碩士-1高級蔬菜生理

我國植物生產現狀（一）糧食1、2007年:5.02億t為了城市建設和工業(yè)發(fā)展基礎設施建設，中國每年大概從農民那里征用的土地將近20萬公頃。

1978年到1999年期間，糧食總產３.0億增加到５.1億t，第一頁，共184頁。連續(xù)減產的主要原因：--糧食單產邊際效益下降，難以提高--耕地逐年減少，改革后，年均減少28.7萬ha--農業(yè)結構調整糧食面積減少--農民種糧積極性下降2030年人口將達到16億，糧食需要6.3億t，比目前的5.08億t，還需增加1.3億t，農業(yè)工作者任重道遠第二頁，共184頁。2、“糧食安全”-----------已成為國家關注的大事--戰(zhàn)略物質，--安全警戒線-？？kg/人·年--調節(jié)5-10%，園藝工作者認為15-20%--提高糧食的措施

增加面積；提高單產替補食物；保障措施

第三頁，共184頁。（二）全國園藝作物播種面積為2914.62萬ha，產值7169.86億元；占GDP的5.02%，占農業(yè)總產值的34.0%，與糧食、畜產品成鼎立之勢。

第四頁，共184頁。1、蔬菜：播種面積：1970.82萬hm2（05年2100萬ha），總產量：6.2億噸；總產值：6856.07億元--占園藝總產值的72%人年均：380kg。蔬菜面積、產量、人年均量均居世界第一蔬菜產業(yè)幾乎成為農業(yè)第一大產業(yè)-第一中國有世界三大菜園之一第五頁，共184頁。其中，設施栽培275萬hm2，占21%/蔬菜總面積；占35-40%/蔬菜總產量；占50-60%/蔬菜總效益。第六頁，共184頁。2、果品：果樹909.8萬ha，水果總產量達到7132萬噸，果桑茶產值1364.79億元-占園藝的23%--以蘋果、柑、香蕉居多；

露地與保護地栽培水果面積和產量都居世界第一第七頁，共184頁。3、花卉：花卉栽培面積：30.65萬ha花卉總產值約：293.99億元；占園藝總產值的5%出口額：8，283.1萬$合計

觀賞苗木159099.5ha盆栽植物36985.0ha工業(yè)及其他用途花卉32537.2食用與藥用花卉27161.2草坪21973.4

切花切葉17900.0第八頁，共184頁。植物類產值與貿易額（2001）農產品產值(億元)城鄉(xiāng)集市貿易額(億元)糧食≥4600≥2000蔬菜≥3150≥3000水果≥1000≥2000油料500左右棉花≥400煙草≥300糖料150左右花卉≥100茶葉100左右肉禽蛋≥3550水產品≥1650第九頁，共184頁。農業(yè)生產和居民消費金字塔花卉水果肉蛋奶蔬菜糧食第十頁，共184頁。1、生物科學技術日新月異：21世紀-信息和生物的世紀，尤其是生物科學—高校生物專業(yè)熱；醫(yī)學最快植物科學研究特點與現狀第十一頁，共184頁。2、分子生物學與生物技術滲透到各個領域：--重要農作物的功能基因組學和生物信息學

涉及基因定位、克隆、測序、功能及其調控--重要作物細胞工程和分子育種

分子標記輔助育種、基因工程-雄性不育及抗性基因工程、抗逆砧木的分子標記輔助育種及基因工程、種間雜交與細胞融合

第十二頁，共184頁。生物信息學第十三頁，共184頁。重要農作物的農藝性狀基因的分子標記定位及精細作圖，農作物產量、品質、抗逆性相關基因的分離、克隆及功能研究。水稻、番茄等的基因圖譜已完成已完成黃瓜基因組測序第十四頁，共184頁。在生物技術方面：--轉基因植物的問世-大豆、棉花、花卉、番茄、土豆、辣椒；--分子標記輔助育種蔬菜的轉基因—食品安全問題—3級-推廣第十五頁，共184頁。作物常規(guī)育種方法與新品種選育的主攻高產、優(yōu)質、安全、多抗及多元化需求；育種方法：常規(guī)、轉基因、輻射、體細胞融合、突變體篩選、分子標記輔助育種等第十六頁，共184頁。3、研究手段日趨先進--如光合儀--DNA測序儀4、逆境生理研究異?；钴S：日光溫室的“亞適宜”環(huán)境-弱光低溫高濕沙化、鹽堿地等文章居第一，高于光合；第十七頁，共184頁。5、設施農業(yè)備受重視：面積、產量、產值世界第一國家較重視，863、科技攻關社會認可度高；第十八頁，共184頁。6、鼓勵學科交叉和單位聯合；國家科技攻關項目，大型項目一般都采取這一措施第十九頁，共184頁。7.育種目標更高、更明確、育種方法更先進：育種目標：--主攻高產、優(yōu)質、安全、多抗及多元化需求；育種方法：--常規(guī)育種—選種、引種、有性雜交育種；--分子育種--分子標記輔助育種、轉基因；--離體培養(yǎng)育種—花藥、體細胞融合；--誘變育種-化學、輻射育種、多倍體育種；--太空育種--第二十頁，共184頁。8、加速成果轉化：束之高閣的多，物化的少--成果轉化基金；農業(yè)部設立了948項目：引進吸收外國現成成果；第二十一頁，共184頁。9、安全及標準化生產--是當前和今后一個時期的主要方向有機蔬菜及其概念綠色蔬菜的誤區(qū)產前-產中-產后及產品安全檢測從田頭到餐桌全程控制

