گياهان غالباً براساس مقدار رشد حاصل از جوانههاى انتهائى و جانبى شکل مشخصى بهخود مىگيرند. رشد حاصل از جوانههاى جانبى مىتواند عميقاً شکل و ظاهر گياه را عوض کند. رشد جانبى يا توليد شاخههاى جديد معمولاً نتيجهٔ فعاليت جوانههاى جانبى برگ است. اين شاخهها غالباً از بخش گرهاى متراکم که در پائين ساقهٔ اصلى واقع شده و به طوقه منسوب است، خارج مىشوند. شاخههاى جديد همچنين بهطور نابهجا از هر قسمتى مىتوانند خارج شوند. نتيجهٔ انتهائى اين است که گياهان فضاى موجود اطراف خود را که امتيازى در بقاء و زادآورى است پر مىکنند. نور عامل عمدهاى است که رشد جوانههاى جانبى را کنترل مىکند.
رشد رويشى و زايشى
بهنظر مىرسد رشد زايشى در گياهان يک ساله به مواد فتوسنتزى نياز مطلق داشته باشد. در اين گياهان رشد رويشى معمولاً به توليدمثل منتهى مىشود. برگها، ساقهها و ديگر قسمتهاى رويشى نه تنها براى دريافت مواد فتوسنتزى در زمان رسيدگى ميوهها عاجز هستند، بلکه تا حدى مجبور به از دست دادن ذخاير قبلى کربن و مواد معدنى از طريق تحرک و توزيع مجدد آنها مىشوند. اين فرآيند، پيرى را تسريع نموده و سرانجام به مرگ گياه منجر مىشود.
بهنظر مىرسد که در گياهان چندساله فقط قسمتى از آنها موظف به توليدمثل هستند. بهعبارت ديگر، ساقههاى ميوهدهنده ممکن است سالم بمانند، يا حتى اگر بميرند، ساقههاى رويشى جديدى از جوانههاى جانبى زاويه برگ توليد مىشود تا جايگزين شاخههاى ميوهدهنده گردند. بهنظر نمىرسد که گياهان چندساله مثل سيب درختى و مرکبات به ميزان قابل ملاحظهاى تحت تأثير ميوههاى در حال رسيدن قرار گيرند. ساقهٔ گياهان علفى چندساله و بقولاتى که ميوه مىدهند، معمولاً مثل گياهان يک ساله پير مىشوند، اما ساقههاى جديدى از جوانههاى طوقهاى خارج مىشود که باعث چندساله شدن آنها مىگردد.
رشد و تمايز
تکامل گياه ترکيبى از يک گروه فرآيندهاى پيچيدهٔ رشد و تمايز است که منتج به تجمع مواد خشک در گياه مىشود. فرآيندهاى تمايز مستلزم سه شرط هستند:
۱. وجود مواد فتوسنتزى بيش از حد لازم براى مصارف متابوليکى
۲. درجه حرارت مناسب
۳. سيستم مناسب آنزيمى براى انجام فرآيندهاى تمايز.
اگر اين شرط فراهم شود، يک يا بيشتر از سه واکنش تمايز اتفاق مىافتد:
۱. ضخيم شده ديوارهٔ سلولى
۲. رسوب محتويات درون سلولى
۳. مقاوم شدن پرتوپلاسم.
مرحلهٔ اخير در جلوگيرى از صدمات پروتوپلاسمى حاصل از تنشهاى طبيعى مثل سرما، گرما يا خشکى اهميت دارد. مثلاً قلمه يا نشاهائى که در خزانه خوب مقاوم شدهاند در محيط خارج نسبت به قلمههاى مقاوم نشده يا حساس، شانس موفقيت بيشترى دارند.
به فرض اينکه سيستم آنزيمى لازم در محيط وجود داشته باشد، اولين ضرورت در فرآيند تمايز وجود کربوهيدرات مىباشد. توليد مواد فتوسنتزى بيشتر از مقدار موردنياز براى رشد، معمولاً نتيجهٔ عواملى است که بدون آنکه بر فتوسنتز اثر بگذارد رشد را محدود مىکند. عواملى مثل آب يا کمبود ازت، که رشد را بيشتر از فتوسنتز محدود مىکنند منجر به توليد مقدار زيادترى مواد فتوسنتزي، در حد لازم براى انجام فرآيند تمايز مىگردند (مشروط بر آنکه درجه حرارت مناسب و آنزيمهاى لازم فراهم باشند). ضخيم شدن ديوارهٔ سلولى تجمع مواد ثانويه، (مثل آلکالوئيدها و نشاستهها) و مقاوم شدن پروتوپلاسم بسته به آنزيمها و درجه حرارت موجود ممکن است صورت پذيرد. اين تغييرات شيميائى مىتواند باعث تغييرات تشريحى و شکل گياه شود.
