《蔬菜栽培生理学》第七章 蔬菜植物调控的生理基础
蔬菜栽培的生物学基础蔬菜栽培学、普通园艺学
（2）绿体春化蔬菜：如甘蓝、洋葱、大葱、大蒜、 芹菜等。
绿体春化的主要条件
植株生长到一定大小才能对春化有反应。如果 没有一定的生长量，即使遇到低温，也没有春化 反应。 所谓“一定大小”的植株的标志，可以用日历
年龄来表示，也可以用生理年龄，如植株茎粗、
叶片数或叶面积等表示。
3.低温春化的温度界限与时间
（三）温周期现象
1.温周期：指昼温夜凉的温度变化。
2.温周期现象：植物生长发育对昼夜温度周期性 变化的反应，称为温周期现象。
植物生长发育要求的白天和夜间的最适温度不同， 较低的夜温对植物的生长发育有利。 蔬菜植物适于光合作用的温度，比适宜于生长的 温度要高些。 昼夜温差对果实的品质有着显著影响。昼夜温差 大，糖分积累多，果实风味浓。
足蔬菜植物生长发育之需。
一、温 度
温度是影响植物生存的主要生态因子之一，温 度对园艺植物的生长发育及其它生理活动有显著的
影响。
温度的影响表现为多个方面。主要有：气温、
地温、体温（叶温）、积温、温周期等。
（一）温度三基点与积温
1. 温度三基点
植物能生长的最低温度和最高温度称为植物 生长的温度最低点和最高点，生长最快的温度称 为最适点。
（1）春化处理温度
春化处理温度范围，与蔬菜的种类及品种 有关，有要求严格的品种，也有要求不严格的 品种。
如甘蓝及洋葱要在 0～10℃之间，20～30天或更 长些才会有效果；
白菜类及芥菜的春化温度，在 0 ～ 8℃的范围内 都有效果； 萝卜在5℃左右的效果最好。
（2）春化处理时间 不同蔬菜春化处理的时间亦不相同。
在近40℃的高温下，仍能生长，但低于15℃生
长不良。
蔬菜栽培生理学理论课课程教学指南
园艺专业课程教学指南《蔬菜栽培生理学》课程教学指南1课程信息课程编号：0432626课程名称：蔬菜栽培生理学开设时间：园艺本科第7学期选用教材：蒋先明，蔬菜栽培生理学，中国农业出版社，1996年10月第一版参考书目：[1]张振贤，《高级蔬菜生理学》中国农业大学出版社，2008[2]李合生，《现代植物生理学》高等教育出版社, 20082课程介绍《蔬菜栽培生理学》是我校园艺专业学生的专业选修课，是将植物生理学和蔬菜栽培学有机结合起来、探讨并解决蔬菜栽培与产量形成过程有关的生理问题的交叉学科。
主要研究内容：通过本课程的学习，要求学生系统掌握蔬菜的生长发育和分化、种子萌发、育苗生理、根菜、茎菜、花菜产品器官形成、瓜菜花芽分化、性别分化调控等，为从事相关研究及其产业应用奠定良好的理论和技术基础。
教学目的：《蔬菜栽培生理学》是一门理论与实践相结合的课程，学生不仅要掌握相关理论，更要求其具有从事研究的能力。
因此，在教学过程中，理论与实践并重，充分利用研究式教学和创新教学等相结合的复合教学方式。
教学方法：本课程以课堂讲授为主、自学和讨论为辅的方式组织教学，部分重点和难点内容采用多媒体辅助手段。
讲课与实验、现场教学、幻灯辅导、教学实习、第二课堂等环节相结合；以能力培养为主，加强实验实践教学；突出重点，强调自学。
每章留有一定量的习题，要求学生按时完成。
3教学要求理论部分主要教学内容：系统地介绍蔬菜的生长发育和分化、种子萌发、育苗生理、根菜、茎菜、花菜产品器官形成、瓜菜花芽分化、性别分化调控等。
通过教学使学生能了解蔬菜生长发育和分化规律，以及对这一过程有重要影响的环境因子（特别是温度和光照）的作用，是蔬菜高产、优质和高效生产的理论基础理论，能联系实际，解决蔬菜产量形成的有关生理问题。
4评估评价课程成绩按百分制记分，60分为及格。
作业、实习，以及参加学习小组活动和集中辅导答疑、出勤情况等占总成绩的30％。
考试成绩占总成绩的70％。
蔬菜栽培的生态生理基础
蔬菜栽培的生态生理基础第一节蔬菜作物的生长与发育一，蔬菜作物的生长发育特性（略）二，蔬菜作物生长发育时期与类型（一）生长发育时期1.种子期——胚胎发育期--种子休眠期--发芽期2.营养生长期（1）幼苗期种子发芽后，就进入营养生长期的幼苗期。