第二十二頁，共184頁。無污染食品的等級差別及其相關性有機食品AA級綠色食品A級綠色食品無公害食品無污染食品第二十三頁，共184頁。影響食品安全的因素：產地土壤及周邊環(huán)境生長調節(jié)劑應用利弊有機農藥的合理使用環(huán)境污染及綜合治理連作障礙及生物修復第二十四頁，共184頁。標準化：國標行標和部標地方標準等--特別是各種作物的栽培技術規(guī)程信息農業(yè)、數字農業(yè)、精準農業(yè)方興未艾第二十五頁，共184頁。10、宏觀-微觀-介觀同時研究：宏觀←→微觀←→介觀：生態(tài)←→細胞←→納米；

第二十六頁，共184頁。目前國家支持的重點糧食安全（戰(zhàn)略物質、警界線）設施農業(yè)（國家科技攻關；863）植物育種（國家科技攻關；863）轉基因專項（科技部農業(yè)部863）植物分子生物學研究基本代替生理學研究行業(yè)科技、體系創(chuàng)新，第二十七頁，共184頁。中國對農業(yè)的三大貢獻雜交水稻日光溫室作物嫁接第二十八頁，共184頁。設施農業(yè)稱謂的演變--Protectedculture（70年代前）；--InstallationagricultureorEstablishmentagriculture（80年代后）--Industrializedagriculture--94年科委啟動“工廠化高效農業(yè)”重大科技產業(yè)工程項目提出--Controlledenvironmentagriculture--01年國家863起動“生物及現代農業(yè)領域”項目時提出--New-typeindustrializedagriculture（04滾動）多數專家認為，還是改為保護地栽培—接軌第二十九頁，共184頁。90年代隨著航天事業(yè)的發(fā)展，應運而生了--航天植物生產（spaceflightplantproduction）美國宇航中心首先利用航天器在失重及強輻射等環(huán)境條件影響下，利用最先進無土栽培等農業(yè)科學技術，以最小面積生產最多的食物，以支持宇航人員在太空中生存。

第三十頁，共184頁。目前已成功栽培小麥、玉米、番茄、豆類、薯類等作物。在這一特定條件下多數作物生長期縮短，一般在50-60d；植株變矮，莖變粗，如玉米成熟時株高僅為40-50cm，以利于大幅度增加密度，如小麥可達1萬株/m2，番茄100-120株/m2。就目前的技術條件下，6m2就可以滿足1人在太空中生活或生存所需要的的麥、薯、豆、菜等。第三十一頁，共184頁。--航天植物育種（spaceflightplantbreeding）。同時，人們把植物種子搭載到航天器上，在微重力、強磁場、強輻射等因素的作用下，使植物的遺傳物質發(fā)生變化，進而培育出新的蔬菜品種—現狀與前景。第三十二頁，共184頁。第三十三頁，共184頁。第三十四頁，共184頁。3、現代化溫室

（VinerytypeGreenhouse）第三十五頁，共184頁。第三十六頁，共184頁。第三十七頁，共184頁。第三十八頁，共184頁。第三十九頁，共184頁。第四十頁，共184頁。第四十一頁，共184頁。第一章緒論：一、范圍含義：是植物生理學與蔬菜栽培學有機結合的一門交叉學科或邊緣學科，--研究產量形成過程中的生理問題--是《蔬菜栽培學》的深入與提高；-是連接《生理學》與《栽培學》橋梁，有助于《植物生理學》的應用和內容擴展。Environmentalplantphysiology；

Ecophysiology；Cropphysiology；Whiterevolution--plasticfilm；Successioncropping，第四十二頁，共184頁。第一章緒論：二、與植物生理學和栽培學的關系(一)植物生理學-栽培的基礎，研究植物生命活動規(guī)律、揭示生命現象本質的科學：生長發(fā)育與形態(tài)建成-生命活動外在表現春花秋實-發(fā)長收藏物質與能量代謝--水、碳化物-礦質-呼吸；信息傳遞與信號轉導--各種信號胞器官間傳遞及胞內轉導。第四十三頁，共184頁。（二）蔬菜栽培學--栽培管理方法，是根據蔬菜生長發(fā)育規(guī)律與環(huán)境條件的關系，采用先進的栽培管理技術，獲得高產優(yōu)質安全的蔬菜產品，內容包括：1蔬菜發(fā)育規(guī)律及產量、品質的形成2環(huán)境條件變化規(guī)律及其控制對蔬菜生育的影響3先進栽培管理技術--協調物質制造運輸與分配第一章緒論：第四十四頁，共184頁。（三）蔬菜（栽培）生理學---產量形成過程中的生理問題生長發(fā)育的基本規(guī)律器官形成形成生理與基因調控環(huán)境因素對產品器官的影響以及對基因表達產量形成的理論等第四十五頁，共184頁。第一章緒論：-生物（蔬菜）-環(huán)境（溫光水肥氣土等）-人（栽培技術及其調控）第四十六頁，共184頁。（四）<Molecularbiology>廣義--生物大分子結構與功能的研究；狹義--核酸（基因）的分子生物學，包括DNA復制-轉錄-翻譯及其調節(jié)（也涉及蛋白及酶結構與功能）。（五）上述幾門課的相關性:育種學←遺傳學←分子遺傳學（←生物化學→）→分子生物學→生理學→栽培學第四十七頁，共184頁。第一章緒論：三、簡史與展望四大文明古國、6000年前的半坡博物館、甲骨文中的囿、圃、明清時期—先進—落后的轉變時期-賈思勰《齊民要術》533-544第四十八頁，共184頁。第一章緒論：三、簡史與展望-李曙軒主編《蔬菜栽培生理》1977，上?？萍汲霭嫔?蔣先明主編《蔬菜生物學基礎》1980，自編教材-鄭廣華主編《植物栽培生理》（PhysiologyofFieldCrops）（1983）：-陸幗一主編《蔬菜生理學基礎》1984，自編教材-張振賢主編《蔬菜生理》1993，中國農業(yè)科技出版社-蔣先明主編《蔬菜栽培生理學》1996，中國農業(yè)出版社第四十九頁，共184頁。最新版：《高級蔬菜生理學》2008，----首次的研究生專門教材----12章約80萬字，以產量形成為中心，以產品器官形成為主線，突出分子生物內容=基因調控第五十頁，共184頁。國外有影響的蔬菜生理學專著日本：集體編著，《蔬菜生物生理學基礎》1970杉山直儀主編,《蔬菜發(fā)育生理與栽培技術》1976蘇聯：集體編著《蔬菜發(fā)育生理及栽培技術》1979美國：F.P.Gardnent，R.L.Mitchell《CropPhysiology》

