Справочник химика 21. Короткодневные растения это
Растения длинного и короткого дня
Среди многочисленных физических, химических и биологических факторов, влияющих на рост и развитие растительного мира, одним из главных является освещение. Световые лучи способны ускорять или замедлять химические процессы в клетках растений, стимулировать обменные процессы и регулировать процессы роста. Так, энергия света способствует прохождению в растениях химических реакций синтеза органических веществ из углекислого газа (фотосинтез). Длина световых волн (спектральный состав) и их интенсивность оказывают влияние на размеры и форму (морфологию) представителей флоры (фотоморфогенез). Не меньшее значение для развития растений имеет также их биологическая реакция на продолжительность светового воздействия – фотопериодизм. Потребность растений в освещении может очень сильно отличаться. В зависимости от географических особенностей их происхождения различают: растения длинного дня, растения короткого дня и нейтральные.
Характерным отличием растений длинного дня является начало фазы цветения при условии увеличения продолжительности светового дня до 13 и более часов в сутки. Если световой день более короткий и освещения недостаточно, они будут продолжать свой рост, интенсивно образуя зеленую массу, но не вступая в фазу цветения. Как правило, в эту группу входят растения умеренных и северных широт.
Из известных нам огородных культур к растениям длинного дня относятся: морковь, сельдерей, свекла, лук, редис, капуста, картофель, салат, шпинат, редька, петрушка, укроп, репа, пастернак, брюква и др.; из злаковых: пшеница, рожь, ячмень, овес. При коротком периоде освещения растения длинного дня не смогут образовать плоды, либо урожай будет ничтожным. Эта особенность длиннодневных растений определяет и правильные сроки их сева. Так, в случае позднего сева они дают меньший урожай и худшего качества, чем при раннем весеннем севе. Интересно, что по завершении плодоношения растений их дальнейшее развитие практически не зависит от продолжительности дневного освещения.
Растения короткого дня – это, как правило, обитатели южных широт. Наиболее часто возделываемые огородные культуры, входящие в эту группу: фасоль, перец, баклажаны, помидоры, огурцы, тыква, дыня, кукуруза, кабачки, подсолнечник, базилик; из зерновых: просо, хлопчатник, суданская трава, могара, кунжут, соя и др.. Для их цветения и плодоношения необходимым условием является продолжительность темного времени суток более 12 часов.
Третья группа – нейтральные культуры (гречиха, цикламен, арбуз, спаржа, а также большинство сортов и гибридов культур, выращенных и адаптированных для средних широт). Они развиваются, цветут и плодоносят без ярко выраженной зависимости от продолжительности дня и ночи.
Чувствительность растений к соотношению дня и ночи может несколько меняться в зависимости от окружающей температуры, влажности, интенсивности и качества освещения, а также от минерального питания растений. Реагировать на продолжительность освещения может как взрослое растение, так и его семена.
Прорастание некоторых культур возможно только в темноте, другие требуют чередования света и темноты, либо только света. Зная эту особенность растений, можно легко регулировать плодоношение длиннодневных или короткодневных культур и собирать несколько урожаев за летний период. Достаточно лишь создавать им необходимые условия – затенение или дополнительное освещение.
Освещение растений может быть как естественным (солнечный или лунный свет), так и искусственным (электрические лампы и различные излучатели). Нельзя игнорировать также разное воздействие спектра световых лучей в зависимости от длины их волн. К наиболее важным относятся красная и сине-фиолетовая зоны спектра. Именно они влияют на обмен веществ и процесс роста растений. Короткодневные растения воспринимают синий свет как темноту и скорее переходят к цветению. Так же реагируют длиннодневные растения на свет красного спектра. Но сине-фиолетовый провоцирует у них замедление роста и торможение функций плодообразования.
Самый нейтральный – свет зеленого спектра. Он не вызывает ощутимых изменений в росте и развитии растений. Инфра-красное излучение способствует получению быстрого урожая. А при его снижении вегетационный период затягивается, но показатель урожайности увеличивается.
Чтобы успешно выращивать овощные и зерновые культуры, необходимо учитывать влияние на них как продолжительности освещения, так и качества света. Управляя этими факторами, можно регулировать процессы роста и уровень урожайности в целях повышения продуктивности культур.
Автор: Катажина Арвентур
agrostory.com
Короткодневные растения - Справочник химика 21
Необходимость яровизации для короткодневного растения — явление необычное. В садоводстве при размножении хризантем черенки с них срезают в январе—марте, когда последующее цветение уже индуцировано низкими зимними температурами. [c.275]
Дурнишник - короткодневное растение, следовательно, в обычных условиях его цветение индуцируется длинными темповыми периодами. В опытах было изучено, как влияет на цветение прерывание длинной ночи (12 ч) красным и красным/дальним красным светом на протяжении трех последовательных длинных ночей. Интенсивность цветения измерялась в баллах от 1 до 8 в зависимости от его стадии . Полученные данные приведены в табл. 16.7. [c.275]
Неоднородна также потребность в условиях освещения у группы растений короткого дня (просо, соя, кукуруза, перилла и др.). Интересно также отметить, что в условиях непрерывного освещения у длиннодневных растений прохождение световой стадии ускоряется, тогда как у короткодневных, наоборот, задерживается. Однако длительное пребывание в темноте действует угнетающе на рост и развитие не только длиннодневных, но и короткодневных растений. За известными пределами снижение длительности светового дня делает невозможным не только рост, но и развитие даже короткодневных форм высших зеленых растений. Вместе с тем установлено, что прервав темноту даже на очень короткий отрезок времени, свет любого участка спектра (от 440 нм до 730 нм) резко тормозит цветение короткодневных растений. [c.598]
При недостаточной длительности темного периода либо при включении света в этот период даже на самое незначительное количество времени переход к цветению короткодневных растений неосуществим. [c.598]
В особенности сильно подавляется цветение короткодневных растений, если темный период суток прерывается не в начале или конце его,а в середине. [c.598]
