蔬菜栽培生理学：第一章 绪论

蔬菜栽培生理学课程简介：

蔬菜栽培生理学是研究蔬菜作物基本生理规律，揭示蔬菜作物与环境相互作用关系的一门科学。它是植物生理学在蔬菜栽培方面的具体应用，是理论与实践的具体结合。通过本课程的学习，使学生了解蔬菜作物体内的主要代谢生理活动机理，掌握蔬菜生长发育的基本规律及形态建成的生理基础。深刻了解环境对蔬菜作物生命活动的影响和蔬菜作物对逆境的抗性。能够用植物生理的基本理论知识来分析和研究蔬菜栽培中出现的问题，利用植物生理的方法有目的的调控植物生长发育及其对环境的适应性。章节内容：第一章绪论第二章蔬菜植物的生长发育和分化第三章蔬菜育苗的生理基础第四章叶球、花球和菜薹的形成生理第五章根和茎菜类产品器官的发育生理第六章果菜类的果实发育生理第七章蔬菜植物调控的生理基础第八章蔬菜植物的群体生理第九章蔬菜逆境生理第一章绪论一、蔬菜栽培生理学的概念

蔬菜栽培生理学是蔬菜栽培学与植物生理学有机结合的一门交叉学科，主要研究蔬菜产量、品质形成过程中的相关生理问题，是连接植物生理学与蔬菜栽培学的桥梁，是蔬菜栽培学在理论上的深入与提高，是植物生理学向蔬菜栽培实际应用的延伸。如：种子萌发和壮苗生理；产品器官形成生理及基因调控二、蔬菜栽培生理学的形成与发展(一）、农业发展对蔬菜栽培生理学的推动作用

农业的发展先后经历原始农业、传统农业和现代农业，特别是从20世纪中叶前后，先后经过三次革命，极大推动了农业基础研究的发展。1.绿色革命20世纪40年代在发达国家，60年代初在发展中国家以大幅度提高产量为标志。主要技术模式：良种+化肥+灌溉+农药

经历了第一次绿色革命，1961-1996年，化肥使用量从0.31亿吨增加到1.35亿吨；1961-1996年，灌溉面积从1.3亿公顷增加到2.63亿公顷；1950-1990年，农药销售额扩大28倍。“绿色革命”显然使亚洲避免了重大的粮食危机（1996年世界粮食首脑会议报告），成为中国、东南亚和南亚地区惊人的经济增长的基础。2.白色革命

以应用塑料薄膜进行保护栽培的“设施农业”的兴起和发展为标志，发达国家在20世纪60-70年代，我国在80年代迅速发展。对农业发展的农民增收发挥了积极作用。

设施农业的发展出现了一系列的生理问题，如次生盐渍化、连作障碍、低温弱光等。3.叶绿体革命

2004年3月18日世界权威杂志《Nature》以封面文章发表了由中国科学院生物物理研究所和植物研究所合作完成的“菠菜主要捕光复合物(LHC-II)晶体结构研究成果，认为光合作用由捕光系统和光反应中心两个”接力手“来共同完成，捕光系统负责把“接力棒”传给光反应中心。而捕光蛋白复合物的三维结构，是植物高效利用光能的结构基础。LHC-II这种膜蛋白是绿色植物中含有最丰富的捕光复合物。可能会对植物生产产生重要的影响。4.中国对世界农业的贡献促进了蔬菜栽培生理的研究联合国粮农组织(FAO)认为目前中国对世界农业的三大贡献：①超级杂交稻。②日光温室：成本低廉、经济实用、节约能源、高产高效，在寒冷地区可生产喜温果菜。③果菜类蔬菜嫁接栽培：可提高设施蔬菜的抗逆性，增强水肥吸收能力，克服连作障碍，减少土壤病害传播。二、蔬菜栽培生理学的历史和发展1.中国古代：《汜胜之书》记载：兽骨熬汤浸种；加粪调糊拌种。《齐民要术》：并洲（今山西）大蒜引种到朝歌（今河南）蒜瓣变小，形同蒜珠（气生鳞茎）；种甜瓜时都需“起禾芨，令直竖”。2.近现代：1840年，李比希(J.VonLiebig)出版《有机化学在农业和生理学上的应用》，有力推动了蔬菜栽培生理学的发展。1905年，德国学者F.F.Blakcman提出“限制因子定律”，至今仍是蔬菜产量分析的基本定律。1920年,Fisher总结了植物生长分析法，公式为：植物生长率=叶面积×同化率。1927年，汤姆生(Thompson)发现二年生蔬菜的阶段发育理论中低温春化和先期抽薹。20世纪50年代，M.Calvin利用14C示踪和纸层析两种技术，揭示了光合作用中CO2

