园艺教学设计园艺植物的繁殖—有性繁殖教案

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第五章园艺植物的繁殖第一节有性繁殖教案
教学目标：掌握种子的贮藏、种子的休眠和萌芽、播种技术；掌握扦插繁殖、压条繁殖、分株繁殖和嫁接繁殖等；掌握组织培养的基础知识和工厂化育苗技术。
教学内容：第一节有性繁殖
第二节无性繁殖
第三节组织培养繁殖
第四节工厂化育苗技术
教学重点：有性繁殖的步骤、种子休眠与萌芽；园艺植物的扦插繁殖、压条繁殖、分株繁殖和嫁接繁殖等技术。
教学难点：引起种子休眠的原因；影响扦插和嫁接成活的因素。
教学方法：本章为理论课。理论课采用多媒体课件教学，并充分利用图片，以加深学生的感官认识。
教学素材与设备：教材与参考书、多媒体、图片等。
教学时数：6学时
课堂教学过程设计：
旧课总结：上次课我们讲完了第四章-环境条件对园艺植物的影响，在第四章里，讲述了温度、水分、光照、土壤和其他环境因子对园艺植物的影响。
新课导入：园艺植物的繁殖方式可以分为有性繁殖和无性繁殖两大类。有性繁殖即种子繁殖或称实生繁殖；无性繁殖又称营养器官繁殖，主要包括扦插、压条、嫁接及组织培养等方法。
第一节有性繁殖
一、种子繁殖的优缺点
（一）种子繁殖的优点：轻便；种子来源广，易于大量繁殖；根系发达，生长旺盛，寿命较长，对环境适应性强。
（二）种子繁殖的缺点：后代易出现变异和退化问题；木本植物及某些多年生草本植物开花结实晚；不能用于繁殖自花不孕植物及无籽植物，如葡萄、柑桔、香蕉及许多重瓣花卉植物。
木本植物开花结实较晚，有“桃三杏四梨五年”的说法，银杏出苗后要二十年才开花（用人工技术催其早结果,结出的果,味道不正宗），故有“爷爷栽树,孙子收实”的说法。楠竹要经50至60年后才开花，它一生只开一次花，绚丽夺目后，逐渐死亡。最晚的要算玻利维亚的拉蒙弟凤梨，要生长150年才开出圆锥形的花序，它的一生也只开一次花。这更是可遇而不可求的美丽。
种子繁殖在生产上的主要用途：
① 大部分蔬菜、一二年生花卉及地被植物用种子繁殖。
② 实生苗常用于果树及某些木本花卉的砧木。
③ 杂交育种必须使用播种来繁殖，并且可以利用杂交优势获得比父母本更优良的性状。
二、种子繁殖的程序
采种-贮藏-活力检测-播种-播后管理
（一）种子的采集和处理
1.种子采集的原则
应选择生长健壮、无病虫害、无机械损伤的植株作为采种母株，并选择其中生长发育良好且具有品种典型性状的果实为种源。
采种工作切忌提早或过迟进行。提早进行种子成熟度不够，影响到种子质量与发芽率。有些具有胎萌现象（如黄瓜、佛手等）作物，采种工作不能过迟进行，否则，种子可能在母体内萌发。（插入图片：番茄胎萌）
2.采种时期与方法
采种时期：依植物成熟期而定。对于自然裂开、落地或因成熟而易开裂的果实，须在果实熟透前收获，经晾晒后取种、干燥。对于肉质果内的种子，须在果实充分成熟并且足够软化后采集，以利于去掉肉质部分。
采种方法：果实风干后，种子便可经揉搓、敲打、机械处理等，自果实中脱出。肉质果实的种子需经发酵或机械的方法，去除果肉取出种子。银杏种子和核桃果实处理时，需戴好防护手套，以免一些毒性物质伤及皮肤。
种子的纯净：风吹，过筛、机械处理等方法，提高种子纯净度。
（二）种子的寿命与贮藏
1.种子的寿命
是指种子生活力在一定的环境条件下所能保持的最长期限。
一批种子的寿命是指一个种子群体的生活力从种子收获降低到50%所经历的时间，即种子群体平均寿命，又称种子的“平活期”。但是，农业生产上需要的种子发芽率远高于50%，甚至高达95%。
农业种子寿命的概念是：贮藏在一定环境条件下的种子能保持在母体植株上达到生理成熟时的生活力，而且能长成正常植株的期限。
根据在同一贮藏条件下种子寿命分：
长命种子：寿命在15年以上；
常命种子：3-15年为中间寿命种子（常命种子）
短命种子：3年以下的种子；
