胡麻生物学特性
(一)胡麻对生长发育条件的要求
胡麻的生长发育与环境条件有密切的关系,主要有温度、日照、水分、土壤及营养等。
1.温度
胡麻全生育期约80~110d,要求积温1400~2200℃。生育期间要求温度缓慢上升。
从播种到出苗需要的有效积温为147.4~193.6℃。胡麻种子发芽最低温度为1.0~3.0℃,最适宜温度为20.0~25.0℃,在土壤水分适宜的情况下,出苗快慢决定温度的高低。温度高,发芽出苗快,反之,发芽出苗慢。据试验,在平均气温7.3℃时出苗需24d,平均气温7.9℃时,出苗需14d,平均气温12.9℃时,出苗只需10d。由于种子具有在较低温度条件下发芽的特点,这样有利于趁墒早播和保苗,同时还可以减少种子内部脂肪的消耗。据观察,胡麻在较低的温度条件下,能缓慢的通过光照阶段,营养生长良好,可增加有效分枝1.5%,增加蒴果3.1%,增加粒数7.3%,增加容重6.2%,因此,要提倡早播。
胡麻出苗以后具有较强的耐寒性。在幼苗一对真叶时,当气温短时间下降到-2.0~-4.0℃,一般不受冻害;当短时间下降到-7~-6.0℃时,受冻率达5.0%~32.6%。但是,在胡麻子叶出土后,当子叶末展开时,如出现-4.0~-2.0℃的低温,可使幼苗死亡。
从出苗至开花期间,日平均气温16.0~18.0℃最适宜。开花后,麻茎的生长几乎停止,进入蒴果发育与种子形成期,要求最适宜的温度为18.0~22.0℃。如气温升到25.0℃以上时,会造成蒴果发育不良,降低产量。
2.日照
胡麻是长日照作物,全生育期要求日照时数1300~1500h。日照时数的长短直接影响种子的产量和品质。据试验证明,胡麻在8h的短光照处理下,分枝增多,枝叶繁茂,但始终不能现蕾开花;光照时数大于8h(10、12、16、24h)的处理,胡麻随光照时数的增加,依次提早进入了现蕾期。上述资料证明,胡麻在生育期间,日照时数越多,胡麻生长日期越短,反之日照时数越少,胡麻生长日期越长。
胡麻从开花到成熟,对光照最为敏感。在同样条件下,光照充足,花、果、粒显著增多;阴雨天多,开花结实不良,蒴果减少,还会产生倒伏,降低产量。
3.水分
胡麻在生育期间比小麦需水少。纤维用亚麻生长期间,生成干物质亚麻的需水量400~430g/g,小麦的需水量513g/g。而油用胡麻又比纤维用亚麻耐旱、省水。因此,在干旱地区种植胡麻一般都能获得一定的产量。
胡麻种子发芽时所需要的吸水量较其他作物少,常为种子本身重量的105%~150.3%。种子发芽时最适宜的土壤含水量(0~10cm)为10%以上,最低8.0%~9.0%,最高不超过15%。如土壤含水量超过20%,种子易霉烂变质。
胡床苗期生长缓慢,根系发育快,对水分要求较少。一般出苗至枞形期间,耗水量约占全生育期耗水量的8.4%。如水分过多,不仅根系发育不良,而且易得立枯病。
现蕾至开花期间,地上部的(营养体)生长很快。同时,生殖生长(开花结实)也比较旺盛,对水分需求最多,占全生育期耗水量的60%左右,这一时期应保持土壤持水量在80%左右为好。
开花末期至成熟期间,蒴果和种子的发育迅速,胡麻对水分的要求逐渐减少,耗水量占全生育期的30%左右,以土壤持水量40%~60%最适宜。这一时期须有晴朗而又温暖的干燥天气。若阴雨天数多,则容易使胡麻贪青倒伏,甚至延迟成熟,降低产量和影响种子品质。
4.土壤
胡麻对土壤要求不太严格,不论黏土、沙土都可以种植,但以有机质含量高,土层深厚的沙壤土最为适宜。胡麻对土壤酸碱度的适应范围,以微酸至微碱性土壤比较合适,土壤含盐量不超过0.2%,不影响胡麻生长。
