四講園藝植物產(chǎn)量及品質(zhì)形成

第四講

園藝植物產(chǎn)量及品質(zhì)的形成林學(xué)院園藝系李秀珍電話：E-mail：一、園藝植物的食用器官二、園藝植物產(chǎn)量的形成機(jī)制三、園藝植物品質(zhì)的形成和保持掌握：如何提高園藝產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)？

園藝作物栽培和其他農(nóng)作物一樣，其最終目的是獲得高產(chǎn)而優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品器官。園藝植物的種類(lèi)不同，被利用的器官亦不同。根、莖、葉、花、果實(shí)、種子幾乎都可以成為產(chǎn)品器官。這是園藝作物與其他農(nóng)作物不同的地方。一、園藝植物食用器官圖解直根塊根根莖球莖荸薺

慈姑塊莖鱗莖葉片花朝鮮薊果實(shí)種子種子二、園藝植物產(chǎn)量的形成機(jī)制1、產(chǎn)量的含義一般所謂的產(chǎn)量，是指田間所收獲的產(chǎn)品的鮮物重量。但是這些鮮物重量代表什么？由哪些因素所構(gòu)成？通過(guò)什么生理作用與栽培技術(shù)來(lái)控制產(chǎn)量的高低？怎樣才能獲得高額而穩(wěn)定的產(chǎn)量？所有這些都是園藝植物生產(chǎn)上的基本問(wèn)題。從生理角度看，園藝植物的產(chǎn)量（以干物重量來(lái)計(jì)算）中有90%～95%是通過(guò)光合作用形成的，而另外的5%～10%是由根吸收的礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)所形成的。因此，產(chǎn)量形成的最基本的生理活動(dòng)是光合作用。要提高產(chǎn)量，一方面是提高光合作用效率，形成更多的光合作用產(chǎn)物即碳水化合物，另一方面使得更多的光合作用產(chǎn)物朝著我們需要的產(chǎn)品器官分配。每一種園藝植物在它一生中由光合作用所形成的全部干物產(chǎn)量中，只有其中一部分如果實(shí)、種子、葉球、花球、塊莖、塊根以及嫩葉、嫩莖等等，才是可食用的部分，而一般的根、莖、葉等是不作為食用的，一般把可以食用的部分的產(chǎn)量叫做“經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量”。而把一生中所合成的全部干物產(chǎn)量叫做“生物產(chǎn)量”（包括可食用的及不可食用的部分）。在大多數(shù)情況下，生物產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量之間，有一定的相關(guān)或比例。如薯芋類(lèi)、根菜類(lèi)蔬菜的地下食用部分，約為全部生物產(chǎn)量的1/2。水果及以果實(shí)為產(chǎn)品的園藝植物的產(chǎn)量，也只有全部生物產(chǎn)量的一部分。只有綠葉蔬菜中的菠菜、芹菜、莧菜、茼蒿及小白菜類(lèi)，它們的生物產(chǎn)量，絕大部分都是經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，只有少量的根及老葉不能食用。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與生物產(chǎn)量的比例，稱(chēng)為“相對(duì)生產(chǎn)率”（或稱(chēng)“經(jīng)濟(jì)系數(shù)”）K。

K＝——————

經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量生物產(chǎn)量在生產(chǎn)上，如果要提高根菜類(lèi)的肉質(zhì)根的產(chǎn)量，則地上的簇生葉也要大。水果及果菜類(lèi)的產(chǎn)量要高，則必須要有一個(gè)旺盛的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，也有必要防止產(chǎn)生徒長(zhǎng)現(xiàn)象，莖葉的生長(zhǎng)量過(guò)多，向果實(shí)的養(yǎng)分輸送量就減少，經(jīng)濟(jì)系數(shù)（K）也隨之降低。與大田作物不同。園藝作物的產(chǎn)量包含大量的水分，含水量占產(chǎn)量的88%～98%，但種類(lèi)和品種之間有一定差異，含水量高的鮮物產(chǎn)量也高，如大白菜；含淀粉高的則鮮物產(chǎn)量低些，如馬鈴薯；而含脂肪及蛋白質(zhì)都高的，鮮物產(chǎn)量又更低些，如菜豆、核桃等，但其干重產(chǎn)量則相差不很大。表1幾種蔬菜的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與干物產(chǎn)量的比較

