《农学专业栽培学教案.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《农学专业栽培学教案.ppt（133页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、农学专业栽培学教案,目的要求：了解大豆在国民经济发展中的意义，大豆的起源。重点难点：大豆的起源,主要内容：一、大豆在国民经济中的意义,大豆是人类主要的粮食作物之一，是具有高营养价值、高生理活性和广泛工业用途的宝贵农业资源。大豆含蛋白质40%左右，蛋白质中含有人类所不能合成的8种氨基酸，素有“完美蛋白”的美称。大豆含油量在20%左右，豆油中富含不饱和脂肪酸，可以降低人的血清胆固醇，是优质的保健食用油。大豆是人类食用蛋白和动物蛋白质饲料的主要来源。,概述,1.大豆作为主食营养价值很高，每斤大豆产熟量为2055千卡，同量的小米产热量为1810千卡，小麦面粉为1780千卡，稻米l745千卡。大豆蛋白质
2、含量几乎高于所有其他粮食作物，而且质量好。大豆蛋白质含有人体所必需的氨基酸，种类全，属于“完全蛋白质”，易被吸收。如以标志蛋白质营养价值高低的“生理价”表未，小米蛋白质的生理价是57，玉米蛋白质是60，而大豆蛋白质为65。大豆蛋白质中含赖氨酸多，若以40%玉米面、40%小米面和20大豆粉混食，可使食物中氨基酸互相补充，从而使“生理价”提高到73。大豆价值可与肉、鱼、蛋等食物相媲美，是能代替动物性食物的植物产品。大豆还含有丰富的钙、磷、铁等矿物盐，钙的含量比小麦高12倍，磷比小麦高2倍。铁高2.6倍。这些矿物盐是保证人们正常神经和筋肉活动、骨胳形成以及碳水化含物代谢所不可缺少的。,大豆除维生素C
3、含量较少外，其他维生素含量非常丰富，属于维生素B族胆醇、脂肪含量特别高，它们对防止脂肪肝和肝萎缩硬化有良好的治疗作用。大豆所含碳永化合物与禾谷类不同，其淀粉含量很少，.主耍含蔗糖、棉子糖、水苏糖和纤维素，因此大豆可作为宜食低淀粉食物的病人如搪屎病患者的良好食品。大豆作为我国人民主副食对增进身体健康起着重要作用。2.大豆是主要油料作物之一。大豆含油量虽然不及其他油料作物，但大豆种植面积大。总产量高，大豆油约占植物油总产量的1/6。大豆、花生、油菜、芝麻为我国四大油料作物。大豆总产量的1/4用于榨油，长期以来大豆油是我国东北以及华北地区的主要食油。动物油、蛋黄、奶油含胆固醇较多。现代医学研究证明，
4、胆固醇渗入到动脉血里凝集成微粒团；逐渐形成不透明的粥样症结即粥样硬化，进而发晨成血管硬化、心脏病、风湿病、高血压等一系列严重疾病。大豆油只含有脂醇而没有胆固醇，因此大豆可代替肉类，防止血管硬化。,3.大豆是良好的饲料，随着养猪、养鸡等畜牧业的发展，大豆作为饲料的用途将越来越重要。豆饼是营养价值很高的精饲料。豆饼含蛋白质，脂肪，碳水化含物，纤维素4.8-5.8%。豆饼蛋白质特别适宜作为猪和家禽的配合饲料。因为猪和家禽等单胃牲畜不能大量利用纤维素，豆饼蛋白质的可消化率一般较玉米、高粱、燕麦高26-28%，易被牲畜吸收利用。每公斤大豆饲料单位为1.4，玉米为l.l7，燕麦为1.01，小米为l.l9，
5、豆饼为1.3。大豆秸含粗蛋白质5.7，可消化率2.3%，饲料单位0.32，其营养成份高于麦秆、稻草、谷糠等，是牛、羊的好饲料。豆秸磨碎后可喂猪。绿色的大豆植株可作青饲、青贮或直接放牧。青刈大豆的营养价值不亚于苜蓿。但是在我国实际上用作青饲的面积还很小。,4.大豆在轮作制中占有重要地位，豆饼中含有丰富的氮、磷、钾等元素，是优质有机质肥料，果农、瓜农、花农都以饼肥提高产品品质。由于以豆饼直接作肥料不经济，故提倡用豆饼先喂牲畜，再用牲畜粪作肥料。大豆根上长有根瘤，根瘤菌有固走空气氮素的特殊功能。大豆是其他作物的优良前作，在轮作制中占有重要地位。，5.大豆是重要的工业原料和出口物资。大豆在工业方面的用
6、途近几年有很大发展。大豆可以作油漆、印刷、油墨、甘油、人造羊毛、人造纤维、塑料、胶剂、电木、照像胶卷、脂肪酸、卵磷脂以及医药工业的维生素鞣酸蛋白的原料，在食品工业中可作代乳粉、人造黄油等。大豆制成品不下数百种之多。大豆的综合利用前途极其光明。大豆还是我国传统的重要出口物资，在历史上，我国大豆在国际市场上享有很高的声誉，品质极佳，畅销于三十多个国家。大豆曾为我国出口农产品中最多的一种，甚至超过茶丝。,二、大豆的起源与分布,大豆起源于我国已是国内外早已公认的事实，我国是栽培大豆的起源地，这有多方面可靠的证据；第一、栽培大豆由野生大豆进化而来，野生大豆遍及我国各地，而且有进化程度高低不同的各种类型；
