单元植物生产与环境概述

单元 1 植物生产与环境概述任务一植物生长与植物生产知识目标1. 理解植物生长和发育有关概念。

2. 了解植物生长的周期性和相关性。

3. 了解植物的极性、再生、休眠和衰老等现象。

4. 熟悉植物的春化作用、光周期现象、花芽分化等生理作用。

5. 了解植物生产的特点和作用能力目标1. 掌握植物的春化作用、光周期现象等在农业生产上的应用。

2. 熟悉农业生产的基本调查方法。

基础知识植物的概念：植物是一类不能自由移动，但能够利用光将无机物转化为有机物，供自身生长发育需要的自养型生物。

1. 植物的生长（1）植物的生长和发育生长：指由于植物细胞分裂和伸长引起的植物体积和质量上的不可逆增加，如根、茎、叶的增大、增重。

发育：指在植物生长过程中，一些细胞发生变化，分别生成能执行各种不同生理功能的组织与器官的过程，也称形态建成，如花芽分化、幼穗分化等。

生长与发育的关系：生长是发育的基础，发育是生长的必然结果，两者相辅相成，密不可分。

2）植物的营养生长和生殖生长营养生长：植物根、茎、叶等营养器官的生长称为营养生长。

生殖生长：植物花、果实、种子等生殖器官的生长称为生殖生长。

关系：植物营养生长进行到一定程度后，就会进入生殖生长阶段。

花芽分化（穗分化）是植物生殖生长开始的标志。

植物生长发育过程中，营养生长和生殖生长是两个不同阶段，便两者相互重叠，不能截然分开。

2. 植物生长的周期性概念：植株或器官生长速率随昼夜或季节变化发生有规律变化的现象，包括生长大周期、昼夜周期和季节周期等。

（1）生长大周期植物的根、茎、叶、花、种子和果实等器官以及一年生植物的整株植物，在生长过程中，初期生长缓慢，以后逐渐加快，生长达到高峰后，又逐渐减慢，以至生长完全停止，形成“慢-快- 慢”的规律，称为植物生长大周期。