種類(lèi)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量（鮮物重）（t/hm2）含水量（%）干物產(chǎn)量（t/hm2）大白菜75.0～112.5953.75～5.62番茄60.0～90.0943.60～5.40黃瓜82.5～112.5963.30～3.90洋蔥45.0～52.5923.60～4.20菜豆22.5～30.0902.25～3.00馬鈴薯22.5～30.0792.50～3.30影響鮮物重量的因素，比影響干物重量的因素多，主要有：①作物生長(zhǎng)期的長(zhǎng)短②品種的遺傳特性③產(chǎn)品器官含水量的多少④產(chǎn)品化學(xué)成分的不同一般地講，產(chǎn)品中含糖及水分多的鮮物產(chǎn)量也較高，含淀粉多的鮮物產(chǎn)量較低，而含脂肪及蛋白質(zhì)的鮮物產(chǎn)量更低。

需要指出的是一般我們?cè)谡劦疆a(chǎn)量形成時(shí)所講的產(chǎn)量，都用干物重來(lái)表示。從生物學(xué)角度來(lái)看，干物質(zhì)重量比鮮物重量，能更正確地來(lái)反應(yīng)（表示）作物合成有機(jī)物的過(guò)程。鮮物重量之所以不宜作生物產(chǎn)量的指標(biāo)，是因?yàn)轷r物重量中，有很大一部分是水分。但計(jì)算產(chǎn)量的鮮物重，是生產(chǎn)上最方便的方法，就每一種作物來(lái)講，它的干物質(zhì)含量百分率，常有一定的范圍，所以知道鮮物重量以后，可以估計(jì)其干物重量。2、產(chǎn)量的形成特性園藝作物產(chǎn)量計(jì)算的方法可以用單株或單果重來(lái)計(jì)算，或單體鱗莖、塊莖或葉球表示，最普遍的是以單位面積來(lái)計(jì)算。所以生產(chǎn)上主要的是以單位面積來(lái)計(jì)算。（1）對(duì)于以果實(shí)為產(chǎn)品的園藝作物來(lái)說(shuō)：每公頃產(chǎn)量＝每公頃株數(shù)×單株平均果數(shù)×單果平均重（2）對(duì)于葉菜類(lèi)，則要考慮單株葉數(shù)及單葉重或單葉球重及結(jié)球率。在形成產(chǎn)量的過(guò)程中，構(gòu)成這些產(chǎn)量的每一因素都是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程，也就是說(shuō)園藝作物的產(chǎn)量不是在播種時(shí)或栽植時(shí)就固定了的。如果株數(shù)增多，單株結(jié)果數(shù)可能會(huì)減少，而如果果數(shù)增多，單果重就會(huì)減少。因此，在生產(chǎn)上要有一個(gè)合理群體、合理的坐果數(shù)，才能獲得較高的產(chǎn)量。許多用直播，尤其是用撒播的蔬菜，如胡蘿卜、小白菜、菠菜、莧菜、茼蒿等，播種量雖然相差很大，但到收獲時(shí)，單位面積有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的產(chǎn)量都比較接近，因?yàn)樽魑锶后w在其形成過(guò)程中有自然稀疏現(xiàn)象。多次采收的果菜類(lèi)，如茄果類(lèi)、瓜類(lèi)及大多數(shù)豆類(lèi)、草莓等，在產(chǎn)量構(gòu)成中有早期產(chǎn)量和后期產(chǎn)量之分。增加單位面積的株數(shù)，對(duì)早期產(chǎn)量影響較大，對(duì)后期產(chǎn)量影響較小。