7、第二，我国是世界上最早有大豆文字记载的国家，商代甲骨文成大豆为菽豆的初文，秦汉后才改称菽为豆子。国外称大豆为“Soy”便源于菽。三国时期曹植著名的七步诗“煮豆炎豆歧，豆在釜中泣，本是共根生，相煎何太急”，既是大豆起源于我国的证据，同时也说明了大豆的两个用途，豆可煮食，豆秸可以烧火。至于大豆具体起源于我国何处，目前说法不统一，有起源于东北和长江流域等说法。世界各国栽培的大豆，直接或间接由我国传播出去的。1790年英国皇家植物园引进大豆，作为观赏植物。1804年美国文献才初步提到大豆。,目的要求：了解国内外大豆生产形式重点难点：国内外大豆总产和单产情况,主要内容：三、国内外大豆生产情况,世界大豆情
8、况：世界大豆产量大国美国、巴西、91年阿根廷超过我国名列第三，我国排第四。1992年美国总产5978万吨，1987年我国大豆播种面积最大，总产为1218.4万吨，单产以1996/1997年最高，每公顷1.77吨，比全球平均水平（2.08吨/公顷）低14.9%。美国92年单产2.53吨，中国比美国低30%，巴西2.08吨，阿根廷2.24吨。我国每年总产约1300万吨，年消1700万吨，1998年我国大豆进口800万吨，我省每年总产约500万吨左右，约占全国40%，我省每年约400万吨出售外省，外省大豆基本自用。,1997年中国大豆单产1764kg/hm2，而美国为2624kg/hm2，巴西为22
9、98kg/hm2，阿根廷为2197kg/hm2，世界平均为2174kg/hm2，意大利单产为3750kg/hm2，是我国的2倍多，居世界首位。64kg/hm2，而美国为2624kg/hm2，巴西为2298kg/hm2，阿根廷为2197kg/hm2，世界平均为2174kg/hm2，意大利单产为3750kg/hm2，是我国的2倍多，居世界首位。目前日本和美国都在研究亩产400kg的栽培技术。,2002年世界大豆情况,2、中国是大豆的起源中心和主产国。中国大豆的生产及贸易在国际上曾有过辉煌的一页，历史上我国种植大豆面积最多的1931年达1526.7万hm2，1938年总产最高达1210万吨，占同年世
10、界总产的93%，且独占大豆出口国际市场。此后下降，50年代初期，中国还是世界上出口大豆最多的国家，大豆总产亦据世界首位。据联合国粮农组织（FAO）统计，1995年我国大豆播种面积占世界总面积的13.0%，总产量占世界10.6%，出口量占世界6.4%，单产低于世界平均单产18.3%。3、黑龙江省大豆生产情况：黑龙江省是我国大豆的主要产区，是国内唯一自给有余的省份，国内主要的大豆高产栽培成果出在黑龙江，如黑龙江八一农垦大学研究的“三垄”栽培技术，在不同生态区不同气象条件平均增产25-30。黑龙江省农垦科学院研究出“大豆宽台栽培”技术，1993-1994年在73.3公顷示范田上亩产213.2kg；黑
11、龙江省农业科学院的“两垄一沟”栽培法，在4195亩试验面积上，平均亩产221.3kg；此外目前黑龙江省比较典型的大豆高产栽培模式还有永常模式、两垄一平台模式、小窄密栽培模式、大垄密栽培模式、高台栽培模式等。,由于近几年进口大豆充斥我国市场，大豆价格滑坡幅度大，对我省大豆市场的打击更大，挫伤农民种大豆的积极性，如不加以遏制，我省大豆生产必将陷入更大的困境。我们与国外相比，大豆生产的直接成本差不多，但间接成本相差甚远。农业部报告，国务院把大豆发展的重点放在我省，主要因为我省大豆品质好，据消息说，日本取消转基因大豆的进口（因发现转基因，有些性状改良，但同时有些性状变坏）。我省每年将拿出100万元发展
12、大豆。南方高蛋白（45%），北方高油（22.5%）。垦区大豆振兴计划，2000-2001年，大豆面积由700万亩发展到800万亩。,第二节 大豆形态解剖特征,目的要求：掌握大豆形态解剖特征，了解根瘤菌形成过程和固氮机理。重点难点：根瘤菌形成过程和固氮机理。,主要内容：一、大豆的形态解剖特征,（一）根和根瘤1根 大豆根属于直根系，由主根、侧根和根毛组成。初生根由胚根发育而成，侧根在发芽后3-7天出现，根的生长一直延续到地上部分不再增长为止。在耕层深厚的土壤条件下，大豆根系发达，根量的80集中在5-20cm上层内，主根在地表下10cm以内比较粗壮，愈下愈细，几乎与侧根很难分辨，入土深度可达60-8
