蔬菜栽培生理学第四章-根和茎菜类产品器官的发育生理教学课件

第四章根和茎菜类产品器官的发育生理本章目录本章目录第一节第一节 肉质根形成生理肉质根形成生理第二节第二节 嫩茎和根茎的形成生理嫩茎和根茎的形成生理第三节第三节 鳞茎形成生理鳞茎形成生理第四节第四节 块茎和球茎的形成生理块茎和球茎的形成生理第一节第一节 肉质根形成生理肉质根形成生理 根菜类蔬菜是指一群以膨大的直根根菜类蔬菜是指一群以膨大的直根(肉质根肉质根)作为食用的蔬菜。主要有萝卜、胡萝卜、作为食用的蔬菜。主要有萝卜、胡萝卜、芜菁、根用芥菜、根芹菜、甜菜、牛蒡及美国防风等。它们都是二年生的植物，生长芜菁、根用芥菜、根芹菜、甜菜、牛蒡及美国防风等。它们都是二年生的植物，生长的第一年形成膨大的直根的第一年形成膨大的直根(肉质根肉质根)，第二年才抽苔开花。，第二年才抽苔开花。一、肉质根的形态建成一、肉质根的形态建成 肉质根的发育过程肉质根的发育过程 幼苗幼苗 肉质根肉质根上胚轴上胚轴 根头根头下胚轴下胚轴 根颈根颈 胚根胚根 根部根部（一）萝卜型肉质根的形成（一）萝卜型肉质根的形成属于萝卜类型的直根结构包括萝卜、芜菁、根芥菜等。属于萝卜类型的直根结构包括萝卜、芜菁、根芥菜等。它们膨大的肉质根主要由木质部的薄壁组织所构成，而韧它们膨大的肉质根主要由木质部的薄壁组织所构成，而韧皮部只是薄薄的一层。皮部只是薄薄的一层。（二）胡萝卜型肉质根的形成（二）胡萝卜型肉质根的形成从解剖上看来，胡萝卜的肉质根主要也是由于形成层从解剖上看来，胡萝卜的肉质根主要也是由于形成层(维管形成层维管形成层)的次生生长的的次生生长的结果，形成大量薄壁的次生维管组织。结果，形成大量薄壁的次生维管组织。次生韧皮部也含有大量的薄壁组织，胡萝卜韧皮部较厚，为主要食用部分。次生韧皮部也含有大量的薄壁组织，胡萝卜韧皮部较厚，为主要食用部分。胡萝卜肉质根的结构，有两个特点：一是有胡萝卜素的结晶，二是有油管，在油胡萝卜肉质根的结构，有两个特点：一是有胡萝卜素的结晶，二是有油管，在油管的周围，有一圈分泌细胞，中央有一油腔。管的周围，有一圈分泌细胞，中央有一油腔。（三）甜菜型肉质根的形成（三）甜菜型肉质根的形成甜菜类型的肉质根，在解剖结构上却有一个非常突出的特甜菜类型的肉质根，在解剖结构上却有一个非常突出的特点，就是有多轮的形成层，形成点，就是有多轮的形成层，形成“环状环状”结构。结构。它的膨大的肉质部分，主要是由直根发育而成，但下胚轴它的膨大的肉质部分，主要是由直根发育而成，但下胚轴也是肉质根的一部分。也是肉质根的一部分。（一）温度（一）温度 肉质根膨大生长的适温：昼温肉质根膨大生长的适温：昼温13-23，夜温，夜温8-18，低于，低于6膨大缓慢。膨大缓慢。夜温比日温低些，根形及着色都较好，根的生夜温比日温低些，根形及着色都较好，根的生长也最好。长也最好。温度对胡萝卜肉质根形状的影响。温度对胡萝卜肉质根形状的影响。温度高温度高(2127)，肉质根的形状短些；，肉质根的形状短些；温度低温度低(1016)，肉质根的形状长些。，肉质根的形状长些。二、环境条件与肉质根的形成二、环境条件与肉质根的形成（二）光照（二）光照 根菜类蔬菜都是长日照的植物，在长日照下，加速抽薹开花。根菜类蔬菜都是长日照的植物，在长日照下，加速抽薹开花。较短的日照有利于肉质根的形成。较短的日照有利于肉质根的形成。日照充足，同化作用旺盛，物质积累多，根的膨大也较迅速。