第一章野生植物引种栽培的生理学基础

1、第二章第二章 野生植物引种栽培的生理学基础野生植物引种栽培的生理学基础第一节第一节 植物的生长发育植物的生长发育一、生长发育一、生长发育第二章第二章 野生植物引种栽培的生理学基础野生植物引种栽培的生理学基础 生长生长GrowthGrowth：是植物体积和重量的是植物体积和重量的量变量变过程。整个过程。整个增长是不可逆的。增长是不可逆的。 例外：种子萌发成幼苗，干重不是增加而是减少。例外：种子萌发成幼苗，干重不是增加而是减少。 发育发育DevelopmentDevelopment：是植物一生中形态、结构、机：是植物一生中形态、结构、机能的能的质变质变过程，从种子萌发开始，按着物种特有的过程，从种

2、子萌发开始，按着物种特有的规律，有顺序地由营养生长向生殖生长的转变，直规律，有顺序地由营养生长向生殖生长的转变，直到死亡的全部过程。到死亡的全部过程。第二章第二章 野生植物引种栽培的生理学基础野生植物引种栽培的生理学基础纵观植物的个体发育，从形态和生理上可分为三个阶段：纵观植物的个体发育，从形态和生理上可分为三个阶段：胚胎发生胚胎发生营养器官发生营养器官发生生殖器官发生生殖器官发生随着种子形成过程在母株上发育的随着种子形成过程在母株上发育的 主要是种子萌发后根、茎、叶等营养器官的主要是种子萌发后根、茎、叶等营养器官的生长，其分化比较简单，分化后生长占优势生长，其分化比较简单，分化后生长占优势主

3、要以生殖器官的分化占优势，此阶段的分主要以生殖器官的分化占优势，此阶段的分化较前阶段分化复杂化较前阶段分化复杂二、植物各器官的生长发育二、植物各器官的生长发育（一）根器官（一）根器官1、特性：、特性：向地性，向湿性和背光性向地性，向湿性和背光性2、功能：、功能：3、用途：、用途： 吸收、输导、固着、支持、贮藏及繁殖，并能合吸收、输导、固着、支持、贮藏及繁殖，并能合成氨基酸，生物激素，生物碱等有机物的能力。成氨基酸，生物激素，生物碱等有机物的能力。根及根茎是重要的中药材和经济产品根及根茎是重要的中药材和经济产品 4、根系的形态：、根系的形态： 直根系：直根系：主根发达，较粗大，垂直向下生长，双子

4、叶植物主根发达，较粗大，垂直向下生长，双子叶植物的根大多为直根系。的根大多为直根系。 须根系：须根系：主根不发达或早期死亡，从茎和基部节上生出许主根不发达或早期死亡，从茎和基部节上生出许多大小，长短相仿的不定根，簇生呈胡须状，无主次之分，多大小，长短相仿的不定根，簇生呈胡须状，无主次之分，多为单子叶植物，如：玉米、小麦等。某些双子叶植物如：多为单子叶植物，如：玉米、小麦等。某些双子叶植物如：细辛。细辛。 直根系植物种子萌发后，主根生长很快，入土较深，进入直根系植物种子萌发后，主根生长很快，入土较深，进入生长中、后期，根粗膨大较快，地上部枝叶临近枯萎时，生长中、后期，根粗膨大较快，地上部枝叶临近

5、枯萎时，根的生长减缓下来，物质积累加快。根的生长减缓下来，物质积累加快。 5.根的变态根的变态 植物根在长期的系统发育中，由于适应环境条件其形态、植物根在长期的系统发育中，由于适应环境条件其形态、构造和生理功能上产生了异常的变化。构造和生理功能上产生了异常的变化。 贮藏根：贮藏根：白芷、麦冬、乌斗等 气生根气生根：吊兰、石斛等，生长在空气中 支持根：支持根：自茎上产生一些不定根深入土中，支持作用。甘蔗、薏苡等。 寄生根：寄生根：根插入寄主体内，吸收营养物质，如列当，菟丝子，桑寄生。 攀援根攀援根（又叫附着根）：具有攀附作用，凌霄，常春藤等。 水生根：水生根：如浮萍，漂浮在水中的根。1、特性：、