第五十一頁，共184頁。HayRKMandWalkerAJ，《Anintroductiontothephysiologyofcropyield》，1989即《作物產量生理學》（PhysiologyofCropYield）第五十二頁，共184頁。農學有關的生理學回顧值得一提的是著名作物生理學家Evans《作物生理學》，1975新時代從基因闡明生理問題，產量及器官形成的基因調控，為遺傳工程定向改造作物提供依據。作物生理學是植物育種和農學進行創(chuàng)造性相互作用并產生新的農業(yè)革命的“助產婆”（Evans，1994）。加強作物生理學研究意義重大。第五十三頁，共184頁。

1905年：德國學者F.F.Blackman提出“限制因子定律”，至今仍是作物產量分析的基本定律。1915年：英國學者Balls最早運用F.F.Blackman的限制因子定律來解釋棉花產量形成及其與環(huán)境的關系。作物產量生理學研究由此開始。20世紀作物產量生理學研究回顧第五十四頁，共184頁。

1917年：Gregory和V.H.Blackman（1919）創(chuàng)立了植物生長分析法。Fisher（1920）將生長分析法總結為如下公式：植物生長率＝葉面積×同化率；

Watson（1947-52）對生長分析法貢獻較大，提出了“LAI”的概念，并對凈同化率重新進行了定義。著有------《植物生長分析》第五十五頁，共184頁。

1953：日本學者門司和佐伯研究了群體光分布與葉面積的關系，導出了著名的群體消光定律:I=I0e-KF，提出了群體物質生產概念，使傳統(tǒng)的生長分析發(fā)展為物質生產觀點上的生長分析，也從此開始了光合作用的計算機模擬工作。50年代：日本學者研制出CO2分析儀，開始在大田條件下研究作物個體和群體的光合作用。60年代:蘇聯-群體結構中葉層配置和葉角受到重視。第五十六頁，共184頁。50年代：卡爾文提出了“光合碳循環(huán)”（C3途徑）。1957年，Fujiwara和Syzuki進行旗葉14C標記研究物質運輸與分配規(guī)律。據此，提出并建立了源-庫關系的概念：光合同化物分配受源、庫代謝活性的控制。60年代：發(fā)現了植物光合作用的CAM、C4途徑和光呼吸作用。第五十七頁，共184頁。1962年：VanDobben首先發(fā)表了生物學產量、經濟學產量和收獲指數等觀點，并研究了相互關系。

60年代初，日本學者角田提出了株型概念；1968年，Donald提出了著名的“理想型”概念，并倡議開展理想型育種。第五十八頁，共184頁。60年代：綠色革命興起：國際玉米小麥改良中心（CIMMYT）培育出墨西哥矮桿小麥品種；國際水稻所（IRRI）培育出高產矮桿水稻品種。deWit等一批學者開展了作物光合作用和作物生理過程的計算機模擬研究。生產了“初級作物生長模擬機”（ELCROS）第五十九頁，共184頁。80年代：提出了同化物分配的分室模型和代謝控制點假說，對同化物源端裝載、庫端卸載的機理更加明確。