5.营养
胡麻是需肥较多的作物,全生育期从出苗到开花、结实,都需从土壤中吸收营养。胡麻吸收的养分以氮、磷、钾为主,对部分微量元素也比较敏感。氮是胡麻生长发育过程中需要量较多的一种营养元素。特别是在快速生长期,所需氮量占整个生育期需氮量的50%左右,出苗至开花末期,氮的吸收量占90%以上。因此施足氮肥,不仅植株茂盛,而且根系发育良好,种子产量也高。磷肥对胡麻幼苗生长、发育、花蕾形成、种子发育及油分、碘价积累都有良好的作用。钾肥能使茎秆发育良好,一般胡麻在生长发育过程中,对钾肥的需要量以现蕾至开花期最多。
(二)胡麻的阶段发育
1.春化阶段
胡麻的春化阶段,一般在0~4℃的低温下通过,在不超过12℃的条件下也能通过春化阶段,但进程较慢,需时较长,早播的胡麻在出苗前已通过春化阶段。通过春化阶段的时间,一般为10~15d,但因品种、产地、地理位置和播种期早晚等不同而差异很大。
2.光照阶段
胡麻通过春化阶段以后开始进入光照阶段。胡麻是长日照作物,通过光照阶段的速度与光照时间的长短有密切关系。据山西雁北地区农科所试验结果(表1-1-2),胡麻植株在8h短光照处理下,分枝增多,枝叶繁茂,但不现蕾开花。光照在8h以上,光照时间越长,通过光照阶段的速度越快,提前进入现蕾期、成熟期。
表1-1-2 不同光照时间对胡麻现蕾期的影响(盆栽)
胡麻通过光照阶段的速度还与温度有关,最适宜温度17~22℃,温度高则通过速度快。土壤干旱也能加快光照阶段的进行,提前现蕾开花。胡麻在整个生育期间需要充足的日照,特别是在开花结实阶段,对光照的要求更高,农谚说:“要吃胡麻油,伏里晒日头。”实践证明,在充足的光照下,胡麻的分枝较多,蒴果也多,并有利于种子的发育成熟和产量提高。
(三)胡麻的花芽分化观察研究
胡麻属长日照作物,生育期一般为80~120d,从播种到成熟所需积温1400~2200℃(≧10℃,有效积温),有效积温最少不能低于800℃。光照阶段(从出苗到现蕾)需要7~25℃的有效积温200℃才能通过光照阶段。种子才能迅速发育形成和成熟。
1.胡麻的花芽分化过程
胡麻花芽分化过程是以生长锥和繁殖器官的形态变化为依据,将胡麻花芽分化发育整个过程初步划为5个时期。
生长锥膨大期:胡麻的生长发育在进入生长锥膨大期以前,生长锥体积较小,呈馒头状,其高度与基部宽度基本相同。这时期生长锥基部陆续分化出真叶原始体,植株处于纯粹的营养生长阶段,即出苗后15d左右。当花芽分化进入生长锥膨大期以后,生长锥基部宽度大于高度明显扁平。此期的开始标志着花芽分化过程的开始,是植株由营养生长向生殖生长过渡的转折点。
花序原基分化期:胡麻的生长锥膨大以后,其周围出现花序原始体突起。花序原基分化由上而下依次出现,一般有8~10个花蕾,其主茎顶端花蕾最先出现分化,以后每一分枝上除顶端花蕾外,又分化出侧枝花蕾,分化顺序自里向外,从主茎顶端花蕾分化到最后一个花蕾分化结束,一般需要15~20d。花序原基分化形成后,上部花序原基周围开始形成五个萼片原基突起。接着主茎顶端花萼下部的花梗(茎秆)最先开始伸长。
雌雄蕊形成期:以主茎顶端花蕾的分化发育过程为准,在萼片原始体形成以后,细胞分生十分迅速,到雄蕊原基形成时,便超过中心生长点高度。5个雄蕊原基呈圆形片状突起,分别位于5个萼片的内侧,在生长点平坦之时,雄蕊以内已有相当的空间。当萼片和雄蕊达到一定高度时,平坦的生长点开始分化形成雄蕊原基的5个小突起。这时的萼片和雄蕊之间也开始了花冠(花瓣)原基的分化。(https://www.daowen.com)
