园艺植物的生物学原理

第二章园艺植物的生物学原理目的要求1、重点掌握园艺植物的营养生长特点、生殖生长特点、各器官间的关系和休眠。2、一般掌握园艺植物的生长发育周期。学习重点1、几个基本概念：形态特征、营养生长、生殖生长、贮藏器官、休眠、发育、生长发育周期2、营养生长和生殖生长的特点；3、贮藏器官的生长发育特点；4、休眠的类型及意义；5、植物器官生长发育的相关性（重点掌握营养生长与生殖生长的相关）；6、生长发育周期的含义及意义。教学主要内容植物学特征、生物学特性、植物的生长发育规律及其对环境条件的要求（这是学习以后各章的基础）。第一节园艺植物的营养生长•一、种子和幼苗•1、种子的结构和类型•由胚、胚乳（或子叶）和种皮组成。•2、种子萌发•适宜的温度、充足的水分、足够的氧气。•3、幼苗的形成•分为子叶出土和子叶不出土两种类型。•从异养期过渡到自养期。•二、根系的生长•1、根的功能•主要是固定植株、吸收水分和营养、合成与转化、运输、贮藏、繁殖、改善环境等（园艺植物后三种功能很重要）。•2、根的形态和根系的形成•有主根、侧根、不定根三种，不定根作用很重要；•直根系、须根系的各自特点。•3、根的变态及其特点•直根（主根膨大而成）、块根（侧根膨大而成）、不定根（实用价值不大）。•4、根瘤和菌根•根瘤是由细菌入侵根部所致，具有固氮作用；•菌根是根与真菌的共生体，意义不大。•5、根的生长发育•前期以加长生长为主，后期以加粗生长为主；•对土壤温度和湿度要求重要；•多年生植物根的生长一年有夏初和秋初两个生长高峰（见图）；•多数观赏植物的根具有再生能力。三、茎（芽和枝）的生长•1、茎的功能•主要是支撑作用、运输功能、合成与转化等功能，园艺植物特殊之处是贮藏和繁殖功能。•2、芽的类型和特性•芽的异质性（重点）、早熟性、晚熟性、成枝比、萌芽力、潜伏能力（重点）等。•3、茎的形态和枝的类型•形态：直立茎、匍匐茎、攀缘茎、缠绕茎、短缩茎，要会区分攀缘茎和缠绕茎。•枝的类型（果树）：营养枝、结果枝和结果母枝。•结果枝可分为一年生、二年生和多年生等类型，还可分为长果枝、中果枝、短果枝和花束状果枝。•4、茎的变态•地上茎变态：肉质茎、茎卷须、茎刺等；•地下茎变态：块茎、根茎、球茎等（会区别块茎与块根）。•5、茎的生长特性•顶端优势：活跃的顶端分生组织抑制下部侧芽萌发的现象。•分枝方式：单轴分枝（多数乔木果树）、合轴分枝（番茄、葡萄等）、假二叉分枝（茄子、青椒等）。•四、叶的生长•1、叶的功能•光合作用（主要功能、合成碳水化合物）•蒸腾作用（叶的被动吸收等）•吸收功能(叶面喷肥等）•贮藏功能（主要是变态叶）•繁殖功能（扦插等，如秋海棠等）•2、叶的形态•主要看叶的色泽，决定于叶中各种色素的含量和比例。蓝绿色（叶绿素a）、黄绿色（叶绿素b）、红或橙色（胡箩卜素）。•3、叶的变态•主要有叶球、鳞茎、苞叶、卷须、针刺等。•4、叶的生长和叶幕的形成•叶幕：树冠内集中分布并形成一定形状和体积的叶群体。•叶面积指数：植物叶面积总和与其所占土地面积的比值。（常见果树如苹果、梨、桃等应为3-5，叶菜类应在8左右。）•五、营养生长对环境条件的要求•主要影响因素是温度、水分和光照。•1、温度•三基点温度：最低、最适、最高•按对温度要求不同，可分为耐寒、半耐寒、喜温、耐热等园艺植物。•2、光照•主要是光照强度和光质。•喜温植物（番茄、茄子、西瓜等）要求光照强，而黄瓜则要求弱光照，中性植物对光照要求不严。•3、水分•分为耐旱、耐湿和中生的植物。第二节园艺植物的生殖生长•主要包括花芽分化、开花与座果、果实的生长发育三大内容。