توليد محصولات زراعى با کيفيت بهتر اغلب نيازمند روشهاى توليدى است که به يک تعادل مناسب بين رشد و تمايز برسد. رشد ضرورى مىباشد ولى نبايد معمولاً به آن اندازه مورد توجه قرار گيرد (مثلاً کاربرد کود ازته يا آبيارى زياد) که مانع تمايز گردد.
غلات تحت شرايط آبيارى و ازت زياد بهخصوص با نور کم (در تراکم زياد)، داراى ساقههائى با ديوارههاى سلولى نازک بوده و قابليت ورس دارند. محدود کردن عوامل فوق باعث اثرات معکوس خواهد شد. ديوارههاى سلولى نازک در دمبرگهاى کرفس، جهت تردي، مطلوب است. بنابراين در زراعت کرفس هدف فراهم کردن مقدار کافى آب و ازت بهمنظور کاهش تمايز و سايه دادن دمبرگها جهت کاهش ساخت مواد فتوسنتزى براى تحريک رشد دمبرگ است.
روشهاى مديريت براى افزايش محتويات سلولى نيز اساساً همين مىباشد. اگر ازت و آب در حد افراط در اختيار چغندرقند قرار گيرد ذخيره قند کاهش مىيابد. اگرچه ازت عملکرد بيوماس را افزايش مىدهد درصد ساکارز با ازت خاک همبستگى منفى دارد. نسبتهاى بالاى ازت، عملکرد ساکارز را در واحد سطح کاهش مىدهد. همچنين شبهاى خنک براى تجمع قند لازم است . بعد از بهوجود آمدن سيستمهاى خوب فتوسنتزى و ذخيره قند در مرحله رشد رويشي، که بيشتر فصل رشد را بهخود اختصاص مىدهد گياه به نور زياد، درجه حرارتهاى خنک و سطوح کمتر از حد مطلوب ازت و آب (که مخصوص عرضهاى شمالى هستند) احتياج دارد. توليد طالبى شيرين و مرغوب بهاستثناء درجه حرارتهاى خنک، نيازمند به روشهاى مديريت مشابهى مىباشد. در مناطق مرطوب بهمنظور کنترل سطوح آب و ازت در هنگام رسيدن طالبى از خاکهاى شنى براى توليد تجارتى اين محصول استفاده مىشود. طالبىهائى که در خاکهاى سنگين مناطق مرطوب به عمل مىآيند معمولاً بزرگتر بوده ولى شيرين نخواهد بود (بهعلت کاهش محتويات سلولي).
يونجه نشاسته را در روزهاى آفتابى و خنک پائيزه در ريشههاى ضخيم خود ذخيره مىکند. نور زياد در طول روز و نيز شبهاى مناسب، جهت افزايش ساخت مواد فتوسنتزى لازم مىباشد، زيرا توليد مواد فتوسنتزى بيش از ميزان نياز رشد و تنفس نگهدارى (Maintenance repiration)، مىباشد. نتيجهٔ اين عمل تجمع کربوهيدراتها بهصورت ذخيره غذائى در ريشههاى اصلى و مقاوم شدن پروتوپلاسم جهت زمستان گذرانى مىباشد.
شاخص برداشت
شاخص برداشت بيانکنندهٔ نسبت توزيع مواد فتوسنتزى بين عملکرد اقتصادى و عملکرد کل مىباشد. شاخص برداشت مشابه شاخص توزيع (Partitioning)، مىباشد. همانطورى که استوى بيان نموده لازم است تأکيد شود که انتقال مواد فتوسنتزى به مقصدهاى مصرفکننده مواد متابوليکى (براى مثال ريشهها، ساقههاى جديد، ميوههاى در حال تکامل) بىنهايت پيچيده بوده و مکانيزمها يا نيروى جاذبهاى که توزيع مواد فتوسنتزى را بهسوى مقصدهاى مصرفکننده مواد متابوليکى هدايت يا تنظيم مىکنند هنوز شناخته نشدهاند.