硕士-1高级蔬菜生理

我国植物生产现状（一）粮食1、2007年:5.02亿t为了城市建设和工业发展基础设施建设，中国每年大概从农民那里征用的土地将近20万公顷。

1978年到1999年期间，粮食总产３.0亿增加到５.1亿t，第一页，共184页。连续减产的主要原因：--粮食单产边际效益下降，难以提高--耕地逐年减少，改革后，年均减少28.7万ha--农业结构调整粮食面积减少--农民种粮积极性下降2030年人口将达到16亿，粮食需要6.3亿t，比目前的5.08亿t，还需增加1.3亿t，农业工作者任重道远第二页，共184页。2、“粮食安全”-----------已成为国家关注的大事--战略物质，--安全警戒线-？？kg/人·年--调节5-10%，园艺工作者认为15-20%--提高粮食的措施

增加面积；提高单产替补食物；保障措施

第三页，共184页。（二）全国园艺作物播种面积为2914.62万ha，产值7169.86亿元；占GDP的5.02%，占农业总产值的34.0%，与粮食、畜产品成鼎立之势。

第四页，共184页。1、蔬菜：播种面积：1970.82万hm2（05年2100万ha），总产量：6.2亿吨；总产值：6856.07亿元--占园艺总产值的72%人年均：380kg。蔬菜面积、产量、人年均量均居世界第一蔬菜产业几乎成为农业第一大产业-第一中国有世界三大菜园之一第五页，共184页。其中，设施栽培275万hm2，占21%/蔬菜总面积；占35-40%/蔬菜总产量；占50-60%/蔬菜总效益。第六页，共184页。2、果品：果树909.8万ha，水果总产量达到7132万吨，果桑茶产值1364.79亿元-占园艺的23%--以苹果、柑、香蕉居多；

露地与保护地栽培水果面积和产量都居世界第一第七页，共184页。3、花卉：花卉栽培面积：30.65万ha花卉总产值约：293.99亿元；占园艺总产值的5%出口额：8，283.1万$合计

观赏苗木159099.5ha盆栽植物36985.0ha工业及其他用途花卉32537.2食用与药用花卉27161.2草坪21973.4

切花切叶17900.0第八页，共184页。植物类产值与贸易额（2001）农产品产值(亿元)城乡集市贸易额(亿元)粮食≥4600≥2000蔬菜≥3150≥3000水果≥1000≥2000油料500左右棉花≥400烟草≥300糖料150左右花卉≥100茶叶100左右肉禽蛋≥3550水产品≥1650第九页，共184页。农业生产和居民消费金字塔花卉水果肉蛋奶蔬菜粮食第十页，共184页。1、生物科学技术日新月异：21世纪-信息和生物的世纪，尤其是生物科学—高校生物专业热；医学最快植物科学研究特点与现状第十一页，共184页。2、分子生物学与生物技术渗透到各个领域：--重要农作物的功能基因组学和生物信息学

涉及基因定位、克隆、测序、功能及其调控--重要作物细胞工程和分子育种

分子标记辅助育种、基因工程-雄性不育及抗性基因工程、抗逆砧木的分子标记辅助育种及基因工程、种间杂交与细胞融合

第十二页，共184页。生物信息学第十三页，共184页。重要农作物的农艺性状基因的分子标记定位及精细作图，农作物产量、品质、抗逆性相关基因的分离、克隆及功能研究。水稻、番茄等的基因图谱已完成已完成黄瓜基因组测序第十四页，共184页。在生物技术方面：--转基因植物的问世-大豆、棉花、花卉、番茄、土豆、辣椒；--分子标记辅助育种蔬菜的转基因—食品安全问题—3级-推广第十五页，共184页。作物常规育种方法与新品种选育的主攻高产、优质、安全、多抗及多元化需求；育种方法：常规、转基因、辐射、体细胞融合、突变体筛选、分子标记辅助育种等第十六页，共184页。3、研究手段日趋先进--如光合仪--DNA测序仪4、逆境生理研究异常活跃：日光温室的“亚适宜”环境-弱光低温高湿沙化、盐碱地等文章居第一，高于光合；第十七页，共184页。5、设施农业备受重视：面积、产量、产值世界第一国家较重视，863、科技攻关社会认可度高；第十八页，共184页。6、鼓励学科交叉和单位联合；国家科技攻关项目，大型项目一般都采取这一措施第十九页，共184页。7.育种目标更高、更明确、育种方法更先进：育种目标：--主攻高产、优质、安全、多抗及多元化需求；育种方法：--常规育种—选种、引种、有性杂交育种；--分子育种--分子标记辅助育种、转基因；--离体培养育种—花药、体细胞融合；--诱变育种-化学、辐射育种、多倍体育种；--太空育种--第二十页，共184页。8、加速成果转化：束之高阁的多，物化的少--成果转化基金；农业部设立了948项目：引进吸收外国现成成果；第二十一页，共184页。9、安全及标准化生产--是当前和今后一个时期的主要方向有机蔬菜及其概念绿色蔬菜的误区产前-产中-产后及产品安全检测从田头到餐桌全程控制