日照充足，同化作用旺盛，物质积累多，根的膨大也较迅速。如果日照不足，则根的膨大自然也受到限制。如果日照不足，则根的膨大自然也受到限制。（三）矿质营养（三）矿质营养 肉质根吸收的养分氮钾最多，磷钙次之，镁较少。肉质根吸收的养分氮钾最多，磷钙次之，镁较少。二、环境条件与肉质根的形成二、环境条件与肉质根的形成（四）水分（四）水分肉质根生长的适宜土壤含水量为肉质根生长的适宜土壤含水量为65-80%。如果水分过多，土壤中氧的含量减少，而如果水分过多，土壤中氧的含量减少，而CO2增加，不利于根的代增加，不利于根的代谢与生长，于是表皮粗糙，侧根着生处形成不规则的突起。谢与生长，于是表皮粗糙，侧根着生处形成不规则的突起。土壤水分低至土壤水分低至35-40%时，肉质根细小，根时，肉质根细小，根/冠比小，还易产生辣味冠比小，还易产生辣味和苦味。和苦味。（五）土壤状况与肉质根的形成（五）土壤状况与肉质根的形成根菜类都要求表土深，保水力强而排水良好的沙质壤土。根菜类都要求表土深，保水力强而排水良好的沙质壤土。（一）地上部生长状况与肉质根的形成（一）地上部生长状况与肉质根的形成 在萝卜肉质根形成过程中，根在萝卜肉质根形成过程中，根/冠比逐渐增大，由冠比逐渐增大，由1：13增大到增大到1：0.47。在根冠比为在根冠比为1时，即时，即3片真叶的片真叶的“破肚破肚”期，加强肥水管理，有利于增期，加强肥水管理，有利于增加加 根重。根重。（二）苗端分化与肉质根的形成（二）苗端分化与肉质根的形成 根菜类要求低温通过春化阶段，长日照通过光照阶段。因此，在早秋根菜类要求低温通过春化阶段，长日照通过光照阶段。因此，在早秋 播种的第一年形成肥大的肉质根，第二年春天才抽苔开花。播种的第一年形成肥大的肉质根，第二年春天才抽苔开花。在不适宜的播种期和环境条件下，也可以在当年抽苔开花，成为先期在不适宜的播种期和环境条件下，也可以在当年抽苔开花，成为先期 抽苔。先期抽苔的后果，使肉质根的产量及品质都受到很大的损失。抽苔。先期抽苔的后果，使肉质根的产量及品质都受到很大的损失。三、肉质根形成生理三、肉质根形成生理（三）植物激素与肉质根的形成（三）植物激素与肉质根的形成生长素促进肉质根的形成，赤霉素和细胞分裂素有利于地上部的生长，生长素促进肉质根的形成，赤霉素和细胞分裂素有利于地上部的生长，相对抑制肉质根的形成相对抑制肉质根的形成生长抑制剂（如矮壮素、多效唑等）前期喷施对地上、地下部的生长生长抑制剂（如矮壮素、多效唑等）前期喷施对地上、地下部的生长都有抑制作用，后期喷施有利于地上部物质向肉质根转运。都有抑制作用，后期喷施有利于地上部物质向肉质根转运。1.分叉、弯曲和开裂分叉、弯曲和开裂2.空心空心3.肉质根表面的粗糙和白锈现象肉质根表面的粗糙和白锈现象4.肉质根的辣味、苦味肉质根的辣味、苦味四、肉质根形成的生理障碍四、肉质根形成的生理障碍1.分叉、弯曲和开裂分叉、弯曲和开裂分叉现象：根菜类蔬菜只着生一个肉质根，但在直根周围分叉现象：根菜类蔬菜只着生一个肉质根，但在直根周围有两列或四列侧根。在正常条件下，这些侧根不会膨大。有两列或四列侧根。在正常条件下，这些侧根不会膨大。但在特殊条件下，侧根膨大，使直根形成分叉。但在特殊条件下，侧根膨大，使直根形成分叉。分叉发生的原因：分叉发生的原因：种子陈旧、生活力弱种子陈旧、生活力弱胚根受到破坏：机械、虫害胚根受到破坏：机械、虫害土壤坚硬、有石块土壤坚硬、有石块施入未腐熟的有机肥施入未腐熟的有机肥肉质根的肉质根的开裂开裂：影响商品质量，而且容易腐烂，不耐贮藏。