以果實(shí)為產(chǎn)品的園藝作物單株果數(shù)的多少，由開(kāi)花數(shù)、著果率及無(wú)效果數(shù)所決定的。即：?jiǎn)沃旯麛?shù)=（開(kāi)花數(shù)）×（著果率）一（無(wú)效果數(shù)）影響單果重的因素取決于果實(shí)發(fā)育的質(zhì)量和營(yíng)養(yǎng)條件，包括土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)及同化物質(zhì)的合成與積累。在開(kāi)花數(shù)、著果率、無(wú)效果數(shù)之間都有一個(gè)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分配與生長(zhǎng)中心的轉(zhuǎn)移問(wèn)題。在影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分配的因素中，與不同器官之間和不同部位之間的激素含量有關(guān)。幼嫩的葉子、發(fā)育中的幼果是有機(jī)營(yíng)養(yǎng)的主要運(yùn)轉(zhuǎn)的地方。而環(huán)境條件、肥水管理、植株調(diào)整等會(huì)影響這種運(yùn)轉(zhuǎn)的速度與數(shù)量。許多果類(lèi)在同一時(shí)期同一株中可以著生許多的花，結(jié)很多幼果，但能夠膨大成為產(chǎn)品食用的，只有其中的一部分。在生產(chǎn)上，尤其對(duì)于采收幼果食用的種類(lèi)，要等到把食用成熟的果實(shí)采收以后，其它的小果才膨大。采收生物學(xué)成熟的番茄的結(jié)果周期性，往往比采收嫩果的茄子更為明顯。因此，及時(shí)采收是減少結(jié)果周期性的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。園藝作物的葉子是進(jìn)行光合作用的主要器官，是物質(zhì)生產(chǎn)的“源”。而由葉子運(yùn)轉(zhuǎn)到貯藏的器官，如果實(shí)、種子、塊莖、球莖等是物質(zhì)貯藏的“庫(kù)”。而由“源”運(yùn)轉(zhuǎn)到“庫(kù)”的途徑、速度及數(shù)量，與源和庫(kù)的大小有關(guān)。在生產(chǎn)上，增加“源”的數(shù)量（如增加葉面積，改進(jìn)葉的受光姿態(tài)等），往往是增加產(chǎn)量的主要因素。但庫(kù)的大小也影響到源的強(qiáng)度，在一定范圍內(nèi)，庫(kù)的增大會(huì)促進(jìn)源即光合作用的提高。實(shí)際上，一些未結(jié)果的植株葉片的光合作用強(qiáng)度不及有果實(shí)植株葉片的光合作用強(qiáng)度。以番茄為例，在栽培上，摘除花序，也就是減少將來(lái)成為庫(kù)（果實(shí)）的數(shù)量，會(huì)影響葉的凈同化率。在自然狀態(tài)下，摘除一部分的葉子以后，剩余的葉的凈同化率可顯著提高；相反，摘除全部花序，其凈同化率則下降。即光合作用的大小也受到庫(kù)的大小的影響。表2細(xì)胞分裂素CPPU處理瓠瓜子房對(duì)坐果數(shù)、單果重、單株產(chǎn)量和葉片凈光合速率的影響

處理結(jié)果數(shù)/株單果重（g）單株產(chǎn)量（kg）凈光合速率[μmol/(m2.s)]對(duì)照3.35821.9229.350%子房CPPU處理5.44442.4034.7100%子房CPPU處理8.33302.7437.0注：CPPU濃度為50mg/L，測(cè)定光強(qiáng)為1000μmol/(m2.s)，CO2濃度為1200μmol/L。3、產(chǎn)量形成的生理基礎(chǔ)在園藝植物生產(chǎn)中，最大限度地利用太陽(yáng)輻射進(jìn)行光合作用的同時(shí)，如何更有效地促進(jìn)光合作用產(chǎn)物向產(chǎn)品器官運(yùn)輸與分配也顯得特別重要。園藝植物的干物質(zhì)產(chǎn)量有90%～95%是通過(guò)光合作用來(lái)形成的。從生物學(xué)角度看，產(chǎn)量形成的最基本的生理活性是光合作用。植物所有的綠色部分，包括葉子、果實(shí)、莖等都可以進(jìn)行光合作用，大多數(shù)蔬菜植物的莖及幼果都有葉綠素。白菜種株的結(jié)莢期，莢果的綠色面積是這一段時(shí)期的主要光合作用器官。但就大多數(shù)的情況下，葉片是最主要的。葉面積的大小決定生產(chǎn)容量的大小。葉面積大，表示接受陽(yáng)光的容量大；葉面積小，則表示物質(zhì)的生產(chǎn)容量小。凈光合生產(chǎn)率決定生產(chǎn)效率。即單位葉面積干物質(zhì)重的增加率（亦稱(chēng)凈光合生產(chǎn)率）。凈同化率表示干物生產(chǎn)的“效率”。因此，葉面積與凈同化率是園藝植物產(chǎn)量構(gòu)成的兩個(gè)最主要的生理因素。4、影響光合作用的因素內(nèi)部因素：葉的年齡（即壽命）；葉的受光角度；葉的生長(zhǎng)方向；植株的吸水能力；物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)的庫(kù)源關(guān)系等。外部因素：光照、溫度、二氧化碳含量、礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)、水分供應(yīng)狀況等。（1）

