四讲园艺植物产量及品质形成

第四讲

园艺植物产量及品质的形成林学院园艺系李秀珍电话：E-mail：一、园艺植物的食用器官二、园艺植物产量的形成机制三、园艺植物品质的形成和保持掌握：如何提高园艺产品的产量和品质？

园艺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。园艺植物的种类不同，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。这是园艺作物与其他农作物不同的地方。一、园艺植物食用器官图解直根块根根茎球茎荸荠

慈姑块茎鳞茎叶片花朝鲜蓟果实种子种子二、园艺植物产量的形成机制1、产量的含义一般所谓的产量，是指田间所收获的产品的鲜物重量。但是这些鲜物重量代表什么？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？所有这些都是园艺植物生产上的基本问题。从生理角度看，园艺植物的产量（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。每一种园艺植物在它一生中由光合作用所形成的全部干物产量中，只有其中一部分如果实、种子、叶球、花球、块茎、块根以及嫩叶、嫩茎等等，才是可食用的部分，而一般的根、茎、叶等是不作为食用的，一般把可以食用的部分的产量叫做“经济产量”。而把一生中所合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）。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。如薯芋类、根菜类蔬菜的地下食用部分，约为全部生物产量的1/2。水果及以果实为产品的园艺植物的产量，也只有全部生物产量的一部分。只有绿叶蔬菜中的菠菜、芹菜、苋菜、茼蒿及小白菜类，它们的生物产量，绝大部分都是经济产量，只有少量的根及老叶不能食用。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。

K＝——————

经济产量生物产量在生产上，如果要提高根菜类的肉质根的产量，则地上的簇生叶也要大。水果及果菜类的产量要高，则必须要有一个旺盛的营养生长，也有必要防止产生徒长现象，茎叶的生长量过多，向果实的养分输送量就减少，经济系数（K）也随之降低。与大田作物不同。园艺作物的产量包含大量的水分，含水量占产量的88%～98%，但种类和品种之间有一定差异，含水量高的鲜物产量也高，如大白菜；含淀粉高的则鲜物产量低些，如马铃薯；而含脂肪及蛋白质都高的，鲜物产量又更低些，如菜豆、核桃等，但其干重产量则相差不很大。表1几种蔬菜的经济产量与干物产量的比较

种类经济产量（鲜物重）（t/hm2）含水量（%）干物产量（t/hm2）大白菜75.0～112.5953.75～5.62番茄60.0～90.0943.60～5.40黄瓜82.5～112.5963.30～3.90洋葱45.0～52.5923.60～4.20菜豆22.5～30.0902.25～3.00马铃薯22.5～30.0792.50～3.30影响鲜物重量的因素，比影响干物重量的因素多，主要有：①作物生长期的长短②品种的遗传特性③产品器官含水量的多少④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。

需要指出的是一般我们在谈到产量形成时所讲的产量，都用干物重来表示。从生物学角度来看，干物质重量比鲜物重量，能更正确地来反应（表示）作物合成有机物的过程。鲜物重量之所以不宜作生物产量的指标，是因为鲜物重量中，有很大一部分是水分。但计算产量的鲜物重，是生产上最方便的方法，就每一种作物来讲，它的干物质含量百分率，常有一定的范围，所以知道鲜物重量以后，可以估计其干物重量。2、产量的形成特性园艺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、块茎或叶球表示，最普遍的是以单位面积来计算。所以生产上主要的是以单位面积来计算。（1）对于以果实为产品的园艺作物来说：每公顷产量＝每公顷株数×单株平均果数×单果平均重（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。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，也就是说园艺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。多次采收的果菜类，如茄果类、瓜类及大多数豆类、草莓等，在产量构成中有早期产量和后期产量之分。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。

以果实为产品的园艺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）影响单果重的因素取决于果实发育的质量和营养条件，包括土壤矿质营养及同化物质的合成与积累。在开花数、着果率、无效果数之间都有一个营养物质的分配与生长中心的转移问题。在影响营养物质分配的因素中，与不同器官之间和不同部位之间的激素含量有关。幼嫩的叶子、发育中的幼果是有机营养的主要运转的地方。而环境条件、肥水管理、植株调整等会影响这种运转的速度与数量。许多果类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。园艺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。实际上，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。表2细胞分裂素CPPU处理瓠瓜子房对坐果数、单果重、单株产量和叶片净光合速率的影响