第六十頁，共184頁。90年代：運用分子生物學方法研究作物源庫調節(jié)機理和源庫關系，使產量生理學研究進入新的發(fā)展時期。資源利用效率和營養(yǎng)改良的生理學研究蓬勃興起，醞釀新的綠色革命。提高光合效率的基因工程取得突破性進展（轉PEP羧化酶水稻）；IRRI的新株型水稻。中國的超級稻。第六十一頁，共184頁。●一個目標：●兩個面向：--面向育種—常規(guī)與分子育種--面向農學—農藝學Onefacelookstowardagronomyandbreeding●三大任務：--揭示機理；--鑒定指標--生理模擬蔬菜生理學未來發(fā)展第六十二頁，共184頁。●四個層次：--群體——個體——細胞-----分子●五大方向：--高產生理—如何突破產量限制?--高效生理—如何提高資源利用效率？--安全生理---確保產品安全無害--優(yōu)質生理—調節(jié)品質形成生理，改善品質性狀--抗逆生理—高低溫、干旱、強光、連作障礙等第六十三頁，共184頁?！裱芯繜狳c1、高光效機理與調節(jié)2、產品儲藏物合成的機理與調節(jié)3、CO2濃度倍增下作物生理與生育4、水分利用效率與抗旱性生理5、養(yǎng)分利用效率生理與調節(jié)6、抗生物脅迫與非生物脅迫生理7、激素與作物信息調控機理8、根系功能及其與地上部關系生理9、源庫關系的分子調控10、發(fā)育特性的分子機理與生育期調節(jié)11、作物衰亡機理與滯綠性12、作物生理模擬13、新株形設計與高效群體調控（冠層光N分布）第六十四頁，共184頁。第一章緒論：四、與其它學科的關系植物生理學、細胞生物學、分子生物學蔬菜栽培學生態(tài)學、形態(tài)學、解剖學、分類學、氣象學、土壤學、肥料學、遺傳學、育種學、設施園藝學、園藝工程學、。第六十五頁，共184頁。五、世界人口與糧食現狀與展望地球上的人口：1萬年前，約500萬人；2000年前，約2.5億人。從2.5億人增加到5億人；公元1830年，約10億人；1930年，約20億人；1975年，約40億人；目前，近70億，每年新增9000萬人。預測到2025年，達到80億，2050年達到100億。糧食增長第六十六頁，共184頁。20世紀的大事件農業(yè)的發(fā)展：--原始農業(yè)--傳統(tǒng)農業(yè)--現代農業(yè)發(fā)達國家的農業(yè)現代化現代農業(yè)：用現代的工業(yè)、科技、管理方法和經營思想武裝的農業(yè)，其特征是機械化、電氣化、化學化、水利化、商品化、知識化。上世紀40年代，美國率先實現農業(yè)現代化，到60年代，占世界耕地面積40%、人口24%的工業(yè)化國家先后實現了向現代農業(yè)的轉變。

第六十七頁，共184頁。世界農業(yè)史上的三次革命：一是，次綠色革命60年代初興起，80年代中期以后暗淡。以大幅度提高糧食產量為標志。主要技術：良種+化肥+灌溉+農藥第六十八頁，共184頁。1967年出版的《饑荒時代》（TimeofFamines）書中預言：“從現在起的10年，部分欠發(fā)達國家將遭受饑荒，在15年內，饑荒將成為異常的災難，由此引發(fā)的暴力革命、社會騷亂和經濟動蕩將席卷亞洲、非洲和拉丁美洲地區(qū)?！本G色革命的背景第六十九頁，共184頁。第七十頁，共184頁。第七十一頁，共184頁。第一次綠色革命期間：●人口：1960~1985年人口增長率1.9%●糧食：1960~1985年糧食增長率2.2%，增加一倍；●化肥：1961~1996年，化肥使用量從0.31億噸增加到1.35億噸●灌溉：1961~1996年，灌溉面積從1.3億公頃增加到2.63億公頃●農藥：1950~1990年，農藥銷售額擴大28倍第七十二頁，共184頁。綠色革命的成就●糧食生產量加倍●人均糧食增加37%●每人每日卡路里增加35%●實際糧食價格下降50%●劇烈的環(huán)境破壞得以避免1996年世界糧食首腦會議報告指出：

“綠色革命顯然使亞洲避免了重大糧食危機，成為中國、東南亞和南亞地區(qū)驚人的經濟增長的基礎?！钡谄呤?，共184頁。第七十四頁，共184頁。二是，白色革命設施農業(yè)-工廠化農業(yè)-可控環(huán)境農業(yè)-保護地栽培透明軟質塑料：PVC（聚氯乙烯膜及其功能膜）PE（聚乙烯膜及其功能膜）EVA（乙烯醋酸膜）硬質塑料：FRP（玻璃纖維增強聚酯樹脂板）FRA（玻璃纖維增強聚丙烯樹脂板）MMA（丙烯樹脂板）PC板（聚碳酸酯樹脂板）玻璃：第七十五頁，共184頁。三是，葉綠體革命：即將來臨的一場大革命--光合膜--PEPase轉基因--LHC-Ⅱ復合體的晶體--增加植物抗性第七十六頁，共184頁。中國對農業(yè)的貢獻雜交水稻--800kg/667m2；日光溫室---經濟、實用、高效；栽培面積約21%，經濟產量約35%，經濟效益約50%蔬菜嫁接--增產、抗逆。第七十七頁，共184頁。第七十八頁，共184頁。<高級蔬菜生理學>緒言第1章蔬菜種子發(fā)芽及幼苗生理第2章蔬菜的光合作用第3章蔬菜的水分生理第4章蔬菜的營養(yǎng)生理第5章蔬菜的生長發(fā)育及其調控第6章蔬菜產量形成第7章蔬菜群體生理及群體結構的調控第8章蔬菜營養(yǎng)產品器官形成生理及調控第9章蔬菜花果產品器官形成生理及調控第10章蔬菜的逆境生理第11章蔬菜品質形成生理第12章分子生物學技術在蔬菜生理研究中的應用第七十九頁，共184頁。第5章蔬菜生長發(fā)育與產量形成5.1生長特性5.2發(fā)育特性5.3分化特性5.4生長發(fā)育分化的關系5.5生長發(fā)育分化與促控結合5.6產量形成特性及其與生育的關系第八十頁，共184頁。§1生長發(fā)育及分化5.1生長特性（1）概念及意義-Growth（2）類型：（3）生長動態(tài)---S型曲線生長中心---因生育時期而異—管理？生長特點---第八十一頁，共184頁。（4）生長相關：根/冠比-------Root/Top-器官相關--異名器官；同名器官生長相關--營養(yǎng)與生殖；頂端與側生異速生長y=bxk（k為異速生長常數）第八十二頁，共184頁?！?生長發(fā)育及分化異速生長y=bxk，k為異速生長常數，受環(huán)境影響較大：溫度：水分：與果形、葉長第八十三頁，共184頁?！?生長發(fā)育及分化溫度與葉長(日本，大竹良知1983）第八十四頁，共184頁?！?生長發(fā)育及分化（5）生長因素：A：外因：氣候的---溫光水氣風污染等；土壤的---質地、結構、有機質、EC、pH生物的---病蟲、雜草、微生物；B：內因：Pn/Re/CHO/E/活力，源庫關系等（6）生長限制因素：最小因子率，報酬遞減率，界百分率，最適因子、限制因子等第八十五頁，共184頁?！?生長發(fā)育及分化（7）生長分析：1.RGR＝Ｗ＝ＷｏｅRT；