Интересен вопрос о природе реакций, лежащих в основе влияния, оказываемого на развитие растений кратковременным включением света. В этом отношении наиболее эффективно действие лучей 630—650 нм. Важно подчеркнуть, что тормозящее действие красных лучей на развитие короткодневных растений может быть снято путем последующего освещения лучами 735—750 нм. [c.602]
Имеются, наконец, наблюдения, что цветение короткодневных растений может быть вызвано обработкой урацилом и гуанином. [c.616]
Органы, воспринимающие фотопериод, и органы, реагирующие на него, у растений часто обособлены друг от друга. Примером может служить короткодневное растение дурнишник, которое зацветает, если непрерывный темновой период длится более 9 ч. Предположим, что мы создаем для какой-то части растения условия короткого дня, помещая ее в светонепроницаемый контейнер, в то время как остальное растение находится в условиях длинного дня. Если бы не было эффекта передачи, можно было бы ожидать, что цвести будет участок, существовавший при коротком дне. Однако на самом деле цветки образуются из всех почек, даже тех, которые находились в условиях длинного дня. Очевидно, что какой-то сигнал передается из одной части растения в другую. [c.375]Отношение к свету. Большинство возделываемых в СССР сортов клещевины относится к короткодневным растениям. Это светолюбивая культура. Недостаток света в фазе двух-трех листьев, в начале формирования генеративных органов отрицательно сказывается на ее продуктивности. [c.114]
Цветение растений — результат множества трудноуловимых метаболических изменений, приводящих к появлению цветочных почек. В 1920 г. Гарднер и Аллард [130] установили, что многие растения проявляют особую чувствительность к освещению, причем цветочные почки у них формируются только при определенной длине дня. В последующих работах было установлено, что критическим периодом является продолжительность ночи. В качестве примера одного из наиболее чувствительных к свету растений можно привести сахарный тростник. В 1938 г. Аллард отнес сахарный тростник к промежуточному типу, но в более поздних работах было показано, что это короткодневное растение, образующее цветки только в рамках критической длины дня. Для зацветания представителям этого класса необходим период непрерывной темноты. Для предотвращения цветения у сахарного тростника обычно достаточно даже кратковременного прерывания темноты светом низкой интенсивности (538,2 лк/мин) [1, 131, 132]. [c.23]
Однако не все ткани и органы растения реагируют на КС усилением дыхания. Знак действия КС на дыхание идентичен знаку его действия на соответствующий этап морфогенеза (Leopold, Guernsey, 1954) он вызывает повышение дыхания у листьев длиннодневных растений (ячменя) и семян салата-латука, но угнетает дыхание листьев короткодневных растений (сои и дурнишника), мезокотиля овса и стебля гороха. Во всех случаях ДКС снимает действие КС. Следовательно, дыхание не может быть тем общим звеном, которое реагирует однозначно на действие фитохрома. [c.86]
У других растений реакция на фотопериод может быть количественной, а не качественной. Такие растения могут зацветать и при длинном, и при коротком дне, но при определенных фотопериодах образуют лучше развитые цветки или большее число цветков. При другом варианте количественной реакции— у рождественского кактуса и ряда других короткодневных растений — зацветание ускоряют низкие температуры (в соче- [c.374]
Значение фактора непрерывности темноты можно усмотреть и из того, что некоторые короткодневные растения переходили к цветению, находясь в условиях непрерывного освещения, если они получили однажды 16 ч темноты в виде единого отрезка (Б. С. Мошков). Этим подчеркивается большое значение инфракрасного излучения для процессов развития растений короткого дня. [c.598]
Реакция растений на чередование света и темноты, которую Б. С. Мошков называет актиноритмом, связана с фотосинтезом. Растения, лишенные в течение фотоперподической индукции углекислого газа, не реагируют на фотопериодическое воздействие. Вместе с тем сам процесс фотосинтеза зависит от актиноритмических условий. Так, по данным Мошкова, томаты, относящиеся к нейтральной по фотопериодизму группе растений, давали на 14-часовом дне в 5 раз больше сухих веществ, чем в условиях круглосуточного освещения. Перилла масличная (короткодневное растение) использовала каждый час освещения на 14-часовом дне в 2—3 раза более эффективно, чем находясь на непрерывном свету. [c.600]
Согласно М. X. Чайлахяну, завершающие оксидазы представлены у растений длинного дня по преимуществу металлопротеи-дами, тогда как у короткодневных растений — ферментами флавиновой группы. [c.609]
Давно замечено, что большинство растений на определенной географической широте ежегодно зацветает примерно в одно и то же время —мы привыкли к тому, что фиалки появляются весной, розы —летом, а хризантемы — осенью. Цветение этих и многих других растений контролируется фотопериодом, в измерении которого участвуют как фитохром, так и ритмические процессы. Чтобы выяснить роль каждого из них, чувствительные к фотопериоду растения помещали на необычно долгое время в темноту, прерываемую в определенный момент кратковременным воздействием красного света. У короткодневного растения henopodium rubrum облучение красным светом в определенные фазы темного периода способствует зацветанию, а в другие фазы — подарляет его (рис. 12.11). Из этого следует, что в зависимости от фазы темного периода Фдк может либо благоприятствовать зацветанию, либо его ингибировать. Фазы, в которые активирующее действие фитохрома Фдк максимально, отстоят друг от друга на 24 ч, так же как и фазы наибольшего ингибирующего действия. Это говорит о том, что чувствительность к Фдк изменяется с околосуточной периодичностью. [c.370]
Боннер, Геффман, Зееваарт полагают, что стимуляторы цветения короткодневных растений принадлежат к соединениям стероидной природы, молекула которых содержит изопреноидные цепи. Это согласуется с наблюдениями, в которых цветение растений, находящихся в условиях благоприятного для их развития фотопериода, тормозилось соединениями, ингибирующими биосинтез стероидов. Наконец показано, что аналогично гиббереллинам цветение длиннодневных растений стимулируют витамины Е и К, которые по своей химической структуре также принадлежат к классу изопреноидов. [c.616]
