发育与产量形成全解课件

1、第四章 蔬菜的发育与产量形成生长的概念发育的概念分化的概念P.F. Warening(1978)著The Control of Growth and Differentiation in Plants中提出： Growth and differentiation are the two major developmental processes.8/5/20221第1页，共32页。第四章 蔬菜的发育与产量形成第一节 蔬菜的发育与产量的关系第二节 蔬菜产量形成的因素及其相互关系第三节 蔬菜的物质生产与分配第四节 生长分析法及其的应用8/5/20222第2页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形

2、成第一节 蔬菜的发育与产量的关系 蔬菜发育与产量的关系，集中表现在“源”强度与“库”强度的关系。 源强度=源大小源活性 库强度=库大小库活性 在蔬菜生长发育过程中，担任源和库的器官不是一成不变的。源器官（叶）中有库（幼叶和老叶），库器官（果）中叶有源（绿色的幼果）。8/5/20223第3页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第二节 蔬菜产量形成的因素及其相互关系一、产量构成的生理因素及其关系 经济产量=（光和面积光合能力光合时间-消耗） 经济系数 二、产量构成的栽培因素及其关系 经济产量=单位面积株数单株有效产品数每产品均重8/5/20224第4页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形

3、成第三节 蔬菜的物质生产与分配一、光合面积 指植物的绿色面积，主要指叶面积。 实际上光合作用与叶体积（叶面积叶厚度）有关。 （一）叶厚度 叶厚度可以直接测定，但常用相对厚度（SLA）表示，。一般，SLA 越小，光合强度越大。 SLA（Specific Leaf Area），为叶面积重量比： SLA=La/Lw 叶面积重量比=叶面积/叶重 8/5/20225第5页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第三节 蔬菜的物质生产与分配一、光合面积 （二）叶面积指数 常用叶面积指数表示群体结构的叶面积状况。叶面积指数（LAI，Leaf Area Index）为单位土地面积上的叶面积。 LAI=La/

4、P 叶面积指数=叶面积/土地面积 注意测定方法和计算时的单位；注意LAI的局限性。8/5/20226第6页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第三节 蔬菜的物质生产与分配1. LAI与CGR的关系（3种） 8/5/20227第7页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第三节 蔬菜的物质生产与分配2. LAI与CGR和NAR三者间的关系NAR：Net Assimilation RateCGR: Crop Growth Ratio 当群体LAI很小时，NAR随LAI增加而增加；当LAI超过一定限度时， LAI增加，NAR下降，但NAR的降低不是随着随LAI的增加成比例下降，所以在一定的范

5、围内，作物产量（CGR ）仍随LAI的增加而增加。8/5/20228第8页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第三节 蔬菜的物质生产与分配3. 最适LAI 最适LAI并非常数，是一个随环境条件变化的相对常数。（1）最适LAI随光照强度的增加而增加（2）最适LAI随水肥和栽培条件而变化（3）最适LAI随CO2浓度的增加而增加8/5/20229第9页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第三节 蔬菜的物质生产与分配二、光合能力（一）叶龄与光合能力 壮龄叶的概念：光合强度最大，呼吸消耗最小，净同化率最大，叶面积达最大时期的叶片。 壮龄叶是功能叶中光合能力最强的叶片。 应注意保护壮龄叶：防病

6、虫，防机械损伤。 应注意延长壮龄叶的寿命：注意营养供应（二）叶位与光合能力 光合能力与叶位有一定的关系：一般下部叶光合能力偏低，中上部叶光合能力偏高。（三）不同蔬菜的光合能力8/5/202210第10页，共32页。蔬菜种类光补偿点（klx）光饱和点（klx ）同化率（CO2mg/dm2/h）番 茄2.07031.7茄 子2.04017.0甜 椒1.53015.8黄 瓜5524.0南 瓜1.54517.0甜 瓜0.45517.1西 瓜4.08021.0甘 蓝2.04011.3白 菜1.5-2.04011.0芜 菁4.05513.5芋 头4.08016.0菜 豆1.52512.0豌 豆2.0401

