园艺植物的生长发育课件.ppt
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- 园艺 植物 生长发育 课件
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1、第二章第二章 园艺植物的生长发育园艺植物的生长发育 v 园艺植物根、茎(枝)、叶的形态特征与功能园艺植物根、茎(枝)、叶的形态特征与功能v 园艺植物花、果实和种子的形态结构与发育特点园艺植物花、果实和种子的形态结构与发育特点v 园艺植物生长发育与环境条件园艺植物生长发育与环境条件v 园艺植物器官间的生长相关性园艺植物器官间的生长相关性v 园艺植物生长发育周期园艺植物生长发育周期v 园艺植物营养器官根、茎、叶的生长与生殖器官花、园艺植物营养器官根、茎、叶的生长与生殖器官花、果实和种子的发育,一方面决定于植物本身的果实和种子的发育,一方面决定于植物本身的遗传特性遗传特性;另一方面决定于另一方面决定
2、于外界环境条件外界环境条件。因此,生产上通过育种。因此,生产上通过育种技术获得具有新的遗传性状的新品种的同时也要创造适技术获得具有新的遗传性状的新品种的同时也要创造适宜的环境条件使生长发育向着人们期待的方向发展。本宜的环境条件使生长发育向着人们期待的方向发展。本章着重介绍园艺植物生育规律及所需环境条件。章着重介绍园艺植物生育规律及所需环境条件。2 21 1营养生长营养生长 v2 21 11 1园艺植物的园艺植物的根系根系v 根系根系(root system)(root system)是园艺植物的重要器官。土壤管是园艺植物的重要器官。土壤管理、灌水和施肥等重要的田间管理,都是为了创造促进理、灌水
3、和施肥等重要的田间管理,都是为了创造促进根系生长发育的良好条件,以增强根系代谢活力,调节根系生长发育的良好条件,以增强根系代谢活力,调节植株上下部平衡、协调生长,从而实现优质、高效生产植株上下部平衡、协调生长,从而实现优质、高效生产目的。园艺植物的根系是其整体赖以生存的基础。因此,目的。园艺植物的根系是其整体赖以生存的基础。因此,根系生长优劣是园艺植物能否发挥高产优质潜力的关键。根系生长优劣是园艺植物能否发挥高产优质潜力的关键。v (1)(1)根系来源根系来源v 实生根系实生根系:由种子:由种子胚根发育胚根发育而来的根,称为实生而来的根,称为实生根系根系(seedling root syste
4、m)(seedling root system)。实生根系主根发达,根。实生根系主根发达,根生活力强。绝大多数蔬菜和生活力强。绝大多数蔬菜和种子种子繁殖的花卉多为实生根繁殖的花卉多为实生根系。果树由于多采用嫁接栽培,如苹果、梨、桃、柑橘系。果树由于多采用嫁接栽培,如苹果、梨、桃、柑橘等栽培品种苗木,其砧木为实生苗,根系则为实生根系。等栽培品种苗木,其砧木为实生苗,根系则为实生根系。v 茎源根系茎源根系:利用植物营养器官具有再生能力,采:利用植物营养器官具有再生能力,采用枝条用枝条扦插或压条繁殖扦插或压条繁殖,使茎上产生不定根,发育成的,使茎上产生不定根,发育成的根系称为茎源根系根系称为茎源根系
5、(cutting root system)(cutting root system)。茎源根系无。茎源根系无主根,生活力相对较弱,常为浅根。果树中葡萄、无花主根,生活力相对较弱,常为浅根。果树中葡萄、无花果等扦插繁殖,其根是茎源根系。花卉中月季、橡皮树、果等扦插繁殖,其根是茎源根系。花卉中月季、橡皮树、山茶花、桂花、天竺葵、八仙花等多用茎插,亦为茎源山茶花、桂花、天竺葵、八仙花等多用茎插,亦为茎源根系。蔬菜中番茄可在根颈或茎上,尤其在茎节上发生根系。蔬菜中番茄可在根颈或茎上,尤其在茎节上发生不定根,且不定根,且3035d3035d即可长达即可长达100100一一150cm150cm。利用此特性