Короткодневный сорт сои Билокси так чувствителен к свету, что индуктивный эффект длительных темновых периодов можн снять даже минутным облучением с помощью ламп накаливания (без фильтра) в середине ночи. По этой причине X. Борт-вик и С. Хендрикс с сотрудниками пришли к выводу, что это растение было бы идеальным объектом для выяснения вопроса о том, какие длины волн наиболее эффективно предотвращают инициацию цветения а эти сведения в свою очередь могли бы помочь в идентификации фоторецепторного пигмента, участвующего в контроле цветения. Поэтому они определили спектр действия для данного процесса, используя большой спектрограф для одновременного облучения групп растений светом с разной длиной волны (рис. 11.3). Полученные спектры действия для ингибирования цветения короткодневных растений сои и дурнишника и для активации цветения длиннодневных растений Ногйеит (ячмень) и Нуозсуатиз (белена) оказались поразительно сходными (рис. 11.4). Во всех случаях был обнаружен максимум активности в красной области спектра (около 660 нм) при почти полной неэффективности других областей. Сходство спектров позволяло считать вероятным, что зацветание растений как короткого, так и длинного дня контролируется одним и тем же пигментом. Анализ спектра действия привел к предположению, что поглощающий пигмент сходен с пигментом [c.334]
Значительной частью наших знаний о биологических часах мы обязаны острой проницательности и тщательно выполненным опытам немецкого физиолога Эрвина Бюннинга. Наблюдая над 10 сортами сои, он заметил четкую корреляцию, между их фотопериодической реакцией и сонными движениями листьев (рис. 12.7). Поэтому он предположил, что оба процесса регулируются одними и теми же внутренними часами. Из множества изученных им сортов формы с наиболее выраженными листовыми движениями были облигатными короткодневными растениями в отношении цветения, а остальные — большей частью нейтральными. По-видимому, те же определяемые фитохромами ритмические реакции, которые управляют движениями листьев, регулируют и фотопериодические процессы. От последних зависит, какая доля ресурсов растения будет направляться на вегетативный рост, размножение, создание резервов и про> цессы, ведущие к покою. Так как листовые движения менее сложны, чем фотопериодические явления, именно их изучали, чтобы подойти к анализу взаимодействий фитохрома с часами. [c.366]
У некоторых растений, чувствительных к фотопериоду, реакция на длину не прерываемой светом ночи представляет собой феномен типа всё или ничего . Без надлежащих индуцирующих темновых периодов такие растения остаются в вегетативном состоянии неопределенно долго. У короткодневного растения дурнишника для индукции некоторой репродуктивной активности достаточно одного длительного периода темноты, хотя большее число фотоиндуктивных циклов может давать более энергичную реакцию цветения (рис. 12.15). Другие растения короткого дня, такие как соя, нуждаются для инициации цветения примерно в четырех последовательных фотоиндуктивных циклах, а некоторые виды —даже в большем их числе. [c.374]
Воздействие гиббереллином на длиннодневные растения в условиях короткого дня обычно вызывает (хотя и не во всех случаях) выход в стрелку, за которым часто следует цветение (рис. 12.18). Аналогично этому у нас есть сейчас данные о том, что абсцизовая кислота способствует зацветанию некоторых короткодневных растений, тогда как ауксин, стимулируя обра- [c.376]
Другой до тех пор, пока дело не кончится самопроизвольным выздоровлением хозяина. Например, у короткодневного растения Perilla минимальная индукция приводит вначале к цветению, но затем при неблагоприятном фотопериоде происходит постепенный возврат к вегетативному росту — растение как бы спонтанно выздоравливает от болезни цветения. Вопрос о природе флоригена и индукции цветения остается интригующей тайной. [c.379]
Как могли бы вы наиболее эффективно предотвратить цветение травостоя короткодневного растения Xanthium в полевых условиях [c.390]
chem21.info
Фотопериодизм | Гидропоника
Фотопериодизм — реакция растений на суточный ритм освещённости, продолжительность светового дня и соотношение между темным и светлым временем суток (фотопериодами).
По отношению к длине дня, растения подразделяются на несколько групп:
Нейтральные растения — длина дня не оказывает заметного влияния, растения цветут по достижении определенного возраста или размера.
Длиннодневные растения — зацветают только в том случае, если длина дня больше некоторой критической величины.
Короткодневные растения — зацветают только тогда, когда длина дня меньше, чем некоторая критическая величина.
Длиннокороткодневные растения — для цветения необходима определенная последовательность: сначала длинные дни, а затем короткие. Эти растения настроены на благоприятный осенний период.
Короткодлиннодневные растения — для цветения необходима смена коротких дней на длинные (но не наоборот). Благоприятный период у этой группы ассоциируется с весенним сезоном.
Среднедневные растения — для цветения необходим определенный интервал длины дня: ни при увеличенной, ни при уменьшенной длине дня эти растения не цветут.
Амфифотопериодичные растения — для цветения неблагоприятен узкий интервал, а при большей или меньшей длине дня цветение наступает.
Следует помнить, для того, чтобы растение восприняло длину дня как стимул к цветению, оно должно достигнуть определенного возраста.
Исследование влияния гиббереллинов на цветение:
Оказалось, что у длиннодневных растений гиббереллин ускоряет образование цветков даже на коротком дне. К гиббереллину оказались отзывчивыми и короткодлиннодневные растения. Таким образом, гиббереллин в ряде экспериментов мог заменить длинный день для длиннодневных растений. Однако, обработка гиббереллинами короткодневных растений, в условиях длинного дня, не вызывало цветения: растения сильно вытягивали междоузлия, но продолжали вегетировать.
Если поместить Короткодневные растения в условия искусственного освещения так, чтобы и день, и ночь оказались длинными (при этом суммарная длина суток оказывалась заметно больше 24 часов), растения не цветут. Это означает, что одной длинной ночи недостаточно, чтобы стимулировать цветение. В опытах было показано, что у растений существуют внутренние часы. Растение условно делит сутки на две фазы: световую (фотофильную) и темновую (скотофильную). При прерывании ночи свет попадает на несоответствующую фазу и поэтому растению кажется, что оно находится в условиях длинного дня.