第二十二页，共184页。无污染食品的等级差别及其相关性有机食品AA级绿色食品A级绿色食品无公害食品无污染食品第二十三页，共184页。影响食品安全的因素：产地土壤及周边环境生长调节剂应用利弊有机农药的合理使用环境污染及综合治理连作障碍及生物修复第二十四页，共184页。标准化：国标行标和部标地方标准等--特别是各种作物的栽培技术规程信息农业、数字农业、精准农业方兴未艾第二十五页，共184页。10、宏观-微观-介观同时研究：宏观←→微观←→介观：生态←→细胞←→纳米；

第二十六页，共184页。目前国家支持的重点粮食安全（战略物质、警界线）设施农业（国家科技攻关；863）植物育种（国家科技攻关；863）转基因专项（科技部农业部863）植物分子生物学研究基本代替生理学研究行业科技、体系创新，第二十七页，共184页。中国对农业的三大贡献杂交水稻日光温室作物嫁接第二十八页，共184页。设施农业称谓的演变--Protectedculture（70年代前）；--InstallationagricultureorEstablishmentagriculture（80年代后）--Industrializedagriculture--94年科委启动“工厂化高效农业”重大科技产业工程项目提出--Controlledenvironmentagriculture--01年国家863起动“生物及现代农业领域”项目时提出--New-typeindustrializedagriculture（04滚动）多数专家认为，还是改为保护地栽培—接轨第二十九页，共184页。90年代随着航天事业的发展，应运而生了--航天植物生产（spaceflightplantproduction）美国宇航中心首先利用航天器在失重及强辐射等环境条件影响下，利用最先进无土栽培等农业科学技术，以最小面积生产最多的食物，以支持宇航人员在太空中生存。

第三十页，共184页。目前已成功栽培小麦、玉米、番茄、豆类、薯类等作物。在这一特定条件下多数作物生长期缩短，一般在50-60d；植株变矮，茎变粗，如玉米成熟时株高仅为40-50cm，以利于大幅度增加密度，如小麦可达1万株/m2，番茄100-120株/m2。就目前的技术条件下，6m2就可以满足1人在太空中生活或生存所需要的的麦、薯、豆、菜等。第三十一页，共184页。--航天植物育种（spaceflightplantbreeding）。同时，人们把植物种子搭载到航天器上，在微重力、强磁场、强辐射等因素的作用下，使植物的遗传物质发生变化，进而培育出新的蔬菜品种—现状与前景。第三十二页，共184页。第三十三页，共184页。第三十四页，共184页。3、现代化温室

（VinerytypeGreenhouse）第三十五页，共184页。第三十六页，共184页。第三十七页，共184页。第三十八页，共184页。第三十九页，共184页。第四十页，共184页。第四十一页，共184页。第一章绪论：一、范围含义：是植物生理学与蔬菜栽培学有机结合的一门交叉学科或边缘学科，--研究产量形成过程中的生理问题--是《蔬菜栽培学》的深入与提高；-是连接《生理学》与《栽培学》桥梁，有助于《植物生理学》的应用和内容扩展。Environmentalplantphysiology；

Ecophysiology；Cropphysiology；Whiterevolution--plasticfilm；Successioncropping，第四十二页，共184页。第一章绪论：二、与植物生理学和栽培学的关系(一)植物生理学-栽培的基础，研究植物生命活动规律、揭示生命现象本质的科学：生长发育与形态建成-生命活动外在表现春花秋实-发长收藏物质与能量代谢--水、碳化物-矿质-呼吸；信息传递与信号转导--各种信号胞器官间传递及胞内转导。第四十三页，共184页。（二）蔬菜栽培学--栽培管理方法，是根据蔬菜生长发育规律与环境条件的关系，采用先进的栽培管理技术，获得高产优质安全的蔬菜产品，内容包括：1蔬菜发育规律及产量、品质的形成2环境条件变化规律及其控制对蔬菜生育的影响3先进栽培管理技术--协调物质制造运输与分配第一章绪论：第四十四页，共184页。（三）蔬菜（栽培）生理学---产量形成过程中的生理问题生长发育的基本规律器官形成形成生理与基因调控环境因素对产品器官的影响以及对基因表达产量形成的理论等第四十五页，共184页。第一章绪论：-生物（蔬菜）-环境（温光水肥气土等）-人（栽培技术及其调控）第四十六页，共184页。（四）<Molecularbiology>广义--生物大分子结构与功能的研究；狭义--核酸（基因）的分子生物学，包括DNA复制-转录-翻译及其调节（也涉及蛋白及酶结构与功能）。（五）上述几门课的相关性:育种学←遗传学←分子遗传学（←生物化学→）→分子生物学→生理学→栽培学第四十七页，共184页。第一章绪论：三、简史与展望四大文明古国、6000年前的半坡博物馆、甲骨文中的囿、圃、明清时期—先进—落后的转变时期-贾思勰《齐民要术》533-544第四十八页，共184页。第一章绪论：三、简史与展望-李曙轩主编《蔬菜栽培生理》1977，上海科技出版社-蒋先明主编《蔬菜生物学基础》1980，自编教材-郑广华主编《植物栽培生理》（PhysiologyofFieldCrops）（1983）：-陆帼一主编《蔬菜生理学基础》1984，自编教材-张振贤主编《蔬菜生理》1993，中国农业科技出版社-蒋先明主编《蔬菜栽培生理学》1996，中国农业出版社第四十九页，共184页。最新版：《高级蔬菜生理学》2008，----首次的研究生专门教材----12章约80万字，以产量形成为中心，以产品器官形成为主线，突出分子生物内容=基因调控第五十页，共184页。国外有影响的蔬菜生理学专著日本：集体编著，《蔬菜生物生理学基础》1970杉山直仪主编,《蔬菜发育生理与栽培技术》1976苏联：集体编著《蔬菜发育生理及栽培技术》1979美国：F.P.Gardnent，R.L.Mitchell《CropPhysiology》

