第一章 蔬菜栽培的生物学基础

蔬菜栽培学总论第一章蔬菜栽培的生物学基础广西大学农学院园艺系唐小付第一章蔬菜栽培的生物学基础概述第一节蔬菜植物的分类第二节蔬菜的起源与演化第三节蔬菜的生长发育第四节蔬菜生长发育与环境条件概述蔬菜的生物学基础蔬菜的特征蔬菜的特性系统发育个体发育野生种栽培种起源中心（原产地）个体发育规律个体发育与环境条件概述-概念•特征：是指蔬菜植株的外部形态特点。•特性：是指蔬菜个体发育及其与外界环境的关系。•系统发育：指物种的进化过程。–了解植物的进化过程、亲缘关系、特征特性的遗传规律、产品器官形成和产量形成原理。–通过了解野生种的原产地及其环境条件，有助于了解蔬菜植物的种质资源及其生物学特性，更重要的是研究栽培种与其形成的环境条件的关系。•个体发育：指植物从播种至开花结实再产生新的种子的过程。–掌握各种蔬菜植物的特征特性（生物学特性）。–进行物种改良（新品种选育），达到高产优质的栽培目的。–运用栽培技术提供适宜的环境条件，达到高产优质无公害的栽培目的。第一节蔬菜植物的分类-概述蔬菜植物的数量多蔬菜植物的范围广草本栽培植物、木本栽培植物、野生、半野生植物、真菌植物、藻类植物；我国原产、外域引进；一年生、二年生、多年生；食用器官为根菜、茎菜、叶菜、花菜、果菜；鲜食、熟食、调味调料、粮菜兼用。常用的分类方法植物学分类法食用器官分类法农业生物学分类法自然界生物约有500万种~1000万种植物约有35万种~40万种高等植物约有10万种我国蔬菜植物的种类210余种种亚种变种蔬菜植物的分类概述一、植物学分类法二、食用器官分类法三、农业生物学分类法一、植物学分类法•分类方法–根据植物形态特征和进化系统（真花学说，Hufchunson1926-1932年提出），把蔬菜植物按界、门、纲、目、科、属、种、亚种、变种来分类。目前我国蔬菜涉及到：1界、4门、32科、200多种（种、亚种、变种）。•优缺点(1)十字花科(cruciferae)•萝卜、芜菁、甘蓝(圆白菜、卷心菜)、花椰菜(菜花)、大白菜、芥菜(雪里藕、榨菜、大头菜)、油菜、瓢儿菜、荠菜、辣根、罗汉菜等。十字花科蔬菜植物十字花科蔬菜植物十字花科蔬菜植物菜薹白菜花椰菜青花菜芥蓝紫甘蓝十字花科蔬菜植物荠菜上海青罗汉菜(2)豆科(1eguminosae)菜豆、豇豆、大豆、绿豆、蚕豆、豌豆、豆薯、苜蓿菜等。豆科蔬菜植物豇豆扁豆绿豆(3)菊科(compositae)•茼蒿、莴苣(莴笋)、菊芋(洋姜)、牛蒡、朝鲜蓟(菜蓟)、苣荬菜、婆罗门参、甜菊、茵陈蒿、菊花脑等。菊科蔬菜植物朝鲜蓟莴苣茼蒿苣荬菜菊芋牛蒡(4)茄科(solanaceae)•番茄、辣椒、茄子、马铃薯等。茄科蔬菜植物番茄辣椒茄子马铃薯(5)葫芦科(cucurbitaceae)•黄瓜、南瓜、西葫芦、冬瓜、苦瓜、丝瓜、佛手瓜、蛇瓜(蛇豆)等。•西甜瓜类植物西瓜、甜瓜等。•观赏植物瓜蒌(括蒌)、葫芦、金瓜等。葫芦科蔬菜植物黄瓜蛇瓜南瓜丝瓜葫芦科观赏植物瓜蒌葫芦金瓜(6)百合科(1iliaceae)石刁柏、金针菜(黄花菜)、韭菜、洋葱、葱、大蒜、卷丹百合等。百合科蔬菜植物百合韭薹金针菜(7)唇形科(1abiatae)紫苏、银苗、宝塔菜(甘露子)；菜用鼠尾草等。唇形科蔬菜植物宝塔菜紫苏(8)禾本科(gramineae)茭白(菰)、笋竹、笋玉米等。禾本科蔬菜植物笋竹绞白二、食用器官分类法•根菜类：直根类、块根类•茎菜类：肉质茎类、嫩茎类、块茎类、根茎类、球茎类•叶菜类：普通叶菜类、结球叶菜类、香辛叶菜类、鳞茎类•花菜类：花器类、花枝类•果菜类：瓠果类、浆果类、荚果类、杂果类•子实体类•优缺点三、农业生物学分类法1.白菜类(白菜类、甘蓝类、芥菜类)2.根菜类3.绿叶菜类4.葱蒜类5.茄果类6.瓜类7.豆类8.薯芋类9.水生类蔬菜10.多年生类蔬菜11.食用菌类12.其它蔬菜类(芽苗菜和野生蔬菜)(一)直根类（taprootvegetable）特点：均用种子繁殖，以肥大的肉质直根为食用部分，多为2年生植物，第1年形成产品器官，第2年开花结实，生长期要求冷凉的气候和轻松而深厚的土壤。