固原新宗驾校人员岗位职责(修改2).doc
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1、 的二氧化碳在光和水的参与下形成简单的碳水化合物(光合产物)并从水中释 放氧气的过程。发生光合作用的基本器官是叶片。叶片的叶肉细胞内有富含大 量叶绿素的叶绿体,而叶绿素是接收太阳光的基本色素,气孔用于气体交换, (允许)二氧化碳进入,氧气和水蒸气放出。 光供给了光合作用中所使用的能量。光强,就是人们说的光合质子流密度 (PPFD) ,是每秒钟通过每平方米叶面积上的波长为 400-700 纳米的光子或质子 的摩尔数来计算的。1 摩尔的光子等于阿佛加德罗常数:6.0231023 量子每摩 尔。 净光合率是单位时间通过单位叶面积所吸收的二氧化碳的量来计算的。通常以 每秒钟每平方米叶面积所同化的二氧化
2、碳的十亿分之一(10-9)摩尔为单位, 或其他等量单位。净同化率(NAR)是用来体现全部作物在单位时间单位叶面 积的总的干物质积累的术语。通常以每周或每 24 小时每平方米叶面积的干物质 克数来表达。显然,净同化率考虑到了整个作物在长时间间隔内的呼吸作用。 光饱和点是指在给出的温度、二氧化碳浓度和相对湿度的条件下叶片光合作用 达到最大值时的光强。多数园艺作物的叶片光饱和点在每秒钟每平方米叶面积 650 微摩尔光子以下,约占全部太阳光的 31%。光补偿点是指在净光合率为 0 时的光强。 影响光合作用的内因包括叶龄、叶绿素和氮的含量以及作物负荷。幼小或老化 的叶片通常产生较少的光合产物。在一些作物
3、上还发现了光合作用与叶片中氮 的含量呈正相关。作物结实能够提高光合作用的效率,是因为我们随后要讨论 的库强的缘故。影响光合作用的环境因子包括光质和光强、水分供应、矿质营 养、风、温度和湿度。 为了维持最佳的光合速率以生产更多的干物质,园艺学家们可以通过栽培措施 调控一些环境因子。失绿症就是叶片不能合成叶绿素导致叶色呈微黄色的疾病 状况。失绿症可以通过在土壤或叶片中提供(施用)所缺乏的营养而加以矫正。 在日出后不久进行顶端喷雾可以降低高温。修剪可以改变果树的树冠形态以增 强叶片对太阳光的通透性来改善光合效率。 源和库的关系 能够合成和输出物质的植物器官或组织称之为源,反之能够输入的称为库。成 熟
4、叶片,其次是绿色的茎和未成熟的果实,能够供应给植物其他部分以光合产 物。木质部的髓细胞在积累碳水化合物和蛋白质的时候充当库,但在随后它把 这些储备物输送到其他部分时就充当了源。一个未成熟的叶片既是源又是库, 因为它能固定碳并利用其同化物作为自身生长之需。 果实和叶片之间的源-库关系是至关重要的,因为果实是上年储备物质和当季光 合产物的强有力的竞争者。这个竞争影响到整棵树的生理。当(我们)把苹果 结果枝暴露在放射性二氧化碳中,发现大部分的标记性的碳水化合物转移到该 结果枝的果实内。放射性的碳水化合物从非结果枝转移到其相邻结果枝的果实。 由生长势旺的生长枝合成的放射性的碳水化合物则主要保留在该处理