Comments are closed.
www.ponics.ru
Цветение короткодневных растений - Справочник химика 21
В особенности сильно подавляется цветение короткодневных растений, если темный период суток прерывается не в начале или конце его,а в середине. [c.598]
Имеются, наконец, наблюдения, что цветение короткодневных растений может быть вызвано обработкой урацилом и гуанином. [c.616]
Необходимость яровизации для короткодневного растения — явление необычное. В садоводстве при размножении хризантем черенки с них срезают в январе—марте, когда последующее цветение уже индуцировано низкими зимними температурами. [c.275]Дурнишник - короткодневное растение, следовательно, в обычных условиях его цветение индуцируется длинными темповыми периодами. В опытах было изучено, как влияет на цветение прерывание длинной ночи (12 ч) красным и красным/дальним красным светом на протяжении трех последовательных длинных ночей. Интенсивность цветения измерялась в баллах от 1 до 8 в зависимости от его стадии . Полученные данные приведены в табл. 16.7. [c.275]
Как мы видели в гл. 12, цветение многих растений регулируется длиной дня при участии фитохрома и эндогенных ритмов. Садоводы используют это для управления цветением некоторых ценных видов растений, чтобы поставлять их на рынок в благоприятное время. Например, хризантемы — короткодневные растения в природе они зацветают при уменьшении длины дня осенью. Помещая над растениями источник искусственного света, можно предотвратить их цветение. За 6 недель до продажи растений искусственный свет выключают, и если естественные дни короткие, будет инициироваться цветение. Таким образом можно получать цветы на протяжении всей зимы. Цветки хризантемы можно также получить летом, закрывая растения от света на определенную часть дня. [c.422]
Боннер, Геффман, Зееваарт полагают, что стимуляторы цветения короткодневных растений принадлежат к соединениям стероидной природы, молекула которых содержит изопреноидные цепи. Это согласуется с наблюдениями, в которых цветение растений, находящихся в условиях благоприятного для их развития фотопериода, тормозилось соединениями, ингибирующими биосинтез стероидов. Наконец показано, что аналогично гиббереллинам цветение длиннодневных растений стимулируют витамины Е и К, которые по своей химической структуре также принадлежат к классу изопреноидов. [c.616]
Короткодневный сорт сои Билокси так чувствителен к свету, что индуктивный эффект длительных темновых периодов можн снять даже минутным облучением с помощью ламп накаливания (без фильтра) в середине ночи. По этой причине X. Борт-вик и С. Хендрикс с сотрудниками пришли к выводу, что это растение было бы идеальным объектом для выяснения вопроса о том, какие длины волн наиболее эффективно предотвращают инициацию цветения а эти сведения в свою очередь могли бы помочь в идентификации фоторецепторного пигмента, участвующего в контроле цветения. Поэтому они определили спектр действия для данного процесса, используя большой спектрограф для одновременного облучения групп растений светом с разной длиной волны (рис. 11.3). Полученные спектры действия для ингибирования цветения короткодневных растений сои и дурнишника и для активации цветения длиннодневных растений Ногйеит (ячмень) и Нуозсуатиз (белена) оказались поразительно сходными (рис. 11.4). Во всех случаях был обнаружен максимум активности в красной области спектра (около 660 нм) при почти полной неэффективности других областей. Сходство спектров позволяло считать вероятным, что зацветание растений как короткого, так и длинного дня контролируется одним и тем же пигментом. Анализ спектра действия привел к предположению, что поглощающий пигмент сходен с пигментом [c.334]
Р1так, установив, что цветению короткодневных растений благоприятствует чередование света и темноты, можно спросить, доллеен ли свет предшествовать темноте или наоборот В ориги- [c.330]
Цветение растений — результат множества трудноуловимых метаболических изменений, приводящих к появлению цветочных почек. В 1920 г. Гарднер и Аллард [130] установили, что многие растения проявляют особую чувствительность к освещению, причем цветочные почки у них формируются только при определенной длине дня. В последующих работах было установлено, что критическим периодом является продолжительность ночи. В качестве примера одного из наиболее чувствительных к свету растений можно привести сахарный тростник. В 1938 г. Аллард отнес сахарный тростник к промежуточному типу, но в более поздних работах было показано, что это короткодневное растение, образующее цветки только в рамках критической длины дня. Для зацветания представителям этого класса необходим период непрерывной темноты. Для предотвращения цветения у сахарного тростника обычно достаточно даже кратковременного прерывания темноты светом низкой интенсивности (538,2 лк/мин) [1, 131, 132]. [c.23]
Важный шаг вперед в понимании всего этого бьш сделан тогда, когда стало ясно, что важна длина не светлого, а темного периода суток. Таким образом, короткодневные растения на самом деле оказываются длинноночными . Если выращивать эти растения в условиях короткого дня, прерывая длинную ночь небольщим светлым периодом, то цветения не дождаться. Напротив, длиннодневный вид в таких условиях зацветет. Вместе с тем эффект длинного дня не снимается прерыванием короткой ночной темноты. Три основные группы растений по отнощению к фотопериоду рассмотрены в табл. 16.6. [c.275]
Значение фактора непрерывности темноты можно усмотреть и из того, что некоторые короткодневные растения переходили к цветению, находясь в условиях непрерывного освещения, если они получили однажды 16 ч темноты в виде единого отрезка (Б. С. Мошков). Этим подчеркивается большое значение инфракрасного излучения для процессов развития растений короткого дня. [c.598]
В фотоперподической реакции следует различать два этапа. Основной — имеющий равное значение как для коротко-, так и длиннодневных растений, осуществляется только при достаточной интенсивности света. Этот этап, следовательно, неспецифичен и сводится, по-видимому, к использованию света в фотосин-тетических процессах. В горой этап — дополнительный период освещения — специфичен. Он идет при очень низких интенсивностях света (ниже компенсационного пункта) и длительности воздействия. Речь идет о свете, который способствует переходу к цветению длиннодневных форм и подавляет цветение короткодневных. [c.601]