2.RGR(relativegrowthrate相長率)＝

1/W*dW/dt=d(LnW)/dt；(g/g.d)3.NAR(netassimilationrate)＝；4.CGR(cropgrowthrate，平均生長率)＝

/P*dW/dt=Al/P*dW/dt*1/Al=LAR*NAR第八十六頁，共184頁。5.SLA(Specialleafarea)＝La／Lw；；6.LWR(Leafweightrate)＝Lw／W7.LAR(Leafarearate)＝La／W；＝LA/Lw*Lw/w；=A/W=A/dw/dt*dw/dt/W=1/NAR*RGR＝RGR/NAR；8.SLW(Specialleafweight)＝Lw／La第八十七頁，共184頁。§1生長發(fā)育及分化9.LAI（Leafareaindex）＝La/P10.LAD(leafareaduration，以葉為基礎)又稱光合勢或葉日積(L1+L2)(t2-t1)/211.Yield=LAD*E12.LAID(leafareaindexduration，以LAI為基礎)；13.BMD（biologymassduration)；第八十八頁，共184頁。14.HI（harvestindex）15.MGR(mixgrowthrate)＝PAR**Q**E;16.PAR-光合有效輻射；17.Q－截獲的PAR；18.E－PARuseefficience）J.Amer.Soc.Hort.Sci…1999,124(2):99-105第八十九頁，共184頁?！?生長發(fā)育及分化5.2發(fā)育特性：（1）概念(Development)：廣義:植物組織、器官或整體在形態(tài)結構和功能上的有序變化過程--個體水平上能導致生活史向前發(fā)展的質變,延存器官的產生、根莖葉形態(tài)建成與生長模式。狹義:營養(yǎng)生長向繁殖器官的過渡的一系列質變，直至繁殖器官的形成。開花結果，果實生長是生長？發(fā)育？（2）意義：發(fā)育的結果→生長的結果→第九十頁，共184頁。§1生長發(fā)育及分化（3）特點：時空順序：細胞、器官的變化是按一定的時間和空間順序的質變：-規(guī)律。遺傳物質：DNA環(huán)境影響：低溫、日長、營養(yǎng)、水分等第九十一頁，共184頁?！?生長發(fā)育及分化（4）有關發(fā)育的幾個理論問題

階段發(fā)育論--體內碳/氮比--光敏色素素--開花素營養(yǎng)型--基因調控型--逆境適應型--提前傳代第九十二頁，共184頁。（5）須清楚的幾個概念：

生育期--生長期--日歷年齡--生理年齡--第九十三頁，共184頁?！?生長發(fā)育及分化5.3分化特性（1）概念(Differentiation)：不同部位的細胞由于生理、生化特性的差異和生長方式的不同，而在細胞組織、結構方面建立起局部差異的過程，即從一種同質的細胞類型轉變成形態(tài)結構和功能與原來不相同的異質細胞類型的過程稱為分化

（2）特點：極性、不均等分裂、cell全能性、代與分化。分化與發(fā)育不同：狹義的發(fā)育局限在生長點上，而分化是在植株的每個部位-表皮，導管，木栓形成層、薄壁、海綿細胞等。第九十四頁，共184頁?！?生長發(fā)育及分化分化與生長不同：生長是同質細胞的分裂，是量變，而分化是異質細胞的的分化，其異質性表現在：A：生理功能變化：如薄壁細胞分化為輸導組織等；B：形態(tài)結構變化：薄壁細胞的纖維化等C：化學物質變化：內部的物質發(fā)生了很大的變化。第九十五頁，共184頁?！?生長發(fā)育及分化5.4生長發(fā)育分化間的關系（1）相互聯系、制約，貫穿自始至終；（2）生長是基礎，發(fā)育和分化又包含生長，分化是發(fā)育所必須的，發(fā)育是生長和分化的總結果；（3）三個過程都需要能量：在物質分配上/協調-競爭-統(tǒng)一，特別是果菜類，物質與能量在地上地下的分配----十分重要2類生長中的分配競爭特別激烈，認真協調。第九十六頁，共184頁。（4）物質的利用方式與中心：保證不斷轉移的生長中心-生長與狹義的發(fā)育物質積累性質生物產量及經濟產量生產上的促控結合非常重要