处理结果数/株单果重（g）单株产量（kg）净光合速率[μmol/(m2.s)]对照3.35821.9229.350%子房CPPU处理5.44442.4034.7100%子房CPPU处理8.33302.7437.0注：CPPU浓度为50mg/L，测定光强为1000μmol/(m2.s)，CO2浓度为1200μmol/L。3、产量形成的生理基础在园艺植物生产中，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。园艺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性是光合作用。植物所有的绿色部分，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。叶面积的大小决定生产容量的大小。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。净光合生产率决定生产效率。即单位叶面积干物质重的增加率（亦称净光合生产率）。净同化率表示干物生产的“效率”。因此，叶面积与净同化率是园艺植物产量构成的两个最主要的生理因素。4、影响光合作用的因素内部因素：叶的年龄（即寿命）；叶的受光角度；叶的生长方向；植株的吸水能力；物质运转的库源关系等。外部因素：光照、温度、二氧化碳含量、矿物质营养、水分供应状况等。（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，到达地面的辐射能只有其中的可见光部分的400～700nm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%，一般的田块只有1%左右。增加园艺作物的产量，最根本的因素是提高光能利用率。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，如水分、温度、阴雨、光照、缺CO2、缺肥、盐害、病虫害等胁迫。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。（2）

提高光能利用率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。C、合理的间套作：在果树幼龄时或蔬菜植株尚小时，可以采用间套作的方式来提高叶面积指数，从播种、出苗至幼苗期，叶面积系数很低，造成光能很大的浪费。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。B、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4～5；要增加叶面积指数，可通过以下途径：A、合理密植：例如，一般的果菜类在叶面积指数0～4,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；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。③提高光合作用效率缩短建造周期；减少无效叶区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，内因有：叶龄与寿命、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。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20～30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的叶片放在最佳的受光面上。植物的光合作用与温度和光照条件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。夏、秋季强光对园艺植物有光抑制，如采用遮阳网或防虫网遮光，就能避免强光伤害。早春采用塑料小棚育苗或大棚栽培蔬菜、果树，能有效提高温度，促进棚内作物的光合作用与生长。浇水、施肥（含叶面喷肥）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。提高CO2浓度

大田中CO2浓度虽目前难以认为控制，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CO2浓度。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，因而均有可能提高园艺植物的产量。三、园艺植物品质的形成和保持园艺产品品质的内容商品外观颜色，质地，大小，形状及风味等营养成分主要包括维生素、碳水化合物、矿物质以及蛋白质、脂肪及有机酸等安全性（卫生品质）农药残留、“三废”污染、微生物污染及硝酸盐污染等提高园艺产品品质的原理与技术一、产前产中产后环节（一）生产基地环境产地环境，土壤及灌溉用水（二）高品质的品种选择如：圣女樱桃番茄、高糖度的西瓜、甜瓜、超甜玉米、红富士等（三）改善作物生长的环境条件温度：绿叶蔬菜高温品质差光照：强光日灼病，光照弱则生长不良水分：影响作物的含糖量肥料：氮肥过多蔬菜硝酸盐累积，大白菜、番茄缺钙生理病害：阴雨多的年份，日照少、弱，干物含量低，瓜果的品质差高纬度地区或大陆行气候区，昼夜温差大，体内糖分积累较多，VC及蛋白质含量也高。（四）改进栽培技术提高果蔬品质在栽培过程中，抓好整地、施肥、播种、育苗、嫁接、水肥管理、植株调整、病虫防治等环节的工作。设施栽培调控环境条件蔬菜的软化栽培无（少）农药栽培、有机栽培无土栽培二、适时采收（一）采收标准1.可采成熟度：即果实大小已长定，但未完全成熟，应有的风味和香味还没有表现出来，肉质硬，适宜于贮运、罐藏、蜜饯的加工。2.食用成熟度：果实已成熟，即产品器官生长到适于食用的成熟度，具有该品种的形状、大小、色泽及品质。在化学成分和营养价值上也达到最高，风味最好。适宜于当地销售，不宜长途运输。