6、特性：2、功能：、功能：3、用途：、用途： 具有背地性，并着生芽、节和节间，并着生叶、具有背地性，并着生芽、节和节间，并着生叶、花、果实和种子。花、果实和种子。输导、支持、贮藏和繁殖输导、支持、贮藏和繁殖中药材及食用。杜仲，肉桂，黄柏，麻黄，荆芥。中药材及食用。杜仲，肉桂，黄柏，麻黄，荆芥。 茎是由芽发育来的，主茎是地上部分的驱干，茎上的分枝茎是由芽发育来的，主茎是地上部分的驱干，茎上的分枝是由腋芽发育而成。是由腋芽发育而成。 顶芽：顶芽：生长在茎顶或枝端的芽。生长在茎顶或枝端的芽。 腋芽：腋芽：生长在叶腋中的芽称为腋芽或侧芽生长在叶腋中的芽称为腋芽或侧芽 顶芽和腋芽均属顶芽和腋芽均属定芽定芽

7、；而在主茎根、叶上产生的芽因没有固；而在主茎根、叶上产生的芽因没有固定位置，称为定位置，称为不定芽不定芽。 芽按其生理活动状态分为：芽按其生理活动状态分为： 活动芽：活动芽：已在生长的芽为活动芽，植物茎顶枝端的顶芽和上已在生长的芽为活动芽，植物茎顶枝端的顶芽和上部的腋芽常为活动芽。部的腋芽常为活动芽。 休眠芽：休眠芽：又称越冬芽，枝干下部的腋芽往往为休眠芽，一般又称越冬芽，枝干下部的腋芽往往为休眠芽，一般自然条件不能满足通过休眠的条件，它就不能萌发生长。自然条件不能满足通过休眠的条件，它就不能萌发生长。 茎有地上、地下之分。茎有地上、地下之分。 地下茎地下茎是茎的变态、常见的变态有根茎、球茎、

8、鳞茎等。是茎的变态、常见的变态有根茎、球茎、鳞茎等。 地下茎具有贮藏、繁殖的功能，了解地下茎生长发育特点，地下茎具有贮藏、繁殖的功能，了解地下茎生长发育特点，便于改进栽培措施，促进生长发育。这对扩大繁殖，提高便于改进栽培措施，促进生长发育。这对扩大繁殖，提高产量具有重要意义，而且某些植物根茎虽不是直接利用部产量具有重要意义，而且某些植物根茎虽不是直接利用部位，但对产品器官的形成和产量有影响。位，但对产品器官的形成和产量有影响。 如：款冬入药部位为未开放的花蕾，其花着生根茎上，根如：款冬入药部位为未开放的花蕾，其花着生根茎上，根茎生长的好坏与其产量关系极其密切。茎生长的好坏与其产量关系极其密切。

9、 地上茎的变态也很多，如叶状茎或叶状枝（仙人地上茎的变态也很多，如叶状茎或叶状枝（仙人掌、天门冬）掌、天门冬） 刺状茎（山楂、皂荚、酸橙）刺状茎（山楂、皂荚、酸橙） 茎卷须（栝楼、丝瓜、罗汉果等）百合的珠芽。茎卷须（栝楼、丝瓜、罗汉果等）百合的珠芽。 生产上直接应用地上茎变态部分并不多，对栽培生产上直接应用地上茎变态部分并不多，对栽培管理，产量有一定影响。管理，产量有一定影响。茎的生长按生长习性又可分为茎的生长按生长习性又可分为： 直立生长直立生长： 乔木类乔木类:根杏、水杉、杜仲、黄柏等。根杏、水杉、杜仲、黄柏等。 灌木类：两面针、枸杞、酸枣、栀子、枳壳灌木类：两面针、枸杞、酸枣、栀子、枳壳