Эффективный период темноты для короткодневного растения можно сделать неэффективным путем простой уловки — достаточно немного укоротить его (всего на несколько минут) или прервать в середине вспышкой слабого света. Это говорит о том, что растение может измерять продолжительность темноты с точностью до нескольких минут и что фотопериодизм связан с работой необычайно чувствительной оветовоспринимающей системы. Короткодневное растение дурнишник цветет при режиме 15 ч света 4-9 ч темноты, но не будет цвести, если темный период составляет 8,5 ч или же 9-часовой темный период прерывается коротким световым периодом (рис. 11.2). Всего лишь один подходящий период темноты может привести к цветению, даже если последующие темные периоды недостаточно длинны. Этот феномен известен как фотопериодичёская индукция. У многих растений длинного дня имеет место аналогичный, но обратно направленный феномен прерывание слишком длинного темного периода вспышкой света приводит к индукции и к заложению цветков. Таким образом, растения длинного и коротко- [c.333]
Значительной частью наших знаний о биологических часах мы обязаны острой проницательности и тщательно выполненным опытам немецкого физиолога Эрвина Бюннинга. Наблюдая над 10 сортами сои, он заметил четкую корреляцию, между их фотопериодической реакцией и сонными движениями листьев (рис. 12.7). Поэтому он предположил, что оба процесса регулируются одними и теми же внутренними часами. Из множества изученных им сортов формы с наиболее выраженными листовыми движениями были облигатными короткодневными растениями в отношении цветения, а остальные — большей частью нейтральными. По-видимому, те же определяемые фитохромами ритмические реакции, которые управляют движениями листьев, регулируют и фотопериодические процессы. От последних зависит, какая доля ресурсов растения будет направляться на вегетативный рост, размножение, создание резервов и про> цессы, ведущие к покою. Так как листовые движения менее сложны, чем фотопериодические явления, именно их изучали, чтобы подойти к анализу взаимодействий фитохрома с часами. [c.366]
Давно замечено, что большинство растений на определенной географической широте ежегодно зацветает примерно в одно и то же время —мы привыкли к тому, что фиалки появляются весной, розы —летом, а хризантемы — осенью. Цветение этих и многих других растений контролируется фотопериодом, в измерении которого участвуют как фитохром, так и ритмические процессы. Чтобы выяснить роль каждого из них, чувствительные к фотопериоду растения помещали на необычно долгое время в темноту, прерываемую в определенный момент кратковременным воздействием красного света. У короткодневного растения henopodium rubrum облучение красным светом в определенные фазы темного периода способствует зацветанию, а в другие фазы — подарляет его (рис. 12.11). Из этого следует, что в зависимости от фазы темного периода Фдк может либо благоприятствовать зацветанию, либо его ингибировать. Фазы, в которые активирующее действие фитохрома Фдк максимально, отстоят друг от друга на 24 ч, так же как и фазы наибольшего ингибирующего действия. Это говорит о том, что чувствительность к Фдк изменяется с околосуточной периодичностью. [c.370]
У некоторых растений, чувствительных к фотопериоду, реакция на длину не прерываемой светом ночи представляет собой феномен типа всё или ничего . Без надлежащих индуцирующих темновых периодов такие растения остаются в вегетативном состоянии неопределенно долго. У короткодневного растения дурнишника для индукции некоторой репродуктивной активности достаточно одного длительного периода темноты, хотя большее число фотоиндуктивных циклов может давать более энергичную реакцию цветения (рис. 12.15). Другие растения короткого дня, такие как соя, нуждаются для инициации цветения примерно в четырех последовательных фотоиндуктивных циклах, а некоторые виды —даже в большем их числе. [c.374]
Воздействие гиббереллином на длиннодневные растения в условиях короткого дня обычно вызывает (хотя и не во всех случаях) выход в стрелку, за которым часто следует цветение (рис. 12.18). Аналогично этому у нас есть сейчас данные о том, что абсцизовая кислота способствует зацветанию некоторых короткодневных растений, тогда как ауксин, стимулируя обра- [c.376]
Другой до тех пор, пока дело не кончится самопроизвольным выздоровлением хозяина. Например, у короткодневного растения Perilla минимальная индукция приводит вначале к цветению, но затем при неблагоприятном фотопериоде происходит постепенный возврат к вегетативному росту — растение как бы спонтанно выздоравливает от болезни цветения. Вопрос о природе флоригена и индукции цветения остается интригующей тайной. [c.379]
Как могли бы вы наиболее эффективно предотвратить цветение травостоя короткодневного растения Xanthium в полевых условиях [c.390]
Таким образом, гипотеза флоригена за 50 лет прошла определенную эволюцию. Примечателен тот факт, что в настоящее время фитогормоны рассматривают в процессах индивидуального развития (цветения длиннодневных и короткодневных растений) как компоненты механизма передачи наследственных [c.471]
Половое размножение цветковых растений начинается с индукции цветения, которая может определяться возрастом, а может зависеть от яровизации и (или) фотопериода. По отношению к фотопериодическо-му воздействию растения делятся на нейтральные, длиннодневные, короткодневные, длинно-короткодневные и др. Фотопериодическое воздействие воспринимается листьями и осушествляется при участии фитохрома. Предполагается, что в листьях образуется гормон цветения — флориген, в состав которого входят гиббереллин и антезин. Длиннодневные растения имеют достаточное количество антезина, но им недостает гиббереллина, который синтезируется на длинном дне. Короткодневные растения, наоборот, не испытывают недостатка в гиббереллине, но им необходим антезин, образующийся в условиях короткодневного фотопериода. Флориген поступает в вегетативные апексы и индуцирует их превращение в апексы флоральные (эвокация). Дифференцировка пола у двудольных растений определяется генотипом и гормональным балансом. Дальнейшие этапы полового размножения включают в себя развитие цветка, опыление и оплодотворение, формирование семян и плодов. [c.389]