此期间幼苗生长迅速，代谢旺盛，但光合成的营养物质较少，应增强光合，减少呼吸消耗。
（2）营养生长旺盛期幼苗结束后进入。
蔬菜生长的营养基础。
3.生殖生长期（1）花芽分化期花芽分化是营养生长过渡到生殖生长的形态标志。
（2）开花期从现蕾开花到授粉、受精，是生殖生长的一个重要时期。
（3）结果期形成产量的主要时期（二）生长发育类型1.一年生蔬菜当年播种当年开花结果2.二年生蔬菜在播种的当年为营养生长，经过一个冬季，到第二年才抽薹、开花与结实。
3.多年生蔬菜再一次播种后可多年采收，不需每年繁殖。
4.无性繁殖蔬菜生产上用营养器官进行繁殖。
三、蔬菜作物生长相关性与产品器官的形成（略）第二节蔬菜作物生长发育与环境条件一，蔬菜作物生长发育与温度（一）蔬菜作物对温度的要求与反应各种蔬菜生长与发育，对温度都有一定要求，而且各自都具有最低温度、最适温度和最高温度——找到最适温度，生产时创造最适温度。
（二）温度对蔬菜作物的生理作用1温度对蔬菜作物光合作用的影响大白菜温度在15~22℃范围内，为光合作用适温范围。
越是要求温度较高的蔬菜，其光合作用的温度也越高。
2.温度对蔬菜作物呼吸的影响蔬菜作物呼吸作用与光合作用一样，随着温度升高而增强。
3.温度对蔬菜作物养分吸收的影响温度，特别是地温对蔬菜作物养分吸收影响显著。
(三）温周期的作用大部分蔬菜作物的正常生育都要求昼夜有温度变化的环境。
(四）春化作用低温对蔬菜发育所引起的诱导作用。
1.种子春化的条件对于耐旱及半耐寒的二年生植物的低温诱导，可以在0~10摄氏度的范围，但品中间有一定差异。
2.绿体春化的条件蔬菜要在植株长到一定大小后，才能对低温起反应五）低温及高温障碍生态生理（略）二，蔬菜作物生长发育与光（一）光照强度对蔬菜作物生长发育的影响光照强度直接影响光合作用1.要求强光照的作物如西瓜、甜瓜、南瓜、黄瓜、番茄以及薯芋类中的芋、豆薯等。
蔬菜栽培的生物学基础
第一章蔬菜栽培的生物学基础第一节蔬菜的起源与分类蔬菜含有维生素、矿物盐、碳水化合物及其它营养物质，是人民生活中一种不可缺少的副食品，是农业生产中一个不可缺少的部分，在国民经济中具有重要的地位和作用。
一、蔬菜植物的分类我国地域辽阔，物产丰富，是世界上最大的蔬菜起源中心之一，也是世界上最早的野生蔬菜驯化及栽培蔬菜演化中心之一。
广大劳动人民在漫长的岁月中，通过对本地野生植物的发掘、家化和对引入蔬菜的驯化、选育，创造了今天丰富多彩的蔬菜种类。
凡是以一、二年生及多年生的草本植物，有多汁的产品器官，作为副食品的，均可以列为蔬菜植物的范围。
一些多年生的草本如金针菜、百合等，以及一些木本植物的幼芽或嫩茎，也可以作为蔬菜食用，如竹笋、香椿等。
除此以外，还有许多野生或半野生的种类，如荠菜、马齿苋、马兰等，也作蔬菜食用。
许多真菌和藻类植物如蘑菇、香菇、木耳、紫菜、海带等也作为蔬菜食用。
有些蔬菜不仅是现在蔬菜栽培的重要生产资料，而且是今后改进蔬菜品种十分珍贵的种质资源。
据现在初步统计，我国食用蔬菜就有56科，229种。
其中高等植物32科201种(包括变种)，低等植物食用菌14科18种，藻类植物8科10种，在我国普遍栽培的有50—60种。
蔬菜植物的范围之广，种类、品种如此繁多。
为了掌握这些资源的特点，特性，便于系统地进行研究、利用，必须对它们加以科学地分类。
比较普遍采用分类方法有三种：①植物学分类法；②食用器官分类法；③农业生物学分类法。
从栽培上讲，以农业生物学的分类法较为适宜。
(一)植物学分类法根据植物学的形态特征，按照科、属、种、变种分类。
我国的蔬菜植物总共有二十多科，其中绝大多数属于种子植物，双子叶和单子叶的都有。
在双子叶植物中，以十字花科、豆科、茄科、葫芦科、伞形科、菊科为主。
单子叶植物中，以百合科、禾本科为主。
植物学分类的优点，是可以明确科、属种间在形态、生理上的关系，以及在遗传、系统上的亲缘关系。
