园艺作物生理生态学.doc

园艺作物生理生态学（一） 主讲：马锋旺 课程性质和目的 果树学、园艺植物种质资源果树方向、茶学硕士研究生学位课，是植物生理学的补充。主要学习和掌握与果树等木本植物生产有密切关系的生理生态问题。 主要内容包括光合生产、碳素营养、矿质营养、成花生理、果实发育生理与品质形成、生态生理、逆境生理等。 第一章 光合生产和碳素营养 一、果树的光合生产 果树产量形成的基础 种性与光合速率 光合器官与光合速率 环境因素对光合作用的影响 栽培因素与光合生产力 果树产量形成的基础 果树干物质的90%以上来源于叶片的光合作用。光合作用是有机营养物质产生，也即产量形成的基础。 经济产量=（光合面积×光合能力×光合时间－消耗）×经济系数 经济系数=经济产量/生物学产量 提高经济产量归纳起来就是开源和节流。 开源：提高光能利用率；光能利用率是指单位面积光合作用累计的有机物所含能量与同一面积日光能量的比率。理论推算，植物对光能的利用率可达12-20%，而目前果树生产中仅有1%左右。1%可产苹果2600千克左右。 节流：减少无效消耗。 光合作用也是品质形成的主要物质基础 种性与光合速率 一般常绿果树低于落叶果树。落叶果树中： 最高者：酸樱桃、油桃、甜樱桃； 居中者：苹果、桃、扁桃、草莓； 最低者：杏 光合器官与光合速率 叶龄： 负值期长短：桃5天左右；其他落叶果树10-14天；柑橘20天。 叶片衰老期早晚：环境因素和技术措施影响衰老进程。 光合器官与光合速率（续） 叶质：常用指标：比叶重（SLW） 1.光照与叶质：叶片形成过程中； 2.叶位与叶质： 3.养分与叶质： 4.激素与叶质： 5.栽培措施与叶质 环境因素对光合作用的影响 光照 温度 土壤水分 空气湿度(VPD) 二氧化碳 矿质营养 栽培因素与光合生产力 合理负载 合理的光合面积 良好的叶片质量 合理的枝类组成 减少叶片伤害 二、碳素同化物的代谢 营养器官碳素形态与转化 果实碳素形态与转化 三、碳素的运输和分配 库源关系与运输分配 光合产物的运输 周年分配 库源关系与运输分配 果树的“库”、“源”概念与一年生作物不同； 库分配的量决定于库强、库体积、离源的距离，大体为果实＋种子＞梢尖幼叶＞成长叶＞花芽＞根。 光合产物的运输 运输形态：蔗糖；山梨醇 运输途径： 运输速度： 碳水化合物的周年分配 局部调节：萌芽—新梢旺长初期，以贮藏营养为主； 多源竞争：新梢旺长期； 均衡扩散：新梢缓长、停长； 向下优势：采收后—落叶 四、碳素贮藏营养 概念：贮藏营养是不立即用于同化和呼吸，而是贮藏起来备用的物质。 特点：随时间波动。 重要性：多年生植物 贮藏部位 主要的贮藏器官：根、主干 主要的贮藏部位：韧皮部、木质部的薄壁组织、维管束系统的活细胞和射线薄壁细胞 贮藏形态 淀粉：根系＞枝条；木质部＞韧皮部 可溶性糖：山梨醇、蔗糖。山梨醇：枝条＞根系；木质部＞韧皮部；蔗糖：相反。 碳素贮藏营养的再利用 根系碳素贮藏营养：2个分配中心（就近供应和整体供应，但根系为了保持功能的稳定性，自身维持较高且稳定的碳素营养水平。 地上部碳素贮藏营养：局部供应。 主要用于新生器官能量消耗。 碳素贮藏营养的分配：受顶端优势和芽的异质性的影响。 碳素贮藏营养水平与果树生长发育的关系 相互依赖，互为基础。良性循环或恶性循环？ 1.树势和结果量 2.光合时间 3.叶片质量 改善碳素贮藏营养的途径 合理负载 合理的枝类组成 秋季管理 春季施氮 植物保护 适时采收 五、山梨醇代谢 对绝大多数高等植物来说，蔗糖是光合作用主要的可溶性产物和主要的运输及贮藏碳水化合物。而在包括多数重要落叶果树（苹果、梨、桃、杏、李、樱桃等）在内的蔷薇科植物中，山梨醇则是光合作用主要的代谢产物、运输化合物和贮藏物质，在这些果树的成熟叶片中，山梨醇占光合产物的50%-80%。山梨醇在碳水化合物代谢中的作用是蔷薇科所特有的。 山梨醇的作用？ 初步研究表明，山梨醇与多种胁迫有着密切的关系。在水分胁迫下，山梨醇对苹果和樱桃等果树的渗透调节能力起着重要作用，山梨醇的积累对提高抗寒能力，清除活性氧，提高抗病能力等都具有重要作用。通过形成山梨醇-硼复合物，山梨醇的增加可提高硼的运输能力和对硼亏缺的抵抗力。通过清除活性氧，果实中山梨醇的含量与减轻日灼有密切的关系。 山梨醇的合成和转化 叶片中合成：叶片中通过6-磷酸山梨醇脱氢酶的催化合成山梨醇 ； 果实中转化：在运输至果实后，绝大部分在山梨醇脱氢酶和山梨醇氧化酶的作用下转化为其他可溶性糖类（果糖和葡萄糖），因而果实中山梨醇的含量很低。 6-磷酸山梨醇脱氢酶—合成的关键酶（1） 6－磷酸山梨醇脱氢酶（S6PDH）