13、0cm。侧根是从主根中柱鞘分生出来的。一次侧根先向四周水平伸展，远达30-40cm，然后向下垂直生长。一次侧根还再分生二、三次侧根。,根毛是幼根表皮细胞外壁向外突出而形成的。根毛寿命短暂，大约几天更新一次。根毛密生使根具有巨大的吸收表面（一株约100m2）。大豆根的内部构造分为表皮、皮层、内皮层、维管束鞘、形成层、韧皮部和木质部。环境条件不同，对大豆根系的发育有很大影响。良好的环境条件可促进大豆根系发育，不良的环境条件则抑制或削弱根系的生长。一般耕作良好的土壤、土壤中有机质含量丰富均可促进大豆根系的发育。,2根瘤 在大豆根生长过程中，土壤中原有的根瘤菌沿根毛或表皮细胞侵入，在被侵入的细胞内形成
14、感染线。根瘤菌进入感染线中，感染线逐渐伸长，直达内皮层，根菌瘤也随之进入内皮层中，在这里诱发细胞进行分裂，形成根瘤的原基。大约在侵入后1周，根瘤向表皮方向隆起，侵入后2周左右，皮层的最外层形成了根瘤的表皮，皮层的第2层成为根瘤的形成层，接着根瘤的周皮、厚壁组织层及维管束也相继分化出来（图12-1）。,根瘤菌在根瘤中变成类菌体。根瘤细胞内形成豆血红蛋白，根瘤内部呈红色，此时根瘤开始具有固氮能力。大豆根瘤多集中于0-20cm的根上，30cm以下的根很少有根瘤。,图12-1 根瘤菌侵入根和根瘤的构造,A：由根毛侵入B：根瘤菌由表皮侵入，形成感染线，向皮层细胞内延伸rh根毛 ep表层细胞 c厚膜细胞层
15、 it感染线（据Bieberdorf,1938）C：根瘤的内部构造 c根的木栓形成层 p原形成层 v维管束 s厚膜细胞层 oc根瘤的木栓形成层 im内部形成层 b含类菌体的细胞组织（据池田，1955）,3固氮 类菌体具有固氮酶。固氮过程的第一步是由钼铁蛋白及铁蛋白组成的固氮酶系统吸收分子氮。氮（N2）被吸收后，两个氮原子之间的三价键被破坏，然后被氢化合成为NH3。NH3与-酮戊二酸结合成谷氨酸，并以这种形态参与代谢过程。大豆植株与根瘤菌之间是共生关系。大豆供给根瘤菌糖类。根瘤菌供给寄主以氨基酸。有人估计，大豆光合产物的12左右被根瘤菌所消耗。对于大豆根瘤固氮数量的估计差异很大。张宏等根据结根瘤
16、、不结根瘤同位基固系的比较，N15同位素等手段测得，一季大豆根瘤菌共生固氮数量为6.45Kg亩。这一数量为一季大豆需氮量的59.64。一般地说，根瘤菌所固定的氮可供大豆一生需氮量的1/2-3/4。这说明，共生固氮是大豆的重要氮源，然而单靠根瘤菌固氮是不能满足其需要的。据研究，当幼苗只有两片真叶时，已可能结根瘤，2周以后开始固氮，植株生长早期固氮较少，自开花后迅速增长，开花至青粒形成阶段固氮最多，约占总固氮量的80，在接近成熟时固氮又下降。关于有效固氮作用能维持多久，目前尚无定论。大豆鼓粒期以后，大量养分向繁殖器官输送，因而使根瘤菌的活动受到抑制。,大豆的茎近圆柱形略带棱角，包括主茎和分枝。茎发
17、源于种子中的胚轴。下胚轴未端与极小的根原始体相连;上胚轴很短，带有两片胚芽、第一片三出复叶原基和茎尖。在营养生长期间，茎尖形成叶原始体和腋芽，一些腋芽后来长成主茎上的第一级分枝。第二级分枝比较少见。大豆栽培品种有明显的主茎，一般主茎高度在30-150cm之间。茎粗变化也较大，其直径在6-15mm之间。主茎一般具有12-20节，但有的晚熟品种有25节，有的早熟品种仅有8-9节。大豆幼茎有绿色与紫色两种，绿茎开白花，紫茎开紫花。茎上生茸毛，灰白或棕色，茸毛多少和长短因品种而异。大豆茎的形态特点与产量高低有很大的关系。据吉林省农业科学院研究，株高与产量的相关系数r=0.8304，茎粗与产量的相关系数
18、r0.5161。对亚有限品种来说，株高与茎粗的比值在80-120之间产量稳定。主茎节数与产量相关也颇显著，r=0.4308。有资料表明，单株平均节间长度达5cm，是倒伏的临界长度。,目的要求：了解大豆茎、叶形态解剖特征重点难点：大豆叶片类型及长出的时间,主要内容：（二）茎,主要内容：（二）茎,按主茎生长形态，大豆可概分为蔓生型、半直立型、直立型。栽培品种均属于直立型。大豆主茎基部节的腋芽常分化为分枝，多者可达10个以上，少者1-2个或不分枝。分枝与主茎所成角度的大小、分枝的多少及强弱决定着大豆栽培品种的株型。按分枝与主茎所成角度大小，可分为张开、半张开和收敛三种类型。按分枝的多少、强弱，又可将