光能利用率所謂光能利用率是指單位面積上，植物的光合作用積累的有機(jī)物占照射在同一地面上的日光能量的百分比。在實(shí)際大田條件下，到達(dá)地面的輻射能只有其中的可見(jiàn)光部分的400～700nm能被植物用于光合作用。途中，經(jīng)過(guò)若干損失之后，最終轉(zhuǎn)變?yōu)橘A存在碳水化合物中的光能最多只有5%。但目前一般高產(chǎn)田的光能利用率不超過(guò)光合有效輻射能的2%～3%，一般的田塊只有1%左右。增加園藝作物的產(chǎn)量，最根本的因素是提高光能利用率。造成實(shí)際光能利用率遠(yuǎn)比理論光能利用率要低的主要原因有：一是漏光損失，作物生長(zhǎng)初期植株小，葉面積不足，日光的大部分直射地面而損失；二是葉片的反射和透射損失；三是受植物本身的碳同化等途徑的限制。事實(shí)上，被植物吸收的光能中還有許多光能是通過(guò)熱能、熒光散耗等途徑散發(fā)的，且在生長(zhǎng)期間，經(jīng)常會(huì)遇到不適于作物生長(zhǎng)與進(jìn)行光合的逆境，如水分、溫度、陰雨、光照、缺CO2、缺肥、鹽害、病蟲(chóng)害等脅迫。在逆境條件下，作物的光合生產(chǎn)率要比順境條件下低得多，這會(huì)使光能利用率大為降低。（2）

提高光能利用率的途徑和方法為使植物將更多光能轉(zhuǎn)化成可貯藏的化學(xué)能，生產(chǎn)上常用的主要方法有：①增加光合作用面積，提高葉面積指數(shù)所謂葉面積指數(shù)是指單位面積上的葉面積。在一定范圍內(nèi)，葉面積指數(shù)越大，光合作用產(chǎn)物也越多，產(chǎn)量也隨之升高，但超過(guò)某一閾值時(shí)，則會(huì)因相互遮蔭等而導(dǎo)致光能利用率的下降。C、合理的間套作：在果樹(shù)幼齡時(shí)或蔬菜植株尚小時(shí)，可以采用間套作的方式來(lái)提高葉面積指數(shù)，從播種、出苗至幼苗期，葉面積系數(shù)很低，造成光能很大的浪費(fèi)。通過(guò)輪作、間作和套種等提高復(fù)種指數(shù)的措施，就能在一年中巧妙地搭配作物，從時(shí)間和空間上更好地利用光能。B、改變株型：一些爬地生長(zhǎng)的瓜類(lèi)如西瓜可以改成搭架式栽培，從而使葉面積指數(shù)從原來(lái)的1.5左右提高到4～5；要增加葉面積指數(shù)，可通過(guò)以下途徑：A、合理密植：例如，一般的果菜類(lèi)在葉面積指數(shù)0～4,其產(chǎn)量大多隨栽培密度的提高而提高，超過(guò)這個(gè)范圍則反而會(huì)下降；②延長(zhǎng)光合作用時(shí)間在不影響耕作制度的前提下，適當(dāng)延長(zhǎng)生育期能提高產(chǎn)量。在設(shè)施栽培的覆蓋物管理中，只要溫度條件允許，盡量早揭保溫被等覆蓋材料，而在傍晚則盡量晚覆蓋，從而增加光合作用時(shí)間，在經(jīng)濟(jì)條件允許的范圍內(nèi)，也可以采用人工補(bǔ)光的方式，以延長(zhǎng)照光時(shí)間。③提高光合作用效率縮短建造周期；減少無(wú)效葉區(qū)首先必須了解影響光合作用的因素。影響光合作用的因素有內(nèi)因和外因，內(nèi)因有：葉齡與壽命、葉的受光角度、葉的生長(zhǎng)方向、植株的吸水能力和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的庫(kù)源關(guān)系，而外部因素有光照的強(qiáng)弱、溫度的高低、CO2濃度、水分和養(yǎng)分的供應(yīng)水平等。植物本身的生長(zhǎng)狀態(tài)與光能利用的關(guān)系十分密切，不同葉齡的光合強(qiáng)度及呼吸強(qiáng)度相差很大。以茄子為例，光合強(qiáng)度在葉齡為20天以前，葉齡越大，光合作用亦越大。葉齡在20～30天光合作用最旺盛，而在30天以上，則迅速下降。至于呼吸作用，則葉齡越小，呼吸作用越大；葉齡越大，呼吸作用逐漸降低。因此，在番茄、甜椒和黃瓜等蔬菜生產(chǎn)上，要及時(shí)摘除喪失光合作用功能的老葉，并通過(guò)植株調(diào)整等手段把光合作用旺盛的葉片放在最佳的受光面上。植物的光合作用與溫度和光照條件等環(huán)境條件有著密切的關(guān)系。生產(chǎn)上可通過(guò)加溫或降溫、遮光等措施來(lái)控制環(huán)境條件，使其盡量同植物本身的需要相吻合，從而提高光合作用，適當(dāng)抑制呼吸作用。夏、秋季強(qiáng)光對(duì)園藝植物有光抑制，如采用遮陽(yáng)網(wǎng)或防蟲(chóng)網(wǎng)遮光，就能避免強(qiáng)光傷害。早春采用塑料小棚育苗或大棚栽培蔬菜、果樹(shù)，能有效提高溫度，促進(jìn)棚內(nèi)作物的光合作用與生長(zhǎng)。澆水、施肥（含葉面噴肥）是作物栽培中最常用的措施，其主要目的是促進(jìn)光合面積的迅速擴(kuò)展，提高光合機(jī)構(gòu)的活性。提高CO2濃度