6、,。利用此特性,番茄可扦插繁殖优良品种或直接用于生产。番茄可扦插繁殖优良品种或直接用于生产。v根蘖根系根蘖根系:一些果树如枣、山楂等和部分宿根花:一些果树如枣、山楂等和部分宿根花卉的根系通过产生卉的根系通过产生不定芽不定芽可以形成苗木,其根系称根蘖可以形成苗木,其根系称根蘖根系根系(1ayering root system)(1ayering root system)。(2)(2)根系的类型根系的类型v 主根主根:种子萌发时,:种子萌发时,胚根胚根最先突破种皮,向下生最先突破种皮,向下生长而形成的根称为主根长而形成的根称为主根(main root)(main root),又叫初生根又叫初生根(
7、primary root)(primary root)。主根生长很快,一般。主根生长很快,一般垂直插入土壤垂直插入土壤,成为成为早期吸收水肥和固着早期吸收水肥和固着的器官。的器官。v侧根侧根:当主根继续发育,到达一定长度后,从根:当主根继续发育,到达一定长度后,从根内部内部维管柱周围的中柱鞘和内皮层细胞分化产生维管柱周围的中柱鞘和内皮层细胞分化产生与主根与主根有一定角度,沿地表方向生长的分支称侧根(有一定角度,沿地表方向生长的分支称侧根(lateral lateral rootroot)。侧根与主根共同承担)。侧根与主根共同承担固着固着、吸收吸收及及贮藏贮藏功能。功能。因此,统称因此,统称骨干
8、根骨干根。主、侧根生长过程中,由侧根上又。主、侧根生长过程中,由侧根上又会产生次级侧根,其与主根一起形成庞大的根系,此类会产生次级侧根,其与主根一起形成庞大的根系,此类根系称为根系称为直根系直根系(taproot system)(taproot system)。v须根须根:侧根上形成的细小根称为须根:侧根上形成的细小根称为须根(fibrous(fibrous root)root)。按其功能与结构不同又。按其功能与结构不同又分为分为4 4类类:1 1生长根生长根(或称或称轴根,轴根,growing root)growing root)为根系向土壤为根系向土壤深处延伸深处延伸及向及向远处扩远处扩展
9、展部分,部分,一般为白色一般为白色,具吸收功能具吸收功能;2 2吸收根吸收根(absorbing(absorbing root)root),主要功能是,主要功能是吸收吸收以及将吸收的以及将吸收的物质转化物质转化为有机物为有机物或或运输运输到地上部。正常吸收根到地上部。正常吸收根多为白色多为白色;3 3过渡根过渡根(transitional root)(transitional root)主要由主要由吸收根转化而来吸收根转化而来,其部分,其部分可可转变成输导根,转变成输导根,部分随生长发育死亡;部分随生长发育死亡;4 4输导根输导根(conducting root)(conducting roo
10、t)则主要起则主要起运送运送各种营养物质和各种营养物质和输导输导水水分的作用。一些园艺植物主根伸出不久即停止生长,或分的作用。一些园艺植物主根伸出不久即停止生长,或主根存活时间很短,而自茎基的数节上生长出长短相近、主根存活时间很短,而自茎基的数节上生长出长短相近、粗细相似的须根。这种主根生长较弱,主要根群为须根粗细相似的须根。这种主根生长较弱,主要根群为须根的根系称为的根系称为须根系须根系(fibrous root system)fibrous root system)。如葱蒜类蔬。如葱蒜类蔬菜,禾本科草坪草等均为须根系。菜,禾本科草坪草等均为须根系。(3)3)根系的结构根系的结构v 将园艺植