一年生植物的生长曲线“S”型，即初期生长较慢（细胞分裂）,中期较快（细胞伸长和增大），后期慢（细胞分化成熟）。

任何促进或抑制植物生长的措施必须在生长速率达到最高以前采用，否则将没有意义，称“不误农时” 。

（2 ）昼夜周期概念：指植物的生长速率随昼夜温度变化而发生有规律变化的现象，称为植物生长的昼夜周期性或温周期性。

规律：一般情况下，夏季植物生长白天慢、夜间快；冬季植物生长白天快、夜间慢（3）季节周期概念：指在一年四季中，植物生长随季节的变化而呈现一定的周期性规律。

规律：温带树木在春季和初夏生长快，盛夏生长慢甚至停止，秋季生长较快，冬季停止生长或进入休眠期。

3. 植物生长的相关性植物各部分之间相互联系、相互制约、协调发展的现象称为植物生长的相关性。

植物生长的相关性主要有地下部与地下部相关性、主茎与侧枝相关性、营养生长与生殖生长相关性。

（1）地上部与地下部的相关性地上部与地下部的生长是相互依赖的，它们之间不断进行着物质、能量和信息交流。

地下部供应地上部水分、矿物质、少量有机物和细胞分裂素等；地上部供应地下部糖类、维生素。

“根深叶茂”、“本固枝荣”等说明了植物根系发达，地上部才会长得好。

地上部与地下部的生长存在着在水分和营养上相互竞争。

根冠比：地下部分根系的总重量与地上部分茎叶等的总重的比值。

环境条件、栽培技术对地下部分与地上部分植物生长影响不一致。

土壤水分：缺水，根冠比增加；水分充足，根冠比下降。

（水稻“旱生根、水长苗”现象）氮素营养：充足，根冠比下降；缺乏，根冠比增大温度：低温，根冠比增加；高温，根冠比减少。

光照：光照强，根冠比增加；光照弱，根冠比减少。

整枝、修剪：能减缓根系生长而促进地上部分生长，使根冠比变小；中耕断根：能暂时抑制地上部茎、叶的生长，促进根系发展，使根冠比加大。

生长抑制剂或延缓剂：生长抑制剂可增大根冠比，而生长促进剂则降低根冠比。

（2）主茎与侧枝的相关性顶端优势的概念：由于植物的顶端生长占优势而抑制侧枝或侧根生长的现象。

顶端优势的在生产上的应用：保护和利用顶端优势：如向日葵、玉米、高粱、烟草、麻类，维护顶芽，保持单杆生长，以获得高产优质的农产品。

打破顶端优势，促进侧枝发育：如果树的整形修剪，棉花的摘心整枝，番茄的打顶，香椿和茶树的去顶等。

（3）营养生长和生殖生长的相关性营养生长是生殖生长的基础，生殖生长所需的养料大多是由营养器官提供的；生殖器官产生激素刺激营养生长。

营养生长和生殖生长间存在着相互制约关系。

营养生长和生殖生长并进阶段两者矛盾大，要促使其协调发展。

营养生长过旺，茎叶徒长，消耗大量养分，致使生殖器官养分不足，贪青晚生殖生长过旺，养分大量流向花果，容易引起植株早衰，多年生果树出现“大小年”或“隔年结果”的现象4. 植物的极性与再生（1）植物的极性指植物某一器官的上下两端，在形态和生理上有明显差异，通常是上端生芽、下端生根的现象。

（2）植物的再生指与植物体分离了的部分具有恢复其余部分的能力。

植物再生的基础是植物细胞的全能性。

5. 植物的休眠与衰老（1）植物的休眠概念：是指植物生长极为缓慢或暂时停顿的现象, 是植物在长期进化中形成的一种对环境变化的主动适应性。

类型：强迫休眠：由于环境条件不适宜而引起的休眠。

生理休眠：因植物本身原因而引起的休眠，又称真正休眠。

（2）植物的衰老概念：指一个器官或整个植株生理功能逐渐恶化，最终自然死亡的过程，是一个普遍规律。

特征：对整株植物来说，衰老首先表现在叶片和根系。

6. 植物的成花过程及影响因素成花过程三阶段：成花诱导、花芽分化和花器官的形成。

影响成花诱导的最敏感的因素：低温和最适宜的光周期。

控制成花三因素：花的状态、低温和适宜的光周期（1）春化作用春化作用的概念：许多秋播植物（如冬小麦和油菜）在其营养生长期必须经过一段低温诱导，才能转为生殖生长（开花结实）的现象。

植物对春化作用的反应：①冬性植物：必须经历较长时间的低温才能进行花芽分化。

多为晚熟品种或中晚熟品种。

②春性植物：进行花芽分化前对低温求不严格，时间也较短。

多为极早熟、早熟和部分中熟品种。

③半冬性植物：对低温要求介于冬性植物和春性植物之间，春化时间相对较短。

多为中熟或早中熟品种。

春化作用在农业生产上的应用：①人工春化处理：春播前对植物进行春化处理，可提早成熟，避开后期“干热风”；冬小麦春化处理后可以春播或补种小麦；育种上可以繁殖加代。

②调种引种时重点考虑：引种时首先考虑所引品种的春化特性，考虑该品种在引种地能否顺利通过春化。

冬小麦北种南引，植物将只营养生长，不开花结实。

烟草北种南引，可延长营养生长期，提高产量。

③控制花期：花卉种植可通过春化或去春化提高或延迟开花，以控制开花时间。

（2）光周期现象光周期的概念：许多植物在开花之前的一段时期，要求每天有相对长度的昼夜交替（即有光和无光的交替），才能开花的现象植物对光周期的反应:①短日照植物：又称长夜植物，在短日照（每天连续日照时数小于一定限度）条件下才能开花或开花受到促进的植物。