5、的枝条中。 作为库的器官或组织调动光合产物的相对能力(即库强)取决于他们的大小、 发育阶段、以及源与库之间的距离。这些因素决定了物质从源到库的移动速度, 形成作物干物质的分配。距离和速率构成源-库梯度。如果库变强,源-库梯度 增大,则会刺激源更加多产。例如:苹果结果枝上的叶片比非结果枝叶片同化 碳要快 50%。 像桃或樱桃这样的核果在收获前 10-14 天内能够快速积累大量可溶性固形物。 枝条内木质部和韧皮部储藏细胞内的淀粉水解为糖,并随着当前的光合产物转 移到其果实内。果实的大小和成熟的时间决定了枝条内淀粉的数量和水解程度。 正在成熟的果实能调运储藏在木头和树皮细胞内的淀粉,但是,一旦果实收
6、获 后,淀粉又将迅速累积在木头和树皮中。韧皮部储藏细胞对源-库梯度的作用更 大,因其距离运输筛管较近。 产量负荷大的作物甚至会从运输到根系的碳水化合物中转移相当数量的碳水化 合物,这就限制了根系的生长,减少了养分吸收,导致李树树体缺钾症状出现。 如果缺素严重的话,叶片呈烧焦状,树梢尖枯死。类似的缺钾症状也发生在一 些美洲山核桃栽培品种的末梢叶片。这些症状的出现与核桃壳增重并大量积累 钾的时期完全一致。 对碳水化合物的内部竞争也会导致山核桃的大小年结果。在大年,当孕育雌花 的顶芽延长成新梢,位于其下部节上的侧枝只轻微伸长,承担第二年产量的孕 育雌花的顶梢枯死或脱落,导致小年。顶梢的脱落就是由内部
7、营养竞争造成的。 如果在休眠期疏除顶芽,位于其下部侧枝上的顶芽就不会萎蔫而发育成正常的 雌花。对于胡桃,在八月份当果枝上的核桃内开始充满油脂和其它储藏物质时, 该结果枝上未成熟的柔荑花序就枯死了。反映出其内部对于养分的强烈竞争。 对于阿月浑子,如果产量负荷过重,在其成熟时就会导致花芽的同时脱落和叶 片变黄。第一年枝条结果数量越多,第二年末梢生长越短。在小年生长的减少 是由于前一年过重负荷的产量,过度消耗营养所致。同一枝条上结果枝上的花 芽所积累的标志性光合产物要比发育中的胚少。这就表明对于阿月浑子胚和芽 之间的内部竞争常常导致花芽的脱落,因为胚是最强有力的竞争者,尽管它比 花芽距离源更远。 苹
8、果和梨的果实和营养组织中同时积累淀粉。大年的超负荷产量限制了果实、 树梢和根的生长。树梢直径的减少限制了形成层中木质部和韧皮部中薄壁细胞 的数量,因此减少了木头和树皮的储藏能力。相反地,如果负荷过轻,营养生 长就增强,导致果树有较大的叶果比。结果,在蒸腾流中的矿质元素就转向了 叶片而不是果实。在大的苹果树上这种转移导致果树缺钙,造成果实异常即黑 心病。 Lesson 7 Part A Quality and Harvest of Horticultural Products 园艺产品的质量与收获 (节选自 A.A. Kader“采后管理”一文,选自“园艺生物学” ) 园艺产品的质量 质量定义为
9、“区别于其它事物的特征”或“优良品质,高级品质” 。新鲜水果与 蔬菜的质量可从不同方面(多种方法)进行描述,如:市场质量、可食性质量、 营养质量、贮藏质量、运输质量、观赏质量和内部质量。人们辨别园艺产品是 否优质看其是否外观完好、紧实,气味芳香,营养价值高。例如,消费者购买 水果首先看它的外观,但如果他们对水果口感满意可能会再来买。 新鲜园艺产品的主要质量因子包括外观、质地、风味、营养价值和安全性。每 种质量因子组成不同。外观包括大小、形状和形成、色泽、光泽,和由生理和 机械损伤引起的较少瑕疵、生理病害或昆虫和微生物附着物。水果和蔬菜的质 地因子包括:硬度、脆度、汁液、绵软、坚韧度。园艺产品的