7、2.8芹 菜2.04513.0结球莴苣1.5-2.0255.7蘘 荷1.5202.3款 冬2.0202.28/5/202211第11页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第三节 蔬菜的物质生产与分配二、光合能力（四）源库平衡与光合能力 源大于库时，光合能力受抑制； 库大于源时，光合能力能得到充分发挥。（五）叶片叶绿素含量与光合能力 在一定范围内，光合能力随叶绿素含量的增加而增加。一般，当叶绿素含量达4-5mg/dm2时，光合能力不再增加。（六）根系发育与光合能力 通过影响地上部的生长和光合系统所需要的营养元素而影响光合能力。8/5/202212第12页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产

8、量形成第三节 蔬菜的物质生产与分配二、光合能力（七）叶温、CO2 、光照强度与光合能力 三基点现象。（八）水分条件与光合能力 作为光合作用的原料和光合产物运输的介质而影响光合能力。（九）无机营养与光合能力 作为光合酶系统的组成和影响光合器官的建成与光合产物的运输等影响光合能力。8/5/202213第13页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第三节 蔬菜的物质生产与分配三、光合时间 1. 创造延长叶片寿命，特别是壮龄叶寿命的栽培条件； 2. 充分有效利用一天中的光合时间； 3. 充分有效利用一年中的生长季节； 4. 合理设计栽培制度，利用间套混作技术提高复种指数。8/5/202214第14

9、页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第三节 蔬菜的物质生产与分配四、光合产物的消耗 1. 呼吸消耗 （1）暗呼吸 （2）光呼吸 2. 病虫害损失； 3. 灾害、机械或自然脱落。8/5/202215第15页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第三节 蔬菜的物质生产与分配五、光合产物的分配 1. 不同种类的经济系数不同：黄瓜、番茄0.4-0.5，菜豆、甜椒、结球叶菜0.6-0.7，根、茎菜0.5-0.9，绿叶菜0.9以上。 2. 内在条件的影响 （1）源库平衡 （2）生长和生理状况 3. 外在条件的影响 （1）生态条件 （2）外源物质的应用（叶面肥、生长调节剂等）8/5/202216

10、第16页，共32页。第四章 蔬菜的发育与产量形成第四节 生长分析法及其的应用 生长分析法的概念：就是把植物的生长现象分解成CGR，RGR，NAR，LAR，LAI等生长函数而加以分析等方法。 主要讲2个问题： 一、生长相关的函数 二、生长分析法的综合应用8/5/202217第17页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第四节 生长分析法及其的应用一、生长相关的函数 把蔬菜生长（重量、体积、长度等变化）看作时间的函数。（一）生长的S形曲线a 生长启始期b 指数生长期（大生长期）c 生长速度递减期d 生长持续期e 衰老期8/5/202218第18页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第四节

11、 生长分析法及其的应用一、生长相关的函数（二）“复利”法则 Blackman（1919）最早提出，生物体的大小或重量最初是按几何级数增加的。植物体干物质增长的过程如同银行存款，按照利率法增长。 Wt=W0(1+r)t 其变换式为： lnWt=lnW0+rt8/5/202219第19页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第四节 生长分析法及其的应用一、生长相关的函数（三）CGR（AGR） CGR（Crop Growth Rate）指作物生长速率，一般叫平均生长率或相对生长率。因而，英国有人用AGR（Average Growth Rate）表示。 CGR =（W2-W1）/（t2-t1） 其

12、单位为：重量时间-1， 或面积时间-1等8/5/202220第20页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第四节 生长分析法及其的应用一、生长相关的函数（四）RGR RGR（Relative Growth Rate）指植物在经某一段时间生长后，相对于原来的生长基础量，生长量增加的速率。 RGR = (1/W) (dW/dt) = (lnW2-lnW1)/(lnt2-lnt1) 其单位为： 重量重量-1时间-1， 或面积面积-1 时间-1等8/5/202221第21页，共32页。CGR与RGR的比较： CGR不便于处理间的比较，而RGR更适合用于的处理间比较。如甲乙两番茄品种幼苗试验初重分别