第五十一页，共184页。HayRKMandWalkerAJ，《Anintroductiontothephysiologyofcropyield》，1989即《作物产量生理学》（PhysiologyofCropYield）第五十二页，共184页。农学有关的生理学回顾值得一提的是著名作物生理学家Evans《作物生理学》，1975新时代从基因阐明生理问题，产量及器官形成的基因调控，为遗传工程定向改造作物提供依据。作物生理学是植物育种和农学进行创造性相互作用并产生新的农业革命的“助产婆”（Evans，1994）。加强作物生理学研究意义重大。第五十三页，共184页。

1905年：德国学者F.F.Blackman提出“限制因子定律”，至今仍是作物产量分析的基本定律。1915年：英国学者Balls最早运用F.F.Blackman的限制因子定律来解释棉花产量形成及其与环境的关系。作物产量生理学研究由此开始。20世纪作物产量生理学研究回顾第五十四页，共184页。

1917年：Gregory和V.H.Blackman（1919）创立了植物生长分析法。Fisher（1920）将生长分析法总结为如下公式：植物生长率＝叶面积×同化率；

Watson（1947-52）对生长分析法贡献较大，提出了“LAI”的概念，并对净同化率重新进行了定义。著有------《植物生长分析》第五十五页，共184页。

1953：日本学者门司和佐伯研究了群体光分布与叶面积的关系，导出了著名的群体消光定律:I=I0e-KF，提出了群体物质生产概念，使传统的生长分析发展为物质生产观点上的生长分析，也从此开始了光合作用的计算机模拟工作。50年代：日本学者研制出CO2分析仪，开始在大田条件下研究作物个体和群体的光合作用。60年代:苏联-群体结构中叶层配置和叶角受到重视。第五十六页，共184页。50年代：卡尔文提出了“光合碳循环”（C3途径）。1957年，Fujiwara和Syzuki进行旗叶14C标记研究物质运输与分配规律。据此，提出并建立了源-库关系的概念：光合同化物分配受源、库代谢活性的控制。60年代：发现了植物光合作用的CAM、C4途径和光呼吸作用。第五十七页，共184页。1962年：VanDobben首先发表了生物学产量、经济学产量和收获指数等观点，并研究了相互关系。

60年代初，日本学者角田提出了株型概念；1968年，Donald提出了著名的“理想型”概念，并倡议开展理想型育种。第五十八页，共184页。60年代：绿色革命兴起：国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）培育出墨西哥矮杆小麦品种；国际水稻所（IRRI）培育出高产矮杆水稻品种。deWit等一批学者开展了作物光合作用和作物生理过程的计算机模拟研究。生产了“初级作物生长模拟机”（ELCROS）第五十九页，共184页。80年代：提出了同化物分配的分室模型和代谢控制点假说，对同化物源端装载、库端卸载的机理更加明确。