：影响商品质量，而且容易腐烂，不耐贮藏。开裂有各种情况，有沿直根纵向的开裂，有在靠近叶柄部开裂有各种情况，有沿直根纵向的开裂，有在靠近叶柄部横向的开裂，也有在根头部成放射状的开裂。横向的开裂，也有在根头部成放射状的开裂。开裂发生的原因：开裂发生的原因：收获过迟的直根开裂较多收获过迟的直根开裂较多土壤供水不均匀，忽干忽湿土壤供水不均匀，忽干忽湿2.空心空心萝卜的肉质根在生长的后期或贮藏期间，时常发生空心萝卜的肉质根在生长的后期或贮藏期间，时常发生空心(或或称糠心称糠心)现象，表现为重量减轻、淀粉、维生素和糖分含量现象，表现为重量减轻、淀粉、维生素和糖分含量减少，品质降低。减少，品质降低。空心发生的原因：空心发生的原因：品种：一般肉质致密的小型品种，不易空心；而肉质疏松的大型品品种：一般肉质致密的小型品种，不易空心；而肉质疏松的大型品种容易空心。种容易空心。环境因素：较高的昼温和较低的夜温，不宜发生空心，相反易发生环境因素：较高的昼温和较低的夜温，不宜发生空心，相反易发生空心；光照的影响；肉质根膨大期间水分供应不均；空心；光照的影响；肉质根膨大期间水分供应不均；栽培技术：供肥过多，密度过小易空心栽培技术：供肥过多，密度过小易空心先期抽薹：先期抽薹：3.肉质根表面的粗糙和白锈现象肉质根表面的粗糙和白锈现象表面粗糙：肉质根在不良的生长条件下，主要是生长期延表面粗糙：肉质根在不良的生长条件下，主要是生长期延长，叶片脱落后的叶痕增多。长，叶片脱落后的叶痕增多。白锈现象：萝卜肉质根周皮层脱落的组织，附着在根的表白锈现象：萝卜肉质根周皮层脱落的组织，附着在根的表面，而形成白色锈斑的现象。面，而形成白色锈斑的现象。根表面粗糙和白锈现象的发生：根表面粗糙和白锈现象的发生：播种季节关系很大：如播种过早播种季节关系很大：如播种过早(立秋前立秋前)，生长的叶数较多，脱落的叶数，生长的叶数较多，脱落的叶数也较多，在根颈处有明显的叶痕，不但表面粗糙而且易开裂及有白锈；也较多，在根颈处有明显的叶痕，不但表面粗糙而且易开裂及有白锈；长江以南的萝卜，一般生长期较短，空气也较湿润，白锈及叶痕的粗糙程长江以南的萝卜，一般生长期较短，空气也较湿润，白锈及叶痕的粗糙程度也较轻。度也较轻。4.肉质根的辣味、苦味肉质根的辣味、苦味肉质根的辣味是由于高温、干旱、肥水不足、病虫危害等，肉质根的辣味是由于高温、干旱、肥水不足、病虫危害等，肉质根未能充分膨大而产生过量的肉质根未能充分膨大而产生过量的辣芥油辣芥油造成的。造成的。苦味是由于偏施氮肥，使肉质根内产生苦味是由于偏施氮肥，使肉质根内产生苦瓜素苦瓜素造成的。造成的。第二节第二节 嫩茎和根茎的形成生理嫩茎和根茎的形成生理（一）嫩茎的形态建成（一）嫩茎的形态建成嫩茎为肥大的变态茎，植株建立一定同化系统后，茎才开嫩茎为肥大的变态茎，植株建立一定同化系统后，茎才开始膨大。始膨大。嫩茎的次生组织发达，在肥大过程中积累碳水化合物。嫩茎的次生组织发达，在肥大过程中积累碳水化合物。（二）环境条件与嫩茎的形成（二）环境条件与嫩茎的形成 1.温度温度 2.光照光照一、嫩茎形成生理一、嫩茎形成生理1.碳水化合物的积累碳水化合物的积累2.