短日照植物延长黑暗、缩短日照可促进开化，延长日照、缩短黑暗可延迟开花或不开花。

代表植物如晚稻、玉米、棉花、烟草、甘署、大豆、菊花等。

②长日照植物：又称短夜植物，在长日照（每天连续日照时数大于一定限度）条件下才能开化或开花受到促进的植物。

长日照植物延长日照、缩短黑暗可促进开花，缩短日照、延长黑暗可延迟开花或不开花。

代表植物如小麦、燕麦、油菜、胡萝卜、洋葱、甜菜等。

③日中性植物：对日照长度不敏感，只要其它条件满足，在任何日照条件下都能开花的植物。

代表植物如月季、黄瓜、番茄、辣椒、四季花卉、向日葵、蒲公英等。

光周期现象在农业生产上的应用：①指导引种：引种时要考虑两地的日照时数是否一致及作物对光周期的要求。

纬度地区间引种容易；不同纬度地区间引种要考虑品种的光周期特性。

短日照植物：北种南引，开花期提早，应引早熟品种；南种北引，开花期延迟，应引早熟品种。

长日照植物：北种南引，开花期延迟，引早熟品种；南种北引，开花期提早, 应引晚熟品种。

②加速育种：通过人工光周期诱导，可缩短育种年限，如南繁北育、温室加代③控制花期：用缩短或延长光照时数，来控制花期。

菊花遮光处理，可提前至“五一”开花；延长光照或夜间用间断光照处理，可推迟至春节开花。

④调节营养生长和生殖生长：以营养器官为主的作物，可控制其光周期抑制开花。

利用间断光照处理，可抑制甘蔗开花，提高产量。

南种北引，可延迟麻类开花，提高产量和质量。

纬度与光周期变化低纬度地区：短日照；高纬度地区：长日照。

纬度与植物的分布低纬度地区（南方）：没有长日条件，只有短日植物。

原产热带、亚热带的植物多为短日照植物高纬度地区（东北）：短日时气温已低，只能生长一些长日植物。

原产温带、寒带的植物多为长日照植物。

中纬度地区（北方）：长日、短日植物都有，长日植物在春末夏初开花，短日植物在秋季开花。

（3）花芽分化概念：花芽分化：植物经过一定时期的营养生长，就能感受外界信号（如光周期和低温等）调节产生成花刺激物，植物茎生长点花原基形，花芽各部分分化与成熟，这一过程称为花芽分化花芽分化的影响因素：①日照长短：一般日照短促进短日照植物多开雌花，长日照植物多开雄花；日照长促使长日照植物多开雌花，短日照植物多开雄花。

②温度：温度升高，花芽分化加快。

③水分：土壤水分不足，花形成缓慢，颖花退化。

④氮素营养：氮素不足则花芽分化慢且数量明显减少；氮过多，贪青徒长，养料消耗过度，花分化推迟。

⑤微量元素：缺乏则花发育不良。

⑥植物激素：生长素和乙烯利可促进黄瓜雌花分化，赤霉素促进雄花分化。

7. 植物生产植物生产：以植物为对象，以自然环境条件为基础，以人工调控植物生长为手段，以社会经济效益为目标的社会性产业。

（1）植物在自然界的作用①转贮能量，为生命活动提供能源。

②促进物质循环，维持生态平衡。

（2）植物生产的特点①植物生产的复杂性植物生产受自然和人为等多种因素影响和制约，是一个有序列、有结构的复杂系统。

②植物生产的季节性植物生产依赖于大自然的周期性变化（季节变化），具有很强的季节③植物生产的地域性不同地区自然条件、生产条件和技术水平不同，从而构成了植物生产的地域性。

（3）植物生产的作用①生活资料的重要来源粮食、水果、蔬菜几乎全部来自于植物生产；肉类、蛋、奶生产以植物生产为基础。

②工业原料的重要来源我国40%勺工业原料、70%勺轻工业原料来源于植物生产。

③农业的基础产业农业由种植业、畜牧业和渔业组成。

畜牧业、渔业、林业等很大程度上依赖于植物生产。

④农业现代化的组成部分植物生产是农业的基础，没有现代化的植物生产，就没有现代化的农业和现代化的农村。

课堂练习一、填空题1. 植物生长周期性主要包括___________ 、昼夜周期、________________ 等。

2. 植物的生长相关性主要有地上部与地下部的相关性、___________ 、__________ 等。

3. 植物的成花过程一般包括成花诱导、_______________ 、 ___________________ 三个阶段。