如结球甘蓝与花椰菜，虽然前者利用它的叶球，后者利用它的花球，但都是同属于一个种，彼此容易杂交。
蔬菜栽培学__蔬菜栽培学总论蔬菜栽培的生物学基础
北美洲产中生心多倍体
第二节 蔬菜植物的生长与发育
一、生长与发育的概念与特性 二、蔬菜的生长发育过程 三、蔬菜植物生殖生长的条件 四、蔬菜植物的生长相关
一、生长与发育的概念与特性
（一）概念 • 生长：是植物直接产生与其相似器官的现象。
藕
茭 白
慈姑
荸荠
水芹
（三）农业生物学分类法
10、多年生蔬菜 如竹笋、金针菜、石刁柏、食用 大黄、百合等。一次繁殖以后，可以连续采收数 年。除竹笋以外，地上部每年枯死，以地下根或
11、食用菌类 包括蘑菇、草菇、香菇、木耳等， 其中有的是人工栽培的，有的是野生或半野生状
二、蔬菜的起源与演化
一、蔬菜植物的起源中心
（二）食用器官分类法
• 叶菜类：
• 普通叶菜类：小白菜、叶用芥菜、菠菜、茼蒿等 • 结球叶菜类：结球白菜、结球甘蓝等 • 香辛叶菜类：大葱、韭菜、芫荽、茴香、芹菜等 • 鳞茎类：大蒜、洋葱、百合等
• 花菜类：
• 花器类：金针菜等 • 花枝类：花椰菜、青花菜、菜薹等
（二）食用器官分类法
• 果菜类：
蔬菜栽培学总论
第一章 蔬菜栽培的生物学基础
吉林农业大学园艺学院
第一章 蔬菜栽培的生物学基础
概述 第一节 蔬菜植物的起源和分类 第二节 蔬菜植物的生长与发育 第三节 蔬菜生长发育与环境条件 第四节 蔬菜的产量形成
概述
蔬菜的生物学基础
蔬菜的特征
蔬菜的特性
系统发育
野生种 栽培种
起源中心 （原产地）
个体发育
二、蔬菜植物的生长发育过程
(二)营养生长时期 3 营养休眠期 • 二年生及多年生蔬菜，在贮藏器官(也是产品器
植物生理学理论课件第七章植物生长生理
• 极性是分化的前提。 • 胚的发育：
受精卵
胚芽
胚根
胚柄
• 根毛发育
根表皮细胞分化。
表皮细胞 气孔发育——叶表皮细胞分化
根毛
不均等分裂导致许多组织或器官发生
• 图 7 － 11 拟南芥幼苗的胚胎发育图
图 7-12 墨角藻受精卵极性建立的过程
A 未极化的合子， B 极性尚未稳定的合子， C 极化的合 子， D 胚胎
图 7 － 23 种子萌发过程 IAA 、 GA 等植物激素的 变化
• 4.4 生长大周期
• 1 、植物生长动力学（ growth kinetics ）—— S
型曲线
生长停滞期
生长总量
生
对数生长期 ( 直线生长期 )
长
生长滞后期 （缓慢生 长）
生长速率
生长时间
• 植物生长大周期 (grand period of growth): 植物整体、器官或组织在一生中，生长 表现出 “慢一快一慢”的基本规律，总 体表现为 S 型曲线（生长速率表现为抛 物线）的生长过程称植物生长大周期。
图 7-18 胚根突破种皮 和种子萌发及 ABA 对 萌发的抑制
• 4.2 环境条件对种子萌发的影响
• 1 、水 : 种皮变软——胚根突破种皮
，
•
氧气透入——胚的呼吸上升
，
•
凝胶变溶胶——酶活性提高
，
•
大分子水解为可溶性小分子 ,
• 2 、温度
• 萌发温度三基点：最低、最适和最高。 发芽最适温度是指种子发芽率最高、发 芽时间最短的温度。
野生型
cuc1/cuc2
16-cell
WUS 表 达
诱导表达
Late heart
《作物生理生态学》课件
通过选择具有强抗旱性的种质 资源，进行遗传改良和育种，
培育抗旱性强的新品种。
抗寒性
抗寒性定义
作物在低温条件下能够正常生长和发育的能力。
抗寒性评价方法
通过观察作物生长情况、测定临界低温、分析生 理生化指标等手段来评估作物的抗寒性。
ABCD
抗寒性机制
作物通过调节细胞内渗透物质、增加膜脂不饱和 度、降低冰点温度等方式来适应低温环境。
产量形成过程
作物产量形成是一个复杂 的过程，涉及到光合作用 、呼吸作用、物质积累与 分配等生理生态学过程。
产量构成因素