植物激素的作用植物激素的作用（1）细胞分裂素）细胞分裂素（2）生长素和赤霉素）生长素和赤霉素（3）激素的综合调节）激素的综合调节（三）嫩茎形成的生理（三）嫩茎形成的生理（一）根茎形成过程（一）根茎形成过程二、根茎形成生理二、根茎形成生理（二）环境条件对生长的影响（二）环境条件对生长的影响 1.光照条件光照条件 2.温度温度（三）根茎形成的生理机理（三）根茎形成的生理机理 1.同化物分配与根茎形成：同化物分配与根茎形成：“姜姜够本本”2.根茎形成期的生化根茎形成期的生化变化化第三节第三节 鳞茎的形态建成鳞茎的形态建成鳞茎类蔬菜亦称葱蒜类蔬菜，这是一类以其膨大的鳞茎、鳞茎类蔬菜亦称葱蒜类蔬菜，这是一类以其膨大的鳞茎、假茎或嫩叶为食用的作物。主要包括大葱、大蒜、洋葱、假茎或嫩叶为食用的作物。主要包括大葱、大蒜、洋葱、韭葱、分葱、韭菜及荞头等，我国南北各省都有栽培。韭葱、分葱、韭菜及荞头等，我国南北各省都有栽培。洋葱、大蒜、荞头及大头蒜洋葱、大蒜、荞头及大头蒜(南欧蒜南欧蒜)具有膨大的鳞茎，生具有膨大的鳞茎，生长期间要有一定的温度及光周期的条件，鳞茎才能膨大，长期间要有一定的温度及光周期的条件，鳞茎才能膨大，因而其播种期及采收期比较严格。因而其播种期及采收期比较严格。以嫩叶及假茎为食用而无发达鳞茎的种类，如分葱、韭菜以嫩叶及假茎为食用而无发达鳞茎的种类，如分葱、韭菜等，可以多次采收，几乎周年均可供应，是人民群众中一等，可以多次采收，几乎周年均可供应，是人民群众中一种主要调味用蔬菜。种主要调味用蔬菜。由于鳞茎类蔬菜在分类学上同属于葱属由于鳞茎类蔬菜在分类学上同属于葱属(Allium)，而在形，而在形态上，作为食用的部分都是叶子态上，作为食用的部分都是叶子(包括叶身、叶鞘及鳞茎包括叶身、叶鞘及鳞茎)。所谓鳞茎不是茎的变态，而是叶的变态，是叶鞘基部膨大的所谓鳞茎不是茎的变态，而是叶的变态，是叶鞘基部膨大的结果。结果。它们的根浅，吸水能力较弱，而叶子都带直立性，叶面积不它们的根浅，吸水能力较弱，而叶子都带直立性，叶面积不大，适宜于在冷凉的气候条件下生长。大，适宜于在冷凉的气候条件下生长。所有这些特性，使鳞茎类蔬菜的各种类之间在栽培生理上比所有这些特性，使鳞茎类蔬菜的各种类之间在栽培生理上比较接近。较接近。一、鳞茎的类型一、鳞茎的类型（一）洋葱型鳞茎（一）洋葱型鳞茎 由茎盘所生出的由茎盘所生出的叶鞘叶鞘基部膨大而成基部膨大而成（二）大蒜类型的鳞茎（二）大蒜类型的鳞茎大蒜鳞茎由茎盘上着生的大蒜鳞茎由茎盘上着生的侧芽叶鞘侧芽叶鞘（无叶身）膨大形成的蒜瓣组成。（无叶身）膨大形成的蒜瓣组成。蒜瓣外层叶片的叶鞘干缩成革质膜，形成蒜瓣的保护组织。蒜瓣外层叶片的叶鞘干缩成革质膜，形成蒜瓣的保护组织。（一）光周期（一）光周期（二）温度（二）温度（三）低温春化的诱导（三）低温春化的诱导（四）土壤营养与水分（四）土壤营养与水分二、环境条件与鳞茎的形成二、环境条件与鳞茎的形成（一）鳞茎形成生理（一）鳞茎形成生理 1.鳞茎形成与碳水化合物的关系鳞茎形成与碳水化合物的关系 2.激素的消长激素的消长（二）鳞茎发育、花芽分化和抽薹的关系（二）鳞茎发育、花芽分化和抽薹的关系三、鳞茎形成生理及异常生长三、鳞茎形成生理及异常生长（三）鳞茎的异常生长（三）鳞茎的异常生长 洋葱的未熟抽薹、鳞茎开裂洋葱的未熟抽薹、鳞茎开裂 大蒜的独蒜、二次生长等大蒜的独蒜、二次生长等 大蒜的二次生长：大蒜生长过程中，于初级生长植株上内大蒜的二次生长：大蒜生长过程中，于初级生长植株上内层或外层叶腋中分化的鳞茎不进入休眠，继续分化和生长叶层或外层叶腋中分化的鳞茎不进入休眠，继续分化和生长叶片而形成次级植株的现象。