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第14章 作物栽培与育种(3)

首先果树修剪只是果树栽培管理技术中的一个重要环节,而不是果树栽培管理技术体系的全部,从观念上要改变,果树修剪技术必须结合其他栽培技术,如疏花疏果技术、化学药剂控制枝条过于旺长的技术,土壤肥料和水分管理技术、治病防虫技术等,才能使果树高产优质,盛果期时间长。

第二,加强果树修剪的理论的研究,结合整个果树生产技术的变革,改革简化果树修剪技术,使果树修剪技术脱去神秘的色彩,还其真朴的面目。

改革简化了的果树修剪技术,目前已开始应用于我国的果树生产。

果树的矮化栽培

你知道世界上最高大的树有多高吗?对,水杉,一百多米。假如苹果树或者梨树也长那么高,你以为好吗?不!不好,苹果树要是长那么高,麻烦就大了,首先树上结的果实可能不是苹果,其次即使结的是苹果,采下来就费劲了,架上梯子恐怕不行,大概要用飞机了。

实际上自然状态的苹果树会长到5—6米高,梨树会长到10米,这样,采摘果实会很困难,对于树体的病虫害防治也很困难,其他一些精细的管理措施如修剪,人工授粉,疏花疏果在这样的高度也难以实施,因此我们完全可以这样说:果树不能让它们长得太高。

经过一百多年的科学研究,科学家们发现:通过使用矮化砧木,矮生品种,化学药剂以及精细的修剪等方式,可以使果树矮化;科学家们还发现:使果树矮化,增大单位面积所栽果树的株数,能大幅度地提高果树产量。随后在世界范围内掀起了果树矮化栽培的浪潮。

为什么果树矮化后,单位面积的产量会提高呢?科学家研究发现,采用矮化砧木,能使果树营养生长相对下降,生殖生长相对上升并相对提前开始,一般能使果树提早1—2年开花结果,进入结果期后,矮化果树的叶片光合作用产物在营养生长和生殖生长(结果)之间分配,与不矮化的果树相比。分配到生殖生长上的份额要大得多,因而单位面积生产的果实量也就增加了很多。

采用矮生果树品种,使用植物生长抑制剂、精细修剪使果树矮化的道理同使用矮化砧木相似:抑制营养生长,促进生殖生长,最终使用于结果的光合作用产物的份额增大。

果树要矮化,多矮是比较理想的呢?科学家研究发现,作为商品化栽培的果树,树高控制在2.0—2.5米之间最为理想,果树太矮了,单株果树产量大大降低,要想获得较高的产量,就得加大果树栽植密度,最终使生产效益下降。对于观赏用果树,如使用苹果极矮化砧木,可使观赏果树的高度控制在0.5米左右。

蘑菇生长无需阳光

蘑菇是几种食用真菌的统称。它们含有丰富的营养以及多种氨基酸,口味鲜美,被誉为“素中之荤”,是人们喜爱的食品之一。

蘑菇又是一种奇特的植物。就它的外形而言,有的挺拔秀丽,有的外貌丑陋;有的大如澡盆,有的小如图钉。口味也不一样,有的味如鸡肉,有的味似辣椒。如果从它的生长习性来讲,它也有与众不同的地方。俗话说“万物生长靠太阳”,但蘑菇却喜欢在阴暗的地方生长繁殖,不需要阳光。这是怎么回事呢?

原来,蘑菇是一类好气性的腐生真菌,它没有叶绿素,不像一般绿色植物那样依靠光合作用制造有机物质供自己的生长需要,而是靠菌丝分解吸取培养基中一些现成的有机物质和矿物盐来生长繁殖。由于蘑菇具备了这种特殊的生理机能和构造,所以蘑菇无需阳光,照样能生长。

蘑菇的生长与培养基原料的配制密切有关。人工培养基的原料,一般采用经过高温发酵过的粪、草堆成,草料一般是晒干了的稻草、麦秆,粪肥习惯上用马粪、牛粪,其比例以6∶4或各半为好。有些地方也有用棉籽壳作为培养基原料的。

油菜开花时放蜂的好处

冬去春来,历尽严寒考验的油菜,已经一片黄花,预示着丰收即将到来。然而有时并未如人所愿,油菜开花虽多,却不都能结实,一般结实的只占开花数的40%~70%,产量很低,这是什么道理呢?