第九十七頁，共184頁?！?生長發(fā)育及分化5.5生長發(fā)育與促控結合（1）促控概念：促：采取的技術與控制的環(huán)境條件有利于莖葉生長的一切措施；水氮充足、高溫等控：反之，或有利于根系生長的技術與環(huán)境；促控結合：據每種蔬菜的生育規(guī)律和生長中心不同栽培上該控時則控，該促時則促。第九十八頁，共184頁?！?生長發(fā)育及分化（2）促控關系：孿生兄弟：控中有促，促中有控；促控結合：需控則控，需促則促（3）采取促控措施的形態(tài)標志如黃瓜：發(fā)芽-幼苗-轉折-結果-第九十九頁，共184頁?！?生長發(fā)育及分化5.6與產量形成（見產量形成一節(jié)）第一百頁，共184頁?！?溫度與生育的關系2.1溫度的作用（1）對生長和生理（2）對發(fā)育的作用A：三基點溫度B：活動溫度(B)-高于生長下限溫度的日平均溫度；C：生物學零度：生長的下限溫度D：積溫-某一時段內逐日均氣溫累積之和；E：有效溫度：日平均溫度(ti)與生長下限溫度之差；F：有效積溫(A)：某時期內有效溫度的總和A=∑(ti-B)不同作物差異較大如大白菜1900/6oC·日，番茄3000/13oC·日第一百零一頁，共184頁?！?溫度與生育的關系2.2溫周期（1）年際溫差Latitude1o—0.5oCAltitude100m—0.5oC地下:1.5m以下溫度基本穩(wěn)定在13-15oC1000m—25-30oC（2）季節(jié)溫差Latitude(-southpoleandnorthpole)、Altitude、沿海、內陸有別----與產品器官形成的關系第一百零二頁，共184頁?！?溫度與生育的關系（3）日夜溫差PhototemperatureNyctotemperatureTphoto=Tmax-1/4(Tmax-Tmin)Tnycto=Tmin+1/4(Tmax-Tmin)與緯度、海拔關系密切--旱作番茄；一年四季溫差最大的季節(jié)是：適宜的溫差10oC第一百零三頁，共184頁?！?溫度與生育的關系溫差蔬菜生產：

與物質積累：與產量：黃瓜干重1250kg/鮮重3.0萬kg/667m2；新疆：玉米1504kg/;1030kg/667m2；內陸：950kg800kg與品質：厚皮甜瓜東移；與著色：與開花結實：第一百零四頁，共184頁。§2溫度與生育的關系與植株形態(tài)：高溫低溫葉薄黃壽命短細長相應莖細長節(jié)間長根根量少淺果大小化瓜著色內含物等（4）春化：低溫程度、持續(xù)時間、綠體春化等（5）溫度與生產：-播期、引種、溫室問題；（6）溫度的研究方法第一百零五頁，共184頁?！?溫度與生育的關系(7)溫度障礙：高低溫，亞適溫(8)溫度應注意：同化與異化-消耗、積累、抗性；適溫與蔬菜種類-播期-產品形成；溫度與生長量、生長速率；氣溫與地溫；氣溫與葉溫；引種第一百零六頁，共184頁。§2溫度與生育的關系（9）亞適溫與日光溫室果菜類生長的關系：生理激素基因表達結構功能第一百零七頁，共184頁。§3光照與生育的關系3.1光強molm-2s-1，Em-2s-1，lux,j種類與光強光強與生育生理過程、解剖結構范形作用產量品質第一百零八頁，共184頁。3.2光質可見-------------------光合紅外-------------------徒長紫外A、B、C-------壯苗其UV-B（280nm）是研究的熱點?！獪厥疑a：第一百零九頁，共184頁。§3光照與生育的關系3.3光時（1）光時反應-光周期理論；遠紅光和藍光等于長日；（2）光敏色素（3）光時與生長發(fā)育：與休眠，短日促，草莓是決定因素與器官脫落與引種與器官伸長-促抽薹莖伸長與葉片發(fā)育-長日下短日植物葉變小，色素增加短日下長日植物葉變大，第一百一十頁，共184頁。§3光照與生育的關系與器官形成，短日、長日需求型；與葉數葉形，與種子萌發(fā)與控制分枝與黃化和生長與性別第一百一十一頁，共184頁。GA、SA---------長日第一百一十二頁，共184頁?！?產量形成4.1產量含義蔬菜生物學和經濟學產量K=E/B(bio-yield;eco-yield)3.0萬kg/667m2//干物質重第一百一十三頁，共184頁。4.2產量的構成葉菜類：果菜類：塊莖類：根菜類：第一百一十四頁，共184頁。4.3產量形成特性A：營養(yǎng)器官：Y=aX*1/(1+abx)-漸近曲線1+abx-為競爭因素，植株最高產量A因密度的增加而引起株間競爭遞增而降低的方式如蘿卜、胡蘿卜第一百一十五頁，共184頁。B：果菜類：Y=a+bx-cx2-拋物線—茄果類、瓜類等。C：還有些蔬菜，如韭菜、分蔥、蘆筍、茭白、蓮藕、荸薺等通過分蘗自行調節(jié)密度，稀時多分蘗，密時少分蘗—自我稀疏現象第一百一十六頁，共184頁。4.4品質:安全優(yōu)質----急需研究第一百一十七頁，共184頁。第三章種子與發(fā)芽生理§1種子與發(fā)芽§2育苗生理第一百一十八頁，共184頁。§1種子與發(fā)芽1.1種子壽命與劣變