第六十页，共184页。90年代：运用分子生物学方法研究作物源库调节机理和源库关系，使产量生理学研究进入新的发展时期。资源利用效率和营养改良的生理学研究蓬勃兴起，酝酿新的绿色革命。提高光合效率的基因工程取得突破性进展（转PEP羧化酶水稻）；IRRI的新株型水稻。中国的超级稻。第六十一页，共184页。●一个目标：●两个面向：--面向育种—常规与分子育种--面向农学—农艺学Onefacelookstowardagronomyandbreeding●三大任务：--揭示机理；--鉴定指标--生理模拟蔬菜生理学未来发展第六十二页，共184页。●四个层次：--群体——个体——细胞-----分子●五大方向：--高产生理—如何突破产量限制?--高效生理—如何提高资源利用效率？--安全生理---确保产品安全无害--优质生理—调节品质形成生理，改善品质性状--抗逆生理—高低温、干旱、强光、连作障碍等第六十三页，共184页。●研究热点1、高光效机理与调节2、产品储藏物合成的机理与调节3、CO2浓度倍增下作物生理与生育4、水分利用效率与抗旱性生理5、养分利用效率生理与调节6、抗生物胁迫与非生物胁迫生理7、激素与作物信息调控机理8、根系功能及其与地上部关系生理9、源库关系的分子调控10、发育特性的分子机理与生育期调节11、作物衰亡机理与滞绿性12、作物生理模拟13、新株形设计与高效群体调控（冠层光N分布）第六十四页，共184页。第一章绪论：四、与其它学科的关系植物生理学、细胞生物学、分子生物学蔬菜栽培学生态学、形态学、解剖学、分类学、气象学、土壤学、肥料学、遗传学、育种学、设施园艺学、园艺工程学、。第六十五页，共184页。五、世界人口与粮食现状与展望地球上的人口：1万年前，约500万人；2000年前，约2.5亿人。从2.5亿人增加到5亿人；公元1830年，约10亿人；1930年，约20亿人；1975年，约40亿人；目前，近70亿，每年新增9000万人。预测到2025年，达到80亿，2050年达到100亿。粮食增长第六十六页，共184页。20世纪的大事件农业的发展：--原始农业--传统农业--现代农业发达国家的农业现代化现代农业：用现代的工业、科技、管理方法和经营思想武装的农业，其特征是机械化、电气化、化学化、水利化、商品化、知识化。上世纪40年代，美国率先实现农业现代化，到60年代，占世界耕地面积40%、人口24%的工业化国家先后实现了向现代农业的转变。

第六十七页，共184页。世界农业史上的三次革命：一是，次绿色革命60年代初兴起，80年代中期以后暗淡。以大幅度提高粮食产量为标志。主要技术：良种+化肥+灌溉+农药第六十八页，共184页。1967年出版的《饥荒时代》（TimeofFamines）书中预言：“从现在起的10年，部分欠发达国家将遭受饥荒，在15年内，饥荒将成为异常的灾难，由此引发的暴力革命、社会骚乱和经济动荡将席卷亚洲、非洲和拉丁美洲地区。”绿色革命的背景第六十九页，共184页。第七十页，共184页。第七十一页，共184页。第一次绿色革命期间：●人口：1960~1985年人口增长率1.9%●粮食：1960~1985年粮食增长率2.2%，增加一倍；●化肥：1961~1996年，化肥使用量从0.31亿吨增加到1.35亿吨●灌溉：1961~1996年，灌溉面积从1.3亿公顷增加到2.63亿公顷●农药：1950~1990年，农药销售额扩大28倍第七十二页，共184页。绿色革命的成就●粮食生产量加倍●人均粮食增加37%●每人每日卡路里增加35%●实际粮食价格下降50%●剧烈的环境破坏得以避免1996年世界粮食首脑会议报告指出：

“绿色革命显然使亚洲避免了重大粮食危机，成为中国、东南亚和南亚地区惊人的经济增长的基础。”第七十三页，共184页。第七十四页，共184页。二是，白色革命设施农业-工厂化农业-可控环境农业-保护地栽培透明软质塑料：PVC（聚氯乙烯膜及其功能膜）PE（聚乙烯膜及其功能膜）EVA（乙烯醋酸膜）硬质塑料：FRP（玻璃纤维增强聚酯树脂板）FRA（玻璃纤维增强聚丙烯树脂板）MMA（丙烯树脂板）PC板（聚碳酸酯树脂板）玻璃：第七十五页，共184页。三是，叶绿体革命：即将来临的一场大革命--光合膜--PEPase转基因--LHC-Ⅱ复合体的晶体--增加植物抗性第七十六页，共184页。中国对农业的贡献杂交水稻--800kg/667m2；日光温室---经济、实用、高效；栽培面积约21%，经济产量约35%，经济效益约50%蔬菜嫁接--增产、抗逆。第七十七页，共184页。第七十八页，共184页。<高级蔬菜生理学>绪言第1章蔬菜种子发芽及幼苗生理第2章蔬菜的光合作用第3章蔬菜的水分生理第4章蔬菜的营养生理第5章蔬菜的生长发育及其调控第6章蔬菜产量形成第7章蔬菜群体生理及群体结构的调控第8章蔬菜营养产品器官形成生理及调控第9章蔬菜花果产品器官形成生理及调控第10章蔬菜的逆境生理第11章蔬菜品质形成生理第12章分子生物学技术在蔬菜生理研究中的应用第七十九页，共184页。第5章蔬菜生长发育与产量形成5.1生长特性5.2发育特性5.3分化特性5.4生长发育分化的关系5.5生长发育分化与促控结合5.6产量形成特性及其与生育的关系第八十页，共184页。§1生长发育及分化5.1生长特性（1）概念及意义-Growth（2）类型：（3）生长动态---S型曲线生长中心---因生育时期而异—管理？生长特点---第八十一页，共184页。（4）生长相关：根/冠比-------Root/Top-器官相关--异名器官；同名器官生长相关--营养与生殖；顶端与侧生异速生长y=bxk（k为异速生长常数）第八十二页，共184页。§1生长发育及分化异速生长y=bxk，k为异速生长常数，受环境影响较大：温度：水分：与果形、叶长第八十三页，共184页。§1生长发育及分化温度与叶长(日本，大竹良知1983）第八十四页，共184页。§1生长发育及分化（5）生长因素：A：外因：气候的---温光水气风污染等；土壤的---质地、结构、有机质、EC、pH生物的---病虫、杂草、微生物；B：内因：Pn/Re/CHO/E/活力，源库关系等（6）生长限制因素：最小因子率，报酬递减率，界百分率，最适因子、限制因子等第八十五页，共184页。§1生长发育及分化（7）生长分析：1.RGR＝Ｗ＝ＷｏｅRT；