举例：柳树种子在露天下只要一个星期，种子就会丧失发芽能力。沙漠植物“梭梭树”，一旦种子成熟，在自然条件下几个小时之内便死亡。
提示：种子寿命与生产利用年限不同。
2.种子的贮藏
影响种子寿命的因素：
1) 遗传特性；
2) 采后处理、加工；
3) 保存条件：温度、水分及通气状况是影响种子贮藏寿命的关键因素，而且他们相互制约，共同影响贮藏的种子寿命。
3.常用的种子贮藏方法：
（1)普通贮藏法(开放贮藏法)
将充分干燥的种子放置于麻袋、布袋、无毒塑料编织袋或缸、木箱等容器中，贮存于贮藏库里。不设密封装置，种子的温度、湿度(种子本身的含水量)往往随着贮藏库内的温湿度变化而变化。方法简单、经济，适合于贮藏大批量的生产用种。贮藏期限一般1-2年，3年以上则种子生活力明显下降。
（2）密封贮藏法
所谓种子密封贮藏法，是指把种子干燥到符合密封要求的含水量标准，再用不透气的包装材料密封起来进行贮藏的方法。这种方法在一定的温度条件下，能较长时间保持种子的生活力，延长种子的寿命，且便于交换和运输。
密封贮藏法由于控制了氧气供给和杜绝了外界空气湿度对种子含水量的影响，从而保证种子处于低强度呼吸状态。密封贮藏种子的容器不能放置于高温条件下，否则会造成容器内严重缺氧，致使种胚变质，或因种子严重失水而加快种子死亡。密封贮藏种子只有在温度较低条件下进行，效果明显；在湿度大、雨量多的地区，效果更好。
（3）真空贮藏法
将充分干燥的种子密封在近似于真空条件的容器内，使种子与外界隔绝，不受外界湿度的影响，抑制种子的呼吸作用，保持种子处于休眠状态，从而达到延长种子寿命，提高种子使用年限的目的。这是一种很有发展前途的贮藏方法，尤其是用于植物育种原始材料的贮藏。真空贮藏效果的好坏，取决于种子的干燥方法、种子含水量、真空度和密封程序以及贮藏温度等条件。
（4）低温除湿贮藏法
低温除湿贮藏法是在大型种子贮藏库中装备冷冻、除湿设施，把库内温度降到15℃以下，相对湿度降到50%以下，以延长种子寿命。
（5）超低温贮藏
利用液态氮气可达-196℃的低温，在如此低的温度下，代谢作用几乎停止；故若种子能在结冰及解冻时存活，则可作永久性保存。
4.种子活力检测
（1）种子含水量
指种子中所含水分的重量与种子重量的百分比。
Q0 - Q1
H = × 100%
Q0
H-种子含水量；Q0-干燥前种子重量；Q1-干燥后种子重量
（2）种子净度
种子纯度，是指纯净种子的重量占供检种子重量的百分比。
Z1
J= ×100%
Z0
J-种子净度
Z1-纯净种子重量
Z0-供检种子重量
（3）种子千粒重
指一千粒种子的重量，单位为克，说明种子的大小和饱满度。羽衣甘蓝：300粒/克
（4）发芽力
包括发芽率和发芽势，是播种质量的重要指标，可用发芽试验测出。
种子发芽率
指正常发芽的种子占供检种子总数的百分比，反映种子的生命力。
F1发芽种子数量
J= ×100%
F0供检种子数量
发芽势
指发芽试验时最初1/3至1/2时间内发芽的种子占供检种子的百分数，反映发芽的整齐程度。
L1发芽种子数量（1/3-1/2时间内）
J= ×100%
L0供检种子数量
（5）种子生活力的测定
a) 目测法：直接观察种子的外部形态（色泽鲜艳、籽粒饱满）
b) 染色法：标准方法是TTC（氯化三苯基四氮唑）法。用水配制0.5%TTC水溶液，淹没种子，置30-35℃黑暗条件下3-5小时。具有生活力的种子，胚及胚乳均能染成红色。
c) 红墨水染色：放在5%的红墨水中染色1-2小时，再用清水冲洗干净。凡胚或胚乳完全染色的是无生活力的种子。
d) 发芽试验法：保温保湿，3-5天后或稍长时间计算发芽种子数目。
思考：测定种子生活力的TTC染色法和红墨水染色法的原理一样吗？不一样。
三、播种前管理
(一)种子包衣
种子包衣技术根据所用材料性质（固体或液体）的不同，分为种子丸化技术和种子包膜技术。
种子丸化技术是通过机械处理将特制的丸化材料包裹在种子表面，并加工成外表光滑、整齐一致的颗粒化种丸。丸化处理后，种子体积明显增大。
