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1、蔬菜栽培生理学,安徽农业大学园艺学院,Email:,课程性质、地位和任务,蔬菜栽培与生理是园艺学专业本科生的主要学位课程之一。其他学习对象与蔬菜作物及其栽培相近的本科生，也可选修该课程。通过课程的学习，学生能追踪学科的前沿，了解蔬菜栽培与生理的研究进展、动态和发展方向，进一步掌握蔬菜栽培与生理研究的实验技术、方法，运用蔬菜栽培与生理知识分析、解决蔬菜生产中实际问题，并能为蔬菜的栽培、贮藏保鲜等提供新的思路和策略等到。,课程内容,2.1 蔬菜作物的产量形成2.2 叶球形成的生理2.3 肉质根的形成生理2.4 果实的形成生理2.5 鳞茎与块茎形成生理,第二讲 蔬菜作物的产量形成生理,2.1 蔬菜作
2、物产量的形成,一、蔬菜作物的食用器官二、蔬菜作物产量的形成机制,主要介绍蔬菜作物产量形成的生理机制,1 蔬菜植物的食用器官,蔬菜作物栽培和其他农作物一样，其最终目的是获得高产而优质的产品器官。蔬菜植物的种类不同，被利用的器官亦不同。根、茎、叶、花、果实、种子几乎都可以成为产品器官。这是蔬菜作物与其他农作物不同的地方。,1 蔬菜植物的食用器官,食用器官图解:,直根:,1 蔬菜植物的食用器官,食用器官图解:,块根:,1 蔬菜植物的食用器官,食用器官图解:,根茎:,1 蔬菜植物的食用器官,食用器官图解:,球茎:,1 蔬菜植物的食用器官,食用器官图解:,块茎:,1 蔬菜植物的食用器官,食用器官图解:,
3、鳞茎:,1 蔬菜植物的食用器官,食用器官图解:,叶片:,1 蔬菜植物的食用器官,食用器官图解:,花:,1 蔬菜植物的食用器官,食用器官图解:,果实:,1 蔬菜植物的食用器官,食用器官图解:,种子:,2 蔬菜作物产量的形成机制,一、产量的含义:,一般所谓的产量，是指田里所收获的产品的鲜物重量。鲜物重量代表什么？由哪些因素所构成？通过什么生理作用与栽培技术来控制产量的高低？怎样才能获得高额而稳定的产量？所有这些都是蔬菜生产上的基本问题。,2 蔬菜作物产量的形成机制,产量的含义:,从生理角度看，蔬菜作物的产量（以干物重量来计算）中有90%95%是通过光合作用形成的，而另外的5%10%是由根吸收的矿物
4、质营养所形成的。因此，产量形成的最基本的生理活动是光合作用。要提高产量，一方面是提高光合作用效率，形成更多的光合作用产物即碳水化合物，另一方面使得更多的光合作用产物朝着我们需要的产品器官分配。,2 蔬菜作物产量的形成机制,产量的含义:,每一种蔬菜作物在它一生中由光合作用所形成的全部干物产量叫做“生物产量”（包括可食用的及不可食用的部分），一般把可食用部分的产量叫做“经济产量”。在大多数情况下，生物产量与经济产量之间，有一定的相关或比例。经济产量与生物产量的比例，称为“相对生产率”（或称“经济系数”）K。,2 蔬菜作物产量的形成机制,产量的含义:,几种蔬菜的经济产量与干物产量的比较,2 蔬菜作物
5、产量的形成机制,产量的含义:,影响鲜物重量的因素，比影响干物重量的因素多，主要有：作物生长期的长短；品种的遗传特性；产品器官含水量的多少；产品化学成分的不同。一般地讲，产品中含糖及水分多的鲜物产量也较高，含淀粉多的鲜物产量较低，而含脂肪及蛋白质的鲜物产量更低。,2 蔬菜作物产量的形成机制,二、产量的形成特性:,蔬菜作物产量计算的方法可以用单株或单果重来计算，或单体鳞茎、块茎或叶球重表示，但是最普遍的（包括生产上）是以单位面积来计算的。（1）对于以果实为产品的蔬菜作物来说，每公顷产量每公顷株数单株平均果数平均单果重（2）对于叶菜类，则要考虑单株叶数及单叶重或单叶球重及结球率。,2 蔬菜作物产量的
