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第四章园艺植物生长发育与环境条件第一节园艺植物对温度的要求温度是园艺植物生长发育最重要的环境条件之一，各种园艺植物对温度都有一定的要求，即最低温度、最适温度及最高温度，称为3基点温度。按对温度需求不同，园艺植物分为5类。①耐寒的多年生宿根园艺植物：落叶果树冬季地上部枯黄脱落，进入休眠期，此时地下部可耐-12～-10℃的低温。而大多数常绿果树、常绿观赏树木能忍耐-7～-5℃低温。宿根草本园艺植物，当冬季严寒到来时，地上部全部干枯，到翌年春季又复萌发新芽，其地下宿根能耐0℃以下甚至-10～-5℃的低温。②耐寒园艺植物：金鱼草、蛇目菊、三色堇、菠菜、大葱、大蒜等园艺植物，能耐-2～-1℃的低温。短期内可以忍耐-10～-5℃。在我国除高寒地区以外的地带可以露地越冬。③半耐寒园艺植物：金盏花、紫罗兰、桂竹香、萝卜、胡萝卜、芹菜、莴苣、豌豆、蚕豆、甘蓝类、白菜类等，不能忍耐长期-2～-1℃的低温，在北方冬季需采用防寒保温措施才可安全越冬。④喜温园艺植物：该类生育最适温度为20～30℃。超过40℃，生长几乎停止；低于10℃，生长不良。如热带睡莲、筒凤梨、变叶木、黄瓜、番茄、茄子、甜椒、菜豆等均属此类。⑤耐热园艺植物：如西瓜、甜瓜、丝瓜、南瓜、豇豆等在40℃的高温下，仍能正常生长。二．园艺植物适宜的温周期温度并不是一成不变的，而是呈周期性的变化，称为温周期。有季节的变化及昼夜的变化。1d中白昼温度较高，光合作用旺盛，同化物积累较多；夜间温度较低，减少呼吸消耗。因而这种昼高夜低的变温对植物生长有利。但不同植物适宜的昼夜温差范围不同。通常热带植物昼夜温差应在3-6℃；温带植物5-7℃；而沙漠植物则要相差10℃以上。此外，果实生长后期昼夜温差是影响果实品质的一个重要因素。如新疆、甘肃等地由于昼夜温差较大，西瓜、甜瓜含糖量高，品质优良，是我国著名的西、甜瓜生产基地；而“砀山酥梨”在黄河故道地区可溶性固形物仅10％～12％，在陕北黄土高原则高达15％。三．高温及低温障碍当园艺植物所处的环境温度超过其正常生长发育所需温度的上限时，引起蒸腾作用加强，水分平衡失调，发生萎蔫或永久萎蔫。同时，植物光合作用下降而呼吸作用增强，同化物积累减少。气温过高常导致冬瓜、南瓜、西瓜、番茄、甜椒等果实发生“日伤”现象，也会使苹果、番茄等果实着色不良，果肉松绵，成熟提前，贮藏性能降低；土壤高温首先影响根系生长，进而影响整株的正常生长发育。一般土壤高温造成根系木栓化速度加快，根系有效吸收面积大幅度降低，根系正常代谢活动减缓，甚至停止。此外，由于高温妨碍了花粉的发芽与花粉管的伸长，常导致落花落果。低温对园艺植物的影响有低温冷害与低温冻害之分。冷害是指植物在零度以上的低温下受到伤害。起源于热带的喜温植物，如黄瓜、番茄、香石竹、天竺葵类等在10℃以下温度时，就会受到冷害。近年来，各地相继发展的日光温室在冬春连续阴雨或阴雪天气夜间最低温常在6～8℃，导致黄瓜、番茄等喜温园艺植物大幅度减产，甚至绝收，成为设施栽培中亟待解决的问题。而冻害则是温度下降到零度(℃)以下，植物体内水分结冰产生的伤害。不同园艺植物，甚至同种园艺植物在不同的生长季节及栽培条件下，对低温的适应性不同。因而抗寒性也不同，一般处于休眠期的植物抗寒性增强。如落叶果树在休眠期地上部可忍耐-30～-25℃的低温；石刁柏、金针菜等宿根越冬植物，地下根可忍受-10℃低温。但若正常生长季节遇到0～5℃低温，就会发生低温伤害。此外，利用自然低温或人工方法进行抗寒锻炼可有效提高植物的抗寒性。如生产上将喜温园艺植物刚萌动露白的种子置于稍高于0℃的低温下处理，可大大提高其抗寒性。番茄、黄瓜、甜椒、香石竹、仙客来等育苗定植前，逐渐降低苗床温度，使其适应定植后的环境，即育苗期间加强抗寒锻炼，提高幼苗抗寒性，促进定植后缓苗，是生产上常用的方法，也是最经济有效的技术措施。第二节园艺植物对光照的要求光照是园艺植物生长发育的重要环境条件。