10、 草本：白术、玄参、独活、白芍、桔梗等。草本：白术、玄参、独活、白芍、桔梗等。 缠绕生长缠绕生长：五味子、何首乌、马兜铃：五味子、何首乌、马兜铃 攀援生长攀援生长：栝楼、丝瓜、山葡萄：栝楼、丝瓜、山葡萄 匍匐生长匍匐生长：砂仁、蛇莓等：砂仁、蛇莓等 植物的生长习性是我们在生产实践中确定某些栽培管理措施植物的生长习性是我们在生产实践中确定某些栽培管理措施的依据。的依据。 茎的分枝：是由腋芽发育而来的。由于顶芽和腋芽存在着一茎的分枝：是由腋芽发育而来的。由于顶芽和腋芽存在着一定的生长相关性。这种相关性受观察家遗传特性和外界条件定的生长相关性。这种相关性受观察家遗传特性和外界条件的影响。因此，每种植

11、物都有一定的分枝方式。基本上有两的影响。因此，每种植物都有一定的分枝方式。基本上有两种方式：种方式： 单轴分枝：单轴分枝：常指顶端优势较强，最终形成一个直立的轴。常指顶端优势较强，最终形成一个直立的轴。 合轴分枝：合轴分枝：顶芽活动到一定时间死亡，或分化为花芽由接近顶芽活动到一定时间死亡，或分化为花芽由接近顶芽的腋芽迅速发育成新枝，代替主茎的位置。周而复始。顶芽的腋芽迅速发育成新枝，代替主茎的位置。周而复始。 一般以茎皮、树干为收获目的的植物，在栽培时注意保持顶一般以茎皮、树干为收获目的的植物，在栽培时注意保持顶端生长优势，是培植优质产品的生根措施之一。端生长优势，是培植优质产品的生根措施之一

12、。 对于合轴分枝的植物，其分枝的发生是有一定顺序的。从主对于合轴分枝的植物，其分枝的发生是有一定顺序的。从主茎上发生为一级分枝，从一级分枝上发生的称为二级分枝，茎上发生为一级分枝，从一级分枝上发生的称为二级分枝，依次类推。依次类推。 田间栽培时，有些二级分枝对产量毫无价值，反而消耗了植田间栽培时，有些二级分枝对产量毫无价值，反而消耗了植物体的营养。因此，从事生产时必须掌握好播种密度，或通物体的营养。因此，从事生产时必须掌握好播种密度，或通过植株调整技术（摘心、打扠、修剪等）控制无效分枝，使过植株调整技术（摘心、打扠、修剪等）控制无效分枝，使田间有个合理的密度或良好的株型。田间有个合理的密度或良

13、好的株型。 茎的健壮生长是确保高产的基础，引种栽培植物生长的好坏，茎的健壮生长是确保高产的基础，引种栽培植物生长的好坏，不能只看高度一项指标。一般土壤肥力适度或肥料比例失调不能只看高度一项指标。一般土壤肥力适度或肥料比例失调（N过多）种植密度过大，光照不足，培土过浅，多雨或刮过多）种植密度过大，光照不足，培土过浅，多雨或刮风等都风等都 会引起植物倒伏，植株倒伏后，地面植株不能正常伸会引起植物倒伏，植株倒伏后，地面植株不能正常伸展生长、枝叶间相互遮挡，光合积累受到严重影响，轻者减展生长、枝叶间相互遮挡，光合积累受到严重影响，轻者减产减收，重者植株死亡，使生产濒临绝收境地。产减收，重者植株死亡，使

14、生产濒临绝收境地。（三）叶的生长（三）叶的生长 1、叶的特性及功能：向光性、光合作用、蒸腾作用、气体、叶的特性及功能：向光性、光合作用、蒸腾作用、气体交换、贮藏功能、繁殖功能（秋海棠、落地生根等）交换、贮藏功能、繁殖功能（秋海棠、落地生根等） 叶的功能：光合作用可以积累有机物质，换句话，植物的叶的功能：光合作用可以积累有机物质，换句话，植物的有机物及其内含物，均是光合作用直接或间接的产物，因有机物及其内含物，均是光合作用直接或间接的产物，因此，叶的生长发育程度和叶的总面积大小，对植株生长发此，叶的生长发育程度和叶的总面积大小，对植株生长发育和产量影响较大。育和产量影响较大。 2、叶的作用（利用