花粉母细胞形成期:雄蕊原始体的分化,明显地表现在花药的外形上,最初花药为扁平的圆形透明体。最后可明显地看到花药由两个棒状的花粉束组成。此时花粉母细胞形成,雌蕊子房彭大,自是中形成假隔膜,但花柱尚未伸长。
花粉粒形成期:花粉母细胞形成后,经过减数分裂形成四分体,四分体维持时间很短,四分体各成员分散后,细胞壁加厚,内容物充实,并出现花芽孔,形成圆球形花粉粒。在花粉粒仅具单核时,即视为花粉粒形成期,并标志着花芽分化过程的结束。油麻两用型胡麻的花芽分化过程从开始到结束,约经历34d时间。宁南山区两用型胡麻一般在4月上、中旬播种,25d前后出苗,越经12~15d时间,出苗后大约15d开始花芽分化。
2.胡麻花芽分化与植株外部形态的相关性
据观察,胡麻花芽分化发育过程与植株外部形态的变化有一定的联系,当花芽开始分化(生长锥开始膨大时)株高平均达3cm以上,展开叶片数14片左右,大部分叶片主要集中在植株上部,胡麻苗呈枞形状,子叶的腋芽里生出两个芽孢(即分茎),田间植株形态进入枞形期。生长锥膨大期大约经历18d,占整个花芽分化过程所需天数的一半以上。
花芽分化过程进入花序原基分化时期,植株大约生长有55片叶,株高达18cm左右,田间胡麻苗进入快速生长期,经过漫长的生长锥膨大期以后,花序原基形始分化形成,最多能形成9~10花序原基,最少5~6个,这个时期单株的一级分枝数多少已基本形成定向。
花芽分化过程进入雌雄蕊形成期,花蕾长度已达8mm,根据分茎的消失情况看,该期分茎数最多每株可达4个分茎。
花芽分化过程进入花粉母细胞形成期,叶片数87片之多,株高达40cm左右,田间植株进入快速生长期,此时,有部分分茎停止生长或开始死亡。到花粉粒形成期,花蕾长约85mm,雌蕊花柱伸长,田间植株进入孕蕾后期。
3.花芽分化发育与植株增长速度的关系
花芽分化发育与叶片增长速度:花芽分化发育各期叶片增长变化速度不同,在花芽分化前,叶片增长速度慢,进入分化期以后,叶片增长速度加快,以雌雄蕊形成期叶片增长速度达到高峰,以后又逐渐变慢。
花芽分化发育与植株增长量的关系:花芽分化各期植株增长速度的变化不一样,花芽分化开始,植株增长量变化很慢,每天增长只有0.2cm,进入花芽分化期以后,植株增长速度不断加快,到花粉母细胞形成期每天可增长2.8cm左右。整个花芽分化过程是植株营养生长与生殖生长并进阶段,在花芽分化后期(孕蕾期)植株增长速度很快,营养生长与生殖生长同趋旺盛,是胡麻水分、养分临界期,这一时期形成的花蕾都能很好地发育成果结实,亦是茎秆和籽粒形成的关键时期。
4.花芽分化发育过程在栽培技术上的应用
胡麻单株蒴果数是构成种子产量的基本要素之一,蒴果的多少以分枝数为基础。不同条件下,单株蒴果数的变幅为20~50个,生产上常由于栽培管理不当,致使单株蒴果数不够理想是影响胡麻种子产量的主要原因。了解胡麻花芽分化各时期特征特性对提高胡麻产量水平十分必要。
通过观察分析,单株有效结果数的多少,主要决定于2个方面:一是花序原基分化的多少;二是每个分枝上的花蕾数。两者对单株有效结果数的多少的影响都很重要,前者是基础,后者是关键。花序原基的多少,主要取决于长短和水肥条件是否适宜。一般持续时间较长,水肥条件比较充分,花序中心生长锥分花序原基的功能起就长,从而分化出较多的分枝,所有花序原基分化期是栽培管理上增加结果数的关键时期。这个时期株高从17cm增加到27cm左右,叶片数为54~69,一般干旱区5月底到6月初考虑到养分的吸收过程,追肥灌水最有利的时机应在生长锥膨大期。每个分枝上蒴果数的多少与花粉粒形成期的长短及营养状有密切的关系,追肥灌水等措施对增加蒴果数最有效的时期应在孕蕾期。