•一、花芽分化•1、花和花序的类型•完全花：•一般由花柄、花托、花萼、花冠、雌蕊和雄蕊等部分组成；•不完全花：缺少上述之一的花；•两性花：具有健全的雌蕊和雄蕊的花；•单性花:只有雌蕊或雄蕊的花；•可分为上位性、下位性和半下位性的子房。•花序：几朵甚至数百朵花按一定顺序排列的花枝。•分为两类：有限花序和无限花序。•有限花序包括伞形花序、头状花序、聚伞花序等；•无限花序有总状花序、穗状花序、圆锥花序等。•2、花芽分化的概念•叶芽的生理和组织状态向花芽的生理和组织状态转化的过程。•花芽分化分为形态分化和生理分化两个阶段，生理分化阶段对外界环境条件反应敏感，为花芽分化临界期。•3、花芽分化的机制•学说很多，尚未定论，从略。•4、花芽分化的类型与时期•类型：五大类•（1）夏秋分化型•夏秋季节（6-9月）进行，一年一次，以落叶果树和木本花卉为代表。•（2）冬春分化型•原产于温带地区的常绿果树（柑橘等），12月至次年3月进行分化；两年生蔬菜和花卉为代表的种类（白菜类、甘蓝类及萝卜等），在冬天贮藏期进行分化。•（3）当年一次分化、一次开花型•春季分化，开花一般在夏末秋初。一些晚开花的木本花卉和草本植物属之。•（4）多次分化型•以月季和葡萄为代表，一年可以多次分化花芽、多次开花。•（5）不定期分化型•以番茄、黄瓜、百日草、万寿菊为代表，分化无一定时期，植株长到一定叶面积时，就可以分化。•5、影响花芽分化的环境因素及花芽分化的调控•（1）环境因素•主要有温度、光照和水分。•温度：•多数植物与生长所要求的温度相同或略高；落叶果树和白菜类、甘蓝类、萝卜类则必须经过低温。•春化作用：必须经过低温才能完成花芽分化和导致开花的现象。•光照：•主要是日照长短影响大。•依植物对日照的反应不同，分为：•长日照植物：一天12小时以上日照，•短日照植物：一天12小时以下日照，•中性植物：日照长短均可（反应不敏感）。•（2）花芽分化的调控•主要有农业措施、光温调节、应用植物生长调节剂等。•二、开花与座果•1、开花与开花物候期•2、座果的机制•3、开花结果类型•（1）授粉方式•异花授粉（异交率90%以上）、常异花授粉（异交率5-20%）、自花授粉（自交率90%以上）。•异花授粉果树再生产栽培上必须配备授粉树。•（2）单性结实•即子房未受精而形成果实的现象。•分为自发性单性结实和刺激性单性结实。•4、开花座果过程•座果与种子形成密切相关，种子形成后果实开始膨大。•5、环境条件对开花座果的影响•主要包括温度、湿度、光照和营养等。•温度：主要是早春低温和夏季高温。•光照：主要是光照强弱问题。•水分：主要是过高或过低的空气湿度问题。•设施栽培下，可对环境条件进行人工调解。•三、果实的生长发育•1、果实的类型•主要是区别一些概念，比如真果与假果、单果与聚合果和复果、干果与肉果、完全果实和无籽果实等。•2、果实的生长发育•（1）果实大小取决于以下三个方面：•果实内细胞数量的多少、果实膨大的程度、细胞间隙的大小。•（2）果实生长图形•S型：慢--快--慢的生长规律,苹果、番茄等；•双S型：快—慢—快的生长规律，核果类等。•（3）果实前期以加长生长为主，后期以加粗生长为主。•（4）果实落花落果主要集中在以下四个时期：•开花前后、花后1-2周、花后4-6周、采前。•3、果实的成熟及品质形成•（1）生理成熟：大量的水果和番茄；•（2）商品成熟：黄瓜、茄子、菜豆等（需适时采收）。•（3）果实品质形成与品种特性、栽培地区、栽培管理技术等多种因素有关。选用优良品种、适地栽培等至关重要。作业21-6题请结合自学及时完成第三节园艺植物营养贮藏器官的形成与发育•一、地下营养贮存器官的形成与发育•主要有直根类、块根类和地下块茎、根茎及球茎类。