15、价值）、叶的作用（利用价值） 除食用外，有许多植物的叶可药用：大青叶、枇杷叶、除食用外，有许多植物的叶可药用：大青叶、枇杷叶、桑叶、艾叶、细辛叶、苏叶，还有观赏作用桑叶、艾叶、细辛叶、苏叶，还有观赏作用 叶的形成是从生长锥细胞的分化开始的，先分化形成叶原叶的形成是从生长锥细胞的分化开始的，先分化形成叶原基基-形成雏叶形成雏叶-幼叶。幼叶。 在寒冷地区，多年生植株于秋季形成越冬芽，越冬芽分化在寒冷地区，多年生植株于秋季形成越冬芽，越冬芽分化完毕后不萌动，直接进入休眠阶段，翌春条件适宜时，越完毕后不萌动，直接进入休眠阶段，翌春条件适宜时，越冬芽中的雏叶伸出芽鳞，叶片，叶柄迅速生长。雏叶叶片冬芽中的

16、雏叶伸出芽鳞，叶片，叶柄迅速生长。雏叶叶片各部位通常平均生长。各部位通常平均生长。3、叶的分化与生长、叶的分化与生长4、与叶片有关的几个生理指标、与叶片有关的几个生理指标 （1）叶面积指数（）叶面积指数（LAI） 是指群体的总绿叶面积与该群体所占的土地面积的是指群体的总绿叶面积与该群体所占的土地面积的比值。即：单位土地面积上的叶面积比值。即：单位土地面积上的叶面积 叶面积指数（叶面积指数（LAI）=总叶面积总叶面积/土地面积土地面积 （2）净同化率）净同化率 所谓净同化率是指单位叶面积在单位时间内所积累所谓净同化率是指单位叶面积在单位时间内所积累的干物质的数量。的干物质的数量。（四）生殖器官的

17、发育（四）生殖器官的发育 、花的分化与发育（第一阶段）、花的分化与发育（第一阶段） 花是花芽发育而来的，以双子叶植物花荛分化发花是花芽发育而来的，以双子叶植物花荛分化发育过程大致分为花萼形成育过程大致分为花萼形成花冠和雌雄形成花冠和雌雄形成花花粉母细胞和胚囊母细胞形成粉母细胞和胚囊母细胞形成胚囊母细胞和花粉胚囊母细胞和花粉母细胞减数分裂形成四分体母细胞减数分裂形成四分体胚囊和花粉成熟等胚囊和花粉成熟等阶段。每种植物各期先后而有差异。阶段。每种植物各期先后而有差异。 2、开花与传粉（第二阶段）、开花与传粉（第二阶段） 植物种类不同，开花的龄期，季节、花期的长短都不完全相同。 3、果实和种子生长发

18、育（第三阶段结果期）、果实和种子生长发育（第三阶段结果期） 自然界植物果实构造变化较大，一般种子是由胚珠受精后发育而来，果实是由果皮和种子组成。三、植物生育进程和生长相关三、植物生育进程和生长相关 （一）生长进程（一）生长进程 许多研究结果表明：同时同田的不同的资源植物，同许多研究结果表明：同时同田的不同的资源植物，同一植物的不同单株，同株的不同器官，甚至同一器官的不一植物的不同单株，同株的不同器官，甚至同一器官的不同部分，其生长速度不同。同部分，其生长速度不同。 （二）植物生长的相关（二）植物生长的相关 植物的细胞、组织、器官之间，有密切的协调，又有植物的细胞、组织、器官之间，有密切的协调，

19、又有明确的分工、相互促进的方面，又有彼此抑制的一面，这明确的分工、相互促进的方面，又有彼此抑制的一面，这种现象被称为生长相关性种现象被称为生长相关性（correlation） 。 1、地下部和地上部的相关、地下部和地上部的相关 地下部和地上部的相关：地下部和地上部的相关：依赖于大量、微量物依赖于大量、微量物质、生长活性物质（激素、维生素等）以及信息质、生长活性物质（激素、维生素等）以及信息物质的交换物质的交换。（。（“根深叶茂根深叶茂”、“本固枝荣本固枝荣”） 互相制约：互相制约：主要表现在对水分、营养等的争夺主要表现在对水分、营养等的争夺 地下部和地上部的相关性可用根冠比地下部和地上部的相关