种子包膜技术是将种子与特制的种衣剂按一定的药种比充分搅拌混合，使每粒种子表面均匀地涂上一层药膜（不增加体积），形成包膜种子。
种子包衣技术与传统种子处理技术相比具有许多优点：
1）确保苗全、苗齐、苗壮：种衣剂和丸化剂一般由杀虫剂、杀菌剂、微量元素、生长调节剂等经过特殊加工工艺制成，能有效控制作物苗期的病虫害，防止缺素症，促进幼苗生长。
2）省种省药，降低生产成本：种子经过精选加工，种子的商品品质和播种品质提高，用种量可降低3%左右；包衣种子周围形成“小药库”，药效持续期长，可减少30%的生产用药量。
3）利于保护环境：能减少农药对环境的污染和对天敌的杀伤。
4）利于提高种子商品性：可明显提高种子的商品形象。
5）利于机械化播种：经过丸化处理的种子体积增大，形状、大小均匀一致。
1．种子丸化材料
主要包括三部分：惰性填料、活性物质、粘合剂。
惰性填料主要包括粘土、硅藻土、泥炭、云母、蛭石、珍珠岩、铝钒土、淀粉、砂、石膏、活性炭、纤维素、磷矿粉、硅石、水溶性多聚物等，这些惰性填料中有些材料不仅仅是作为填料，同时还起到保护、供氧、改善土壤条件等作用。
活性物质主要包括杀菌剂（克菌丹、福美双等）、抗菌素、杀虫剂、化肥、菌肥、植物生长调节剂等。
粘合剂主要有羧甲基纤维素（CMC）、甲基纤维素、乙基纤维素、阿拉伯树胶、聚乙烯醇（PVA）、聚乙烯醋酸纤维（盐）、石蜡、淀粉类物质、聚偏二氯乙烯（PVDC）、藻胶、琼脂、树脂、聚丙烯酰胺等。
因为丸化材料本身带菌或操作过程中造成污染，必须加入防腐剂。为了区分不同品种的种子，须加入着色剂。常用染料有胭脂红、柠檬黄、靛蓝三种。
2．种衣剂
种衣剂是用成膜剂等配套助剂制成的乳糊状新剂型。种衣剂借助成膜剂粘着在种子上，很快固化成均匀的薄膜，不易脱落。
种衣剂有四大类：物理型、化学型（药肥型）、生物型（激素型）和特异型（逸氧、吸水功能等）。
种衣剂的主要成分包括：活性组合（农药、肥料、激素）、胶体分散剂（聚醋酸乙烯酯与聚乙烯醇的聚合物等）、成膜剂（PVAC、PVRN等）、渗透剂（异辛基琥珀酸磺酸钠等）、悬浮剂（苯乙基酚聚氧乙基醚等）、稳定剂（硫酸等）、防腐剂、填料、警戒色等。
(二)种子休眠与萌芽
1.种子的休眠
由于种子本身的生理因素所造成的延迟发芽的现象在种子学上称为种子休眠。
种子休眠特性是植物在长期的进化过程中自然淘汰与适应生态环境的综合结果，对于物种繁衍具有特殊意义。
引起种子休眠的原因：
1）种胚发育情况：在种子发育过程中种胚与周围组织的发育速度不一致，因而在种子成熟时，种胚很少发育，需要在才厚经过4-5个月的生长才你可以达到成熟水平。如银杏、白蜡、冬青。
2）种子后熟：种子采收时外部形态已近成熟，但尚未完成最后生理成熟阶段，种子内部还需要完成一系列的生理生化转化过程。层积处理（低温+潮湿），如樱桃、山楂、苹果。
3）种皮的不透水性:有些种子种皮极为坚硬，或者很厚，无法透水，种子因不能吸胀而不能萌发。一些植物种子，有坚厚的种皮、果皮，或上附有致密的蜡质和角质，被称为硬实种子或石种子。这类种子往往由于种壳的机械压制或由于种（果）皮不透水、不透气阻碍胚的生长而呈现休眠，如莲子、椰子、苜蓿、紫云英等。
4）种皮的不透气性：种皮具有良好的透水性，但不一定具有良好的透气性。主要是幼胚被种皮紧紧包被所致，其次种皮表面附生的脂类和绒毛也直接阻碍氧气进入胚部。
5）种皮的机械作用：种皮外部存在的机械阻力，阻碍了胚向外生长，从而导致种子处于休眠状态。为促进萌发，可以手工除去果皮，或者用热处理方法进行处理。
6）发芽抑制物质：在种子成熟过程中，在大多数种子内部会逐渐积累大量的萌发抑制物质，特别是脱落酸（ABA），一方面可以抑制种子发芽，另一方面可以增强种子抵抗不良环境的能力。
2.打破种子休眠
（1）物理机械处理法
温度处理：低温冷冻处理、高温干燥处理、适温热水浸种、变温处理等。
机械处理：通过机械摩擦破坏种皮，打破因种皮原因而引起的休眠。
