期内植株地上各部分均可受病菌侵染，但主要侵染叶片，叶正面病斑多于背面。下部比上部叶面发生重。叶片病部有一层白粉状霉层，初期病斑小而分散，后期逐渐扩大合并成长椭圆形的大霉斑，后期病斑变成灰白至淡褐色，上面散生黑色颗粒（闭囊壳），最后病叶逐渐变黄而枯死。
2．发病条件
（1）气候 适温范围内（15～20℃）如遇天气多雨，此病会迅速发展而致流行。
（2）栽培措施 肥水过大时植株过茂，通风透光差，提高田间小气候湿度，降低植株抗病性，白粉病就严重。施肥不足或土壤过于干旱，减弱抗病力，有利于病害发生。
3．防治
（1）选用抗病品种 小麦品种对白粉病的抗性有显著差别。
（2）加强栽培管理 合理密植和灌溉，氮磷合理搭配使用，减少倒伏，促进通风，降低湿度，使作物生长健壮，提高抗病能力。
（3）药剂防治 施药次数和时间可根据发病早晚，病情轻重和药剂种类而定。一般在拔节至抽穗或孕穗至齐穗时开始用药，药剂有25%多菌灵（或50%托布津）可湿性粉剂1.5L/hm2，或70%甲基托布津1.2L/hm2喷雾2次效果最好，并可兼防赤霉病。
（四）小麦散黑穗病
俗称黑疸、桅秆。该病种胚带菌，抽穗后呈症最明显。
1．病症及危害 受害病株比健株略矮，主要为害穗部，初期病穗外面包有一层灰白色薄膜，成熟后破裂，散失黑粉，黑粉被风吹散，只剩下裸露的穗轴。
2．发病条件 小麦扬花期间微风有利于病菌孢子的传播，温暖多湿，多露或小雨利于孢子萌发和侵入，当年种子带菌率就高，次年发生就重。大雨减少病菌孢子在麦穗上的着生率，从而减少种子带菌率，次年发病轻。
3．防治 防治小麦散黑穗病的关键是选择内吸性杀菌剂消灭种子内的病菌。最有效的防治措施是药剂拌种。用25%萎锈灵粉剂按种子量0.3%；50%多菌灵用种子量0.3%；或25%粉锈宁、5%禾穗胺，40%拌种双可湿性粉剂和70%多福合剂，用量均为种子量的0.2%。或0.2%（有效成份）萎锈灵乳状液30℃下浸泡6h。可湿性粉剂湿拌闷种防病效果明显好于干拌，多菌灵湿拌闷种5～8天比干拌防效提高10%以上。
（五）小麦锈病
小麦锈病包括秆锈、叶锈和条锈三种。黑龙江省主要有秆锈和叶锈。
1．病症 小麦受锈病危害后生长发育受影响，早期发病使植株高度、麦穗长度及穗粒数也会减少。麦叶或麦秆发病初期出现褪绿斑点，后期又长出黑色冬孢子堆。（见表2—22）
2．发病条件 结露、降雨、降雾都有利于锈病发生。
3．防治
（1）选用抗锈丰产品种 抗锈品种合理布局，对于小麦锈病这是主要的防治措施。重点要选育具有水平抗性的品种。兼抗条锈、叶锈和秆锈的品种有查平戈、洛夫林10号，洛夫林13号，反修4号、烟农685—4。抗秆锈的品种有克丰1号、克刚、辽春6号、辽春8号、新曙光1号、克全、克旱2号、克旱6号。在黑龙江省选育早熟避病品种也可减轻秆锈为害。避免大面积单一种植有垂直抗性的品种。
（2）药剂防治 缺乏抗病品种的地区，根据测报锈病有可能流行，应及时喷药保护。
表2-22 三种锈病区别
种 类项 目
秆 锈
叶 锈
条 锈
发生时期
晚
较 晚
最 早
发生部位
地上部均能发生，以秆为主。
叶片为主，极少数在叶鞘上。
叶片为主，叶鞘、茎和穗上都有。
症状（夏孢子堆）
最大、短条形，
锈褐色，排列散乱，
被害部大片撕裂。
中等大小，近圆形，
桔红色，排列散乱，