長壽種子5-7a以上，使用年限2-4a中壽種子2-5a，十字花科茄科葫蘆科2-3a短壽種子1-2a1-2a1.2發(fā)芽生理

1.3提高種子活力的技術措施硬化處理滲透處理-PEG第一百一十九頁，共184頁。§2育苗生理2.1形態(tài)建成（1）莖端分化與生長（2）根端分化與生長（3）花芽分化與器官形成2.22.3第一百二十頁，共184頁。2.2壯苗生理傳統(tǒng)的概念：（1）壯苗概念（2）形態(tài)特征（3）生理特性（4）苗齡與秧苗素質（5）環(huán)境與壯苗現代的概念：穴盤育苗第一百二十一頁，共184頁。第四章光合作用第一百二十二頁，共184頁。第五章水分生理第一百二十三頁，共184頁。第六章營養(yǎng)生理第一百二十四頁，共184頁。第七章蔬菜產量形成的調控生理§1化控技術的調控作用§2植株調整的調控作用§3土壤和肥水的調控作用§4溫度和光照的調控作用第一百二十五頁，共184頁。§1化控技術的調控作用1.1植物激素的種類與生理效應生長素：促進生長、生根、結實、誘導雌花分化、促進氣孔開放；赤霉素：促進莖伸長、誘導開花、打破休眠、誘雄、單性結實、延緩衰老；分裂素：促進分裂、芽分化和細胞擴大，消除頂端優(yōu)勢、促進側芽，延緩衰老，打破種子休眠；脫落酸：促進休眠、脫落和氣孔關閉，抑制生長，增加抗性；乙烯：改變生長習性，促進成熟、脫落、開花和雌花分化，第一百二十六頁，共184頁。1.2近年來新型激素：油菜內酯：促進cell伸長和分裂，促進光合，增加抗性茉莉酸(jasmonicacid,JA)及其甲酯(methyljasnonate，JA-Me)抑制生長、萌發(fā)和花芽分化，促進生根和衰老，提高抗性水揚酸(salicylicacid,SA):誘導開花，增強抗性，多胺(polyamines,PA):促進生長，延緩衰老，增強抗性寡糖素(oligosaccharin):增強抗性，控制形成建成和生長。第一百二十七頁，共184頁。1.3生長調節(jié)劑：A、矮壯素-chlorocholinecholride-CCCB、多效唑-PP333C、青鮮素-MH-D、整形素-MorphactinE、助壯素-PLX---MepiquatoF、三碘苯甲酸-TIBA-235-TriiodhenzoicacideOther:第一百二十八頁，共184頁。1.2生長調節(jié)劑的調控作用基本生理作用：促進生根調控休眠與萌發(fā)調控生長，促抑防止器官脫落調節(jié)抽薹開花提高抗逆性第一百二十九頁，共184頁。促進成熟控制性別蔬菜保鮮生產無根豆芽扦插生根使用的種類、濃度、時間、方法無公害問題：2，4-D、MH、TIBA、Eth等第一百三十頁，共184頁?！?植株調整的調控作用1、調節(jié)營養(yǎng)分配2、協調地上地下3、改善通風透光4、調整發(fā)育進程5、改善產品品質6、提高作物產量第一百三十一頁，共184頁?！?土壤和肥水的調控作用1、水的生理作用（細胞質組成、溶劑或介質、原料、保持姿態(tài)、調節(jié)體溫）：Regulation:A、nutritionandsexualreproductiongrowth：fruit,stemandleaves；B、root/top;C、morphologyandanatony：氣孔、角度-圖；D、physiology：氧氣-Pn、E、Tr、Trans-等；E、yieldandquality：F、distribution：

第一百三十二頁，共184頁。2、肥的生理作用—生命物質構成成分、酶、酶的活化劑、促進生理代謝。A、root/top：N-促進地上B、quality-nitrate,CHO,PrC、resistence:diseaseandstressD、structure,morphologyE、growthandyield第一百三十三頁，共184頁。3、土壤的調控作用A、土壤質地B、土壤耕作-第一百三十四頁，共184頁?！?關于溫光的調控的綜合作用第一百三十五頁，共184頁。第八章蔬菜高產群體生理及其調控§1蔬菜植物的群體構成§2群體結構與光能利用率§3合理群體結構的調控第一百三十六頁，共184頁?！?蔬菜植物的群體構成1.1蔬菜群體的概念：（1）蔬菜群體：是由多數既相互獨立又密切相關和相互影響的個體組成：--環(huán)境因子發(fā)生很大改變--產量。單一群體復合群體第一百三十七頁，共184頁。（2）群體生理：群體生長過程中的光能利用、養(yǎng)分吸收運轉、群體消長、調節(jié)、人工控制、群體生態(tài)變化規(guī)律與產量形成關系，個體與群體關系（3）群體結構：一定條件下器官的空間分布(g/cm3)(cm2/cm3)第一百三十八頁，共184頁。1.2群體結構A光合層：B支持層：支持光合層合理空間分布；聯系光合與吸收層。C吸收層：

第一百三十九頁，共184頁。研究方法：大田切片法(門司正三等)把光合層與支持層分開下圖是闊葉(茄子)與窄葉(生姜)植物的群體結構圖角田又有所改進。第一百四十頁，共184頁。菜豆生理層次描述圖第一百四十一頁，共184頁。1.3蔬菜群體結構的主要類型：1水平和叢生葉群類型2垂直葉群類型3混合葉群類型4蔓性蔬菜類型--蔓性塌地--蔓性支架5間作套種第一百四十二頁，共184頁?！?群體結構與光能利用率2.1群體結構對光能利用的規(guī)律把葉層看作是均勻的介質，當光線通過時符合Beer-lambert定律：LF=I0e-KF