经过研究,认为油菜之所以开花多、结果少,与温度、湿度、光照、病虫害等方面有着密切的关系。又认为要提高油菜单位面积产量,除改进耕作措施,加强田间管理外,在油菜开花时,利用放蜂给油菜传粉是一项有效的增产措施。因为油菜是异花传粉作物,如果单靠自然传粉,结实率是有限的,最好的办法是请昆虫来帮忙。就昆虫而言,蜜蜂是效率最高、效果最好的传粉昆虫。由于油菜花的蜜腺能分泌十分香甜的蜜汁,特别在早春,蜜蜂的“口粮”往往不足,因此,它们对油菜花格外感兴趣,也十分乐意为油菜帮忙。

据试验,经过蜜蜂传粉的油菜,结角时间比没有经过蜜蜂传粉的提早4~6天,菜籽千粒重提高1克,种子出油率可提高4.6%~10%,种子发芽率可提高到95%。从以上的试验数据中不难看出,经过蜜蜂传粉的油菜不仅能增加产量,而且还能提高菜籽的品质。

另外,利用放蜂还可以弥补油菜花后期养分不足的缺陷,因为油菜是无限花序的植物,花的开放,都依照一定的顺序进行,开花期比较长。一般情况下,先开的花,营养充足,结实率高;后期开的花,营养较差,往往由于花粉不足,不能充分受精,结实率较低。但是,通过蜜蜂传粉后,绝大部分的花便可以充分受精结角了。

可能有人会认为,一般的昆虫不也是能够做一些传粉工作,又何必非要用蜜蜂呢?野生昆虫由于身体结构和生活习性关系,大多是三三两两、自由散漫地活动,传粉的效果很差。

况且野生昆虫中还有一部分为害虫。只有蜜蜂,它们都是成群结队,有组织有纪律地进行活动的,其数量比野生昆虫多得多,更重要的是,蜜蜂全身长着绒毛,便于粘附花粉粒。而且它们的采集性专一,最适合传粉工作。因此,利用蜜蜂传粉,是不用投资便能获得增产的一条捷径。

在同一块地里,玉米比小麦容易获得高产

在农业生产中,人们发现,在同一块地里种植玉米,往往比种植小麦容易获得高产。

同一块地里的土壤、肥力等自然状况基本上是一致的,为什么玉米比小麦容易获得高产呢?这主要与玉米和小麦自身的生物学特性有关。

植物生理学家根据植物的生物学特性,把它们分成两类:一类是小麦、水稻、大麦等植物,称为C3植物;另一类是玉米、高粱等植物,称为C4植物。C3植物是指该植物在进行光合作用时固定二氧化碳形成的第一个产物为三碳糖,而C4植物在进行光合作用固定二氧化碳时,通过一种酶形成第一个产物为四碳糖。由此可见,C3植物和C4植物在固定二氧化碳时,光合作用的第一个产物不同。正因为这个缘故,导致了小麦和玉米一些不同的生理活动特点。

玉米与小麦相比,更有独到的特点。首先,玉米的叶片结构比较特殊。玉米的叶片结构呈花环状,叶内的绿色细胞围绕运送水分和养料的“公路”——维管束,呈放射状排列;而维管束则是两层同心圆环,内层是含有叶绿体的薄壁细胞,像“鞘”一样围在“公路”的周围,外层是多层叶肉细胞,含有大量的叶绿体。内层和外层都含有叶绿体,这样就有助于光合作用产生有机物质。

其次,玉米维管束鞘中的叶绿体比叶片叶肉细胞的叶绿体大,光合作用后能很快积累起淀粉。加上具有运输功能的鞘细胞与叶肉细胞间又有大量的“通道”,可将光合作用产生的有机物及时进行转移,这样C4植物比C3植物的光合效率要高。因此,玉米比小麦更能积累较多的有机物。

再次,玉米等作物的生理活动也较为独特。植物和人一样,也要进行呼吸作用。但是,植物的呼吸作用分为光呼吸与暗呼吸。光呼吸是相对暗呼吸而言的,它指植物在光照条件下,吸收氧气,氧化有机物,释放二氧化碳和能量的过程。暗呼吸与光呼吸不同的是,不需要光。据测定,玉米光呼吸效率比小麦低。这样,玉米氧化自身体内的有机物比小麦要少,相对来讲玉米积累有机物就多了。玉米还有一个特点,就是它光呼吸释放的二氧化碳能被叶肉细胞再利用,所以玉米形成有机物比小麦又多了一些。

总之,玉米比小麦有着较高的光合效率和较低的光呼吸效率,这就导致了玉米积累有机物相对多一些,其产量自然要比小麦高了。

玉米等C4植物具有光合效率高、光呼吸效率低等优点,给科学家有益的启示。有人提出,将部分C3型叶绿体转化为C4型,也就是说通过生物技术使小麦、水稻等植物的叶绿体发生变化,这样小麦、水稻等C3植物的产量将会同玉米并驾齐驱,获得高产。