19、株型分为主茎型、中间型、分枝型三种。（三）叶大豆属于双子叶植物，叶有子叶、真叶、复叶和先出叶4种。1.子叶 是大豆种子胚的组分之一，也称种子叶。子叶出土后，展开，经阳光照射即出现叶绿素，可进行光合作用。在出苗后10一15天内，子叶所贮藏的营养物质和自身的光合产物对幼苗的生长是很重要的。2.真叶 大豆子叶展开后约3天，随着上胚轴伸长，从子叶上部节上长出两片对生的单叶与子叶成直角互生，即为真叶。每片真叶由叶柄、两枚托叶和一片圆形单叶组成。真叶为胚芽内的原生叶，叶面密生茸毛。,3.复叶 大豆出苗2-3周后，在真叶上部长出的完全叶即为复叶，大豆的复叶包括托叶、叶柄和叶片三部分，每一复叶的叶片包括3片小
20、叶片，呈三角对称分布，所以大豆复叶称为三出复叶。托叶一对，小而狭，位于叶柄和茎相连处两侧，有保护腋芽的作用。大豆植株不同节位上的叶柄长度不等，这对于复叶镶嵌和合理利用光能是有利的。大豆复叶的各个小叶以及幼嫩的叶柄能够随日照而转向。大豆小叶的形状、大小因品种而异。叶形可分为椭圆形、卵圆形、披针形和心脏形等。有的品种的叶片形状、大小不一，属变叶型。叶片寿命约30一70天不等，下部叶变黄脱落较早，寿命最短；上部叶寿命也比较短，因出现晚却又随植株成熟而枯死，中部叶寿命最长。4.先出叶（前叶）除前面提及的子叶、真叶和复叶外，在分枝基部两侧和花序基部两侧各有一对极小的尖叶，称为先出叶，已失去功能。,主要内
21、容：（四）花和花序大豆的花序着生在叶腋间或茎顶端，为总状花序。一个花序上的花朵通常是簇生的，俗称花簇。每朵花由苞片、花萼、花冠、雄蕊和雌蕊构成。苞片有两个，很小，成管形。苞片上生有茸毛，有保护花芽的作用。花萼位于苞片的上方，下部联合呈杯状，上部开裂为5片，色绿，着生茸毛。花冠为蝴蝶形，位于花尊内部，由5个花瓣组成。5个花瓣中上面一个大的叫旗瓣，旗瓣两侧有两个形状和大小相同的翼瓣，最下面的两瓣基部相连，弯曲，形似小舟，叫龙骨瓣（图12-2）。花冠的颜色分白色、紫色两种。雄蕊共10枚，其中9枚的花丝联在一起成管状，1枚分离，花药着生在花丝的顶端。开花时，花丝伸长向前弯曲，花药裂开，花粉散出。一朵花
22、的花粉约有5000粒左右。雌蕊包括柱头、花柱和子房三部分。柱头为球形，在花柱顶端，花柱下方为子房，内含胚珠1-4个，个别的有5个，以2-3个居多。,目的要求：了解大豆花、荚的形态解剖特征和大豆的类型重点难点：了解花、荚的形态解剖特征,大豆是自花授粉作物，花朵开放前即已完成授粉，天然杂交率不到1。花序的主轴称花轴。大豆花轴的长短、花轴上花朵的多少因品种而异，也受气候和栽培条件的影响。花轴短者不足3cm，长者在10cm以上。现有品种中花序有的长达30cm（如凤交66-12）。,图12-2 大豆花的构造,1.开放的花 2.旗瓣 3.翼瓣 4.龙骨瓣 5.雄蕊 6.雌蕊,（五）荚和种子 大豆荚由于房发
23、育而成。荚的表皮被茸毛，个别品种无茸毛。荚色有草黄、灰褐、褐、深褐以及黑等色。豆荚形状分直形、弯镰形和弯曲程度不同的中间形。有的品种在成熟时沿荚果的背腹缝自行开裂（炸裂）。大豆荚粒数，各品种有一定的稳定性。栽培品种每荚多含2-3粒种子。荚粒数与叶形有一定的相关性。有的披形叶大豆，四粒荚的比例很大，也有少数五粒荚，卵圆形叶、长卵圆形叶品种以二、三粒荚为多。成熟的豆荚中常有发育不全的籽粒，或者只有一个小薄片，通称秕粒。秕粒率常在15-40。秕粒发生的原因是，受精后，结合子未得到足够的营养。一般先受精的先发育，粒饱满；后受精的后发育，常成秕粒。在同一个荚内，先豆由于先受精，养分供应好于中豆、基豆，故
24、先豆饱满，而基豆则常常瘦秕。开花结荚期间，阴雨连绵，天气干旱均会造成秕粒。鼓粒期间改善水分、养分和光照条件有助于克服秕粒。,种子形状可分为圆形、卵圆形、长卵圆形、扁圆形等。种子大小通常以百粒重表示，百粒重14g以下为小粒种，14-20g为中粒种，20g以上为大粒种。籽粒大小与品种和环境条件有关，东北大豆引到新疆种植，其百粒重可增加2g左右。种皮颜色与种皮栅栏组织细胞所含色素有关，可概分为黄色、青色、褐色、黑色及双色五种，以黄色居多。脐是种子脱离珠柄后在种皮上留下的疤痕。在脐的靠近下胚轴的一端有珠孔，当发芽时，胚根由此出生：另一端是合点，是珠柄维管束与种脉连接处的痕迹（图12-3）。脐色的变化可
25、由无色、淡褐、褐、深褐到黑色。圆粒、种皮金黄色、有光泽、脐无色或淡褐色的大豆最受市场欢迎；但脐色与含油量无关。大豆种皮共分三层：表皮、下表皮和内薄壁细胞层。由于角质化的栅栏细胞实际上是不透空气的，种脐区（脐间裂缝和珠孔）成为胚和外界之间空气交换的主要通道。,胚由两片子叶、胚芽和胚轴组成。子叶肥厚，富含蛋白质和油分，是幼苗生长初期的养分来源。胚芽具有一对已发育成的初生单叶。胚芽的下部为胚轴。胚轴未端为胚根（图12-4）。有的大豆品种种皮不健全，有裂缝，甚至裂成网状，致使种子部分外露。气候干旱或成熟后期遇雨也常常造成种皮破裂。有的子粒不易吸水膨胀，变成“硬粒”，种皮栅栏组织外面的透明带含有蜡质或栅