——（1）LF-某葉層光強；I0冠層自然光強；F-LAI；K-消光系數P=ABI/(A+BI)—————（2）A、B-兩個常數當光弱時，分母中BI相對較小，P≈BI當光強時，BI大，A相對較小，P≈A由1式代入2式可求出總光合。第一百四十三頁，共184頁。光截獲率：LI=(I0-I)/I0第一百四十四頁，共184頁。第一百四十五頁，共184頁。2.2群體光合作用1群體光合速率(CPn):<單葉，10～142群體光合特性CO2需求特性需光特性：CPn日變化CPn與LAI（用葉面積和土地面積計算CPn）CPn測試方法CPn與CGR第一百四十六頁，共184頁。A：需光特性

CPn飽和點：1700；補償點：110

單葉飽和點：850；補償點：22～25umolm-2s-1.第一百四十七頁，共184頁。B：CO2需求特性:CPn飽和點：1400；補償點：120單葉飽和點：1300；補償點：47mg/L第一百四十八頁，共184頁。C：CPn日變化：--單峰型第一百四十九頁，共184頁。D：CPn與LAI的關系

E：CPn的計算方法：第一百五十頁，共184頁。3群體光合生產率（1）概念：g·m-2·d-1，g·LAI·d-1，LAI與CGR第一百五十一頁，共184頁。（2）LAI概念LAI=LA/P95%來自Pn，

LAI與產量的關系——復雜

第一百五十二頁，共184頁。（3）LAI的特性：發(fā)展過程y=f(t)最適值-到達的時間、維持時間的長短與品種、空間分布、環(huán)境條件、栽培技術等關系密切。第一百五十三頁，共184頁。（4）LAI的影響因素密度、肥水、環(huán)境、栽培技術、LAD、NAR、CGR、光截獲、消光系數第一百五十四頁，共184頁。LAI的主要類型：糖用甜菜黑麥三葉草羽衣甘藍第一百五十五頁，共184頁。常見蔬菜LAI的三種類型：最適：果菜類=茄果瓜果豆類最大：生姜、韭菜等超過最適后CGR仍較高：葉球菜，如大白菜-凈菜率？第一百五十六頁，共184頁。影響干物質分配的各種因素第一百五十七頁，共184頁。生育進程中貯存能量的分配：第一百五十八頁，共184頁。（5）葉面積指數的影響因素：光照葉傾角：株型育種葉向指：Slov=∑(n;I=1)A(Lf/Lt/n)(PepperR.B.1977)式中

A-葉角；Lf-葉基至葉最高點的距離；Lt-葉基至葉尖距離；n-所測葉數。

一般葉向指越大，葉角度越小，透光越好，CPn越高。葉角、太陽角與CGR第一百五十九頁，共184頁。LAI和葉片角度對植物生長速率的影響第一百六十頁，共184頁。直立葉的優(yōu)點與缺點：優(yōu)點：缺點：葉間距與CGR：多數作物葉間距應大于葉寬的2倍，但闊葉難。第一百六十一頁，共184頁。（6）LAIopt計算方法A、數學法：P底=ABI0e-KF/(A+AI0e-KF)=R當光弱時，分母中的BI0可忽略不計則：P底=BI0e-KF=RF最適(LAIopt)=1/k·lnBI0/R≈4第一百六十二頁，共184頁。B、幾何法:

（a）把作物冠層看成一球體（果菜）

球體面積=4r2m2，投影面積=r2m2，

LAI=4r2m2/r2m2=4

（b）把作物冠層看成一球體（果菜）

正方體面積：A2*6，投影面積：A2（A-邊長）。

LAI=A2*6/A2=6第一百六十三頁，共184頁。（7）葉的壽命及其影響因素生長特性：功能影響葉壽命的內因：基因調控：營養(yǎng)調控：激素調控：IAA、GA外因：第一百六十四頁，共184頁。（8）光合勢與產量光合勢：又稱光合勢或葉日積

LAD=(L1+L2)(t2-t1)/2(LAD--leafareaduration)如黃瓜：20-60萬m2·d第一百六十五頁，共184頁。（9）LAIopt與產量A、綠葉菜類-LAI與產量正相關B、變態(tài)的葉、根、莖器官產品-關系復雜葉球、肉質根等C、果菜類：最復雜D、高產需處理好：源-流-庫：源大，庫足，流暢第一百六十六頁，共184頁。（10）合理密植對產量貢獻最大黃瓜：露地：3500株/667m2，大棚：6000株，株行距20～25cm×55～60cm。日光溫室：稀植技術—3000株/667m2，番茄：露地：3500株/667m2，大棚：3500～4000/667m2日光溫室：2600～2800株/667m2，第一百六十七頁，共184頁。合理密植可改善光照，提高光能利用，但株行距應與采光時段相結合；在1月光照時數約5h，9：30-14：35h*15≈75o（360o/24h≈15o）

若吊蔓高度為1.5m，光線能照到基部葉片的行距應是以5h計：應是1.15m（tan37.5o*1.5m），以4h計：應為0.866m（tan30o*1.5m）（倒三角？？？？？）較目前0.6m的行距都大；第一百六十八頁，共184頁。目前，日光溫室果菜類密度應適當降低。但隨著光照時間和強度的增加吊蔓高度應有所調整—番茄與黃瓜的密度不同。第一百六十九頁，共184頁。4光合生產潛力Loomis(1963)：總太陽輻射500cal/cm2；按CHO占干重的92%，無機占8%；每天的生產潛力為77g/m2·