2.RGR(relativegrowthrate相长率)＝

1/W*dW/dt=d(LnW)/dt；(g/g.d)3.NAR(netassimilationrate)＝；4.CGR(cropgrowthrate，平均生长率)＝

/P*dW/dt=Al/P*dW/dt*1/Al=LAR*NAR第八十六页，共184页。5.SLA(Specialleafarea)＝La／Lw；；6.LWR(Leafweightrate)＝Lw／W7.LAR(Leafarearate)＝La／W；＝LA/Lw*Lw/w；=A/W=A/dw/dt*dw/dt/W=1/NAR*RGR＝RGR/NAR；8.SLW(Specialleafweight)＝Lw／La第八十七页，共184页。§1生长发育及分化9.LAI（Leafareaindex）＝La/P10.LAD(leafareaduration，以叶为基础)又称光合势或叶日积(L1+L2)(t2-t1)/211.Yield=LAD*E12.LAID(leafareaindexduration，以LAI为基础)；13.BMD（biologymassduration)；第八十八页，共184页。14.HI（harvestindex）15.MGR(mixgrowthrate)＝PAR**Q**E;16.PAR-光合有效辐射；17.Q－截获的PAR；18.E－PARuseefficience）J.Amer.Soc.Hort.Sci…1999,124(2):99-105第八十九页，共184页。§1生长发育及分化5.2发育特性：（1）概念(Development)：广义:植物组织、器官或整体在形态结构和功能上的有序变化过程--个体水平上能导致生活史向前发展的质变,延存器官的产生、根茎叶形态建成与生长模式。狭义:营养生长向繁殖器官的过渡的一系列质变，直至繁殖器官的形成。开花结果，果实生长是生长？发育？（2）意义：发育的结果→生长的结果→第九十页，共184页。§1生长发育及分化（3）特点：时空顺序：细胞、器官的变化是按一定的时间和空间顺序的质变：-规律。遗传物质：DNA环境影响：低温、日长、营养、水分等第九十一页，共184页。§1生长发育及分化（4）有关发育的几个理论问题

阶段发育论--体内碳/氮比--光敏色素素--开花素营养型--基因调控型--逆境适应型--提前传代第九十二页，共184页。（5）须清楚的几个概念：

生育期--生长期--日历年龄--生理年龄--第九十三页，共184页。§1生长发育及分化5.3分化特性（1）概念(Differentiation)：不同部位的细胞由于生理、生化特性的差异和生长方式的不同，而在细胞组织、结构方面建立起局部差异的过程，即从一种同质的细胞类型转变成形态结构和功能与原来不相同的异质细胞类型的过程称为分化

（2）特点：极性、不均等分裂、cell全能性、代与分化。分化与发育不同：狭义的发育局限在生长点上，而分化是在植株的每个部位-表皮，导管，木栓形成层、薄壁、海绵细胞等。第九十四页，共184页。§1生长发育及分化分化与生长不同：生长是同质细胞的分裂，是量变，而分化是异质细胞的的分化，其异质性表现在：A：生理功能变化：如薄壁细胞分化为输导组织等；B：形态结构变化：薄壁细胞的纤维化等C：化学物质变化：内部的物质发生了很大的变化。第九十五页，共184页。§1生长发育及分化5.4生长发育分化间的关系（1）相互联系、制约，贯穿自始至终；（2）生长是基础，发育和分化又包含生长，分化是发育所必须的，发育是生长和分化的总结果；（3）三个过程都需要能量：在物质分配上/协调-竞争-统一，特别是果菜类，物质与能量在地上地下的分配----十分重要2类生长中的分配竞争特别激烈，认真协调。第九十六页，共184页。（4）物质的利用方式与中心：保证不断转移的生长中心-生长与狭义的发育物质积累性质生物产量及经济产量生产上的促控结合非常重要

