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整理一些关于长日照植物与短日照植物的问题
作者:望春玉兰    文章来源:望春玉兰的网易博客    点击数:3742    更新时间:2009/5/30
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  一、概念

  1、长日照植物:只有当日照长度超过临界日长(14~17小时),或者说暗期必须短于某一时数才能形成花芽的植物。否则不能形成花芽,只停留在营养生长阶段。长日照植物有冬小麦、大麦、油菜、萝卜等,纬度超过60°的地区,多数植物是长日照植物。

  2、短日照植物:只有当日照长度短于其临界日长(少于12小时,但不少于8小时)时才能开花的植物。在一定范围内,暗期越长,开花越早,如果在长日照下则只进行营养生长而不能开花。许多热带、亚热带和温带春秋季开花的植物多属短日照植物,如大豆、玉米、水稻、紫花地丁等。

  对于短日照植物也给以这样的概念:

  短日照植物 short-day plant

  是指给与比临界暗期(critical dark period)长的连续黑暗下的光周期时,花芽才能形成或促进花芽形成的植物。在自然界中,在日照比较短的季节里,花芽才能分化。例如菊花、水稻、牵牛花、苍耳、大豆等,都是属于短日照植物,即使日照较短,假如随后的暗期短于临界暗期,花芽仍不能形成,或即使给与足够的暗期,但在中途适当的时间进行短时间的光照(光中断)时,花芽也不能分化。短日植物实际是长夜植物。

  二、分布和特点

  植物开花要求一定的日照长度,这种特性与其原产地在生长季节里自然日照的长度有密切的关系,也是植物在系统发育过程中对于所处的生态环境长期适应的结果。短日照植物起源于低纬度地区(夏半年昼夜相差不大,但白昼比高纬度地区短),长日照植物则起源于高纬度地区(夏半年昼长夜短)。在临近赤道的地带,长日照植物一般不能开花结实,只有短日照植物分布;在高纬地带(纬度66.5°以上),夏季几乎24小时都有日照,短日照植物不能生长发育,只有长日照植物分布;而在中纬度地带,兼有长日照和短日照条件,所以长日照植物和短日照植物都能生存,但长日照植物多在春末夏初开花,短日照植物多在秋季开花。

  光周期对植物的地理分布有较大影响。短日照植物大多数原产地是日照时间短的热带、亚热带;长日照植物大多数原产于温带和寒带,在生长发育旺盛的夏季,一昼夜中光照时间长。如果把长日照植物栽培在热带,由于光照不足,就不会开花。同样,短日照植物栽培在温带和寒带也会因光照时间过长而不开花。这对植物的引种、育种工作有极为重要的意义

  三、引种

  光照时间长短是影响植物开花的主导因素——引种
  引种:从远地引进新的作物或品种时,首先要了解被引种作物的光周期特性。如果原产地与引入地区光周期条件差异太大,就有可能因生育期太长而不能成熟,或者因生育期太短而产量过低。我国南方品种的长日照植物和短日照植物其临界日长一般比北方的相应要短一些,而生长季节中春夏季的长日照偏南地区比偏北地区来得要晚一些,夏秋的短日照偏南地区比偏北地区来得要早一些。因此一般来说,短日照植物南种北引,开花期推后,生育期会延长;北种南引,生育期会缩短,开花期提前。长日照植物刚好相反,北种南引,开花期推后,生育期会延长;南种北引,生育期会缩短,开花期提前。所以对于收获果实和种子的作物在引种时必须考虑引进后能否适时开花结实,否则就会导致颗粒无收。因此短日照植物南种北引应引早熟品种,北种南引应引晚熟品种为宜;长日照植物南种北引应引晚熟品种,北种南引应引早熟品种为宜。

 ①长日照植物 → 南种北引:生育期缩短 → 引迟熟种
 ②长日照植物 → 北种南引:生育期延长 → 引早熟种
 ③短日照植物 → 南种北引:生育期延长 → 引早熟种
 ④短日照植物 → 北种南引:生育期缩短 → 引迟熟种

  四、我国分析

  我国地处北半球,现以北纬的情况进行分析。不同纬度的日照长度有季节性变化。日照在夏至(22/6)最长,在冬至(22/12)最短,在春分(21/3)和秋分(23/9)各为12小时。春季和秋季有同样的短日照,但是春季的短日照时期气温较低,一般与开花无关;秋季温度较高,适于植物生长发育,所以,这时的日照就显著地影响植物开花。自然的长日照时期,气温也合适,是植物生长发育的良好时期。在低纬度地区没有长日条件,只有短日照,而在高纬度地区因为秋季天气已冷,只有在较长的日照时期,植物才能生长发育。在中等纬度地区,则由于气温在夏季秋季都较合适,所以,适合植物生长发育的长日照和短日照都有。因此,短日植物和长且植物在北半球的分布是:在低纬度地区(如我国南方)没有长日照植物,只有短日植物;在中等纬度地区(我国北方),长日照植物和短日植物都有;长日植物在春末夏初开花,而短日植物在秋季开花;在高纬度地区(如我国东北),由于短日时气温已低,所以,只能生存着一些要求日照较长的植物。

  五、其他

  “中日照植物”的开花要求昼夜长短比例接近相等(12小时左右),如甘蔗等。
  在任何日照条件下都能开花的植物是中间型植物,如番茄、黄瓜和辣椒等。

  六、高中涉及的两个习题

  1、黄麻原产于热带和亚热带地区,是春天播种的一年生植物,开花需要较短的日照。种植黄麻是为了收获茎杆,剥取纤维用于编织麻袋等。如果将黄麻北移在山东地区种植,它将(  )
  A、提前开花结实,产量提高      B、开花推迟或不开花,产量提高
  C、提早开花结实,产量降低      D、开花推迟或不开花,产量降低 

  分析:此题的关键是长日照和短日照的概念,以及地理中有关北半球高纬度和低纬度地区在一年中日照时间长短变化的规律。
  若给予短日照植物小于临界日照的刺激,它会提前开花,反之,会延迟或不开花。
  若给予长日照植物大于临界日照的刺激,它会提前开花,反之,会延迟或不开花。
  北半球高纬度地区日照时间长度在春分后秋分前要高于北半球低纬度地区,且日平均气温要低于低纬度地区。因此,黄麻北移后开花时间会推迟甚至不开花,有机物积累量高,主要用于营养生长,产量会提高。

  2、有些植物的开花需要较长时间的日照,这些植物一般在春末夏初开花,如菠菜;有些植物的开花需要较短时间的日照,这些植物一般在秋季开花,如菊科植物。我们把前者叫长日照植物,后者叫短日照植物。
  长日照植物开花有一个最小日照长度,短日照植物开花有一个最大日照长度,植物开花所需要的极限日照长度叫临界日长。有人用一种短日照植物苍耳做了以下A、B、C三个实验:
 
  A、给予短日照,可使苍耳开花
  B、给予短日照,但用光照中断黑暗期,则苍耳不开花
  C、给予短日照,但用黑暗中断光照期,不影响苍耳开花
  (1)从上述实验可知,光照期和黑暗期两者中,                对短日照植物开花更重要。实际上短日照植物开花要求足够长的连续                
  (2)如果要证明光照期和黑暗期两者中对长日照植物的影响的积极性与短日照植物一样,可用长日照植物做以下A、B、C、D四个实验:

 

  A、日照时间LC,临界日长长,该长日照植物开花
  B、日照时间比临界日长短,该长日照植物不开花
  C、请你在图中C中的空白处设计出C实验,并预测C实验的结果是                


  参考答案:
  (1)黑暗期     黑暗
  (2)C处图为:    开花

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