6、形成机制,二、产量的形成特性:,在形成产量的过程中，构成这些产量的每一因素都是一个动态的变化过程，也就是说蔬菜作物的产量不是在播种时或栽植时就固定了的。如果株数增多，单株结果数可能会减少，而如果果数增多，单果重就会减少。因此，在生产上要有一个合理群体、合理的坐果数，才能获得较高的产量。许多用直播，尤其是用撒播的蔬菜，如胡萝卜、小白菜、菠菜、苋菜、茼蒿等，播种量虽然相差很大，但到收获时，单位面积有经济价值的产量都比较接近，因为作物群体在其形成过程中有自然稀疏现象。,2 蔬菜作物产量的形成机制,二、产量的形成特性:,多次采收的果菜类，如茄果类、瓜类及大多数豆类，在产量构成中有早期产量和后期产量之分
7、。增加单位面积的株数，对早期产量影响较大，对后期产量影响较小。另外以果实为产品的蔬菜作物单株果数的多少，由开花数、着果率及无效果数所决定的。即：单株果数=（开花数）（着果率）一（无效果数）,2 蔬菜作物产量的形成机制,二、产量的形成特性:,许多果菜在同一时期同一株中可以着生许多的花，结很多幼果，但能够膨大成为产品食用的，只有其中的一部分，在生产上，尤其对于采收幼果食用的种类，要等到把食用成熟的果实采收以后，其它的小果才膨大。采收生物学成熟的番茄的结果周期性，往往比采收嫩果的茄子更为明显。因此，及时采收是减少结果周期性的一个重要环节。,2 蔬菜作物产量的形成机制,三、产量形成的生理基础,在蔬菜生
8、产中，最大限度地利用太阳辐射进行光合作用的同时，如何更有效地促进光合作用产物向产品器官运输与分配也显得特别重要。蔬菜植物的干物质产量有90%95%是通过光合作用来形成的。从生物学角度看，产量形成的最基本的生理活动是光合作用。植物的所有的绿色部分，包括叶子、果实、茎等都可以进行光合作用，大多数蔬菜植物的茎及幼果都有叶绿素。白菜种株的结荚期，荚果的绿色面积是这一段时期的主要光合作用器官。但就大多数的情况下，叶片是最主要的。,2 蔬菜作物产量的形成机制,三、产量形成的生理基础,叶面积大，表示接受阳光的容量大；叶面积小，则表示物质的生产容量小。此外，还要决定于单位叶面积干物质重的增加率（亦称净光合生产
9、率）。净同化率表示干物生产的“效率”。因此，叶面积与净同化率是蔬菜作物产量构成的两个最主要的生理因素。,2 蔬菜作物产量的形成机制,三、产量形成的生理基础,1.光能利用率所谓光能利用率是指单位面积上，植物的光合作用积累的有机物占照射在同一地面上的日光能量的百分比。在实际大田条件下，并不是所有的太阳光均可被植物的叶片所吸收用于光合作用，据测定，到达地面的辐射能即使在夏日晴天中午也不会超过1kJ/(m2.s)，并且只有其中的可见光部分的400700nm能被植物用于光合作用。途中经过若干损失之后，最终转变为贮存在碳水化合物中的光能最多只有5%。但目前一般高产田的光能利用率不超过光合有效辐射能的2%3
10、%，一般的田块只有1%左右。,2 蔬菜作物产量的形成机制,三、产量形成的生理基础,造成实际光能利用率远比理论光能利用率要低的主要原因有：一是漏光损失，作物生长初期植株小，叶面积不足，日光的大部分直射地面而损失；二是叶片的反射和透射损失；三是受植物本身的碳同化等途径的限制。事实上，被植物吸收的光能中还有许多光能是通过热能、荧光散耗等途径散发的，且在生长期间，经常会遇到不适于作物生长与进行光合的逆境。在逆境条件下，作物的光合生产率要比顺境条件下低得多，这会使光能利用率大为降低。增加蔬菜作物的产量，最根本的因素是提高光能利用率。,2 蔬菜作物产量的形成机制,三、产量形成的生理基础,2.提高光能利用率
11、的途径和方法 为使植物将更多光能转化成可贮藏的化学能，生产上常用的主要方法有：（1）增加光合作用面积，提高叶面积指数。所谓叶面积指数是指单位面积上的叶面积。在一定范围内，叶面积指数越大，光合作用产物也越多，产量也随之升高，但超过某一阈值时，则会因相互遮荫等而导致光能利用率的下降。,2 蔬菜作物产量的形成机制,三、产量形成的生理基础,要增加叶面积指数，可通过以下途径：合理密植：例如，一般的果菜类在叶面积指数04，其产量大多随栽培密度的提高而提高，超过这个范围则反而会下降；改变株型：一些爬地生长的瓜类如西瓜可以改成搭架式栽培，从而使叶面积指数从原来的1.5左右提高到45；合理的间套作：在蔬菜植株尚