其通过光强、光质和日照时间长短影响光合作用及光合产物，从而制约着植物的生长发育、产量和品质。(1)光照度(1ightintensity)光照度常依地理位置、地势高低、云量及雨量等的不同而呈规律性的变化。即随纬度的增加而减弱，随海拔的升高而增强。1年之中以夏季光照最强，冬季光照最弱；1d之中以中午光照最强，早晚光照最弱。不同园艺植物对光照度反应不一，据此可将其分为以下几类：①阳生植物(heliophyte)：该类在较强的光照下生长良好。桃、杏、枣、扁桃、苹果等绝大多数落叶果树，多数露地一二年生花卉及宿根花卉；仙人掌科、景天科和番杏科等多浆植物、茄果类及瓜类等均属此类。②阴生植物(sciophyte)：此类植物不能忍受强烈的直射光线，需在适度荫蔽下才能生长良好。如蕨类植物、兰科、凤梨科、姜科、天南星科及秋海棠植物等均为阴性植物。也有一些园艺植物如菠菜、莴苣、茼蒿等绿叶菜类在光照充足时能良好生长，但在较弱的光照下，生长快、品质柔嫩。利用此特性，生产上常常合理密植或适当间套作，以提高产量，改善品质。③中生植物(mesophyte)：该类植物对光照度的要求介于上述两者之间，或对日照长短不甚敏感。通常喜欢日光充足，但在微荫下也能正常生长。如萱菜、桔梗、白菜、萝卜、甘蓝、葱蒜类等。二．光质(ligntquality)光质又称光的组成，是指具有不同波长的太阳光谱成分，其中波长为380～760nm之间的光(即红、橙、黄、绿、蓝、紫)是太阳辐射光谱中具有生理活性的波段，称为光合有效辐射。而在此范围内的光对植物生长发育的作用也不尽相同。植物同化作用吸收最多的是红光，其次为黄光，蓝紫光的同化效率仅为红光的14％；红光不仅有利于植物碳水化合物的合成，还能加速长日植物的发育；相反蓝紫光则加速短日植物发育，并促进蛋白质和有机酸的合成；而短波的蓝紫光和紫外线能抑制茎节间伸长，促进多发侧枝和芽的分化，且有助于花色素和维生素的合成。因此，高山及高海拔地区因紫外线较多，所以高山花卉色彩更加浓艳，果色更加艳丽，品质更佳。三．光照长度(1engthofday)日照长度首先影响植物花芽分化、开花、结实；其次还影响到分枝习性、叶片发育，甚至地下贮藏器官如块茎、块根、球茎；鳞茎等的形成以及花青素等的合成。按对日照长短反应不同，可将园艺植物分为3类：①长光性植物(长日照植物，long-dayplant，又称短夜植物，short-night)在较长的光照条件下(一般为12-14h以上)促进开花，而在较短的日照下，不开花或延迟开花。如白菜、甘蓝、芥菜、萝卜、胡萝卜、芹菜、菠菜、莴苣、大葱、大蒜等一二年生园艺植物。其在露地自然栽培条件下多在春季长日照下抽薹开花。②短光性植物(短日照植物，又称长夜植物，)：在较短的光照条件下(一般在12～14h以下)促进开花结实；而在较长的日照下，不开花或延迟开花。如菊花、一串红、绣球花、豇豆、扁豆、刀豆、茼蒿、苋菜、蕹菜、草莓、黑穗状醋栗等。它们大多在秋季短日照下开花结实。③中光性植物(day-naturalplant)：一些园艺植物对每天日照时数要求不严，在长短不同的日照环境中均能正常孕蕾开花。如大多数果树对日照长短不像一些一二年生草本植物那么敏感。番茄、甜椒、黄瓜、菜豆等只要温度适宜，一年四季均可开花结实。秋冬季节利用高效节能日光温室，利用其对日照长短要求不严的特性，增温保温，成功地栽培了果菜类，实现了周年生产，均衡供应的目的，此外一些花卉植物如矮牵牛、香石竹、大丽花等虽也对日照时数需求不严格，但以在昼夜长短较接近时适应性最好。第三节园艺植物对水分的要求水是园艺植物进行光合作用的原料，也是养分进入植物时的外部介质或载体，同时也是维持植株体内物质分配、代谢和运输的重要因素。其中，园艺植物吸收的大部分水分用于蒸腾，通过蒸腾引力促使根系吸收水分和养分，并有效调节体温，排出有害物质。一．园艺植物的需水特性不同园艺植物对水分的亏缺反应不同，即对干旱的忍耐能力或适应性有差异。园艺植物的需水特性主要受遗传性决定；由吸收水分的能力和对水分消耗量的多少两方面来支配。