高压处理
（2）化学物质处理法
无机化学物质处理：浓硫酸、硼酸、盐酸、碘化钾、硝酸铵、碳酸氢钠、氯化钠、双氧水(H2O2)等。
有机化学物质处理：硫脲、尿素、过氧化氢络合物、胡敏酸钠、秋水仙精、甲醛、乙醇、丙酮、对苯二酚、单片酸、甲基蓝、羟胺、丙氨酸、谷氨酸、反丁烯二酸、苹果酸、琥珀酸、酒石酸、2-氧戊二酸等等。
（3）植物生长调节剂处理法
赤霉素：可以部分取代种子发芽对潮湿、低温的要求，因而赤霉素处理种子能显著地打破休眠，提高发芽能力。实验证明，处理种子时赤霉素浓度过高，会抑制发芽。
细胞分裂素：对于完整种子，只有与其他植物生长物质（如赤霉素、乙烯利）配合使用，效果才显著。
乙烯利：是解除某些种子休眠和促进发芽的有效植物生长物质之一。在乙烯利促进种子萌发时，增加二氧化碳的浓度能增强乙烯利的处理效应。
壳梭孢菌素(FC)：从壳梭孢菌中分离出来的物质，对于解除由于高温、ABA、高渗透压等原因所造成的莴苣种子休眠的效果比细胞分裂素更好，与乙烯利的效果相近。
（4）气体处理法
氧气：通常提高氧气的浓度可以促进休眠种子的复苏，提高发芽能力。
二氧化碳、一氧化碳、氮气等：通常二氧化碳浓度增加会导致种子休眠，抑制种子发芽。
（5）层积处理
可使树木种子顺利通过后熟完成自然休眠。大粒种子用砂量为种子的5-10倍，中小粒种子为3-5倍，毛桃需80-100天，板栗100-150天，山楂需200-300天。
3.种子的萌发
当具有生命力的种子通过或解除了造成休眠的因素之后，在一定条件下，种子的胚便由休眠状态转变为活动状态，开始生长，胚根突破种皮，胚芽向上生长，发育成为新个体，这个过程称之为萌发。
种子萌发可以分为吸胀、萌动和生长三个阶段。
种子萌发的外界条件：
1) 充足的水分
2) 足够的氧气
3) 适当的温度
4) 其它条件（光照）
四、播种技术
(一)浸种：保证种子吸足所需全部水量。表5－11（P131）
(二)催芽：在播种前将吸水膨胀的植物种子放在适宜发芽的温度下促进其发芽的技术叫做催芽。催芽满足温度、氧气和保持饱和空气相对湿度。催芽的温度可以是恒温，也可以是变温。催芽过程中应该保持种子湿润并经常性地翻动种子，以改善其通气条件。待胚根突破种皮，长度约0.5cm时即可播种。
（三）播种
播种季节与播种期：
一般适宜播种期：定植期减去秧苗苗龄，即可向前推算日期。不同种类作物苗龄不同，同一种作物苗龄因育苗设施、环境条件不同也有变化。
播种量：播种量确定需考虑到种子的净度、发芽率以及苗床的温度条件，同时还取决于移栽时秧苗的大小。另外，若考虑到病虫危害、鼠害等因素，可适当增大播种量。
一般可由以下公式计算：
播种量(g/m2)= 每平方米株数×每克重种子粒数×发芽率％×净度％×成苗率％ 其中：成苗率=种子出苗数÷发芽数
播种前整平苗床床土，用喷壶浇足“底水”，使床土6-10cm土层湿润，底水不可过大，以免引起土壤板结，但床土过干也会影响出苗。冬季地温较低，浇水不可过多，以免降低土壤温度，同时会引发病害，甚至烂种。
（四)覆土　
播种后应立即盖一层土或基质，即“盖籽土”（0.5-1.5cm），以保持床土水分，防止过分蒸发，同时还有助于子叶脱壳出苗。盖籽土应采用疏松的营养土或基质，有时为防止苗期病虫害，亦可盖上拌过药剂的药土。
提问：覆土过薄？；覆土过厚？
五、播后管理
出苗期管理：种子发芽期要求水分充足，温度适宜，可于播种后覆盖农用塑料薄膜增温保温；幼芽出土后，应及时揭膜放苗。出庙前如土壤干旱，应适时喷水或渗灌，切勿大水漫灌，以防表土板结闷苗或冲走幼苗。
间苗移栽：出苗后，如出苗量大，应于幼苗长到2-4片真叶时，进行间苗、分苗或直接移入大田。移栽太晚缓苗期长，太早则成活力低。移栽前要适当干旱来炼苗（或称蹲苗），移植前1-2天浇透谁以利起苗带土，同时喷一次防病农药。
松土除草：
施肥浇水：幼苗生长过程中，要适时适量补肥和浇水。迅速生长期以追施或喷施速效氮肥为主；后期增施速效磷、钾肥。