植物從生長到開花,必須經(jīng)過兩個階段,即春化階段和光照階段。植物的開花與季節(jié)變化的晝夜長短有關(guān)。在一天內(nèi)白晝和黑夜的時數(shù)交替,稱為光周期。植物開花對晝夜周期的適應(yīng)反應(yīng)稱為光周期現(xiàn)象。
一般長日照能促進生長,短日照可抑制枝的伸長生長,促進芽的形成。雖然植物是處在晝夜交替的環(huán)境中,但試驗證明,在光周期誘導(dǎo)中光期和暗期的作用不是相等的。對于植物成花來說,真正起主導(dǎo)作用的是暗期長度,且有一定的臨界值。即短日照植物必須在超過某一臨界暗期的情況下才能形成花芽;而長日照植物則必須在短于某一臨界暗期時才能開花。在暗期中,如給予低能光(光譜有效波長為紅光)間斷照射,則暗期效果消失,而使花芽的分化受到抵制,休眠芽形成推遲,例如許多落葉樹種在路燈附近落葉晚。而同樣情況卻可促進長日照植物開花。
閃光試驗進一步證明了暗期的重要性:如對短日照植物在暗期給予短暫光照(用閃光打斷),即使光期總長度短于其臨界日長,短日照植物也不開花,因其臨界暗期遭到間斷而使花芽的分化受到抑制;而同樣情況卻可促進長日照植物開花。
研究表明,只要植物的最低限度的光周期需要得到滿足,植物便能獲得成花能力并保持下去,稱為光周期效應(yīng)。這種能夠發(fā)生光周期效應(yīng)的處理,稱為光周期誘導(dǎo)。在光周期誘導(dǎo)期間,所需的光周期誘導(dǎo)日數(shù)隨植物而異。有的需要一個誘導(dǎo)光周期即可,如短日照植物蒼耳和日本牽?;?;有的植物則需要較長的光周期誘導(dǎo)日數(shù)。這主要與該種植物的地理起源有關(guān)。通常起源于北半球植物,越靠近北方起源的種或品種的短日照植物所需要光周期誘導(dǎo)的短日數(shù)越少;長日照植物則越是靠近南方起源的需要光周期誘導(dǎo)的長日數(shù)越少。在光周期誘導(dǎo)期間,如果光照強度過弱,會降低開花反應(yīng)。這是因為花芽的分化和形成需要較多的養(yǎng)分。所以,許多短日照植物在光周期誘導(dǎo)暗期之前和之后給以強光照,能促進其開花反應(yīng),特別是暗期之前的強度光照更有效。長日照植物也如此,如敏感的長日照植物蒔蘿,誘導(dǎo)花的形成通常需進行4個長日照處理,但給予足夠的強光時,則只要一個即誘導(dǎo)成功。當(dāng)然,不同的植物或不同的品種在光周期誘導(dǎo)中,對光強的感應(yīng)也不完全相同,有的反應(yīng)極為敏感,有的則很不敏感。
從較遠(yuǎn)地區(qū)引進新的植物種或品種時,應(yīng)考慮到它們對光周期的需要。長日照植物北移時,對長日條件的需要能較快地得到滿足,發(fā)育會提前完成。然而,長日照植物南移時,發(fā)育會延遲,有的甚至不能開花結(jié)實。短日照植物往北移時,由于夏季日照較長,使發(fā)育延遲,往南移時,則提早開花結(jié)實。原產(chǎn)地與引入地區(qū)的日照條件差異太大,會造成過早或過晚開花,都會引起減產(chǎn),甚至沒有收獲。光周期雖然一般不影響樹木的成花,但能影響樹木的休眠。所以,在引種樹木時也應(yīng)該考慮其光周期需要。南樹北移,往往因不能及時進入休眠而不能順利越冬。北樹南移,則容易提早進入休眠而生長緩慢。
光周期誘導(dǎo)所需要的天數(shù),即誘導(dǎo)周期數(shù),因植物種類而異,短日照植物,如藜和日本牽?;ㄖ恍枵T導(dǎo)1天,大豆品種3天,而高涼菜約為12天。長日照植物,如菠菜、油菜也只需誘導(dǎo)1天,天仙子2~3天,矢車菊13天,1年生甜菜15~20天。當(dāng)然,這是最低限度的誘導(dǎo)天數(shù)。增加誘導(dǎo)天數(shù),能使開花期提前,花數(shù)增多。每種植物光周期誘導(dǎo)需要的天數(shù)隨植物的年齡以及環(huán)境條件,特別是溫度、光強及日照長度而有些改變。
光的波長也與光周期現(xiàn)象有關(guān)系。根據(jù)實驗表明,中斷黑夜最有效的波長是0.64~0.66μm(微米)的紅光區(qū)。用紅光進行光間斷處理,短日照植物的花芽形成受到明顯抑制,而對長日照植物的花芽形成卻有促進作用。又如遮去早晚幾個小時富于長波的光照后,長日照植物的光周期誘導(dǎo)則不能完成,但短日照植物則發(fā)育更快。
此外,植物開花的光周期現(xiàn)象還受溫度、水分等其他外界因子的影響。在生產(chǎn)實踐中,可綜合運用各種手段來控制植物的花期。
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