根据需水特性通常可将园艺植物分为以下3类：①旱生植物(xerophyte)：这类植物旱性强，能忍受较低的空气湿度和干燥的土壤。其耐旱性表现在，一方面具有旱生形态结构，如叶片小或叶片退化变成刺毛状、针状，表皮层角质层加厚，气孔下陷，气孔少；叶片具厚茸毛等；以减少植物体水分蒸腾。石榴、沙枣、仙人掌、大葱、洋葱、大蒜等均属此类；另一方面则是具有强大的根系，吸水能力强，耐旱力强。如葡萄、杏、南瓜、西瓜、甜瓜等。②湿生植物(hygrophyte)：该类植物耐旱性弱，需要较高的空气湿度和土壤含水量，才能正常生长发育；其形态特征为：叶面积较大，组织柔嫩，消耗水分较多。而根系入土不深，吸水能力不强。如黄瓜、白菜、甘蓝、芹菜、菠菜、香蕉、枇杷、杨梅及一些热带兰类、蕨类和凤梨科植物等。此外，藕、茭白、荷花、睡莲、王莲等水生植物属于典型的湿生植物类。③中生植物(mesophyte)：此类植物对水分的需求介于上述两者之间。一些种类的生态习性偏于旱生植物特征；另一些则偏向湿生植物的特征。茄子、甜椒、菜豆、萝卜、苹果、梨、柿、李、梅、樱桃及大多数露地花卉均属此类。二．园艺植物不同生育期对水分要求的变化同种园艺植物不同生育期对水分需要量也不同。种子萌发时，需要充足的水分，以利胚根伸出；幼苗期因根系弱小，在土壤中分布较浅，抗旱力较弱，须经常保持土壤湿润。但水分过多，幼苗长势过旺，易形成徒长苗。生产上园艺植物育苗常适当蹲苗，以控制土壤水分，促进根系下扎，增强幼苗抗逆能力。但若蹲苗过度，控水过严，易形成“小老苗”，即使定植后其他条件正常，也很难恢复正常生长。大多数园艺植物旺盛生长期均需要充足的水分。此时若水分不足，叶片及叶柄皱缩下垂，植株呈萎蔫现象。暂时萎蔫可通过栽培措施补救；相反，水分过多，由于根系生理代谢活动受阻，吸水能力降低，导致叶片发黄，植株徒长等类似干旱症状。通常开花结果期，要求较低的空气湿度和较高的土壤含水量。一方面满足开花与传粉所需空气湿度；另一方面充足的水分又有利于果实发育。各种园艺植物在生育期中对水分的需要均有关键时期和非关键时期，非关键时期是节水栽培或旱作的适宜时期。第四节园艺植物对土壤与营养要求按质地土壤可分为沙质土、壤质土、黏质土、砾质土等。沙质土常作为扦插用土及西瓜、甜瓜、桃、枣、梨等实现早熟丰产优质理想用土；壤质土因质地均匀，松黏适中，通透性好，保水保肥力强，几乎适用于所有园艺植物的商品生产。黏质土、砾质土等与沙质土类似，适当进行土壤改良后栽种较宜。土壤肥力(soilfertility)：则通常将土壤中有机质及矿质营养元素的高低作为表示土壤肥力的主要内容。土壤有机质含量应在2％以上才能满足园艺植物高产优质生产所需。化肥用量过多，土壤肥力下降，有机质含量多在0.5％～1％之间。因此，大力推广有机生态农业，改善矿质营养水平，提高土境中有机质含量，是实现园艺产品高效、优质、丰产的重要措施。土壤酸碱度影响植物养分的有效性及影响植株生理代谢水平。不同园艺植物有其不同的适宜土壤酸碱度范围。主要园艺植物对土壤酸碱度的适应范围pH）苹果5.5-7.0,甘蓝6.0-6.5,紫罗兰5.5-7.5,梨5.6-7.2,大白菜6.5-7.0,雏菊5.5-7.0,桃5.2-6.5,胡萝卜5.0-8.0,石竹7.0-8.0,栗5.5-6.5,洋葱6.0-8.0,风信子,6.5-7.5,枣5.2-8.0,莴苣5.5-7.0,百合5.0-6.0,柿6.0-7.0,黄瓜6.5,水仙6.5-7.5,杏5.6-7.5,番茄6.5-6.9,郁金香6.5-7.5,葡萄6.5-8.0,菜豆6.2-7.0,美人蕉6.0-7.0,柑橘6.0-6.5,南瓜5.5-6.8,仙客来5.5-6.5,山楂6.5-7.0,马铃薯5.5-6.0,文竹6.0-7.0.园艺植物与其他植物一样，最重要的营养元素为氮、磷、钾，其次是钙、镁。微量元素虽需要量较小，但也为植物所必需。园艺植物种类繁多，对营养元素需求也存在一定差异。而且即使同一种