大田中CO2濃度雖目前難以認(rèn)為控制，然而，通過(guò)增施有機(jī)肥，實(shí)行秸稈還田，促進(jìn)微生物分解有機(jī)物釋放CO2以及深施碳酸氫銨等措施，也能提高冠層的CO2濃度。在大棚和玻璃溫室內(nèi)，可通過(guò)CO2發(fā)生器或石灰石加廢酸的化學(xué)反應(yīng)，或直接釋放CO2氣體進(jìn)行CO2施肥，促進(jìn)光合作用，抑制光呼吸。以上的措施因?yàn)槟芴岣邇敉?，因而均有可能提高園藝植物的產(chǎn)量。三、園藝植物品質(zhì)的形成和保持園藝產(chǎn)品品質(zhì)的內(nèi)容商品外觀顏色，質(zhì)地，大小，形狀及風(fēng)味等營(yíng)養(yǎng)成分主要包括維生素、碳水化合物、礦物質(zhì)以及蛋白質(zhì)、脂肪及有機(jī)酸等安全性（衛(wèi)生品質(zhì)）農(nóng)藥殘留、“三廢”污染、微生物污染及硝酸鹽污染等提高園藝產(chǎn)品品質(zhì)的原理與技術(shù)一、產(chǎn)前產(chǎn)中產(chǎn)后環(huán)節(jié)（一）生產(chǎn)基地環(huán)境產(chǎn)地環(huán)境，土壤及灌溉用水（二）高品質(zhì)的品種選擇如：圣女櫻桃番茄、高糖度的西瓜、甜瓜、超甜玉米、紅富士等（三）改善作物生長(zhǎng)的環(huán)境條件溫度：綠葉蔬菜高溫品質(zhì)差光照：強(qiáng)光日灼病，光照弱則生長(zhǎng)不良水分：影響作物的含糖量肥料：氮肥過(guò)多蔬菜硝酸鹽累積，大白菜、番茄缺鈣生理病害：陰雨多的年份，日照少、弱，干物含量低，瓜果的品質(zhì)差高緯度地區(qū)或大陸行氣候區(qū)，晝夜溫差大，體內(nèi)糖分積累較多，VC及蛋白質(zhì)含量也高。（四）改進(jìn)栽培技術(shù)提高果蔬品質(zhì)在栽培過(guò)程中，抓好整地、施肥、播種、育苗、嫁接、水肥管理、植株調(diào)整、病蟲(chóng)防治等環(huán)節(jié)的工作。設(shè)施栽培調(diào)控環(huán)境條件蔬菜的軟化栽培無(wú)（少）農(nóng)藥栽培、有機(jī)栽培無(wú)土栽培二、適時(shí)采收（一）采收標(biāo)準(zhǔn)1.可采成熟度：即果實(shí)大小已長(zhǎng)定，但未完全成熟，應(yīng)有的風(fēng)味和香味還沒(méi)有表現(xiàn)出來(lái)，肉質(zhì)硬，適宜于貯運(yùn)、罐藏、蜜餞的加工。2.食用成熟度：果實(shí)已成熟，即產(chǎn)品器官生長(zhǎng)到適于食用的成熟度，具有該品種的形狀、大小、色澤及品質(zhì)。在化學(xué)成分和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值上也達(dá)到最高，風(fēng)味最好。適宜于當(dāng)?shù)劁N(xiāo)售，不宜長(zhǎng)途運(yùn)輸。