第九十七页，共184页。§1生长发育及分化5.5生长发育与促控结合（1）促控概念：促：采取的技术与控制的环境条件有利于茎叶生长的一切措施；水氮充足、高温等控：反之，或有利于根系生长的技术与环境；促控结合：据每种蔬菜的生育规律和生长中心不同栽培上该控时则控，该促时则促。第九十八页，共184页。§1生长发育及分化（2）促控关系：孪生兄弟：控中有促，促中有控；促控结合：需控则控，需促则促（3）采取促控措施的形态标志如黄瓜：发芽-幼苗-转折-结果-第九十九页，共184页。§1生长发育及分化5.6与产量形成（见产量形成一节）第一百页，共184页。§2温度与生育的关系2.1温度的作用（1）对生长和生理（2）对发育的作用A：三基点温度B：活动温度(B)-高于生长下限温度的日平均温度；C：生物学零度：生长的下限温度D：积温-某一时段内逐日均气温累积之和；E：有效温度：日平均温度(ti)与生长下限温度之差；F：有效积温(A)：某时期内有效温度的总和A=∑(ti-B)不同作物差异较大如大白菜1900/6oC·日，番茄3000/13oC·日第一百零一页，共184页。§2温度与生育的关系2.2温周期（1）年际温差Latitude1o—0.5oCAltitude100m—0.5oC地下:1.5m以下温度基本稳定在13-15oC1000m—25-30oC（2）季节温差Latitude(-southpoleandnorthpole)、Altitude、沿海、内陆有别----与产品器官形成的关系第一百零二页，共184页。§2温度与生育的关系（3）日夜温差PhototemperatureNyctotemperatureTphoto=Tmax-1/4(Tmax-Tmin)Tnycto=Tmin+1/4(Tmax-Tmin)与纬度、海拔关系密切--旱作番茄；一年四季温差最大的季节是：适宜的温差10oC第一百零三页，共184页。§2温度与生育的关系温差蔬菜生产：

与物质积累：与产量：黄瓜干重1250kg/鲜重3.0万kg/667m2；新疆：玉米1504kg/;1030kg/667m2；内陆：950kg800kg与品质：厚皮甜瓜东移；与着色：与开花结实：第一百零四页，共184页。§2温度与生育的关系与植株形态：高温低温叶薄黄寿命短细长相应茎细长节间长根根量少浅果大小化瓜着色内含物等（4）春化：低温程度、持续时间、绿体春化等（5）温度与生产：-播期、引种、温室问题；（6）温度的研究方法第一百零五页，共184页。§2温度与生育的关系(7)温度障碍：高低温，亚适温(8)温度应注意：同化与异化-消耗、积累、抗性；适温与蔬菜种类-播期-产品形成；温度与生长量、生长速率；气温与地温；气温与叶温；引种第一百零六页，共184页。§2温度与生育的关系（9）亚适温与日光温室果菜类生长的关系：生理激素基因表达结构功能第一百零七页，共184页。§3光照与生育的关系3.1光强molm-2s-1，Em-2s-1，lux,j种类与光强光强与生育生理过程、解剖结构范形作用产量品质第一百零八页，共184页。3.2光质可见-------------------光合红外-------------------徒长紫外A、B、C-------壮苗其UV-B（280nm）是研究的热点。—温室生产：第一百零九页，共184页。§3光照与生育的关系3.3光时（1）光时反应-光周期理论；远红光和蓝光等于长日；（2）光敏色素（3）光时与生长发育：与休眠，短日促，草莓是决定因素与器官脱落与引种与器官伸长-促抽薹茎伸长与叶片发育-长日下短日植物叶变小，色素增加短日下长日植物叶变大，第一百一十页，共184页。§3光照与生育的关系与器官形成，短日、长日需求型；与叶数叶形，与种子萌发与控制分枝与黄化和生长与性别第一百一十一页，共184页。GA、SA---------长日第一百一十二页，共184页。§4产量形成4.1产量含义蔬菜生物学和经济学产量K=E/B(bio-yield;eco-yield)3.0万kg/667m2//干物质重第一百一十三页，共184页。4.2产量的构成叶菜类：果菜类：块茎类：根菜类：第一百一十四页，共184页。4.3产量形成特性A：营养器官：Y=aX*1/(1+abx)-渐近曲线1+abx-为竞争因素，植株最高产量A因密度的增加而引起株间竞争递增而降低的方式如萝卜、胡萝卜第一百一十五页，共184页。B：果菜类：Y=a+bx-cx2-抛物线—茄果类、瓜类等。C：还有些蔬菜，如韭菜、分葱、芦笋、茭白、莲藕、荸荠等通过分蘖自行调节密度，稀时多分蘖，密时少分蘖—自我稀疏现象第一百一十六页，共184页。4.4品质:安全优质----急需研究第一百一十七页，共184页。第三章种子与发芽生理§1种子与发芽§2育苗生理第一百一十八页，共184页。§1种子与发芽1.1种子寿命与劣变