20、性可用根冠比（root /top，R/T），），即地下部分的重量与地上部分重量的比值。即地下部分的重量与地上部分重量的比值。 土壤缺水，根冠比（土壤缺水，根冠比（R/T）增加；土壤水分过多，根冠）增加；土壤水分过多，根冠比下降。比下降。“旱长根，水长苗旱长根，水长苗” 土壤缺氮，根冠比增加；土壤氮充足时，根冠比减少；土壤缺氮，根冠比增加；土壤氮充足时，根冠比减少； 增施磷、钾肥，根冠比增加。增施磷、钾肥，根冠比增加。 相对低温下，根冠比增加。相对低温下，根冠比增加。 高光照下，根冠比增加。高光照下，根冠比增加。 人工剪枝，促进地上部生长。人工剪枝，促进地上部生长。2 2、主茎和侧枝以及主根和侧

21、根的相关、主茎和侧枝以及主根和侧根的相关 植物顶端在生长上始终占优势并抑制侧枝或侧根生长植物顶端在生长上始终占优势并抑制侧枝或侧根生长的现象，的现象，叫叫顶端优势（顶端优势（apical dominance） 主要与茎尖生长素的极性运输以及顶端具有较强的竞主要与茎尖生长素的极性运输以及顶端具有较强的竞争养分能力有关。争养分能力有关。 根的顶端优势与根尖合成细胞分裂素并向上运输，抑根的顶端优势与根尖合成细胞分裂素并向上运输，抑制侧根的生长有关。制侧根的生长有关。 细胞分裂素处理可解除顶端对侧芽的抑制作用；赤霉细胞分裂素处理可解除顶端对侧芽的抑制作用；赤霉素处理则加强生长素引起的顶端优势。素处理则

22、加强生长素引起的顶端优势。顶端优势非常明显，分枝少而小顶端优势非常明显，分枝少而小草本植物：草本植物：向日葵、麻类、玉米、高粱、甘蔗等。向日葵、麻类、玉米、高粱、甘蔗等。木本植物：木本植物：杉树、桧柏。树冠呈宝塔型。杉树、桧柏。树冠呈宝塔型。顶端优势不明显，分枝多顶端优势不明显，分枝多-水稻、小麦可产生大量分蘖。水稻、小麦可产生大量分蘖。顶端优势的利用：顶端优势的利用： （1 1）保持顶端优势：）保持顶端优势：如麻类、烟草、玉米、甘蔗、高粱等如麻类、烟草、玉米、甘蔗、高粱等作物以及松、杉等用材树；作物以及松、杉等用材树； （2 2）抑制顶端优势：）抑制顶端优势：增加分支：如果树的修剪整形；棉花

23、增加分支：如果树的修剪整形；棉花的摘心整枝；番茄、立菊、大豆（如用三碘苯甲酸，的摘心整枝；番茄、立菊、大豆（如用三碘苯甲酸，TIBA）的打顶等。的打顶等。向向日日葵葵高高粱粱玉玉米米黄黄麻麻烟烟草草3 3、营养生长与生殖生长的相关、营养生长与生殖生长的相关 相关性：相关性：营养器官为生殖器官的生长提供大部分养料；营养器官为生殖器官的生长提供大部分养料；生殖器官在生长过程中产生的激素类物质又影响营养器官生殖器官在生长过程中产生的激素类物质又影响营养器官的生长。的生长。 互相制约：互相制约：营养生长过旺，会消耗较多的养分，影响营养生长过旺，会消耗较多的养分，影响生殖器官的生长发育。生殖器官的生长发

24、育。 生殖器官的生长也会抑制营养器官的生长，同时加速生殖器官的生长也会抑制营养器官的生长，同时加速营养器官的衰老。营养器官的衰老。 每一种植物均具有同样的特性，即就是生殖生长每一种植物均具有同样的特性，即就是生殖生长前均需进行一定的营养生长，营养生长是生殖生前均需进行一定的营养生长，营养生长是生殖生长的必要准备。二都不能截然分开。一般在植物长的必要准备。二都不能截然分开。一般在植物的生育中期，有一个相当长的时期里，营养生长的生育中期，有一个相当长的时期里，营养生长尚在继续，而生殖生长与相并进行。尚在继续，而生殖生长与相并进行。四、植物的生长发育过程四、植物的生长发育过程 植物的个体发育不管要通