10、质地不仅对食用 和烹调很重要,而且对运输也很重要。水果和蔬菜的风味包括许多成分的味道 和芳香。它包括甜度、酸度、涩味、苦味、芳香、风味改变和变味。蔬菜和水 果的营养价值包括碳水化合物、蛋白质、脂类、维生素和矿物质。安全因素包 括自然毒素、污染物、真菌毒素、微生物污染。采后贮藏条件极大地影响鲜果 和蔬菜的质量因素和组分。在大多数新鲜产品中,营养质量比风味质量的降解 速度快,后者又比质地品质和外观品质改变较快。因此,基于外观的贮藏期/寿 命经常比基于维持良好风味的时间长。另外,成熟度也是许多水果和蔬菜质量 所包含的一个组成部分。水果收获时的成熟度是其贮藏期和果实最终质量的最 重要的因子。 所有的水
11、果,可能除了梨、油梨、香蕉,如果允许在果树上成熟,都能达到最 佳的食用质量。一些水果可以成熟时采收,而后后熟。而其它的水果只要从树 上摘下来,就不能完成其后熟过程。草莓、葡萄、樱桃、柑橘、菠萝和石榴只 要采摘便不能继续完熟。苹果、梨、柿子、杏、桃、猕猴桃、油梨、香蕉、芒 果、番木瓜、李子可以在采后成熟。第一组水果产生极少量乙烯,对外源乙烯 处理不起作用,而第二组水果在完熟时产生大量乙烯,外源乙烯处理使之完熟 加快和成熟更加一致。完熟后,水果进入一个腐败过程称作衰老。 与采后商品腐烂相关的生物因子有呼吸作用、产生乙烯、成份改变、水分损失、 物理损伤、生理病害、病原浸染。影响商品腐烂的环境因子包括
12、温度、湿度、 空气成分、乙烯和光照。 园艺产品的收获 新鲜蔬菜、水果、鲜花都是由手工收获。收获者的眼、脑、手完美地协作收获 这些精致、易腐的产品,尽可能减少损失和碰伤。他们能训练成准确选择那些 恰当成熟的蔬菜和水果,从而减少包装车间里必须从分级流水线中剔除的果菜 数量。大部分水果可以不用任何工具就可采摘,而蔬菜和一些水果(如香蕉、 椰子、 柑橘)需用专用刀或剪子来剪掉。 手工收获是一件艰苦的工作,许多设备可减轻工作。包括梯子、采摘篮、刀、 特制的剪。机械辅助可将采摘者置于最佳位置完成收获工作。机械化收获平台 和个人移动机就是很好的例子。 人们发明各种机械收获机进行机械化收获园艺产品,经常用来收
13、获干果,如核 桃,或用于立即加工的易腐坏水果。机械收获者技术熟练,单位成本高。他们 要求一支精干而更熟练的劳动力队伍。由于收获在很短时间内完成,所以(总 的算来)也算节省。 从植株上采摘果品通常使用大修枝剪或采摘机、耙子、震荡机、拍打机、切割 机来完成。从树上采摘商品力度的大小能引起商品的损耗。果实从树上落下能 受到伤害,小枝能刺破果实,大枝能擦伤水果,果品间互相碰撞或收获器的表 面都能引起损伤。机械化收获作物易受损害、等次较低、易腐烂,只适于加工。 保证商品质量的采收管理包括以下一些或全部方面: 1、保证有效的质量控制,组织、培训、监督或激励采收工作人员达到最大效率。 他们能选择适当的蔬菜和
14、水果成熟度,剔除不能上市的产品,减少物理损伤。 2、将收获安排在一天中较凉爽的时间进行,避免收获的产品受阳光直射,加快 将产品运输到仓库的时间,减少由于高温引起的质量损失。 3、减少收获过程中的物理损伤,确保所用的提篮、箱子等清洁,表面光滑,使 用悬空装备的运输工具,将道路分级以避开走那些坑坑洼洼和颠簸的运输路线; 通过限制运输工具的速度或轮胎中的气压降到某一水平,避免商品相互碰撞挤 压。 园艺作物的管理 为了确保果菜的成熟,保证高质量的产品,在适当成熟期采收水果和蔬菜。去 除有严重损害的果菜,接受产品时检测其质量和品质。将必须立刻出售的果菜 分离出来,并首先将它们陈列出来。需要时,在陈列之前