作物的产量由单位面积上 的株数、每株的叶片数、 每叶的面积和叶重等构成 。
作物品质形成
品质定义
01
作物品质是指作物的营养价值、食用品质和加工品质等，是衡
量作物优劣的重要指标。
品质形成过程
抗盐性育种
通过选择具有强抗盐性的种质资源， 进行遗传改良和育种，培育抗盐性强 的新品种。
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光照是植物进行光合作用和生长发育 的能量来源。
不同作物对光照的需求不同，合理配 置光照资源可以提高作物的产量和品 质。
光照强度、光质和光照时间对作物的 生长和发育具有重要影响。
光照不足会导致作物生长受阻，光合 作用效率降低，而光照过强则可能引 起光抑制和光氧化损伤。
土壤对作物生长的影响
土壤为作物提供水分、养分、空气和温度等必需的生长 条件。
02
作物生理学基础
作物光合作用
总结词
光合作用是植物通过叶绿体将光能转化 为化学能的过程，是植物生长和发育的 基础。
VS
详细描述
光合作用是植物通过叶绿体将光能转化为 化学能的过程，是植物生长和发育的基础 。它包括光能的吸收、传递、转化和利用 等过程，以及二氧化碳的固定和氧气的释 放等反应。光合作用对植物的生长和发育 具有重要意义，它不仅为植物提供能量， 还为植物提供合成有机物的原料。
《蔬菜栽培生理学》第七章 蔬菜植物调控的生理基础
A typically complex sheme for plant hormone interactions(Ross et al., 2011).
对应各种激素，都有人工合成的生长调节剂。 植物生长调节剂是指人工合成的有机化学物质，它 在植物上的调控功能类似天然植物激素。
Raphanusanin: 萝卜宁； benzoxazolinone: 2-苯唑啉酮
7. 提高抗逆性
（1） 提高耐盐碱能力
提 高 了 黄 瓜 的 耐 盐 碱 能 力
（2）缓解缺铁胁迫
IAA作用模式图
（二）赤霉素类(Gibberellins)的生理效应
合成部位一般在顶端分生组织，以及种子的胚。运输无极 性，向基部或向顶部。
Cross‐section (A) and fruit perimeter (B) for unpollinated, pollinated and CPPU‐treated ovaries at different days after anthesis (DAA) in Lagenaria leucantha（瓠瓜）(Li et al., 2003. Journal of Experimental Botany, 54:1245-1251）.
1．促进细胞的伸长和分裂
赤霉素对蔬菜植物最显著的效应是促进整株茎 叶的伸长，特别是茎节间的伸长，但不增加节间数 目。赤霉素能使矮生型的蔬菜植物改变为“蔓生 型”。
2. 促进种子萌发
种子萌发时，胚乳内的贮藏淀粉被淀粉酶水解成糖供给 胚利用，促进种子的萌发，缩短发芽过程。赤霉素能打破 块茎的休眠，促进种子的后熟过程。
CK: 清水处理 T1：NaCl处理 T2：NaCl+ 200 μmol/LNaHS处理 T3：NaCl+ 400 μmol/LNaHS处理 T4：NaCl+ 800 μmol/LNaHS处理
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2.引起植物向光生长
当植物在一侧照光时会 引起植物向光弯曲，如温室 黄瓜果实背光面的生长素含 量高导致细胞伸长；向光面 生长素受光解而含量低，细 胞伸长差，从而促使果实变 弯曲。
3．调控根系发生
(1) 促进不定根的形成
3．调控根系发生
(1) 促进不定根的形成
IAA显著促进了黄瓜不定根的形成
Lanteri ML et al. Journal of Experimental Botany, 2006, 57: 1341-1351.