被害部撕列一圈。
最小，卵圆形，黄色，列排成行，呈虚线状，被害部撕裂不明显。
主要药剂有：敌锈钠、敌锈病酸和20～25%萎锈灵200～500倍液，65%代森锌可湿性粉剂500～600倍，石硫合剂波美0.5～0.8度。
三、小麦的化学除草
（一）麦田杂草及危害
小麦田中杂草种类比较多，一年生禾本科杂草主要有野燕麦、稗草、狗尾草、毒麦等；一年生阔叶杂草有藜、蓼、荞麦蔓、萎陵菜、草木栖、苋菜、篇竹牙、苍耳、鸭跖草、野薄荷等；多年生杂草有刺菜、苣卖菜、问荆等。
杂草与小麦争光、争肥、争水，抑制小麦生长，影响产量，降低品质；有的杂草对人、家畜直接产生毒害，如毒麦、醉马草等。另外杂草作为病虫的中间寄主，加快其发生、危害。禾本科杂草中野燕麦危害最大，幼苗与小麦相似，分蘖多、繁殖快、适应性强，是检疫性杂草，每平方米野燕麦在250株以下时，千粒重下降3.7%。
（二）化学除草方法
1．防除禾本科杂草的除草剂有燕麦畏、禾草灵、野燕枯、绿麦隆等。
①燕麦畏是防除野燕麦的选择性除草剂，可用做土壤处理。40%燕麦畏乳油0.2kg，加水10～15kg喷撒在土壤表面，随施药随混土。干旱、少雨地区可采用此方法。
②野燕枯是一种具有高度选择性的苗后施用的防除野燕麦的除草剂，从野燕麦3叶期到分蘖期均可施药。春季干旱，野燕麦出苗较少，可在野燕麦4叶期到分蘖前每公顷用64%野燕枯粉1.575kg；春季湿润多雨，可在野燕麦3～4叶期，每公顷用药0.114kg；叶面喷雾每公顷药液8～10kg。按喷药量0.5%加入助剂Agro160或表面活性剂（即每公顷0.05～0.067kg）。野燕枯也可与2,4—D混合使用，每公顷用64%野燕枯粉1.575kg，72% 2,4—D丁酯乳油1.005kg；使用方法同野燕枯单独使用。
③禾草灵是高效选择性除草剂，不仅防除野燕麦还可防除稗草、毒麦、狗尾草、看麦娘、马唐等禾本科杂草。在杂草2～4叶时每公顷用28%或36%乳剂2.25～3.00kg；机引喷雾每公顷加水112.5～150kg；手动喷雾每公顷加水300～375kg。不能与2,4—D，2甲4氯等混用。
2．防除阔叶杂草常用药剂为2,4—D、2甲4氯，麦草畏、扑草净等。
①2,4—D是内吸传导型的选择性除草剂，做茎叶喷洒，加工型有丁酯、钠盐、胺盐等。在小麦分蘖盛期至拔节期每公顷用72% 2,4—D丁酯0.75～1.5kg，人工喷雾加水225～300kg，机引喷雾加水112.5～150kg。杂草2～5叶期，每公顷72% 2,4—D丁酯乳剂0.75kg同扑草净50%可湿性粉剂0.525kg混用，可防麦田恶性杂草乔麦蔓及灰菜，苋菜等阔叶杂草。
②2甲4氯加工剂型有70%2甲4氯和20%胺盐水剂。70%钠盐11.25kg/hm2，20%胺盐3.75kg/hm2。使用方法同2,4—D。
③麦草畏是内吸传导剂，主要用于茎、叶喷洒，也可用于土壤处理。在小麦分蘖至拔节期，每公顷用40%麦草畏二甲胺水溶液375ml，也可每公顷用上述药195ml加72% 2,4—D丁酯555ml混合使用，兑水喷洒，每公顷兑水量：人工喷雾兑水225～300kg，机械喷雾112.5～150kg。
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