15、对水果和蔬菜进行清 洁、整理。包装上注明果菜到来的时间,以确保在先入先出的基础上循环。当 重新陈列摆放时,使果菜翻个个。 商品温度是果菜采后成功管理最重要的因素之一。因此尽可能在一天中最凉爽 的时间段收获园艺作品,并堆积在遮荫地,避免暴露在直射光下。在采后尽快 将商品运输到直接的批发市场。长距离长时间运输时,将水果、蔬菜、花卉打 包,在冷藏车中运到市场。保证冷藏室适宜的温度和湿度。不要将新鲜商品放 在靠近热源、湿地上,或在极冷、极热、大风的受货平台上。 为了减少机械损伤,在采收和运入市场时,要精心管理新鲜商品。采用适当的 设备,如手推车、夹式卡车和铲车(托盘车) ,避免在整个处理系统中果、菜、
16、 花由于落下、震动,碰造成表面损伤。不要向下扔商品箱或将它们重重放下。 不要将箱子堆放过高,以免压伤底层箱中的产品。堆放箱时使包装箱本身承受 高处的压力,而不要让产品承重。 为了减少微生物引起的损伤,首先要清洗商品,然后将表面多余的水分去掉。 分级并适当地去掉腐烂的商品。用水、肥皂、消杀菌剂将所有的包装箱和贮藏 设备清洗干净。 Part B A Perspective on Postharvest Horticulture 采后园艺展望 (选自 HortScience Vol.38, 2003, 1004-1008) Lesson 8 Part A Flower Differentiation
17、, Pollination and Fruit Setting 花芽分化、授粉和坐果 花芽分化 花开始分化所需要的物质 花开始分化所需要的外在和内在物质都因植物种类而异。第一步是花诱导,包 括使芽内细胞开始形成花或花序的荷尔蒙的以及可能还有其它生物化学的变化。 特定的生理和环境因素的相互作用可能提供特有的内源激素的平衡导致分化开 始。对于落叶果树来说,环境因子,如光照,温度和日照长度使植物与季节同 步,以便合理安排在特定季节完成其生殖周期。各种植物生长调节剂可以导致 花开始分化。化学处理以及栽培措施,如嫁接、环剥和修剪,可以通过改变复 杂生理反应的一个或多个步骤而间接影响开始分化。 成花素,假
18、定的成花激素,可能负责营养芽向花芽转化。据说成花素是在相对 成熟的叶片中合成,然后通过韧皮部转移到附近的芽中,此芽开始分化。成花 刺激物从叶到芽的移动很受局限的,在离叶片较远的地方检测不到。 然而,杰克逊和斯维特(Jackson 和 Sweet)提出证据怀疑特殊的成花刺激物 (成花素)的存在,因为在一个特定的植物种中,已知有很多路径能使花开始 分化。他们也指出在植物体中一直未发现特殊的成花素,从而提出:花的开始 分化像任何其他器官一样依赖于内源激素、同化物以及这些和成花没有特殊联 系的物质在空间和时间上必要的交互作用。这样,似乎有一个微妙的激素平衡 来调节种子的发育、坐果和花的开始发育。 萨克