代表种类：萝卜、胡萝卜、大头菜、芜菁、芜菁甘蓝、根菾菜、美洲防风等。直根类（taprootvegetable）芜菁根菾菜（二）白菜类（colevegetable）特点：都是十字花科植物，用种子繁殖，以柔嫩的叶丛或叶球或花茎为食用部分，多为2年生植物，第1年形成叶丛或叶球，第2年抽薹开花。生长期需要湿润季节及冷凉的气候。代表种类：大白菜、小白菜、叶用芥菜、结球甘蓝、球茎甘蓝、花椰菜甘蓝、菜薹等白菜类（colevegetable）大白菜小白菜叶用芥菜结球甘蓝菜薹（三）绿叶菜类（greenvegetable）特点：多生长迅速，以幼嫩的叶片、叶柄及嫩茎为食用部分，生长期要求土壤水分及氮肥不断的供应。代表种类：莴苣、芹菜、菠菜、茼蒿、苋菜、蕹菜、落葵、冬寒菜、芫荽、茴香等绿叶菜类（greenvegetable）莴苣芹菜茼蒿菠菜落葵冬寒菜苋菜菠菜（四）茄果类（solanaceousvegetable）特点：为1年生植物，食用部分为果实。要求肥沃的土壤及较高的温度，不耐寒冷。代表种类：番茄、茄子及辣椒等（五）瓜类（cucurbitavegetable）特点：葫芦科草本植物，茎为蔓性，雌雄异花同株。要求较高的温度和充足的阳光。代表种类：黄瓜、南瓜、西葫芦、冬瓜、丝瓜、笋瓜、苦瓜、瓠瓜、西瓜、甜瓜、蛇瓜、佛手瓜等。不同种类的黄瓜南瓜西葫芦丝瓜苦瓜西瓜甜瓜蛇瓜（六）豆类（legumevegetable）特点：大都食用嫩荚及新鲜子粒，除豌豆及蚕豆要求冷凉气候外，其他都要求温暖的环境。代表种类：菜豆、豇豆、豌豆、蚕豆、扁豆、刀豆、菜用大豆等。菜豆豇豆豌豆蚕豆扁豆菜用大豆（七）葱蒜类（bulbvegetable）特点：都是百合科植物，具有辛辣味，2年生，性耐寒，用种子繁殖或营养繁殖。代表种类：洋葱、大葱、大蒜、韭菜、细香葱等洋葱大葱大蒜韭菜（八）薯芋类（tubervegetable）特点：此类蔬菜富含淀粉、以块茎、块根为食用部分，耐贮藏，行营养繁殖，喜温不耐寒，生长期较长。代表种类：马铃薯、山药、芋、姜、甘薯、豆薯、草石蚕等。薯芋类山药山药马铃薯芋芋甘薯（九）水生蔬菜（aquaticvegetable）特点：这类蔬菜栽培于池塘或沼泽地，在浅水中生长，除菱及芡实外，均用营养繁殖。生长期要求热的气候及肥沃的土壤。代表种类：藕、茭白、慈菇、荸荠、菱及芡实等。•藕慈菇荸荠菱芡实茭白（十）多年生蔬菜（perennialvegetable）特点：这类蔬菜一次繁殖后，产品器官可连续采收多年，除竹笋外，其他地上部每年枯死，以地下根或茎越冬。代表种类：竹笋、金针菜、石刁柏、食用大黄、百合、香椿等。竹笋金针菜石刁柏食用大黄百合香椿（十一）食用菌类•蘑菇香菇平菇草菇木耳银耳猴头其它种类•（十一）食用菌类（ediblefungus）属于真菌，包括蘑菇、香菇、平菇、草菇、木耳、银耳、猴头等。•（十二）芽菜类（budvegetable）用蔬菜种子或粮食作物种子发芽作产品的蔬菜，如绿豆芽、黄豆芽、豌豆芽、荞麦芽、苜蓿芽、萝卜芽、香椿芽等。•（十三）野生蔬菜（wildvegetable）种类很多，现在较大量采集的有蕨菜、荠菜、发菜、木耳、蘑菇、茵陈等，有些野生蔬菜已渐渐栽培化，如苋菜、荠菜、地肤（扫帚菜）等。（十二）芽菜类•绿豆芽黄豆芽豌豆芽苜蓿芽萝卜芽（十三）野生蔬菜蕨菜茵陈地肤第二节蔬菜的起源与演化一、蔬菜植物的起源中心二、中国蔬菜的来源原产我国的蔬菜从国外引进的蔬菜三、蔬菜植物的演化器官大型化形态变异的多样性生长习性改变生理适应性改变种子发芽整齐近亲繁殖能力增强传播能力下降生存竞争能力下降生存保护机能下降无性繁殖蔬菜的种子育性下降或丧失产生多倍体原产中心：-芥菜、萝卜、-韭菜、大葱、-丝瓜、瓠瓜、-落葵、冬寒菜、蕹菜、茼蒿、紫苏、苋菜、-山药、芋头、牛蒡、草石蚕、-香椿、竹笋、黄花菜、百合、-荸荠、莲藕、慈菇、茭白、-长豇豆、大豆次生中心：白菜、豇豆、甜瓜、南瓜中国中心印度-缅甸中心印度-马来西亚中心中央亚细亚中心近东中心地中海中心埃塞俄比亚中心墨西哥南部-中美中心南美洲中心智利中心巴西-巴拉圭中心北美洲中心第三节蔬菜的生长发育一、生长与发育的概念与特性（P22-23）二、蔬菜的生长发育类型（P23-24）三、蔬菜的生长发育的周期（P24-25）四、蔬菜的生长相关与产品器官的形成（P25-28）第四节蔬菜生长发育与环境条件概述一、温度二、光照三、水分四、矿质营养五、气体六、生物一、温度对蔬菜生长发育的影响*1.