11、物根的尖端作纵剖面,在显微镜下进行观将园艺植物根的尖端作纵剖面,在显微镜下进行观察,由根尖往上又分为察,由根尖往上又分为由初生根由初生根和和次生根次生根构成的构成的6 6个个区,区,即:即:v 根冠根冠(embryonic(embryonic zone with the root cap)zone with the root cap)每每条根的最先端条根的最先端有一套状结构有一套状结构,称为根冠。根冠由,称为根冠。根冠由活的薄活的薄壁细胞组成壁细胞组成;外层细胞排列疏松,细胞外壁;外层细胞排列疏松,细胞外壁有黏液有黏液,这,这是高度水合的多糖物质,是高度水合的多糖物质,以便根尖伸入土壤以便根尖
12、伸入土壤,同时黏液,同时黏液对对物质溶解物质溶解和和离子交换离子交换也有一定作用。根冠不仅也有一定作用。根冠不仅保护保护根根尖,对根生长发育还有尖,对根生长发育还有感觉重力感觉重力和和光光、触觉触觉及及产生压力产生压力向前推进等多方面的调节作用。向前推进等多方面的调节作用。v 细胞分裂区细胞分裂区(division zone)(division zone)此区位于根冠内此区位于根冠内方,方,又称顶端分生组织又称顶端分生组织。该区细胞分裂活跃,形成的新。该区细胞分裂活跃,形成的新细胞细胞一部分一部分加入根冠,加入根冠,另一部分另一部分加入伸长区内,从而控加入伸长区内,从而控制着根的分化与生长。旺
13、盛生长的根系,该区长度一般制着根的分化与生长。旺盛生长的根系,该区长度一般为为0.5-1mm0.5-1mm之间。之间。v 细胞伸长区细胞伸长区(elongation zong(elongation zong)是指由细胞分裂是指由细胞分裂区区往上与根毛区相接的区域往上与根毛区相接的区域。该区可用测量距根尖不同。该区可用测量距根尖不同距离皮层薄壁细胞的长度来判断或以出现根毛为界,此距离皮层薄壁细胞的长度来判断或以出现根毛为界,此区长度区长度2-5mm2-5mm。根的长度迅速增加,。根的长度迅速增加,主要是由于细胞伸长主要是由于细胞伸长区的伸长所致。区的伸长所致。v 根毛区根毛区(zone of r
14、oot hairs)(zone of root hairs)即在根上即在根上发生根发生根毛的部位毛的部位,位于伸长区上方,是,位于伸长区上方,是吸收水分与无机盐吸收水分与无机盐的主的主要部位。该区表皮、皮层、中柱等要部位。该区表皮、皮层、中柱等3 3个初生组织已清晰可个初生组织已清晰可见。根毛区在根尖中见。根毛区在根尖中所占比例较大所占比例较大,一般约占根尖总长,一般约占根尖总长的的3 34 4。如大白菜根尖长。如大白菜根尖长34cm34cm,根毛区约,根毛区约2.5cm2.5cm;但根;但根毛毛寿命很短,更新很快寿命很短,更新很快,一般一般仅仅710d710d。v 木栓化区木栓化区(zone
15、 of suberization(zone of suberization)是指随初生是指随初生根皮层细胞老化,一层或数层皮层细胞根皮层细胞老化,一层或数层皮层细胞失去饱满状态失去饱满状态而而木栓化形成的区域木栓化形成的区域。木栓化区的长度与根的生理状态密。木栓化区的长度与根的生理状态密切相关切相关v初生皮层腐落区初生皮层腐落区(the zone of decay of the the zone of decay of the primary cortex)primary cortex)该区的该区的根突然变细根突然变细,初生皮层,初生皮层细胞解细胞解体脱落体脱落,在皮层内形成次生结构在皮层内形
