蔬菜和其他农作物一样，是以获得高产而优质的食用器官为目的的。蔬菜的种类不同，食用的器官亦不同，根、茎、叶、花、果实、种子几乎都可以成为产品。

从生理上分析，所有作物产量中有90％～95％是通过光合作用形成的，只有5％一 10％是由根吸收的矿物质营养所形成。因此，蔬菜产量的形成的最基本的生理活动是光合作用，是生长期间可能接受的能量和光能利用率。因此，凡是能影响光合作用的因素，尤以叶面积及光合作用率(同化率)，以及影响光合作用的环境条件如温度、水分、光照度、土壤养分及CO2含量等，都会影响产量的高低。

但就每一种蔬菜而言，它一生中由光合作用所形成的全部干物产量中，并不都是可食用的。只有其中一部分如：果实、种子、叶球、花球、块茎、块根以及嫩叶、嫩茎等。而一般的根、茎、叶，是不作为食用的，但它们也是光合作用的产物。凡可食用部分称为“经济产量”。而一生中所合成的全部干物质称为“生物产量”。

(一)蔬菜产量形成与气象

蔬菜作物的叶子是进行光合作用的主要器官，是物质生产的“源”运转到贮藏的器官，如果实；种子、块茎等是物质贮藏的“库”。由“源”运转到“库”的途径、速度及数量；与源与库的大小有关。在生产上，增加“源”的数量(如改进和调整叶的受光角度，肥、水管理，增加叶面积等)是增加和促进产量的主要因素。但库的大小也影响到源的强度。如以番茄为例，在栽培上，摘除花序，也是减少将来成为库(果实)的数量，但这又会影响叶的净伺化率。研究结果，在自然状态下(不摘叶、不摘花)，净同化率 (NAR)为7.52g／(m2·d)。如果摘去一部分叶子以后，则剩余下的叶净同化率可高达； 10.35g／(m2·d)及10.88g／(m2·d)。反之，摘去全部花序，其净同化率只有4.01g／ (m2·d)。这就是说，光合作用的大小，也受到“库”的大小影响。…以上看到除外界气象以光为主的条件外，还涉及到植物体内物质转运的机制问题，同时也可看出“源”和“库”的关系。

蔬菜的光能利用与产量形成和其他作物一样，增加蔬菜的产量，根本的因素是提高光能利用率；目前丰产菜田的光能利用率约为2％～3％，一般的田块只有1％左右。因此，光能利用率的潜力还有待从育种、栽培以及调节气象环境等多方面进行研究。

(1)光合作用与叶面积 叶子是进行光合作用的主要器官。一个植株，一个群体，叶面积大，表示接受的光能多，物质生产的“容量”就大；反之，叶面积小，物质生产的“容量”就小。因此，在栽培上把增加叶面积做为增产的保证。当然，产量的增加，还要取决于光合产物的积累。即在一定时期内，于物生产量的多少，不是光合产物的全部，而必须除去由于呼吸作用的消耗，也即是“净同化率”(亦称净同化生产率)。净同化率也即表示作物的干物质生产的效率(图10-5)[7]为碳素同化，呼吸及干物质生产率与叶面积指数的关系。

(2)影响光合作用的因素 充分利用太阳能是获得高产的基本条件，但要达到这个目的，应考虑两方面的因素：

内部因素有叶的年龄与寿命、叶的受光角度一叶的生长方向、植株的吸水能力、物质运转的库源关系等。外部因素有光照的强弱、温度的高低、CO2的浓度、矿物质营养等。

植物本身的生长状态与光能利用的关系比较密切的是叶的光合速率与光合时间。日照强，肥水充足，叶色浓绿，叶的寿命就较长，光合强度也较高； 日照弱，肥水不足，叶色黄化，叶，的寿命就易衰老，光合速率较弱。不同叶龄的光合速率及呼吸强度相差很大。以茄子为例，李曙轩等试验就证明茄子叶龄在20～30d，是茄子的光合作用最旺盛的叶龄，达到20mg／(100cm2•h)以上。而在30d以上，则迅速下降。至于呼吸作用，则叶龄越小，呼吸作用越大；叶龄越大则反之。

土壤中的矿质营养及水分充足，根的吸收功能旺盛，光合作用也旺盛。许多果菜类、瓜类、茄果类的摘心、整枝，可以减少有机营养而分生组织及嫩芽、嫩叶转运，可延长和增强光合作用。

蔬菜中不同的种类，其光合速率，光饱和点和补偿点都不同(见表10—19)[9]。马铃薯、番茄、西瓜、黄瓜等的光合速率大都在20～30mgCO2／(100cm2•h)之间。大部分蔬菜都在20mgC02／(100cm2•h)以下。光饱和点低，是一种能充分利用弱光的特性。

表10—19 蔬菜光合作用的补偿点、饱和点与光强度

蔬菜种类

光补偿点

(klx)

光饱和点

(klx)

光合速率

(mgCO2 ／ 100cm2 · h)

番 茄

茄 子

辣 椒

黄 瓜

南 瓜

—

2.0

1.5

—

1.5

70

40

30

55

45

31.7

17.0

15.8

24.0

17.0

蔬菜种类

光补偿点

(klx)

光饱和点

(klx)

光合速率

(mgCO2 ／ 100cm2 · h)

甜 瓜

西 瓜

甘 蓝

白 菜

芜 菁

芋

菜 豆

豌 豆

芹 菜

莴 苣

三叶芹

4.0

4.0

2.0

1.5 ～ 2.0

4.0

4.0

1.5

2.0

2.0

1.5 ～ 2.0

1.0

55

80

40

40

55

80

25

40

45

25

20

17.1

21.0

11.3

11.0

13.5

16.0

12.0

12.8

13.0

5.7

8.3

(3)叶面积对产量的影响 叶面积与净同化率是产量形成的两个主要因素。一般果菜类(茄果类、豆类)，叶面积指数(LAl)大都在3～4／m2之间。在这个范围内，叶面积指数增加，产量也增力口，但当LAI增加到4或5以上时，由于叶子在植株的叶层或称“冠层”中相互遮荫，植株下层叶片的光照度反而下降。于是叶面积指数继续增加，单位叶面积的平均光合生产率反而下降，对干物质积累不利。所以LAI对产量的增产作用，有其一定的限度。每一种蔬菜有其各自的最适LAI数值。这个数值的大小及其增长的动态，与栽植密度和栽培措施有密切关系。

(4)净同化率与产量的形成 指单位叶面积，在一定时期内，由光合作用所形成的干物质重量。这个重量并不是碳素同化产物的全部，而是除去由于呼吸所消耗的量，所以叫“净同化率”(NAR)。

因此，光合作用的时间增加，生物总产量也增加。一般蔬菜的晚熟品种的产量比早熟品种的产量高。

净同化率的增加的幅度，没有像叶面积的大。但到生长发育的后期，尤其是产品器官的形成时期，叶面积的增加已达到一定的限度。此时，维持一定强度的同化率，使净同化率不要下降，否则，就成为影响产量的主要因素。

绝大多数的蔬菜作物的光合作用途径，都是C3型，具有明显的光呼吸，而由于光呼吸的消耗比C4型的多。C3植物以C3途径固定CO2；而C4植物是在叶肉细胞中以C4途径固定CO2，C4植物的光合速率比C3植物高出土倍以上。属于C4的蔬菜只有甜玉米、苋菜等很少几种，在温度高，光照强的环境下，C4植物表现出明显的优势。