两种生长素合成抑制剂
AOPP： L–α–aminooxy–β–phenylpropionic acid KOK-1101: (S)-methyl 2-((1,3-dioxoisoindolin-2-yl)oxy)-3phenylpropanoate
Effects of AOPP or KOK1101 on endogenous IAA levels in shoot and root of tomato seedlings
Nakayama et al., 2012. Mechanical regulation of auxin-mediated growth. Current Biology, 22:1468-1476.
吲哚乙酸及其前体影响了辣椒植株生长
Trtia Horticulturae, 106: 38-52.
一、植物激素的种类和生理效应 植物激素是植物体内代谢过程中产生的一类调节物 质，十分微量便足以调控各生理代谢过程。 蔬菜植物的生长发育与分化都受其体内激素平衡的 制约，但它本身并不是植物的营养物质。植物激素的生 理作用主要是促进和抑制生长，往往两者兼而有之。
传统的植物激素有五类：生长素、赤霉素、细胞分 裂素、脱落酸和乙烯。
CK: 清水处理 T1：NaCl处理 T2：NaCl+ 200 μmol/LNaHS处理 T3：NaCl+ 400 μmol/LNaHS处理 T4：NaCl+ 800 μmol/LNaHS处理
生长素运输抑制剂 H2S清除剂
H2S作为下游信号参与了生长素诱导的
番茄侧根的形成
Huang et al., 2014.
（一）生长素类(auxins)的生理效应
最普通的天然（内源）生长素为吲哚乙酸(IAA)。顶芽是合 成生长素的中心，向下端运输，称“极性运输”。叶子中合成 无活性生长素。运至茎端才能被活化。
1．促进细胞伸长和生长 生长素对细胞伸长和生长有明显 的促进作用，从而促进根、茎、叶、果实等的伸长或生长。 但对生长的促进作用，仅限于低浓度。
(2) 促进侧根的形成
(H2S供体)
(萘乙酸)
(生长素运输抑制剂)
Huang et al., 2014. Auxin-induced hydrogen sulfide generation in involved in lateral root formation in tomato. Plant Physiology and Biochemistry, 76: 44-51.
一氧化氮(NO) 和磷脂酶D (PLD) 在生长素诱导不定根形成 中作为下游信号发挥重要作用
PC:磷脂酰胆碱 PE: 磷脂酰乙醇胺 PA:磷脂酸 PIP:磷脂酰环己六醇磷酸 PIP2:磷脂酰环己六醇双磷酸 PLD: 磷脂酶D AR：不定根 Luciana et al. 2008. Plant Physiology, 147: 188-198.
Cross‐section (A) and fruit perimeter (B) for unpollinated, pollinated and CPPU‐treated ovaries at different days after anthesis (DAA) in Lagenaria leucantha（瓠瓜）(Li et al., 2003. Journal of Experimental Botany, 54:1245-1251）.
第七章 蔬菜植物调控的生理基础 蔬菜根、茎、叶、花、果等变态或特化的产 品器官，它们的形成及其产量高低、品质优劣， 依赖于通过栽培技术措施，对蔬菜植物的生长、 发育与分化三个过程进行合理有效的调控。
内容
第一节 植物激素的调控作用 第二节 植株调整的生理作用 第三节 土肥和土壤耕作的调控作用
第一节 植物激素的调控作用
油菜素内酯 茉莉酸甲酯
A typically complex sheme for plant hormone interactions(Ross et al., 2011).
对应各种激素，都有人工合成的生长调节剂。 植物生长调节剂是指人工合成的有机化学物质，它 在植物上的调控功能类似天然植物激素。
(3) 促进根毛的发生
莴苣根毛长度与IAA浓度的关系 TakaHashi et al., 2008. Plant Growth Regulation, 56: 31-41.
（4） 与乙烯协调控制扎根过程
Plant Physiology，2011， 156： 1424-1438.
During seed germination, emerging roots display positive gravitropism （向地性）and penetrate into the soil for nutrition and anchorage. Tomato (Solanum lycopersicum) seeds germinated in the presence of 1-methylcyclopropene (1-MCP), an inhibitor of ethylene action, failed to insert roots into Soilrite and grew in the air, forming loops. Timelapse video imaging showed that 1-MCP grown root tips retained positive gravitropism and made contact with the surface of Soilrite but failed to penetrate into the Soilrite.