26、栏组织细胞壁硬化，土壤中钙质多，种子成熟期间天气干燥往往使硬粒增多。,图12-3 大豆种子的外形 图12-4 大豆的子叶和胚1珠孔 2种脐 3合点 1纹孔 2胚芽 3胚轴 4胚根,二、大豆的类型（一）大豆的结荚习性 大豆的结荚习性一般可分为无限、有限和亚有限三种类型。前两种类型是基本的（图12-5）。1无限结荚习性 具有这种结荚习性的大豆茎秆尖削，始花期早，开花期长。主茎中、下部的腋芽首先分化开花，然后向上依次陆续分化开花。始花后，茎继续伸长，叶继续产生。如环境条件适宜，茎可生长很高。主茎与分枝顶部叶小，着荚分散，基部荚不多，顶端只有1-2个小英，多数荚在植株的中部、中下部，每节一般着生2-5
27、个荚，这种类型的大豆，营养生长和生殖生长并进的时间较长。2有限结荚习性 具有这种结荚习性的大豆一般始花期较晚，当主茎生长高度接近成株高度前不久，才在茎的中上部开始开花，然后向上、向下逐节开花，花期集中。当主茎顶端出现一簇花后，茎的生长终结。茎秆不那么尖削。顶部叶大，不利于透光。由于茎生长停止，顶端花簇能够得到较多的营养物质，常常形成数个荚聚集的荚簇，或成串簇。这种类型的大豆，营养生长和生殖生长并进的时间较短。,图12-5 无限与有限结荚习性,3亚有限结荚习性 这种结荚习性介乎以上两种习性之间而偏于无限习性。主茎较发达。开花顺序由下而上，主茎结荚较多，顶端有几个荚。大豆结荚习性不同的主要原因在于
28、大豆茎秆顶端花芽分化时个体发育的株龄不同。顶芽分化时若值植株旺盛生长时期，即形成有限结荚习性，顶端叶大、花多、荚多。否则，当顶芽分化时植株已处于老龄阶段，则形成无限结荚习性，顶端叶小，花稀、荚也少（祝其昌，1984）。大豆的结荚习性是重要的生态性状，在地理分布上有着明显的规律性和区域性。从全国范围看，南方雨水多，生长季节长，有限性品种多。北方雨水少，生长季节短，无限性品种多。从一个地区看，雨量充沛、土壤肥沃，宜种有限性品种；干旱少雨、土质瘠薄，宜种无限性品种。雨量较多、肥力中等，可选用亚有限性品种。当然，这也并不是绝对的。,（二）大豆的栽培类型栽培大豆除了按结荚习性进行分类外，还有如下几种分类
29、法。大豆种皮颜色有黄、青（绿）、黑、褐色及双色等。子叶有黄色和绿色之分。粒形有圆、椭圆、长椭圆、扁椭圆、肾状等。成熟荚的颜色由极淡的褐色至黑色。茸毛有灰白、棕黄两种，少数荚皮是无色的。大豆籽粒按大小可分为三级，即百粒重20g以上为大粒，14-20g的为中粒，14g以下的为小粒。若以播种期进行分类，我国大豆可分作春大豆型、黄淮海夏大豆型、南方夏大豆型和秋大豆型。1春大豆型 北方春大豆型于4-5月播种，约9月份成熟；黄淮海春大豆型在4月下旬至5月初播种，8月末至9月初成熟；长江春大豆型在3月底至4月初播种，7月间成熟，南方春大豆型在2月至3月上旬播种，多于6月中旬成熟。春大豆短日照性较弱。,2黄淮
30、海夏大豆型 于麦收后6月间播种，9月至10月成熟。短日照性中等。3南方夏大豆型 一般在5月至6月初麦收或其他冬播作物后播种，9月底至10月成熟。短日照性强。4秋大豆型 7月底至8月初播种，11月上半月成熟。短日照极强。美国大豆专家将北起加拿大，南至圭亚那的广大地区划分为12个大豆生育期地带。即：00组，极早熟；0组，早熟，I至X组。X组为极迟熟。,第三节 大豆的生长发育及产量形成,目的要求：了解大豆一生所经历的生理过程。重点难点：大豆各生育阶段的主要特征。,主要内容：一、大豆的生长发育（一）大豆的一生 大豆的生育期通常是指从出苗到成熟所经历的天数。实际上，大豆的一生指的是从种子萌发开始，经历出
31、苗、幼苗生长、花芽分化、开花结荚、鼓粒，直至新种子成熟的全过程。1种子的萌发和出苗 大豆种子在土壤水分和通风条件适宜，播种层温度稳定在10时，种子即可发芽。大豆种子发芽需要吸收相当于本身重量120一140的水分。种子发芽时，胚根先伸人士中，子叶出土之前，幼茎顶端生长锥已形成3-4个复叶、节和节间的原始体。随着下胚轴伸长，子叶带者幼芽拱出地面。子叶出土即为出苗。,2幼苗生长 子叶出土展开后，幼茎继续伸长，约经过4-5天，一对原始真叶展开，这时幼苗已具有两个节并形成了第一个节间。从原始真叶展开到第一复叶展平大约需10天左右。此后，大约每隔3-4天出现一片复叶，腋芽也跟着分化。主茎下部节位的腋芽多为