蔬菜生长发育的适宜温度2.低温春化作用3.地温4.低温障碍5.高温障碍*在6大环境因子中，蔬菜对温度最为敏感。•对蔬菜的生长发育及产量形成有着重要作用•决定着露地蔬菜的栽培期和栽培季节•决定着同一季节时期不同气候带的蔬菜种类分布。温度会以气温、地温以及它们组成的积温来表示的热量条件方式来影响蔬菜的生理及生长发育，还会以最适温、过高温、过低温、温周期（昼温/夜温）、低温春化等方式来影响蔬菜的生长发育。1.蔬菜生长发育的适宜温度•生育适温•不同蔬菜种类对温度的要求生育适温•生育适温与生活适温*•致死温度与临界致死温度**•三基点温度***1007550250010203040莴苣番茄黄瓜生长率%温度/℃图1温度对植物生长的影响（田崎忠良，1978）•生育适温各种蔬菜植物进行正常的生长发育，要求一定的温度范围。在此温度范围内，同化作用强，生长良好，能生产出最多最好的产品。这一温度范围称为生育适温。•生活适温在生育适温范围之外，一定的最低温度和最高温度范围内，生育缓慢趋于停止，同化作用微弱，消耗较多，植株能较长期地保持生命力而不死亡。这一温度范围称为生活适应温度或生活适温。•致死温度超过生活适应温度，植物就停止生长或受伤害，造成死亡的温度称为致死温度。•临界致死温度当温度低到一定程度，植株死亡率或细胞死亡率达到50%时，这时的温度称为临界致死低温。相应地还存在临界致死高温。•三基点温度***生长发育停止的最低温度、最高温度和生长发育最快的最适温度，称为三基点温度。不同蔬菜种类对温度的要求•分类–耐寒蔬菜(p29)–半耐寒蔬菜–耐寒多年生蔬菜–喜温蔬菜–耐热蔬菜•各种类蔬菜对温度的要求•起源地与蔬菜对温度要求的分类–起源于热带的要求较高的温度，不耐霜冻。如耐热蔬菜和喜温蔬菜。–起源于温带及亚热带的要求较低的温度，耐短时间的霜冻。如耐寒、半耐寒、耐寒多年生蔬菜。表1各种类蔬菜对温度的要求类别生育适温/℃露地栽培时月平均温度范围/℃各类蔬菜的t值℃最低最适最高最低最适最高耐寒蔬菜5-715-2020-25510-182413半耐寒蔬菜5-1015-2020-25715-202616耐寒多年生蔬菜518-2525-30512-242619喜温蔬菜1020-3030-351518-263222耐热蔬菜10-1525-3035-401820-303525注：马尔可夫提出蔬菜生长适温公式：T=t±7T是在各个生长发育时期及在不同情况下蔬菜生长的适宜温度。t是指植物在阴天生长最适宜的温度。2.低温春化作用•低温春化因作物种类品种不同有很大差异–没有明显的低温春化：一年生的茄果类、瓜类、豆类等蔬菜。–具有明显的低温春化：二年生的白菜类、根菜类、叶菜类等蔬菜。•春化类型根据低温敏感时期分为2类：–种子春化–绿体春化春化概念•种子春化–是指种子处于萌动状态就能感受低温，具有春化反应的现象。•绿体春化–是指蔬菜要在植株只能感到一定大小的植株体后，才能感受低温，具有春化反应的现象。3.地温#1.地温的适值与范围（见下表）：黄瓜18-22℃2.地温比气温稳定得多。缺点：•根部对温度变化的适应能力弱于地上部，高温或低温为害也往往先出现在根部。•地温较为稳定，所以地温过高或过低后的恢复也很缓慢。根系伸长10cm地温℃根毛发生10cm地温℃黄瓜8/10-12/3812/12/38番茄6/7-8/368/9-10/35甜椒8/8/3810/10/3