的同化历程，提出了著名的“光合碳循环”（Calvincycle,即C3)途径。60年代后又陆续发现了植物光合作用的C4途径，CAM途径和光呼吸作用。

1957年,Fujiwara和Syzuki提出了源-库关系的概念，发现了光合同化物分配受源、库代谢活性的控制。同时日本学者在20世纪50年代还研制出CO2分析仪，并开始在大田条件下研究蔬菜个体与群体的光合作用，有力推动了光合作用的研究。1962年，VanDobben首先发表了生物学产量、经济学产量和收获指数等观点，并研究了它们之间的相互关系。20世纪60年代，日本学者角田提出了株型的概念；1968年，Donald提出了著名的“理想型”概念，并倡议开展理想型的株型育种，育种学者努力培育紧凑型的植物株型，对提高植物的群体光合作用起到了重要作用。3.蔬菜栽培生理学方面的著作情况：国外：日本学者集体编著的《蔬菜生物生理学基础》(1970年)，杉山直仪主编的《蔬菜发育生理与栽培技术》(1976年)。苏联学者编写的《蔬菜发育生理与栽培技术》(1979年)。美国学者F.P.Gardnent,R.L.Mitchell编写的作物生理学(PhysiologyofCropplants)(1985)。HayRKMandWalkerAJ编写的《作物产量生理学导论》《Anintroductiontothephysiologyofcropyield》（1989）。中国：

20世纪60年代以来开始在浙江农业大学、山东农业大学、中国农业大学、河北农业大学和山西农业大学等相继开展了《蔬菜（栽培）生理学》的教学工作，但基本都是自编讲义。1979年，李曙轩教授主编的《蔬菜栽培生理》出版。

1986年，陆帼一教授主编的《蔬菜栽培生理生态》作为西农校内教材。1996年，蒋先明教授主编的《蔬菜栽培生理学》出版。2008年，张振贤教授主编的《高级蔬菜栽培生理学》出版。4.蔬菜栽培生理学研究应围绕“一个目标”、“二个面向”、“三个方向”、“四个任务”和“五个层次”进行。一个目标：以产量形成和高产优质理论为目标。两个面向：面向栽培—为栽培提供理论基础。面向育种—为育种提供生理指标和相关理论依据。三个方向：高产生理—如何突破目前的产量限制？在产量上有所突破。优质生理—如何调节品质形成过程，改善品质性状并安全优质？高效生理—如何提高蔬菜抗逆性？提高光热气等资源的利用效率？使农业增收，农民增效。四大任务：揭示生长发育和产量形成的机理鉴定性状（指标）生理模拟逆境生理五个层次：生态、群体、个体、细胞和分子三.蔬菜栽培生理学与其他学科的关系1.与细胞生物学、植物形态学、植物解剖学和植物生物化学关系密切。原因：蔬菜植物各器官的形态建成和生命周期中发生的各个生理过程都建立在细胞活动的基础上。2.与植物分类学、植物生态学、气象学、土壤学、耕作学、肥料学关系密切。原因:蔬菜植物种类繁多，它们的分类地位、生态类型和栽培条件各不相同，对光、温、水、气肥的要求和反应都有较大的差异。3.

与植物病理学和植物昆虫学关系密切。原因：蔬菜植物在栽培条件下常会遇到真菌、细菌、病毒、线虫和昆虫的危害。4.蔬菜栽培生理学的研究离不开设施园艺学和园艺工程学的支撑。5.蔬菜栽培生理学的