黄麻北移产量会增高

黄麻,茎高2~5米,韧皮纤维发达,可剥取用来编织麻袋。它原产地在亚洲东南部的热带和亚热带地区,以巴基斯坦所产的黄麻最著名。我国南方也有种植。不难看出,种麻人要求黄麻纤维多,如果它长得高,茎的长度增加,那么就增加了纤维的产量。后来人们发现一个规律,把黄麻移植到温带种植,它的茎能长得更高,而且不会开花,一股劲往上长。这对于提高黄麻产量大有用处。为什么黄麻北移不开花而只长茎呢?原来黄麻是热带植物,由于长期的适应结果,它习惯于过短日照的生活,即每日日照时间不超过12小时,就能顺利完成各个发育阶段,开花结实;如果日照时间超过12小时,它就会猛长而不开花结实。

那么,北方温带地区种黄麻好不好呢?人们根据黄麻的生长特性,大胆地把黄麻逐渐北移,种植到比巴基斯坦的纬度更高的地方去。在我国,湖南、湖北,甚至山东地区都有种植。果然,黄麻在这些地区,在日照长于12小时的情况下,只长茎叶而不开花结实,从而产量提高了好多。通过实践,黄麻北移能增产已得到证实。

黄麻北移能增产,使种麻人感到高兴。但是也带来一个问题,就是它不开花结实,种了一年之后就没法再繁殖了,下一年又得从南方热带去寻找麻种,这样不仅耗费人力,财力上也不太合算。于是人们又琢磨开了,如果用人工方法使北方的黄麻接受短日照处理(每日12小时以下)不就行了吗?经过试验证明,只要选择一块作为留种用的地,用人工方法适当遮光,让它们受光每日不超过12小时,这块地里的黄麻便能开花结实。这样,黄麻的留种问题就顺利地解决了。

醋对植物生长的“保健”作用

植物在生长过程中,不仅需要空气、水分、阳光和温度等基本条件,还要在适当的时候给它施一些肥料,以促进它健康成长。而醋是一种调味品,它对植物生长是风马牛不相及的,但有人用醋溶液喷施植物却获得了意想不到的效果。例如,将200×10-6的醋溶液喷施在西瓜叶片上,西瓜长得又多又大,而且甜度也有所提高;在水稻抽穗扬花期,用150×10-6的醋溶液喷施水稻叶面,水稻结实率提高,千粒重增加;对盆栽花卉喷施醋溶液,可改善花卉长势,增加花朵,而且花色更加艳丽。

为什么醋能促进植物生长呢?这就要从植物的呼吸作用谈起。

植物和动物一样,每时每刻都在不断地进行呼吸。不同的是,动物有专门的呼吸器官,如鼻腔、气管、肺等,并且组成完整的呼吸系统;而植物没有专门的呼吸系统,每个活细胞都能单独地进行呼吸。植物的呼吸作用主要在细胞内的线粒体中进行。线粒体内含有一系列酶,在它们的参与下,共同完成呼吸过程。

植物的呼吸作用对它的生长至关重要。它在酶的催化下,把光合作用积累起来的有机物质逐步氧化分解成简单物质(即二氧化碳和水),同时放出能量,供给植物进行各种生命活动。例如,根系对水、肥的吸收和运转,体内各种物质的合成和分解,植物叶片气孔的开闭调节,生长、开花、受精、结实等,都要靠呼吸作用不断提供能量。但凡事都要有个度,呼吸作用过于旺盛,消耗有机物质太多,光合产物积累就会减少,这样就不利于植物的生长和结实。根据植物生理学家研究,如果呼吸作用被抑制20%~30%,那么,它的光合作用效率便可提高10%~20%。而喷施醋溶液,可适当抑制植物体细胞呼吸过程中乙醇酸氧化酶的生物活性。由于植物体内的物质消耗受阻,而光合作用仍照常进行,这样植物体内的有机物质积累增多,所以植物的长势就会变好,产量也就增加了。

遗传育种

遗传育种就是应用遗传学的理论和方法来为育种服务。育种学是创造新品系的学科,也是遗传学的应用科学。遗传学是育种学最重要的一个科学基础,因为育种学的首要任务就是改造农业动物和植物的遗传性,创造新品种,以提高农业产品的数量和质量。

遗传学中的杂种优势理论是育种的理论基础。50年代我国广东的科技工作者首先选育出水稻“矮脚南特”,接着通过杂交途径开展矮化育种,并于1959年育成了耐肥、抗倒、高产的水稻良种“广六矮”,随后又培育出50多个矮秆良种。这是我国水稻育种史上的第一次突破。

遗传学上把遗传物质的偶然变化叫突变,但需要说明的是只有少数突变是有益的。由于自然突变频率低,所以在育种上可采用诱发突变的方法。现在在生产抗菌素的菌种和其他工业微生物(如酵母菌)的育种中,都已广泛利用诱变方法,取得了良好效果。在植物方面,用X射线、γ射线等处理水稻、小麦种子曾得到一些有益的突变。另外,化学育种、多倍体育种等都是在诱发突变的基础上形成的新的育种方法。

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