短日植物每天要求的最長日照時數也因植物不同,在12~17h。這個引起短日植物開花最大日照長度,稱為臨界日長。短日植物隻有在日照長度小於臨界日長時才能開花。若日照超過臨界日長,便延遲開花或不開花。
②長日植物 這類植物要求每天日照時數大於一定限度(或黑暗時數短於一定限度)才能開花,而且每天日照越長,開花越早。在連續光照或夜間增加燈光照射時,就能提早開花,反之,則延遲開花或不開花。
溫帶地區初夏日照逐漸加長時開花的植物,多屬此類,如小麥、燕麥、油菜、蘿卜、甜菜、菠菜、豌豆、亞麻等。
長日植物要求的最短日照時數因植物而不同,一般在9~14h,每天短於這個日照時數,便不能開花或延遲開花,我們把這個引起長日植物開花的最小日照長度,又稱為臨界日長。長日植物隻有在日照長度大於臨界日長時才能開花。
③日中性植物 這類植物對每天日照長短要求不嚴格,隻要其它條件適宜時,在任何日照條件下都能開花。如番茄、茄子、辣椒、菜豆、黃瓜等多種蔬菜,以及向日葵、花生、大豆的極早熟品種和雙季稻的早稻等。
由此可見,長日植物和短日植物的區別,不在於它們要求多長和多短的日照時數才能開花,而在於它們對日照的要求有一個最低或最高的極限。長日植物對日照的要求有一個最低的極限,它們隻能在此極限以上的日照下才能開花,而短日植物對日照的要求有一個最高的極限,它們隻能在低於此極限的日照下才能開花長日植物冬小麥的最低極限為12h,而短日植物煙草的最高極限為14h。這樣,在13h的條件下,二者都能開花。因此,長日植物和短日植物的差別,主要的不是它們所受光照時數的絕對值上,而是在於超過還是短於其臨界日長時開花。
2)光周期誘導 植物隻要得到足夠日數的適合光周期,以後可以在任何日照長度下開花,這種現象稱光周期誘導。光周期誘導日數隨植物而不同,一般植物光周期誘導的天數為一至十幾天。例如,短日植物大豆需2~3d,水稻1d,大麻4d,菊花12d;長日植物菠菜、油菜1d,甜菜15~20d等。
通常植物必須長到一定大小,才能接受光周期誘導,以晚稻來說,植株達到5~6片葉時才開始。冬性作物需經春化作用後才能接受光周期誘導。植物除開花具有光周期現象外,樹木的秋季落葉、芽的休眠以及地下貯藏器官(塊根、塊莖、鱗莖等)的形成也都有光周期現象。
3)光期與暗期的生理意義 在自然環境中,植物是處於24h的光暗循環中,若使長日植物和短日植物受到不同於24h的循環,證明了植物開花對暗期的反應比對光期更明顯。就是說,短日植物是在超過一定暗期時開花,而長日植物是在短於一定暗期時開花。但如果在長暗期的中途,用閃光(短暫的燈光照明小於30min)打斷暗期的連續性,就會產生與短夜一樣的效果,即短日植物不能開花,而長日植物開了花。如果反過來,用短暫的黑暗打斷光期,則不論對長日植物或短日植物開花都沒有影響。
由此看出,誘導植物開花的關鍵在於暗期的作用。為此,現在認為把短日植物稱為長夜植物,把長日植物稱為短夜植物,更為確切。同時,常常也用臨界夜長(或臨界暗期)來表示對暗期需要的極限。臨界夜長和臨界日長是相對應的,對於長日植物,臨界夜長是指能夠引起開花的最大暗期長度,對於短日植物,則是指能夠引起開花的最小暗期長度。
由於暗期閃光可促進或延遲開花,在選育上如要促進長日植物小麥、油菜等開花,無需補充光照,隻要在半夜閃光即可。如要延遲晚稻、棉花等短日植物開花,也不必用補充光照的辦法,隻要半夜照光5min即可達到目的。
生產上用閃光打斷暗期抑製開花的辦法已在甘蔗種植中試用,由於半夜閃光抑製了甘蔗開花,使之繼續營養生長,從而使莖稈產量提高。
暗期雖然對光周期更重要,但並不是否定光期。事實上,隻有在適當的暗期並在晝夜光暗交替作用下,植物才能正常開花。試驗證明,暗期長度決定花原基的發生,而光期長度決定花原基的數量,如果沒有光期光合作用,花原始體的分化就沒有養分來源。
4)感受光周期的部位和開花刺激的傳導 植物感受光周期的部位是葉片,這已為許多實驗所證明,現以菊花的試驗來說明,菊花是短日植物,如將菊花下部的葉片給以短日照條件,而把上部去葉的枝條給以長日照條件,不久就可以看到枝上形成花蕾並開花,但如下部葉片給以長日照條件,而把上部去葉的枝條給以短日照條件,則枝條的頂端仍在繼續生長而不開花。由此可知,感受光周期刺激的部位是葉片不是分生區。葉片對光周期的感受能力與年齡有關,一般說來,幼嫩和老齡葉片感受能力小或沒有,成長的葉片感受能力最強。