4植物的生长与发育.

第4章植物的生长与发育–植物的生长物质–种子生理–植物营养生长与控制种子生理生长分化生长物质种子生理生长分化生长物质5.1植物的生长物质•植物的生长发育是一系列极其复杂的生命活动过程，不但需要水分和营养物质的供应，还要受到植物体内一些生理活性物质的调节与控制，这些调节和控制植物生长发育的物质称为植物生长物质。•植物生长物质包括两大类•一是植物自身代谢过程产生的，称植物激素。目前国际上公认的植物激素有五大类：生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸。•二是通过人工手段合成的具有相应生理活性的有机物，称植物生长调节剂。日前生产上经常使用的植物生长调节剂有矮壮素、缩节安、多胺等也对植物的生长发育起到调节的作用。5.1植物的生长物质一、植物激素植物激素：植物体内产生的，由产生部位运往作用部位，在低浓度时调节植物生理进程的有机物质。激素特点：内生性，调节性，可移动性。激素种类：生长素•IAA赤霉素•GA乙烯•ETH脱落酸•ABA细胞分裂素•CTKABACTKGAIAAETH5.1植物的生长物质1.生长素-IAA•主要集中在生长旺盛的部分（如胚芽鞘、芽和根尖端的分生组织、形成层、受精后的子房、幼嫩种子等）•生理作用：促进伸长生长（低促进，中抑制，高伤害）促使细胞分化（根，维管束）刺激果实生长（单性结实）ABACTKGAIAAETH5.1植物的生长物质吲哚乙酸2.赤霉素-GA主要集中在生长旺盛的部分生理作用：促进伸长生长解除休眠（α-淀粉酶）促使开花（雄花分化）诱导单性结实5.1植物的生长物质Fig.14.14Gibberellinshaveadramaticeffectonstemgrowth,asseenintheseplants.3.细胞分裂素-CTK主要集中在生长旺盛的部分生理作用：促进细胞分裂诱导器官分化促使侧芽生长延缓叶片衰老ABACTKGAIAAETH5.1植物的生长物质4.乙烯-ETH在分生组织、种子萌发、花刚凋谢和果实成熟时形成乙烯最多生理作用：抑制伸长生长促进加粗生长诱导偏上生长加速果实成熟促使器官脱落ABACTKGAIAAETH5.1植物的生长物质乙烯释放剂-----乙烯利的应用•果实催熟和改善品质（果实催熟剂）•促进次生物质排出（增加橡胶、漆树和松树等次生物质的产量）•促进开花（使菠萝提早开花和加快成熟）5.脱落酸-ABA在将要脱落或进入休眠的器官和组织中含量高。生理作用：诱导休眠促进脱落5.1植物的生长物质•组织培养中激素的作用（生长素/细胞分裂素）•二、植物生长调节剂植物生长调节剂：人工手段合成的具有相应生理活性的有机物，亦称激素类似物。吲哚丙酸吲哚丁酸萘乙酸萘乙酸钠2,4-D九二零（GA3）激动素（KT）2,6-苄基氨基嘌呤（6-BA）乙烯利（CEBA）青鲜素（马来酰肼，MH）茉莉酸（JA）矮壮素(氯化氯胆碱，CCC)多效唑（PP333）缩节安（助壮素，Pix）比久（阿拉，B9）2.3.5-三碘苯甲酸（TIBA）整形素（形态素）5.1植物的生长物质•高等植物的生长发育都要经历种子萌发、幼苗成长、开花结实和衰老死亡的基本过程，种子的萌发是植物生长的开始；•绝大部分种子成熟后，在适宜的水分、温度、氧气和光照下便可以萌发。5.2种子生理1.种子萌发的过程5.2种子生理•种子萌发一般以胚根突破种皮作为标志，并大致分为三个阶段•吸水萌动•内部物质和能量的转化•胚根突破种皮（萌发的标志）1.种子萌发的过程吸水：急剧吸水--吸水缓慢--急剧吸水萌动：束缚酶活化诱导酶合成呼吸增强有机物分解激素量增加发芽：胚根突破种皮发育成根。5.2种子生理胚芽发育成茎和叶胚轴发育成茎和根的连接部分2.种子萌发的条件•在种子的寿命期限内，具有生活力的种子，给以适当的萌发条件就会正常萌发。•足够的水分、适宜的温度和充足的氧气，有些种子还受光的影响（需光种子和需暗种子）。光照氧气水分温度寿命萌发条件5.2种子生理2.