19、斯(Sachs)提出赤霉素和细胞分裂素。他提出营养(同化产物)在荷尔蒙 的调控下从别的区域转移到分裂组织中心区域,在此直接使花开始分化。此假 说主要解释光周期草本植物,而不能解释多年生木本植物上的一些结果。在高 产年份,足够的同化产物对开始分化是有利的,这样生长的果实就不会争夺芽 内的必需养分。如果养分不受限制,那么荷尔蒙的平衡是调控成花的最重要方 面。可能特定芽的分化依赖于该位点所有荷尔蒙以及有机和无机养分的平衡。 花的发育 在花初分化阶段之后,芽内花的分化相当快,以至于很多种类植物到树体进入 休眠时花的所有部分都明显形成。冬季花发育很慢,之后在春季快速发育,为 开花和授粉做好准备。在后分化
20、阶段,决定花发育程度和质量的因素是树龄、 花芽在树体上的位置、温度、水分、碳水化合物、氮素及其它营养元素、生长 调节剂和冬季需冷量。 生长调节剂对花的发育有显著影响。早期使用生长素有助于抑制初分化,而后 期使用可促进花的发育。赤霉素不仅抑制初分化,而且在花发育过程中也可能 引起花原基向营养结构的部分逆转。 花的正常发育需要足够的矿质元素平衡。一种元素任何严重失调或缺乏都能阻 碍花的正常发育。 环境条件影响花的发育,任何严重的热胁迫或水分胁迫都将障碍花的正常发育。 冬季需冷量不足限制细胞分裂和春季发育,或者在严重的情况下花芽简直从树 上脱落。 授 粉 水果和坚果的有性繁殖和种子发育依赖于授粉。花
21、粉落到柱头上以后,花粉粒 萌发,花粉管沿花柱生长到胚囊,在此受精。此后种子随果实而发育。果实直 感,即花粉来源对果实组织的影响是很少见的。在杂交授粉的柿子上发现了类 似果实直感的现象。种子周围的果实组织变褐,变甜,而在无种子的小腔周围 保持黄色,并具涩味。如果种子是可食部分,那花粉来源可能影响果实质量, 如花粉对胚和胚乳的影响叫“种子直感” 。 在许多果树上,授粉是坐果的先决条件,桃、李、樱桃、仁用杏、杏都必须有 种子,否则果实将不能发育。通常,苹果和梨必须有种子。某些柑桔,某些苹 果属种类及其它植物不经受精将产生种子,即单性生殖。某些果树如无花果, 无论是自然单性结实还是喷植物生长调节剂均将
22、产生无籽果实,但通常是通过 杂交授粉产生有籽果实。 在有些种类植物上,仅有授粉的刺激,而不受精对果实的生长就足够了(即刺 激性单性结实) 。用花粉提取物处理雌蕊,能促使果实发育,但没必要是同种植 物的花粉。从苹果种子中提取的生长素能促使番茄单性结实。甜樱桃和杏使用 赤霉素和生长素可单性果,但是果实不能正常发育。如果能找到合适的化学物 质,或许所有果树都能不经授粉而结实。 传粉的 2 个主要方式是蜂和昆虫。 影响授粉的因素有亲和性;生命力;授粉树的配置;传粉者。 坐 果 随着授粉的完成,花粉管通过花柱,穿过珠孔,完成受精。来自发育的幼胚的 荷尔蒙的刺激防止果实脱落,促使子房及附近组织增大成发育的
23、果实。伴随着 花瓣脱落而完成坐果,在很多情况下是花药和花萼的脱落。对多数植物来说, 并不是所有的花都坐果,即使每朵花或每个小花都授粉并且植株生长良好。自 然脱落程度因种类而异。像苹果这类大果类型可能脱落 95%或更多的花和幼果, 而像越橘这类小果类型可能仅脱落 20%30%。 胚珠的寿命 威廉姆斯(Williams)已经指出胚珠的寿命是坐果的一个重要的决定因素,经过 特定时期后,如果未发生受精,胚囊将失去活力,不能受精,即使花粉和花粉 管生长正常。它将有效授粉期定义为:胚珠的寿命减去授粉和受精的时间间隔。 受 精 丹尼斯(Dennis)发现从未成熟的苹果种子中提取的物质具有赤霉素活性。当 这些
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