12、小时，可以采用间套作的方式来提高叶面积指数。通过轮作、间作和套种等提高复种指数的措施，就能在一年中巧妙地搭配作物，从时间和空间上更好地利用光能。,2 蔬菜作物产量的形成机制,三、产量形成的生理基础,（2）延长光合作用时间 在不影响耕作制度的前提下，适当延长生育期能提高产量。在设施栽培的覆盖物管理中，只要温度条件允许，尽量早揭保温被等覆盖材料，而在傍晚则尽量晚覆盖，从而增加光合作用时间，在经济条件允许的范围内，也可以采用人工补光的方式，以延长照光时间。,2 蔬菜作物产量的形成机制,三、产量形成的生理基础,（3）提高光合作用的效率首先必须了解影响光合作用的因素。影响光合作用的因素有内因和外因，内因
13、有：叶龄（寿命）、叶的受光角度、叶的生长方向、植株的吸水能力和物质转运的库源关系；而外部因素有光照的强弱、温度的高低、CO2浓度、水分和养分的供应水平等。,2 蔬菜作物产量的形成机制,三、产量形成的生理基础,1.内因：植物本身的生长状态与光能利用的关系十分密切，不同叶龄的光合强度及呼吸强度相差很大。以茄子为例，光合强度在叶龄为20天以前，叶龄越大，光合作用亦越大。叶龄在2030天光合作用最旺盛，而在30天以上，则迅速下降。至于呼吸作用，则叶龄越小，呼吸作用越大；叶龄越大，呼吸作用逐渐降低。因此，在番茄、甜椒和黄瓜等蔬菜生产上，要及时摘除丧失光合作用功能的老叶，并通过植株调整等手段把光合作用旺盛
14、的叶片放在最佳的受光面上（叶的受光姿态）。,2 蔬菜作物产量的形成机制,蔬菜作物的叶子是进行光合作用的主要器官，是物质生产的“源”。而由叶子运转到贮藏的器官，如果实、种子、块茎、球茎等是物质贮藏的“库”。而由“源”运转到“库”的途径、速度及数量与源和库的大小有关。在生产上，增加“源”的数量（如增加叶面积，改进叶的受光姿态等），往往是增加产量的主要因素。但库的大小也影响到源的强度，在一定范围内，库的增大会促进源即光合作用的提高。,三、产量形成的生理基础,2 蔬菜作物产量的形成机制,例如：一些未结果的植株叶片的光合作用强度不及有果实植株叶片的光合作用强度。以番茄为例，在栽培上，摘除花序，也就是减少
15、将来成为库（果实）的数量，会影响叶的净同化率。在自然状态下，摘除一部分的叶子以后，剩余的叶的净同化率可显著提高；相反，摘除全部花序，其净同化率则下降。即光合作用的大小也受到库的大小的影响。,三、产量形成的生理基础,2 蔬菜作物产量的形成机制,三、产量形成的生理基础,2.外因：植物的光合作用同温度和光照等环境条件有着密切的关系。生产上可通过加温或降温、遮光等措施来控制环境条件，使其尽量同植物本身的需要相吻合，从而提高光合作用，适当抑制呼吸作用。光照：夏、秋季强光对蔬菜有光抑制，如采用遮阳网或防虫网遮光，就能避免强光伤害。温度：早春采用塑料小棚育苗或大棚栽培蔬菜，能有效提高温度，促进棚内作物的光合
16、作用与生长。水分及养分：浇水、施肥是作物栽培中最常用的措施，其主要目的是促进光合面积的迅速扩展，提高光合机构的活性。,2 蔬菜作物产量的形成机制,三、产量形成的生理基础,大田中CO2浓度虽目前难以人为控制，然而，通过增施有机肥，实行秸秆还田，促进微生物分解有机物释放CO2以及深施碳酸氢铵等措施，也能提高冠层的浓CO2度。在大棚和玻璃温室内，可通过CO2发生器或石灰石加废酸的化学反应，或直接释放CO2气体进行CO2施肥，促进光合作用，抑制光呼吸。以上的措施因为能提高净同化率，因而均有可能提高蔬菜作物的产量。,作业：1.名词解释：经济产量，生物产量，自然稀疏现象，源，库，光能利用率，叶面积指数。2.以番茄为例，说明蔬菜作物产量的形成特性。3.从蔬菜产量形成的生理基础出发，谈谈提高蔬菜作物产量的措施。,