(四)胡麻的生长发育及其对外界环境条件要求
胡麻的生育时期,一般可分为苗期、枞形期、现蕾期、开花期、成熟期5个阶段。
1.苗期
胡麻种子播种后,吸收到与种子相同重量的水分时,才能在温度等其他条件适宜的情况下顺利发芽。发芽的最低温度为1.0~3.0℃,最适温度为20.0~25.0℃。低温发芽时能减少种子内脂肪的消耗。据研究,胡麻在5℃时发芽,种子内还存有60%的脂肪。在18℃时发芽只剩下40%的脂肪。发芽时种子内脂肪含量的降低有助于以后幼苗营养的改善,使幼苗健壮,子叶期的抗寒性最强。
胡麻种子发芽后,随着胚芽的伸长,将子叶带出地面,子叶平展地面为出苗期。胡麻在子叶期对低温的抵抗能力较差,如遇春寒,易受冻害。真叶出现后,抗寒力增强。据长期观察,胡麻在一对真叶期,气温短时降到-4.0~-2.0℃,一般不受冻害,短时降至-7.0~-6.0℃也只受轻冻,受冻率5%~35%。
胡麻出苗的快慢与温度、水分有密切关系。在土壤湿度适宜的情况下,温度越高,出苗越快,反之,出苗缓慢。据试验,在宁夏南部山区4月5日播种,旬平均气温为6.5℃,需22d出苗;4月12日播种,旬平均气温为8.3℃,需19d出苗;4月20日播种,旬平均气温为10.3℃,需15d出苗。
2.枞形期
胡麻出苗后,长出3对以上真叶,株高5~10cm时,植株上部真叶聚生,形似小枞树状,这就是所谓的枞形期。胡麻的枞形期历时较长,约25d。胡麻自出苗至枞形期末这段时期,株高增长慢,根系长度增长快。当地上部分的高度在4cm左右时,根系已长达10cm以上。胡麻的这种特性对其抵抗早期干旱有利,也为以后地上部分的迅速生长发育打下了良好的基础。
3.现蕾期
胡麻进入现蕾期,植株顶端膨大形成花蕾,标志着光照阶段已经通过。这时植株生长加速,株高增长很快,尤其是现蕾至开花期间,茎的生长最快,一昼夜平均株高增长可达3cm左右。甘肃省农科院经济作物研究所,对胡麻不同品种各生育阶段主茎日增长量进行研究,结果如(表1-1-3)。
表1-1-3 胡麻各生育阶段主茎日增长量
注:资料引自《中国油料》
从表1-1-3可以看出,胡麻到了现蕾期生长速度加快,现蕾至开花是其一生中茎生长的高峰期,此时植株对水分、养分要求迫切,是水肥临界期。因此,在现蕾以前,及时浇水、追施速效化肥和中耕,可促进花序发育,形成较多的分枝和蒴果,有利于胡麻籽粒产量的提高。
4.开花期
胡麻一般现蕾后5~10d就开始开花,花期为10~25d,以顶端花开放10~20d内开花最多,占开花总数的60%~85%。
胡麻是自花授粉作物,天然杂交率一般为1%左右。胡麻开花时要求天气晴朗,阴雨天对开花结实不利,花粉容易受潮破裂,使授粉不良,雨水影响子房发育,造成缺粒。花期多雨也容易使胡麻发生病害,影响种子产量。胡麻开花后主茎基本上停止生长,工艺长度这时已达最大高度,以后主要是花序分枝的延长。
5.成熟期
胡麻开花授粉后,子房逐渐发育成蒴果。自开花至种子成熟,一般需40~50d。成熟期是种子发育和油分积累的重要时期,种子千粒重和含油率都逐渐增加,前期增加较慢,中期最快,种子发育至30d后逐渐减少。甘肃省农科院经济作物研究所以雁农1号为材料,对种子油分和干物质积累研究的结果如(表1-1-4)。
表1-1-4 种子发育日龄与油分和干物质积累的关系
胡麻的油分积累在种子发育20d后增长最快,至30d已达96.71%;种子千粒重以15d后增长速度最快,25d后迅速下降。在种子发育的前10d和后10d,油分的积累和干物质的形成都比较慢。