长寿种子5-7a以上，使用年限2-4a中寿种子2-5a，十字花科茄科葫芦科2-3a短寿种子1-2a1-2a1.2发芽生理

1.3提高种子活力的技术措施硬化处理渗透处理-PEG第一百一十九页，共184页。§2育苗生理2.1形态建成（1）茎端分化与生长（2）根端分化与生长（3）花芽分化与器官形成2.22.3第一百二十页，共184页。2.2壮苗生理传统的概念：（1）壮苗概念（2）形态特征（3）生理特性（4）苗龄与秧苗素质（5）环境与壮苗现代的概念：穴盘育苗第一百二十一页，共184页。第四章光合作用第一百二十二页，共184页。第五章水分生理第一百二十三页，共184页。第六章营养生理第一百二十四页，共184页。第七章蔬菜产量形成的调控生理§1化控技术的调控作用§2植株调整的调控作用§3土壤和肥水的调控作用§4温度和光照的调控作用第一百二十五页，共184页。§1化控技术的调控作用1.1植物激素的种类与生理效应生长素：促进生长、生根、结实、诱导雌花分化、促进气孔开放；赤霉素：促进茎伸长、诱导开花、打破休眠、诱雄、单性结实、延缓衰老；分裂素：促进分裂、芽分化和细胞扩大，消除顶端优势、促进侧芽，延缓衰老，打破种子休眠；脱落酸：促进休眠、脱落和气孔关闭，抑制生长，增加抗性；乙烯：改变生长习性，促进成熟、脱落、开花和雌花分化，第一百二十六页，共184页。1.2近年来新型激素：油菜内酯：促进cell伸长和分裂，促进光合，增加抗性茉莉酸(jasmonicacid,JA)及其甲酯(methyljasnonate，JA-Me)抑制生长、萌发和花芽分化，促进生根和衰老，提高抗性水扬酸(salicylicacid,SA):诱导开花，增强抗性，多胺(polyamines,PA):促进生长，延缓衰老，增强抗性寡糖素(oligosaccharin):增强抗性，控制形成建成和生长。第一百二十七页，共184页。1.3生长调节剂：A、矮壮素-chlorocholinecholride-CCCB、多效唑-PP333C、青鲜素-MH-D、整形素-MorphactinE、助壮素-PLX---MepiquatoF、三碘苯甲酸-TIBA-235-TriiodhenzoicacideOther:第一百二十八页，共184页。1.2生长调节剂的调控作用基本生理作用：促进生根调控休眠与萌发调控生长，促抑防止器官脱落调节抽薹开花提高抗逆性第一百二十九页，共184页。促进成熟控制性别蔬菜保鲜生产无根豆芽扦插生根使用的种类、浓度、时间、方法无公害问题：2，4-D、MH、TIBA、Eth等第一百三十页，共184页。§2植株调整的调控作用1、调节营养分配2、协调地上地下3、改善通风透光4、调整发育进程5、改善产品品质6、提高作物产量第一百三十一页，共184页。§3土壤和肥水的调控作用1、水的生理作用（细胞质组成、溶剂或介质、原料、保持姿态、调节体温）：Regulation:A、nutritionandsexualreproductiongrowth：fruit,stemandleaves；B、root/top;C、morphologyandanatony：气孔、角度-图；D、physiology：氧气-Pn、E、Tr、Trans-等；E、yieldandquality：F、distribution：

第一百三十二页，共184页。2、肥的生理作用—生命物质构成成分、酶、酶的活化剂、促进生理代谢。A、root/top：N-促进地上B、quality-nitrate,CHO,PrC、resistence:diseaseandstressD、structure,morphologyE、growthandyield第一百三十三页，共184页。3、土壤的调控作用A、土壤质地B、土壤耕作-第一百三十四页，共184页。§4关于温光的调控的综合作用第一百三十五页，共184页。第八章蔬菜高产群体生理及其调控§1蔬菜植物的群体构成§2群体结构与光能利用率§3合理群体结构的调控第一百三十六页，共184页。§1蔬菜植物的群体构成1.1蔬菜群体的概念：（1）蔬菜群体：是由多数既相互独立又密切相关和相互影响的个体组成：--环境因子发生很大改变--产量。单一群体复合群体第一百三十七页，共184页。（2）群体生理：群体生长过程中的光能利用、养分吸收运转、群体消长、调节、人工控制、群体生态变化规律与产量形成关系，个体与群体关系（3）群体结构：一定条件下器官的空间分布(g/cm3)(cm2/cm3)第一百三十八页，共184页。1.2群体结构A光合层：B支持层：支持光合层合理空间分布；联系光合与吸收层。C吸收层：

第一百三十九页，共184页。研究方法：大田切片法(门司正三等)把光合层与支持层分开下图是阔叶(茄子)与窄叶(生姜)植物的群体结构图角田又有所改进。第一百四十页，共184页。菜豆生理层次描述图第一百四十一页，共184页。1.3蔬菜群体结构的主要类型：1水平和丛生叶群类型2垂直叶群类型3混合叶群类型4蔓性蔬菜类型--蔓性塌地--蔓性支架5间作套种第一百四十二页，共184页。§2群体结构与光能利用率2.1群体结构对光能利用的规律把叶层看作是均匀的介质，当光线通过时符合Beer-lambert定律：LF=I0e-KF