•1、直根类：以萝卜、胡萝卜和豆薯为代表。•2、块根、块茎、球茎类•以马铃薯为代表，膨大方式基本相近。芋头的短缩茎逐级膨大，能形成几级球茎（芋种-母芋-子芋-孙芋）。•二、叶球的形成与发育•以大白菜、甘蓝和结球生菜为代表。•叶球形成对光照敏感，与温度关系密切。•三、肉质茎的形成与发育•以莴苣和茎用芥菜为代表，争取秋季提早播种，使其冬前膨大，提高产量。•四、菜薹的形成与发育•皆为二年生植物，要把握好通过春化作用的时期。第四节园艺植物的休眠•休眠：植物为了适应不良环境条件而形成的一种特性。•一、休眠的类型•1、自然休眠（生理休眠）•由植物的遗传特性决定的，要求一定的低温条件才能顺利通过。•果树的冬季休眠要经过1-3个月的时间。•2、被迫休眠（强迫休眠）•自然休眠后遇到了不适宜环境条件，植物仍处于不能萌发生长的状态。•二、休眠器官•1、种子休眠•以落叶果树种子为代表，胚需继续发育成熟。•2、芽的休眠•一是高温引起的休眠（马铃薯、大蒜、洋葱等），二是低温诱导的休眠（果树等）。•三、休眠机制与休眠控制•1、休眠机制•多认为与树体内的激素水平有关。•ABA可诱导休眠，GA可解除休眠。•2、休眠控制•办法：农业措施、层积处理、激素处理等。•措施：果品贮藏、果树设施栽培等。•第五节园艺植物器官的相关•一、地上部与地下部的生长相关•表现为促进和抑制（苹果矮化砧的应用）。•二、营养生长与生殖生长的相关（突出）•协调的一面：后者以前者为先导，二者相互提供必需养分。•更多的是相互制约和竞争的一面：•1、营养生长对生殖生长的影响•前者适中，后者良好；前者过弱或过强都会影响开花座果和产量。•2、生殖生长对营养生长的影响•主要表现为抑制作用。•3、果树的隔年结果•关键是调节好枝叶生长与花芽分化的矛盾和座果与花芽分化的矛盾。•办法措施：疏花疏果或保花保果、合理进行整形修剪等。•三、同化器官与贮藏器官的相关•是营养体间相关，调节特点类似于营养生长与生殖生长间的矛盾。第六节园艺植物的生长发育周期•一、园艺植物的生命周期•概念：植物从生到死的生长发育全过程。•1、一年生园艺植物的生命周期•发育阶段分为：种子发芽期、幼苗期、发棵期（甩蔓期）、开花座果期。•应注意：•（1）幼苗期栽培问题，大部分一年生植物幼苗期开始进入花芽分化阶段；•（2）开花座果期要调整好相关矛盾。•2、二年生园艺植物的生命周期•营养生长和生殖生长两个阶段明显。•营养生长阶段：分为发芽期、幼苗期、叶簇生长期、产品器官形成期。•与一年生植物不同点主要是幼苗期不进行花芽分化。•生殖生长阶段：必须通过春化阶段，春季才能开花。•3、多年生园艺植物的生命周期•分为有性繁殖木本植物、无性繁殖木本植物、多年生草本植物。•（1）有性繁殖多年生木本植物•生长发育的三个阶段：童期、成年期、衰老期。•童期很重要，应设法使其尽早结束。•（2）无性繁殖的多年生木本植物•分为营养生长期、结果期、衰老期。•营养生长期比童期短（营养繁殖之故）。•二、园艺植物的年生长周期•多年生植物分为生长期和休眠期两个明显阶段。•物候期：生长期中植物生长发育与季节性气候变化相适应的各器官的形态变化时期。本章小结•1、营养生长：根、茎、叶的主要功能、主要形态、变态及其生长发育规律。•2、生殖生长：特点和发育规律对指导生产，获得高产优质果至关重要。•3、休眠：重点在掌握特性，应用于栽培管理上。•4、各器官相关性：要知道怎样调节相关关系，特别是营养生长与生殖生长的相关很重要。•5、重点是应用这些原理去指导生产，发挥作用。•作业21-10题(请按时上缴）