16、成次生结构。果树及许多双子叶蔬。果树及许多双子叶蔬菜具较强的主根和较大的支根,伴随着次生生长,根径菜具较强的主根和较大的支根,伴随着次生生长,根径逐渐增大。通常次生生长在初生中柱组织完全成熟之前逐渐增大。通常次生生长在初生中柱组织完全成熟之前或成熟时开始,由维管形成层产生次生木质部和次生韧或成熟时开始,由维管形成层产生次生木质部和次生韧皮部;由木栓形成层产生周皮。皮部;由木栓形成层产生周皮。一般单子叶蔬菜没有次一般单子叶蔬菜没有次生生长。生生长。(4)4)不定根的形成与应用不定根的形成与应用v 园艺植物的侧根除从幼园艺植物的侧根除从幼根轴上产生根轴上产生以外,还可由以外,还可由茎茎(枝枝)、叶
17、叶、胚轴胚轴上产生,由此形成的根叫上产生,由此形成的根叫不定根不定根(adventitious root)(adventitious root)。换言之换言之,所有不起生于中柱鞘及所有不起生于中柱鞘及其邻近组织的根均称为不定根。其邻近组织的根均称为不定根。不定根多发生于茎上节不定根多发生于茎上节间基部的居间分生组织,但不定根的产生并不局限于间基部的居间分生组织,但不定根的产生并不局限于节节的部位,还可从的部位,还可从叶部叶部发生,只是不如自体茎上发生多。发生,只是不如自体茎上发生多。很多园艺植物具有产生不定根和芽的潜在性能,很多园艺植物具有产生不定根和芽的潜在性能,采用植采用植物生长调节剂处理
18、,物生长调节剂处理,辅之以配套栽培管理措施,以促进辅之以配套栽培管理措施,以促进不定根形成,从而快速无性繁殖优良种苗,已广泛应用不定根形成,从而快速无性繁殖优良种苗,已广泛应用于生产实践。如葡萄、草莓、月季、菊花、无花果等枝于生产实践。如葡萄、草莓、月季、菊花、无花果等枝(茎茎)条条扦插繁殖扦插繁殖,毛叶秋海棠、落叶生根、千岁兰等叶,毛叶秋海棠、落叶生根、千岁兰等叶扦插繁殖优良苗木在园艺生产上发挥着重要作用。近年扦插繁殖优良苗木在园艺生产上发挥着重要作用。近年来,我国设施番茄栽培大量引进荷兰、日本优良品种,来,我国设施番茄栽培大量引进荷兰、日本优良品种,价格非常昂贵,从而限制了生产的进一步发展
19、。利用番价格非常昂贵,从而限制了生产的进一步发展。利用番茄可在根颈或茎上,尤其在茎节上易发生不定根的特性,茄可在根颈或茎上,尤其在茎节上易发生不定根的特性,各地成功地进行了扦插繁殖,各地成功地进行了扦插繁殖,解决了生产中的难题解决了生产中的难题。(5 5)变态根的特性与功能)变态根的特性与功能v园艺植物的根系除起园艺植物的根系除起固定植株固定植株、吸收水肥吸收水肥、合成合成与与运输运输等功能外,还以不同形态起着等功能外,还以不同形态起着贮藏营养贮藏营养与与繁殖繁殖作用。作用。主要根的主要根的变态变态有以下有以下3 3类类:v肥大直根(肥大直根(fleshy tap rootfleshy tap
20、 root):):萝卜萝卜、胡萝卜胡萝卜、甜菜等甜菜等的肉质根,均是由主根肥大发育而成。从外形上的肉质根,均是由主根肥大发育而成。从外形上看,其又分看,其又分3 3部分:部分:根头根头即短缩的茎部,由即短缩的茎部,由上胚轴发育上胚轴发育而而来;来;根颈根颈则由则由下胚轴发育下胚轴发育而来,这部分而来,这部分不生叶和侧根不生叶和侧根;真根真根才是才是由初生根由初生根肥大而形成,其上有很多侧根。一般肥大而形成,其上有很多侧根。一般萝卜萝卜着生着生两列两列侧根,且与子叶展开方向一致;侧根,且与子叶展开方向一致;胡萝卜胡萝卜则则有有4 4列列侧根。肉质根的根头、根颈和真根的比例,由于种侧根。肉质根的根