片而形成次级植株的现象。第四节第四节 块茎和球茎的形成生理块茎和球茎的形成生理薯芋类蔬菜的食用部分大都含有较多的碳水化合物，以及薯芋类蔬菜的食用部分大都含有较多的碳水化合物，以及蛋白质、维生素、矿物盐，而含水量普遍比其他蔬菜少蛋白质、维生素、矿物盐，而含水量普遍比其他蔬菜少(一般为一般为7080%)。这类蔬菜能耐贮藏及运输，因而供应期长，既可作蔬菜食这类蔬菜能耐贮藏及运输，因而供应期长，既可作蔬菜食用，亦可作为加工的原料。用，亦可作为加工的原料。我国主要的薯类蔬菜，北方为马铃薯，南方为芋头我国主要的薯类蔬菜，北方为马铃薯，南方为芋头(芋艿芋艿)，而山药南北各地均有栽培。，而山药南北各地均有栽培。在栽培上，薯芋类蔬菜的重要特点是无性繁殖。种薯用量在栽培上，薯芋类蔬菜的重要特点是无性繁殖。种薯用量很大，它们的繁殖器官块茎或块根，同时也是食用器官。很大，它们的繁殖器官块茎或块根，同时也是食用器官。这些薯块都生长在土壤中，因而对土壤的物理性状的要求，这些薯块都生长在土壤中，因而对土壤的物理性状的要求，包括土壤的温度、湿度及透气性等，比其他蔬菜较为严格。包括土壤的温度、湿度及透气性等，比其他蔬菜较为严格。在耕作上要求深耕、培土或作垄，要求有良好的排水条件，在耕作上要求深耕、培土或作垄，要求有良好的排水条件，才有利于地下薯块的生长。才有利于地下薯块的生长。在施肥管理上，首先要保证氮的供给。在生长初期也就是在施肥管理上，首先要保证氮的供给。在生长初期也就是在地上部生长旺盛时期，要求充足的氮肥。但钾肥对薯类在地上部生长旺盛时期，要求充足的氮肥。但钾肥对薯类的碳水化合物的代谢和运转，对淀粉的积累及薯块形成层的碳水化合物的代谢和运转，对淀粉的积累及薯块形成层的活动有重要作用，所以施用钾肥是争取薯芋类丰产的一的活动有重要作用，所以施用钾肥是争取薯芋类丰产的一个重要环节。个重要环节。同时，最好还要增施堆肥和厩肥作为基肥，改进土壤团粒同时，最好还要增施堆肥和厩肥作为基肥，改进土壤团粒结构，提高保水力和透气性。结构，提高保水力和透气性。大多数薯芋类的薯块形成，如马铃薯的块茎、山药的块根大多数薯芋类的薯块形成，如马铃薯的块茎、山药的块根(茎茎)、菊芋的块茎，都要求有较短的日照及冷凉的气候。、菊芋的块茎，都要求有较短的日照及冷凉的气候。这些种类，最好在生长前期，即地上部茎叶生长时期，日这些种类，最好在生长前期，即地上部茎叶生长时期，日照较长而温度较高，以利于茎叶的生长。而到生长的后期，照较长而温度较高，以利于茎叶的生长。而到生长的后期，即薯块膨大的时期，又要求较短的日照及较低的温度，以即薯块膨大的时期，又要求较短的日照及较低的温度，以有利于养分的积累，提高养分向薯块的分配率。有利于养分的积累，提高养分向薯块的分配率。一、块茎和球茎的形态建成一、块茎和球茎的形态建成（一）块茎形态建成（一）块茎形态建成（二）球茎形态建成（二）球茎形态建成（一）温度（一）温度（二）光照（二）光照（三）矿质营养、水分和土壤（三）矿质营养、水分和土壤二、环境条件与块茎和球茎的形成二、环境条件与块茎和球茎的形成（一）块茎和球茎形成的生理机制（一）块茎和球茎形成的生理机制（二）块茎和球茎休眠的生理机制（二）块茎和球茎休眠的生理机制三、块茎和球茎形成的生理机制及休眠三、块茎和球茎形成的生理机制及休眠