——（1）LF-某叶层光强；I0冠层自然光强；F-LAI；K-消光系数P=ABI/(A+BI)—————（2）A、B-两个常数当光弱时，分母中BI相对较小，P≈BI当光强时，BI大，A相对较小，P≈A由1式代入2式可求出总光合。第一百四十三页，共184页。光截获率：LI=(I0-I)/I0第一百四十四页，共184页。第一百四十五页，共184页。2.2群体光合作用1群体光合速率(CPn):<单叶，10～142群体光合特性CO2需求特性需光特性：CPn日变化CPn与LAI（用叶面积和土地面积计算CPn）CPn测试方法CPn与CGR第一百四十六页，共184页。A：需光特性

CPn饱和点：1700；补偿点：110

单叶饱和点：850；补偿点：22～25umolm-2s-1.第一百四十七页，共184页。B：CO2需求特性:CPn饱和点：1400；补偿点：120单叶饱和点：1300；补偿点：47mg/L第一百四十八页，共184页。C：CPn日变化：--单峰型第一百四十九页，共184页。D：CPn与LAI的关系

E：CPn的计算方法：第一百五十页，共184页。3群体光合生产率（1）概念：g·m-2·d-1，g·LAI·d-1，LAI与CGR第一百五十一页，共184页。（2）LAI概念LAI=LA/P95%来自Pn，

LAI与产量的关系——复杂

第一百五十二页，共184页。（3）LAI的特性：发展过程y=f(t)最适值-到达的时间、维持时间的长短与品种、空间分布、环境条件、栽培技术等关系密切。第一百五十三页，共184页。（4）LAI的影响因素密度、肥水、环境、栽培技术、LAD、NAR、CGR、光截获、消光系数第一百五十四页，共184页。LAI的主要类型：糖用甜菜黑麦三叶草羽衣甘蓝第一百五十五页，共184页。常见蔬菜LAI的三种类型：最适：果菜类=茄果瓜果豆类最大：生姜、韭菜等超过最适后CGR仍较高：叶球菜，如大白菜-净菜率？第一百五十六页，共184页。影响干物质分配的各种因素第一百五十七页，共184页。生育进程中贮存能量的分配：第一百五十八页，共184页。（5）叶面积指数的影响因素：光照叶倾角：株型育种叶向指：Slov=∑(n;I=1)A(Lf/Lt/n)(PepperR.B.1977)式中

A-叶角；Lf-叶基至叶最高点的距离；Lt-叶基至叶尖距离；n-所测叶数。

一般叶向指越大，叶角度越小，透光越好，CPn越高。叶角、太阳角与CGR第一百五十九页，共184页。LAI和叶片角度对植物生长速率的影响第一百六十页，共184页。直立叶的优点与缺点：优点：缺点：叶间距与CGR：多数作物叶间距应大于叶宽的2倍，但阔叶难。第一百六十一页，共184页。（6）LAIopt计算方法A、数学法：P底=ABI0e-KF/(A+AI0e-KF)=R当光弱时，分母中的BI0可忽略不计则：P底=BI0e-KF=RF最适(LAIopt)=1/k·lnBI0/R≈4第一百六十二页，共184页。B、几何法:

（a）把作物冠层看成一球体（果菜）

球体面积=4r2m2，投影面积=r2m2，

LAI=4r2m2/r2m2=4

（b）把作物冠层看成一球体（果菜）

正方体面积：A2*6，投影面积：A2（A-边长）。

LAI=A2*6/A2=6第一百六十三页，共184页。（7）叶的寿命及其影响因素生长特性：功能影响叶寿命的内因：基因调控：营养调控：激素调控：IAA、GA外因：第一百六十四页，共184页。（8）光合势与产量光合势：又称光合势或叶日积

LAD=(L1+L2)(t2-t1)/2(LAD--leafareaduration)如黄瓜：20-60万m2·d第一百六十五页，共184页。（9）LAIopt与产量A、绿叶菜类-LAI与产量正相关B、变态的叶、根、茎器官产品-关系复杂叶球、肉质根等C、果菜类：最复杂D、高产需处理好：源-流-库：源大，库足，流畅第一百六十六页，共184页。（10）合理密植对产量贡献最大黄瓜：露地：3500株/667m2，大棚：6000株，株行距20～25cm×55～60cm。日光温室：稀植技术—3000株/667m2，番茄：露地：3500株/667m2，大棚：3500～4000/667m2日光温室：2600～2800株/667m2，第一百六十七页，共184页。合理密植可改善光照，提高光能利用，但株行距应与采光时段相结合；在1月光照时数约5h，9：30-14：35h*15≈75o（360o/24h≈15o）

若吊蔓高度为1.5m，光线能照到基部叶片的行距应是以5h计：应是1.15m（tan37.5o*1.5m），以4h计：应为0.866m（tan30o*1.5m）（倒三角？？？？？）较目前0.6m的行距都大；第一百六十八页，共184页。目前，日光温室果菜类密度应适当降低。但随着光照时间和强度的增加吊蔓高度应有所调整—番茄与黄瓜的密度不同。第一百六十九页，共184页。4光合生产潜力Loomis(1963)：总太阳辐射500cal/cm2；按CHO占干重的92%，无机占8%；每天的生产潜力为77g/m2·