种子萌发的条件寿命种子寿命：种子从完全成熟到丧失生活力所经历的时间，即种子保持发芽力的年限。不同植物种子的寿命长短各不相同。种子贮藏期间生长虽然处于停止状态，但生命活动并未停止，代谢仍然存在，呼吸照常进行，不过是处于很微弱的状态而已。光照氧气水分温度寿命萌发条件5.2种子生理2.种子萌发的条件水分水分---原生质转变状态（凝胶--溶胶）激素解除束缚（束缚态--活化态）吸水量（大豆120%，小麦60%，水稻30-40%）土壤含水量以饱和含水量的60-70%为宜。光照氧气水分温度寿命萌发条件5.2种子生理2.种子萌发的条件温度作用：增强酶活性。作物种类最低温度最适温度最高温度大、小麦类0-4℃20-28℃30-38℃大麻0-2℃37-40℃50-51℃高梁，谷子6-7℃30-33℃40-45℃大豆6-8℃25-30℃39-40℃玉米5-10℃32-35℃40-45℃水稻8-12℃30-35℃38-42℃烟草10-12℃25-28℃35-40℃棉花10-12℃25-32℃40℃温度光照氧气水分温度寿命萌发条件5.2种子生理2.种子萌发的条件氧气•氧气----增加呼吸供能种子萌发需空气含氧量≥10％，＜5％影响萌发。土壤空气的含氧量常在20％以上。土壤[CO2]＞0.03％，抑制种子萌发。乙烯能够促进种子的萌发。•种子吸水期间水分是主要条件，胚根突破种皮后氧气即占主导地位。光照氧气水分温度寿命萌发条件5.2种子生理2.种子萌发的条件光照需光种子：萌发需要光照，如莴苣、烟草。需暗种子：光照抑制萌发，如茄子、番茄。光照影响种子萌发：红光（690nm）促进萌发，远红光（730nm）抑制萌发，红光和远红光的效应可以相互抵消。光照氧气水分温度寿命萌发条件5.2种子生理3.种子萌发的条件5.2种子生理发芽的种子数发芽率=×100%供检测的种子数•浸种•浸种是保证种子在短时间内吸足从种子萌动到出苗所需的水量，以提高种子的发芽率及萌芽整齐度–温水浸种。用50～55℃温水浸种。–热水烫种。用80～90℃热水边倒边搅动，水温55℃时停止搅拌，进行浸种–凉水浸种。浸种水温22～30℃，5.2种子生理3、提高种子萌发措施---种子处理•浸种浸种是保证种子在短时间内吸足从种子萌动到出苗所需的水量，以提高种子的发芽率及萌芽整齐度–温水浸种。用50～55℃温水浸种。–热水烫种。用80～90℃热水边倒边搅动，水温55℃时停止搅拌，进行浸种–凉水浸种。浸种水温22～30℃。5.2种子生理3、提高种子萌发措施---种子处理•催芽(保证出芽的温度，水分）–多在催芽室进行，将浸种后的种子用湿润的纱布包好，在保持湿度的情况下放入25度左右的恒温箱催芽，直至95%种子发芽。5.2种子生理3、提高种子萌发措施---种子处理•“地膜覆盖”可以提高地表层土壤的温度，同时也可减少北方干旱的早春土壤水分的散失，促使种子提早萌发。•粒大饱满、破损率极低的种子，因储存有大量的营养物质，有利于种子的发芽。•高等植物幼苗的形成（真叶的出现），标志着自养体系的建立，从此植物体将进入营养体迅速发展的时期，表现为植物的营养器官—根、茎、叶的旺盛生长，因此将这一阶段称为营养生长。5.3植物营养生长与控制一、植物生长发育的基本规律相关性再生性无限性大周期极性5.3植物营养生长与控制•生长大周期•在个别器官或整株植物的整个生长过程中，生长速率往往表现出“慢-快-慢”的基本规律，呈现“S”型的生长曲线。•生长的这三个阶段总合起来叫做生长大周期。1.植物生长大周期5.3植物营养生长与控制1.植物生长大周期5.3植物营养生长与控制1.植物生长大周期5.3植物营养生长与控制植物的生长曲线1)在萌芽的早期，干物质减少，因为养料的呼吸作用储藏在种子里。2)因为叶子通过光合作用生产养料，干物资增多。3)由于种植或果实的失去，干物质减少。2.植物生长无限性参天树木（世界爷）分生组织：顶端分生组织-→长高侧生分生组织-→增粗5.3植物营养生长与控制3.