13、为2克和6克，经10天生长后重量分别为4克和8克，虽然二者的CGR均为0.2克/天，但RGR分别为0.0693克克-1天-1和0.0288克克-1天-1。8/5/202222第22页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第四节 生长分析法及其的应用一、生长相关的函数（五）NAR NAR= (1/L) (dW/dt) = (1/L) (W2-W1)/(t2-t1) 其单位为： 重量面积-1 时间-1。 NAR的局限性： 1. 仅用地上部测定NAR：苗期偏高，开花期接近正确； 2. 因光合作用不仅限于叶身，所以用叶面积计算的NAR往往过高估计了光合能力； 3. NAR的变化不能完全归于光合强度

14、的变化。8/5/202223第23页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第四节 生长分析法及其的应用一、生长相关的函数（六）LAR 叶面积比率LAR（Leaf Area Ratio）, 为叶面积与叶重比。 LAR= L/W 其单位为： 面积重量-1。 LAR与NAR和RGR的关系： RGR=（1/W） （dW/dt） =（L/W） （1/L） （dW/dt） =（L/W） NAR RGR=LAR NAR8/5/202224第24页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第四节 生长分析法及其的应用一、生长相关的函数（七）LWR 叶重比率LWR（Leaf Weight Ratio）, 为

15、叶重与全株重之比。 LWR= Lw/W LWR 与LAR 和SLA的关系： LAR= L/W =（L/Lw） （Lw/W） LAR=SLA LWR8/5/202225第25页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第四节 生长分析法及其的应用二、生长分析法的综合应用 Watson法则：按照干物质生产的观点，CGR=NARLAI，Watson（1958）试验指出，CGR与LAI之间存在着抛物线关系，CGR达到最大值时的LAI为最适叶面积指数，而NAR与LAI之间存在着负相关关系，NAR随LAI的增加而直线下降。一般将这一规律称为Watson法则。 日本星野和生（1976）运用生长分析法，分春、

16、秋两季，利用补光和遮光造成光照强度差异，研究了莴苣的物质生产及其因素。8/5/202226第26页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第四节 生长分析法及其的应用二、生长分析法的综合应用 （一）LAI与CGR和NAR的关系 将两季试验结果绘图（见右）可以看出，符合Watson法则。因而可以解析方程计算最适叶面积指数。 NAR=a-b(LAI) CGR=NARLAI=a(LAI)-b(LAI)2 d(CGR)/d(LAI)=a-2b(LAI)=0 则 a=2b(LAI) LAIopt=a/2b=3.9111/20.5219=3.758/5/202227第27页，共32页。 第四章 蔬菜的发

17、育与产量形成第四节 生长分析法及其的应用二、生长分析法的综合应用 （二）叶绿素含量与CGR和NAR的关系 将两季试验结果绘图（见右）可以看出，符合Watson法则。因而可以解析方程计算最适叶绿素含量（g/m2）。 NAR=a-b(Chl) CGR=NARChl=a(Chl)-b(Chl)2 d(CGR)/d(Chl)=a-2b(Chl)=0 则 a=2b(Chl) Chlopt=a/2b=3.9191/21.8450=1.068/5/202228第28页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第四节 生长分析法及其的应用二、生长分析法的综合应用 （三）叶片氮素吸收量与CGR和NAR的关系 将两季试验结果绘图（见右）可以看出，符合Watson法则。因而可以解析方程计算最适叶片含氮量（g/m2）。 NAR=a-b(N) CGR=NARN=aN-bN2 d(CGR)/dN=a-2bN=0 则 a=2bN Nopt=a/2b=3.8181/20.421=4.538/5/202229第29页，共32页。 第四章 蔬菜的发育与产量形成第四节 生长分析法及其的应用二、生长分析法的综合应用 （四）SLA与CGR和NAR的关系 两季试验结果表明，CGR与SLA间有显著负相关关系（r=-0.698），SLA对NAR也有显著影响，三者间关系不符合Watson法则，因而不存在最适SLA，不可以用