32、枝芽，条件适合即形成分枝。中、上部腋芽一般都是花芽，长成花簇。出苗到分枝出现，叫做幼苗期。幼苗期根系比地上部分生长快。3花芽分化 大豆花芽分化的迟早，因品种而异。早熟品种较早，晚熟品种较迟；无限性品种较早，有限性品种较迟。据哈尔滨师范学院在当地对无限性品种黑农11号的观察，5月8日播种，26日出苗，出苗后18天，当第一复叶展开、第二复叶未完全展开、第三片复叶尚小时，在第二、三复叶的腋部已见到花芽原始体。另据原山西农学院对有限性品种太谷黄豆的观察，5月4日播种，12日出苗，出苗后45天，当第七复叶出现时，花芽开始分化。,大豆花芽分化可分作花芽原基形成期、花尊分化期、花瓣分化期、雄花分化期、雌蕊分
33、化期以及胚珠花药、柱头形成期。最初，出现半球状花芽原始体，接着在原始体的前面发生萼片，继而在两旁和后面也出现萼片，形成萼筒。花萼原基出现是大豆植株由营养生长进人生殖生长的形态学标志。然后。相继分化出极小的龙骨瓣、翼瓣、旗瓣原始体。跟着雄蕊原始体成环状顺次分化，同时心皮也开始分化，在10枚雄蕊中央，雌蕊分化，胚珠原始体出现，花药原始体也同时分化。花器官逐渐长大，形成花蕾。随后，雄、雌蕊的生殖细胞连续分裂，花粉及胚囊形成。最后，花开放。从花芽开始分化到花开放，称为花芽分化期，一般为25-30天。因此，在开花前一个月内环境条件的好坏与花芽分化的多少及正常与否有密切的关系。从这时起，生殖生长和营养生长
34、并进，根系发育旺盛，茎叶生长加快，花芽相继分化，花朵陆续开放。4开花结荚 从大豆花蕾膨大到花朵开放约需3-4天。每天开花时刻，一般从上午6时开始开花，8-10时最盛，下午开花甚少。在同一地点，开花时刻又因气候情况而错前错后。,花朵开放前，雄蕊的花药已裂开。花粉粒在柱头上发芽。花粉管在向花柱组织内部伸长的过程中，雄核一分为二，变成两个精核，从授粉到双受精只需8-10小时。授粉后约1天左右，受精卵开始分裂。最初二次分裂形成的上位细胞将来发育成胚，下位细胞发育成胚根原和胚柄。受精后第一周左右胚乳细胞开始分化，接着，子叶分化。第二周，子叶继续生长，胚轴、胚根开始发育，胚乳开始被吸收，2片初生叶原基分化
35、形成。第三周，种子内部为子叶所充满，胚乳只剩下一层糊粉层、2一3层胚乳细胞层。子叶的细胞内出现线粒体、脂质颗粒、蛋白质颗粒。第四周，子叶长到最大，此后，复叶叶原基分化形成。花冠在花粉粒发芽后开放，约两天后调萎。随后，子房逐渐膨大，幼荚形成（拉板）开始。头几天，荚发育缓慢，从第五天起，迅速伸长，大约经过10天多，长度达到最大值。荚达到最大宽度和厚度的时间较迟。嫩荚长度的日增长约4mm，最多达8mm。从始花到终花为开花期。有限性品种单株自始花到终花约20天左右，无限性品种花期长达30-40天或更长。,从幼荚出现到拉板（形容豆荚伸长、加宽的过程）完成为结荚期。由于大豆开花和结荚是交错的，所以又将这两
36、个时期通称开花结荚期。在这个时期，营养器官和生殖器官之间对光合产物竞争比较强烈，无限性品种尤其如此。开花结荚期是大豆一生中需要养分、水分最多的时期。5鼓粒成熟 大豆从开花结荚到鼓粒阶段，没有明显的界限。在田间调查记载时，把豆荚中子粒显著突起的植株达一半以上的日期称为鼓粒期。在荚皮发育的同时，其中种皮已形成；荚皮近长成后，豆粒才鼓起。大豆一生中各个生育时期经常是重叠的，很难确切地加以划分。种子的干物质积累，大约在开花后一周内增加缓慢，以后的一周增加很快，大部分子物质是在这以后的大约三个星期内积累的。每粒种子平均每天可增重6-7mg，多者达8mg以上。荚的重量大约在第7周达到最大值。当种子变圆，完
37、全变硬，最终呈现本品种的固有形状和色泽时，即为成熟。,第三节 大豆生长发育及产量形成,目的要求：了解大豆生育时期的记载方法和个体与群体的关系。重点难点：大豆个体与群体的关系主要内容：（二）大豆生育时期的记载 等提出了根据大豆植株形态表现记载生育时期的方法。这种方法已为越来越多的研究者所采用。这种记载方法的主要特点是，以主茎节龄作为营养生长阶段的标准，以从真叶节算起的主茎节数目作为植株节龄的标准。在营养生长阶段，VE表示出苗期，即子叶露出土面；Vc为子叶期-真叶叶片未展开，但叶缘已分离，V1-真叶展开期，V2-第一复叶展开期;Vn自真叶节计算第n个复叶展开期。在生殖生长阶段，R1-开花始期，主茎