植物生长的极性现象：生态学上端发芽下端生根现象：生态学上端发芽下端生根原因：生长素极性运输现象：生态学上端发芽下端生根原因：生长素极性运输意义：扦插注意极性颠倒5.3植物营养生长与控制4.植物生长再生性植物生长再生性：植物体的离体部分在适宜的环境条件下能恢复缺损的部分，重新形成完整植株的现象。原因：植物细胞全能性意义：营养繁殖5.3植物营养生长与控制5.植物生长相关性植物生长相关性：植物生长各器官间互相促进、彼此制约的关系。植物生长相关性：植物生长各器官间互相促进、彼此制约的关系。主枝与侧枝--顶端优势：顶芽生长抑制侧芽生长。（生长素浓度，营养分配）植物生长相关性：植物生长各器官间互相促进、彼此制约的关系。主枝与侧枝--顶端优势：顶芽生长抑制侧芽生长。（生长素浓度，营养分配）地下与地上--根深叶茂，本固枝荣。植物生长相关性：植物生长各器官间互相促进、彼此制约的关系。主枝与侧枝--顶端优势：顶芽生长抑制侧芽生长。（生长素浓度，营养分配）地下与地上--根深叶茂，本固枝荣。营养与生殖--营养生长促进生殖生长，生殖生长抑制营养生长。5.3植物营养生长与控制二、植物生长发育的影响因素•遗传特性----表现形式•营养状况----能量基础•植物激素----调控物质•环境因素•温度----有一定昼夜温差的变温（日高夜低）温周期现象：植物生长要求昼夜温度周期性变化的现象。•光照----短波光抑制生长（光范型作用黄化现象）•水分----充足5.3植物营养生长与控制•遗传特性----表现形式5.3植物营养生长与控制•营养状况----能量基础5.3植物营养生长与控制•环境因素----充分利用光照5.3植物营养生长与控制二、植物生长发育的影响因素•水分----充足，协调水、氧气比例•旱灾：干旱易引起花芽分化延迟、花数减少、幼果早落、严重影响产量。•涝害：土壤水分过多，土壤严重缺氧，使生长受阻，植物产量降低。5.3植物营养生长与控制•水分----充足，协调水、氧气比例5.3植物营养生长与控制•水分----充足，协调水、氧气比例5.3植物营养生长与控制二、植物生长发育的影响因素•水分•作物日需水量与阶段需水量变化规律作物一生中的日需水量与阶段需水量，随作物的生长发育而有一个变化的过程。一般是前期少，逐渐增大，到生育盛期达最高峰，后期又有所减少。•作物需水临界期把作物一生中对缺水最敏感，即缺水对作物生长发育和产量影响最大的生育时期称为作物需水临界期。5.3植物营养生长与控制三、植物运动5.3植物营养生长与控制•植物体的器官在外界环境条件影响下可产生有限度的位置移动，称为植物的运动。•运动是植物适宜环境的一种机制，有利充分地利用环境资源。可分为向性运动、膨胀性运动等三、植物运动向性运动----生长性运动向地性（根向下生长）向光性（幼茎顶端向光弯曲）向水性（根趋向潮湿处生长）向化性（根趋向土壤肥沃处生长）5.3植物营养生长与控制三、植物运动感性运动----膨压运动5.3植物营养生长与控制感夜性很多植物的叶（大豆、花生等）白天高挺张开，晚上合拢下垂，这种由于光暗变化所引起的叶子运动，称为植物的感夜性。目前认为植物的感夜性主要是由植物体内的生物钟所决定的。三、植物运动感性运动----膨压运动5.3植物营养生长与控制感震性由震动所引起的植物运动，称为植物的感震性含羞草的运动。捕蝇草（食虫植物）昆虫触动其感觉毛时，会促使捕捉器闭合更紧，叶表面的腺体受刺激分泌酸和消化酶。•含羞草的反应•植物生长物质是调节和控制植物生长发育的物质，有植物激素和植物生长调节剂两大类。•植物激素是植物体自身合成的，有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。生长调节剂是人工合成的激素类似物。•充足的水分、适宜的温度、足够的氧气是种子萌发形成幼苗的必要条件。•植物生长是以细胞生长为基础的，植物生长表现出生长大周期、生长的周期性、相关性、极性和再生等基本规律。小结