Исследовав темновые потребности сои, Хамнер перешел к изучению ее световых потребностей. Используя постоянный 16-часовой темновой период и меняя длину светового, он обнаружил, что реакция цветения усиливается с увеличением длины светового периода приблизительно до 12 ч (рис. 9.6). Дальнейшее увеличение светового периода вело к уменьшению числа образующихся цветков, а при 20-часовом световом периоде цветения вообще не наблюдалось, хотя этот световой период давался при длинном (16-часовом) темновом периоде. Таким образом, для зацветания сои должны быть соблюдены следующие условия 1) ежедневный темновой период должен превышать 10 ч и 2) продолжительность светового периода не должна превышать определенной величины. Конечно, в естественных условиях 10-часовой или больший темновой период может сопровождаться только 14-часовым или меньшим световым периодом, поэтому в природе реакция цветения регулируется, по-видимому,, в большей степени длиной темнового периода, чем светового. Па этой причине для короткодневных растений больше подошло бы название длинноночные . У некоторых КДР, например у Xant Ыит, длинные фотопериоды не ингибируют цветение, поскольку оно определяется исключительно длиной темнового периода. [c.330]
Среди короткодневных растений потребность в яровизации менее распространена наиболее изученной в этом отношении является хризантема увенчанная. Определенные сорта хризантем для инициации цветения необходимо яровизировать, причем еще до того, как растения подвергнутся воздействию короткого дня. После того как родительское растение отцветет,, осенью в основании стебля возникает большое число корней, растущих сразу лее под поверхностью почвы. В условиях открытого грунта эти новые побеги будут яровизироваться за счет естественного зимнего охлаледения и весной образуют [c.358]
В опытах с внесением азотных удобрений в субстрат, а Taii-же с искусственным введением избыточного количества сахаров в растения с выдерживанием их в темноте было показапо, что если цветению длиннодиевных видов способствуют недостаточное количество азотсодержащих соединений и избыток углеводов, то цветению короткодневных видов, наоборот, способствуют богатое азотное питание и относительно низкое содержание углеводов. [c.113]
Противоположная реакция длиннодневных и короткодневпых видов на анаэробиоз в период дополнительного света видна иэ рис. 67 и 68 анаэробиоз задержал цветепие рудбекии и ускорил образование метелок у проса иа длинном дне. Следовательно, анаэробиоз нарушает нормальное прохождение фотохимических реакций во второй половине длинного дня, что, в свою очередь, задерн ивает цветение длипнодневных видов и ускоряет цветение короткодневных в условиях длиннодневного фотопериодического цикла. Этп опыты показали, что фотохимические реакции дополнительного периода света длиннодпевного цикла являются реакциями окислительными, так как их течение резко нарушается при помещении растений в анаэробные условия. [c.128]
Таким образом, эксперименты по обнаружению и извлечению из растеиий табаков эндогенных гормонов цветения типа антези-нов, которые ответственны за цветепие короткодневных растений, 1[оказалн, что в листьях растений цветугцего на благоприятном коротком дне табака Мамонт и, что особенно важно, в листьях вегетирующего па неблагоприятном коротком дие табака Сильвестрис имеются физиологически активные метаболиты, способствующие цветению проростков и сеянцев мари краспой в неиндуктивных условиях. [c.303]
chem21.info
Фотопериодизм: нам важно это знать!
"Растения ритмичны!
Театр начинается с вешалки, а вот садоводство - с тысячи и одного закона природы.
Вы никогда не задумывались, почему кувшинки зачастую после 4 часов вечера уже закрыты? Почему подсолнух всегда смотрит на солнце, а некоторые виды цветов закрывают бутоны на ночь?
Всё дело в том, что у растений тоже есть свой жизненный ритм, который, смею сказать, даже более чёткий, чем у нас с вами. Солнце и Луна исключительно влияют на растения! Учёные долго наблюдали за многими видами растений и заметили очень ясную тенденцию в жизни каждого из них. Например, у шиповника цветки распускаются в 4 часа утра, а начинают закрываться в 19-20 вечера; у кувшинки белой можно наблюдать красоту цветов с 7 до 17-18 часов.
Так вот, каждое растение имеет свой исключительный ритм и живёт по своим привычкам.
Но что самое главное - каждому растению необходимо своё количество света!
Жаворонки, совы и голуби.
Вы прекрасно знаете, что мы можем быть либо "жаворонками", либо "совами", либо "голубями". Первые встают ни свет ни заря, вторым лишь бы сопеть и сопеть в подушку, а последние товарищи универсальны.
С растениями обстоит та же ситуация! Растения можно разделить на 3 группы:
1. Короткодневные растения - зацветают только тогда, когда непрерывная длина дня меньше, чем некоторая критическая величина. Они происходят из субтропических и тропических областей с зимним максимумом увлажнения.2. Длиннодневные растения - зацветают только в том случае, если непрерывная длина дня больше некоторой критической величины. Они происходят из умеренных областей с равномерным увлажнением по сезонам.3. Нейтральные растения - длина дня не оказывает заметного влияния, растения цветут по достижении определенного возраста или размера. Обычно нейтральные растения происходят из экваториальных областей.
Вообще групп больше, но эти самые основные, чтобы вы не запутались.
Данная классификация создана именно для вопросов ЦВЕТЕНИЯ растений. То есть, "играя" количеством света, вы можете изменять (но главное, чтобы не прекращать!) цветение своих садовых любимцев.
Графически можно представить это так:
а - растения короткого дня, б - растения длинного дня; в - растения нейтральные
Во многой литературе даётся эта заветная цифра 12: растениям короткого дня лучше бы не увеличивать количество поступающего света больше 12 часов, чтобы они зацвели, а длинного наоборот. Но, однако, не могу не заметить, что эта цифра примерна, т.к. в начале я уже сказала, что у каждого растения свой особый ритм.В умеренных широтах короткие дни весной, а длинные — в середине лета. Поэтому короткодневные цветут весной и осенью, а длиннодневные — летом.
Теперь вы уже начинаете понимать, почему для многих растений приобретаются световые лампы, чтобы подсвечивать рассаду? :)
Кто же принадлежит к каждой группе?Растения короткого дня: хризантемы, георгины, астры, капуста.Растения длинного дня: рожь, морковь, лук.Нейтральные: виноград, одуванчики, сирень.
Ночь, луна и лунный календарь: верить или нет?