38、任何一个节上开第一朵花，R2-开花盛期;R3-结荚始期，主茎上出现一个5mm长的荚，R4-给荚盛期，R5-鼓粒始期，荚中籽粒长达3mm，R6-鼓粒盛期，R7-成熟始期，主茎上有一个荚达到成熟期的颜色。R8-成熟期，全株95的荚达到成熟颜色，在干燥天气下，在R8时期后5-10天，籽粒含水量可降至15以下。,二、大豆的产量形成一、大豆群体产量的形成（一）群体与个体大豆生产是群体生产，大豆产量也是指群体产量而言。群体产量与个体产量是不同的。有报道说，原中国农业科学院大豆研究所种植了一株“大豆王”，茎粗1.9cm，分枝21个，结荚达1000个，足见大豆单株的生产潜力是巨大的。众所周知，生长在生产田或试
39、验田田边地头的大豆植株，由于地上光、气充足，地下肥、水有余，可能生长健壮，结荚密集。然而这只是“边际效应”所致，不能代表群体的长势。群体是由个体组成的，但它并不是个体的简单相加。随着个体的生长发育，引起群体内部环境（包括光、气、肥、水等）的改变，改变了环境反过来又影响个体的生长发育，即产生反馈作用。换句话说，在群体的动态发展过程中，个体对变化着的环境条件也会做出反应，植株通过对地上地下条件刺激的感受、传递和反应，而进行自动调节。由于受空间和生育条件的限制，群体中的个体生长发育一般比较收敛便是这个道理。,在大豆生产实践中，运用人为干预，通过正确确定种植密度、调节植株的田间配置以及采取各种促控措施
40、，可以协调和控制群体中个体间的矛盾，使每个个体生长发育良好，使群体得到充分的发展，最终获得高额的产量。,（二）形成产量的两个生理过程大豆的产量是通过两个生理过程形成的，一个是吸收作用，一个是光合作用。大豆要维持地上茎、叶、花、果等器官所需要的水分和养分，必须具有强大的根系和庞大的吸收表面积。据董钻等（1982）在盆栽条件下，对大豆品种开育8号和品系辽农79-4017结荚盛期（R4）测定的结果，单株根系的总吸收表面积分别达133.1m2和129.5m2，活跃吸收表面积分别为65.1m2和67.3m2。单株的根2系吸收表面积如此之大，群体根群的吸收表面积就更可想而知了。,目的要求：了解大豆产量形成
41、的两个生理过程，群体生物产量的积累。重点难点：大豆群体生物产量的积累过程。,大豆单株长至最繁茂时，其叶面积一般为0.20.4m2。大豆群体的叶面积指数达到最大时（LAImax=36，因种植密度和土壤肥力而异），大豆田的光合面积可达到30 00060 000m2/hm2。大豆光合作用需要的CO2，呼吸作用需要的O2以及蒸腾的水分主要靠叶面的气孔出入。姜彦秋和苗以农等（1991）对4个大豆品种叶片气孔密度的观察表明，大豆每平方毫米叶表面拥有气孔103.8153.8个（因叶片节位而异），其中上表皮约占1/3，下表皮约占2/3。谢甫绨（1993）对16个大豆品种的观察结果是，每平方毫米叶表面的上表皮平
42、均有气孔23.1个，下表皮平均有气孔46.9个。当叶表面的所有气孔张开时，其总面积约占叶片面积的1。正因为有这样大的CO2、O2和水分的通道，才保证了大豆群体旺盛的光合作用、呼吸作用和蒸腾作用。,（三）根系吸收和叶片光合 在大豆的总干物质中，根系吸收量和叶片光合量各占多大的比例？据美国的一份研究资料（Ohlrogger等，1968），大豆子粒重为4407kg/hm2（以子粒含水量13计，折合干物重为3520.89 kg/hm2），地上总干物重为8964kg/hm2的一项试验中，根系吸收的矿物质占总干物重的7.6，光合产物积累量占总干物重的92.4。董钻等（1981）在大豆开育8号子粒产量331
43、8kg/hm2（折合干物重2976kg/hm2）、生物产量10464kg/hm2（折合干物重为9837kg/hm2）的产量水平下测得，大豆根系从土壤中吸收的矿物质总量为853.8kg/hm2，占总干物重的8.68，而光合产物占总干物重的91.32。对于大豆产量形成来说，叶片的光合产物积累量虽然远远地超过根系的矿物质积累量，但是这两个生理过程却是同等重要的和不可代替的。实际上，在大豆栽培上所采用的许多措施，诸如整地、施肥、灌水、铲蹚、除草等等，首先是作用于根系，促进根系的吸收作用，进而才是促进光合作用的。,（四）群体生物产量的积累大豆群体生物产量的积累过程，大体上可以用Logistic方程加以描
44、述。从出苗至分枝为生物产量的指数增长期，从分枝至鼓粒是直线增长期，随后进入稳定期。在稳定期内，生物产量不再增长。这是同化物由营养器官（茎秆、叶片、叶柄）向子粒转移的阶段。董钻等（1987）从大豆出苗之日起直至子粒成熟，每隔15d在田间取样（前期6株，后期3株），测定了4个早熟品种和4个晚熟品种各个器官的重量增长以及生物产量积累进程。大豆晚熟品种铁丰18号和早熟品种彰豆卫号的产量积累状况，见图5-1。陈仁忠等（1988）在黑龙江省绥化地区以绥农4号为试材，自出苗时起分期测定了干物质的积累动态，结果证明，幼苗期积累量为42.6g/m2、分枝期为104g/m2、初花期为149g/m2、盛花期为351
