正文 任務5.4 植物的成花生理及相應生產措施的生理分析(1 / 3)

5.4.1 知識和技能要求

●能說出春化作用、光周期現象及植物成花的規律。

●能結合光、溫對植物開花影響的案例分析,說明植物成花理論在生產上的應用。

5.4.2 情境(情景)設計

問題的提出

1)說明“溫度是植物感受春化的唯一條件,種子是唯一時期。”是否正確。

2)講述光周期、光周期現象,植物對光周期的反應和光周期誘導及植物感受光周期的部位和開花刺激的傳導。

3)解釋長日、短日植物的差別,是否為它們所受光照時數的絕對值。

4)說明光期與暗期對植物成花的作用。

5.4.3 支撐知識

(1)溫度對植物開花的影響(春化作用)

春化作用是許多溫帶植物發育過程中表現出來要求低溫的特性。但是一些喜溫作物,如水稻、棉花等的發育過程中,開花並沒有對溫度的嚴格要求,這些植物可能不存在春化現象。

1)低溫和春化作用 人們很早就注意到,冬小麥必須在秋季播種,出苗後經過冬季低溫的作用,次年夏初才能抽穗開花。如果將冬小麥改在春季播種,它便隻繁茂生長枝葉,不能開花結實。對冬小麥來說,秋末冬初的低溫就成為花誘導的必需條件。這種需要一定時間的低溫使植物開花的現象,稱為春化作用。人工給予低溫來處理萌動的種子,使它完成春化作用,就稱為春化處理。應當注意的是,“春化”一詞不僅限於種子對低溫的要求,也包括其它時期植物對低溫的感受。

各種植物春化所要求的溫度不同,這種特性是該種植物在係統發育中所形成的。根據春化過程對低溫要求的不同,可將植物分為冬性、半冬性和春性類型。不同類型所要求的低溫範圍和時間也不同,一般說來,冬性越強,要求的春化溫度越低,要求的春化天數也越長。

植物的春化過程對開花隻起誘導作用,低溫本身並不引起植物開花,在春化過程完成以後,花原基仍不出現,隻有經過以後的階段,植株在較高溫度下才能分化出花來。一些二年生植物,如芹菜、胡蘿卜、蘿卜、白菜、薺菜、甜菜和天仙子等也都有春化現象,第一年形成叢生葉的植株,在冬季中滿足了低溫的條件,第二年才抽薹開花,其春化所需的低溫略高於0℃,時間從幾天到幾周不等。

溫度是春化作用的主要條件,除此還要求適量的水分、養分和充足的氧氣。

2)春化作用進行的時期和部位 低溫對花誘導的影響,一般可在種子萌發或在植株生長的任何時期中進行,也可在苗期進行,其中以三葉期最快。少數植株如甘藍(圓白菜、菜花等)、月見草、胡蘿卜、洋蔥等,則不能在萌發種子狀態進行春化,隻有在綠色幼苗長到一定大小,才能進行春化。

接受低溫影響的部位是莖尖端的生長點。如芹菜種植在高溫的溫室中,由於得不到花芽分化的低溫,不能開花結實。但是,如果用橡皮管把芹菜的頂端纏繞起來,管內不斷通入冰冷的水流,使莖的生長點獲得低溫,就能通過春化,在長日照下開花結實。反過來,如把芹菜放在冰冷的環境中,而使莖生長點處於高溫下,就不能開花結實。此方法用甜菜進行試驗,也得到同樣的結果。但也有的實驗表明,離體葉片或根係,獲得春化所需溫度後,它們再生出來的植株也可開花。因此,可以說,不論在植物體的什麼部位,凡是正在進行細胞分裂的組織,都可以接受春化處理。

3)春化作用完成後植株的生理變化 植物經過春化作用後,在外形上沒有明顯的差異,但內部生理過程卻發生了深刻的變化。一般是,蒸騰作用增強,水分代謝加快;葉綠素含量增多,光合速率加快,許多酶的活力增強,呼吸增高。由於春化後植物的代謝旺盛,因而抗逆性特別是抗寒性便顯著降低。

(2)光照的影響(光周期現象)

所謂光周期就是一晝夜間光照與黑暗的交替(晝夜的相對長度)。很多植物在開花之前,有一段時期,要求每天有一定的光照或黑暗的長短,才能開花,這種現象稱為光周期現象。

1)光周期現象及植物對光周期的反應 植物開花有明顯的季節性,現在知道這種開花的季節性與光周期有密切關係。根據植物開花對光周期的不同反應,一般可將植物分為三種主要類型,即短日植物、長日植物、日中性植物。

①短日植物 這類植物要求每天日照時數小於一定限度(或每天連續黑暗大於一定限度)才能開花。而且在一定範圍內,黑暗時間越長,開花越早。但短日植物每天日照太短,也會由於光合時間太短,基本營養不足,而不能開花甚至死亡,一般每天光照時數不能低於6h。秋季日照逐漸縮短時開花的植物,多屬此類。如大豆、紫蘇、晚稻、玉米、高粱、甘薯、煙草、大麻、紅麻、黃麻、菊等。