Больше верить, чем нет.Всё дело в том, что ночной лунный свет для растений также является светом. Да и открою вам страшную тайну: даже фонарь на улице, который тускло бьёт вам в окно светом, также является светом для растений, которые обитают у вас на подоконнике:) И даже когда вы пробираетесь ночью к холодильнику и включаете для этого свет - это тоже свет для растения! Конечно, не такой активный,как солнечный, но растение всё равно просыпается при этом.
И некоторые тропические домашние растения, которые так красиво цветут на упаковках поставщиков, а вы уже обругали их разными словами за ложь и некомпетентность, могут не цвести только лишь из-за этого фонаря или злосчастного холодильника:)
"Для некоторых короткодневных решающим фактором служит длина темнового периода. Кратковременное освещение этих растений в середине темнового периода препятствует их переходу к цветению. Прерывание светового периода темнотой не влияет на сроки цветения. Длиннодневные растения не нуждаются в периодах темноты и зацветают на непрерывном свету."
Так вот, Луна. Это свет, количество которого также влияет на цветение. Поэтому следовать лунным календарям не такая уж и плохая тенденция!Не бойтесь, после прочтения абзаца выше, луны: вспомните, что и при луне, и без неё, в большинстве своём у нас растения зацветают:)
Какие выводы можно сделать?
- эта статья специально знакомит вас с особенностями жизни растений; вы теперь знаете, почему некоторые растения цветут весной и осенью, а другие летом
- как минимум вы должны открыть для себя тот факт, что если что-то не цветёт - то можно вспомнить про фотопериодизм и постараться более подробно узнать о конкретном растении, влияет ли на её цветение количество поступаемого света.
- старайтесь вспоминать про эту тему не очень часто, а только когда есть реальные проблемы: всё-таки каждый раз думать о конкретной длине дня - это будет мешать наслаждаться садом) Опыты опытами, но всё-таки на развитие растений влияет не один солнечный свет, но и много других факторов!
Удачного вам дня и света!:)
Ссылки на ресурсы, которые частично помогли мне и помогут вам ещё больше углубиться в явление фотопериодизма:
http://ref.rushkolnik.ru/v45416/http://fizrast.ru/razvitie/razvitie/regulyaciya-razvitiya/fotoperiodizm.htmlhttp://ru.wikipedia.org/wiki/Фотопериодизм
russkiy-ogorod.livejournal.com
Коротко-длиннодневные растения - Справочник химика 21
Воздействие гибберелловой кислотой у длиннодневных растений — горчицы и люпина — в условиях короткого дня вызывает значительные изменения нуклеинового обмена возрастание содержания РНК и снижение содержания ДНК в расчете как на единицу веса, так и на единицу белкового азота, тогда как сумма нуклеиновых кислот изменяется обычно мало. [c.63]
Интересные результаты получены в опытах при обработке растений гибберелловой кислотой. Воздействуя раствором этого веш ества, удалось добиться зацветания салата, моркови, табака и ряда других длиннодневных растений в условиях короткого дня. Подвергнутые действию гибберелловой кислоты, растения озимого рапса цвели и плодоносили в таких условиях, в которых процесс яровизации обычно не проходит. [c.122]
Важный шаг вперед в понимании всего этого бьш сделан тогда, когда стало ясно, что важна длина не светлого, а темного периода суток. Таким образом, короткодневные растения на самом деле оказываются длинноночными . Если выращивать эти растения в условиях короткого дня, прерывая длинную ночь небольщим светлым периодом, то цветения не дождаться. Напротив, длиннодневный вид в таких условиях зацветет. Вместе с тем эффект длинного дня не снимается прерыванием короткой ночной темноты. Три основные группы растений по отнощению к фотопериоду рассмотрены в табл. 16.6. [c.275]
Неоднородна также потребность в условиях освещения у группы растений короткого дня (просо, соя, кукуруза, перилла и др.). Интересно также отметить, что в условиях непрерывного освещения у длиннодневных растений прохождение световой стадии ускоряется, тогда как у короткодневных, наоборот, задерживается. Однако длительное пребывание в темноте действует угнетающе на рост и развитие не только длиннодневных, но и короткодневных растений. За известными пределами снижение длительности светового дня делает невозможным не только рост, но и развитие даже короткодневных форм высших зеленых растений. Вместе с тем установлено, что прервав темноту даже на очень короткий отрезок времени, свет любого участка спектра (от 440 нм до 730 нм) резко тормозит цветение короткодневных растений. [c.598]
Только введение в экспериментальную практику гиббереллинов позволило установить, что они, будучи нанесенными на точки роста карликовых растений, вызывают резкое усиление роста стебля. Такие длиннодневные розеточные растения, как рудбекия, белена и другие, после опрыскивания их гиббереллинами вытягивают цветочный стебель и цветут в условиях неблагоприятного короткого дня. Под действием гиббереллинов семена ряда культур и почки древесных растений приобретают способность выходить из состояния покоя. Свойства гиббереллинов были описаны у нас и за рубежом в ряде обзоров, монографий и сборников (Stodola, 1958 Phinney, West, 1957 Чайлахян, 1963 Муромцев, Пеньков, 1962). [c.8]
Роль часов в индукции цветения у растения длинного дня менее ясна. Эти растения, если вы помните, не закладывают цветочных почек до тех пор, пока ночь не будет короче определенной критической длины. Некоторым длиннодневным растениям тоже нужны несколько часов облучения дальним красным светом (710—730 нм) высокой интенсивности в течение каждого 24-часового цикла. Освещение днем широкоспектральным источником света (например, солнцем), который испускает как дальние красные, так и более короткие световые волны, вполне эффективно, так же как и облучение волнами короче 700 нм днем вслед за длинноволновым облучением ночью. Эта потребность в длительном воздействии интенсивного дальнего красного света несколько сходна с реакцией на высокоинтенсивное облучение этиолированных растений (см. [c.372]