21、头、根颈和真根的比例,由于种类不同而有差异。同样,在类不同而有差异。同样,在解剖学上解剖学上,3 3种根菜类又种根菜类又各有各有不同不同(图(图2-22-2)。)。v萝卜类型萝卜类型:肉质根横切面由外至里依次为周皮层、:肉质根横切面由外至里依次为周皮层、韧皮部、木质部。韧皮部与木质部之间生长着一层具有韧皮部、木质部。韧皮部与木质部之间生长着一层具有分生能力的形成层。直根生长过程中,形成层不断增生分生能力的形成层。直根生长过程中,形成层不断增生次生韧皮部和次生木质部,且形成层活动所产生的细胞次生韧皮部和次生木质部,且形成层活动所产生的细胞以次生木质部为最多,也最膨大,占肉质根中绝大部分,以次生木
22、质部为最多,也最膨大,占肉质根中绝大部分,也是主要食用部分。也是主要食用部分。v胡萝卜类型胡萝卜类型:与萝卜类型相反,肉质根生长过程中,:与萝卜类型相反,肉质根生长过程中,次生韧皮部细胞增生与膨大较次生木质部要强得多。因次生韧皮部细胞增生与膨大较次生木质部要强得多。因而胡萝卜的韧皮部远较木质部发达。同时,韧皮部的细而胡萝卜的韧皮部远较木质部发达。同时,韧皮部的细胞组织柔嫩,为主要食用部分。胞组织柔嫩,为主要食用部分。v 甜菜类型甜菜类型:与萝卜胡萝卜不同,肉质根内部具有多:与萝卜胡萝卜不同,肉质根内部具有多轮形成层,每一轮形成层能向内增生木质部,向外增生轮形成层,每一轮形成层能向内增生木质部,
23、向外增生韧皮部,成为维管束环,环与环之间充满着薄壁细胞。韧皮部,成为维管束环,环与环之间充满着薄壁细胞。v块根块根(root tuber)(root tuber):块根是由植物:块根是由植物侧根或不定根侧根或不定根膨大而形成的肉质根膨大而形成的肉质根。块根形状各异;。块根形状各异;可作繁殖可作繁殖用。如用。如大丽花大丽花地下部分即为地下部分即为粗大纺锤状肉质块根粗大纺锤状肉质块根,形似地瓜,形似地瓜,故又名故又名地瓜花地瓜花。大丽花的块根是由茎基部原基发生的不。大丽花的块根是由茎基部原基发生的不定根肥大而成,虽肥大部分不抽生不定芽,但定根肥大而成,虽肥大部分不抽生不定芽,但根颈部分根颈部分可发
24、生新芽可发生新芽,由此可发育成新的个体。,由此可发育成新的个体。v 气生根气生根(air root)(air root):根系:根系不向土壤中下扎,而伸不向土壤中下扎,而伸向空气中向空气中,称为气生根。气生根因植物种类与功能不同,称为气生根。气生根因植物种类与功能不同,又分为又分为3 3种种,即:,即:v支柱根支柱根(prop root)(prop root):起辅助支撑固定植物功能,类似支:起辅助支撑固定植物功能,类似支柱作用的气生根,柱作用的气生根,如如菜玉米菜玉米的气生根即为典型的支柱根。的气生根即为典型的支柱根。v攀缘根攀缘根(climbing root)(climbing root)
25、:起:起攀缘攀缘作用的气生根,如作用的气生根,如长春长春藤藤的气生根。的气生根。v呼吸根呼吸根(respiratory root)(respiratory root):根系伸向空中,:根系伸向空中,吸收氧气吸收氧气,以以弥补地下根系缺氧导致生育不良弥补地下根系缺氧导致生育不良。呼吸根常发生于生。呼吸根常发生于生长在水塘边、沼泽地及土壤积水、排水不畅的田块的一长在水塘边、沼泽地及土壤积水、排水不畅的田块的一些观赏树木,如红树、水松等。呼吸根的发生是植物对些观赏树木,如红树、水松等。呼吸根的发生是植物对外界环境的一种适应性外界环境的一种适应性,因植物种类、生育环境特别是,因植物种类、生育环境特别是
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