45、g/m2、结荚期为709g/m2、鼓粒期为916g/m2，到黄熟期达到1197.6g/m2。干物质积累最快的时间大致在结荚期前后。,图5-1 大豆晚熟品种铁丰18号和早熟品种彰豆1号的产量积累动态A.叶片 B.叶柄 C.茎杆 D.荚皮 E.子粒实线为脱落部分，箭头为始花日期（董钻等，1978）,要获得产3750 kg/hm2大豆子粒产量，其生物产量应为12 499.5kg/hm2。若采用一个生育期为130d的大豆品种，每天平均应积累的生物产量为96.15kg/hm2，而每天的生物产量最大积累量为192.3kg/hm2，时间一般在出苗后第7080d。二、大豆群体的生物产量和经济产量（一）生物产量
46、是经济产量的基础对于大豆来说，生物产量是指单位土地面积上，地上部分各个器官风干重之和，包括茎秆、叶柄、叶片、荚皮和子粒的总重量。大豆生物产量是经济产量的基础，没有高额的生物产量便不可能有高额的经济产量。由于大豆收获时，叶片、叶柄全部脱落，如不捡拾这些脱落器官，无法准确地计算生物产量。常耀中等（1978）报道，在一项产大豆子粒重为3412.5kg/hm2的试验中，收获的茎荚（不包括叶片、叶柄）总重为7680kg/hm2，若按叶片重和叶柄重在生物产量中一般占25和10推算，则在这一试验中，收获的生物产量当在17065.38kg/hm2左右。,另据吴永德等（1981）的测定结果，黑农26号的生物产量
47、与子粒产量之间呈极显著的正相关，r0.930*。在牡丹江地区，黑农26号产子粒重在3000kg/hm2以上，鼓粒期的生物产量（鲜重）达27495kg/hm2。陈仁忠等（1988）对绥农4号在3750kg/hm2产量水平下生物产量与子粒产量进行的相关分析表明，二者呈高度正相关，r0.7615*。赵福林（1993）报道，据东北地区近30个生育期不同的大豆品种所进行的测定结果，其生物产量与子粒产量的相关系数达到了极显著水准，r0.9675*。,目的要求：了解大豆器官平衡和经济系数。重点难点：大豆器官平衡与大豆经济系数的关系。,主要内容：（二）生物产量与生育期的关系大豆生育期的长短与大豆生物产量有着密
48、切的关系。一般地说，生育期长，生物产量积累多；生育期短，生物产量积累少。张国栋（1981）研究了高纬度地区大豆生育期与生物产量的关系。结果表明，二者呈极显著的正相关，r=0.940 3*；大豆生育期长短与经济产量高低之间的相关也达到了极显著水准，r0885 1*。董钻（1983）在沈阳地区高肥条件下比较研究了晚熟品种和早熟品种的生物产量积累。铁丰18号等4个晚熟品种积累的生物产量为1065012576kg/hm2，经济产量相应地为28353636kg/hm2；而丰收10号等4个早熟品种积累的生物产量只有5206.56814.5kg/hm2，相应地经济产量为23492823kg/hm2。,（三）
49、生物产量与土壤肥力和气象因子的关系生物产量的积累与土壤肥力有很大的关系。同一个品种，在高肥条件下积累的生物产量远远地高于在中肥条件下的积累量。据董钻（1983）测定的结果，晚熟品种开育3号，在高肥条件下生物产量为10692kg/hm2，而在中肥条件下，生物产量仅为5550kg/hm2。后者是前者的51.9。大豆播种期的早晚对生物产量的高低有明显的影响。大豆是喜温作物，也是短日照作物，在东北地区，从春到夏，播种越晚，气温越高，日照越短，越能促进并加快大豆的发育。同一品种早播种，其生物产量积累量高；反之，则积累量低。如铁丰16号在辽宁省属于中熟品种，同样在中肥条件下种植，春播生物产量为5935.5
50、kg/hm2；夏播的则只有3628.5kg/hm2。如果对同一个品种，既改变肥力，又改变播期，那未生物产量的差距更大。以早熟品种Wilkin为例，该品种在高肥条件下春播，其生物产量达到6232.5kg/hm2；而改在中肥条件下夏播，一生中所积累的生物产量却只有34575 kg/hm2，即只相当于高肥、春播条件下的555，差距之大可见。,三、大豆的器官平衡和经济系数（一）大豆的器官平衡从大豆干物质同化积累的“源”和“库”的角度来看，根系吸收水分和矿物质，叶片通过光合作用合成有机物质，这两个器官可看作是同化产物的两个“源”。子粒是同化物的“库”。叶柄、茎秆和英皮在保持绿色的时候，也能合成极少量的有