Высокая биологическая активность гиббереллинов, разносторонность их физиологического действия, непосредственная связь с такими явлениями в жизни растений как фотопериодизм и яровизация, в свое время давали основание предполагать, что гиббереллины имеются и распространены в тканях высших растений. За последние два десятилетия гиббереллины и гиббереллиноподобные вещества обнаружены у растений более чем 100 родов. Активность выделенных веществ изучали с помощью биологических методов, основанных на учете ростовой реакции растений. К настоящему времени известно большое число биологических проб на гиббериллиноподоб-ную активность. Это биопробы, в которых ответная реакция определяется по ускорению роста карликового гороха и кукурузы [1—3], ускорению роста листа у отрезков кукурузы [4], приросту гипокотилей и отрезков усиков огурцов [5,6], росту завязи винограда и активированию гидролитических ферментов в эндосперме прорастающих семян злаков [7], приросту стебля розеточных растений длиннодневных видов в условиях короткого дня [8, 9] и др. [c.50]
Нередко такого рода эффект достигается в условиях неблагоприятного для данного организма фотопериода. Так, А. Ланг, Линкольн, советский исследователь Чайлахян и ряд других показали, что обработка гиббереллинами дает возможность добиться перехода к цветению растений длиннодневной группы на коротком дне и короткодневных (дурнишник, перилла) на длинном дне. [c.615]
Зацветание длиннодневных растений. Подавление цветения коротко-дневньк растений (см. разд. 16.4.3) [c.273]
В фотоперподической реакции следует различать два этапа. Основной — имеющий равное значение как для коротко-, так и длиннодневных растений, осуществляется только при достаточной интенсивности света. Этот этап, следовательно, неспецифичен и сводится, по-видимому, к использованию света в фотосин-тетических процессах. В горой этап — дополнительный период освещения — специфичен. Он идет при очень низких интенсивностях света (ниже компенсационного пункта) и длительности воздействия. Речь идет о свете, который способствует переходу к цветению длиннодневных форм и подавляет цветение короткодневных. [c.601]
Установлено, например, что у растений южных широт процессам органогенеза благоприятствует свет, относительно обогащенный коротковолновыми лучами, однако при условии, что растения развиваются в условиях короткого дня. Для процессов органообразования у длиннодневных растений более благоприятен свет, богатый длинноволновыми (красными) лучами (опять-таки в условиях соответствующего природе этих растений фотопериода), По мере перехода от одного этапа органогенеза к другому изменяется состав пигментов, интенсивность фотосинтеза, скорость роста и другие процессы, причем в каждом отдельном случае эти изменения специфичны. [c.604]
Короткодневный сорт сои Билокси так чувствителен к свету, что индуктивный эффект длительных темновых периодов можн снять даже минутным облучением с помощью ламп накаливания (без фильтра) в середине ночи. По этой причине X. Борт-вик и С. Хендрикс с сотрудниками пришли к выводу, что это растение было бы идеальным объектом для выяснения вопроса о том, какие длины волн наиболее эффективно предотвращают инициацию цветения а эти сведения в свою очередь могли бы помочь в идентификации фоторецепторного пигмента, участвующего в контроле цветения. Поэтому они определили спектр действия для данного процесса, используя большой спектрограф для одновременного облучения групп растений светом с разной длиной волны (рис. 11.3). Полученные спектры действия для ингибирования цветения короткодневных растений сои и дурнишника и для активации цветения длиннодневных растений Ногйеит (ячмень) и Нуозсуатиз (белена) оказались поразительно сходными (рис. 11.4). Во всех случаях был обнаружен максимум активности в красной области спектра (около 660 нм) при почти полной неэффективности других областей. Сходство спектров позволяло считать вероятным, что зацветание растений как короткого, так и длинного дня контролируется одним и тем же пигментом. Анализ спектра действия привел к предположению, что поглощающий пигмент сходен с пигментом [c.334]
Воздействие гиббереллином на длиннодневные растения в условиях короткого дня обычно вызывает (хотя и не во всех случаях) выход в стрелку, за которым часто следует цветение (рис. 12.18). Аналогично этому у нас есть сейчас данные о том, что абсцизовая кислота способствует зацветанию некоторых короткодневных растений, тогда как ауксин, стимулируя обра- [c.376]
Сдвиги в содержании различных. элементоа питания ока-зывенвт--вт5гтЯ5 на обмен веществ, физиологические и морфогенетические процессы у растений. Хорошо известны характерные изменения в растительном организме, обусловленные недостатком или избытком тех или иных минеральных веществ. При голодании усиливается конкуренция различных участков за продукты питания, что сказывается на процессах морфогенеза. При неблагоприятных условиях питания низшие организмы переходят к генеративным процессам. Цветение длиннодневных растений на длинном дне ускоряется при увеличении содержания углеводов и относительно низком содержании азотистых соединений, а зацветанию коротко- [c.37]
Фотопериодизм. Понятия фотопериод и фотопериодизм были введены в науку американскими физиологами растений У. Гарнером и Г. А. Аллардом (1920— 1923). В зависимости от реакции на длину дня, ускоряющей зацветание, растения делятся на длиннодневные (ДДР), короткодневные (КДР), растения, нуждающиеся в чередовании разных фотопериодов,— длинно-короткодневные (ДКДР) и коротко-длиннодневные (КДДР), а также на нейтральные по отношению к длине дня растения (НДР). К ДДР относятся, в частности, хлебные злаки, многие крестоцветные, укроп и др., к КДР — рис, соя, дурнишник, конопля, к НДР — гречиха, горох и т. д. ДДР распространены в основном в умеренных и приполярных широтах, КДР — в субтропиках. [c.372]
Вторым специфическим тест-объектом на гиббереллины и гиббереллиноподобные вещества является длиннодневный вид — рудбе-кия (Rudbe kia bi olor), растения которого в условиях короткого 9—10-часового дня находятся в фазе розетки [8]. Образование и рост стеблей в этих условиях вызывают только гиббереллины и [c.57]
Активность природных гиббереллинов изменяется в течение суток в условиях длинного и короткого дня [Ложникова, 1966]. Растения Табаков длиннодневного вида Сильвестрис, короткодневного вида Мамонт и нейтрального вида Трапезонд выран1 и-вали в условиях длинного и короткого дня после того как иа благоприятной для развития длине дпя растепия начали буто-низировать, брали пробы листьев 4 раза в сутки в течение [c.284]
У растений длиннодневного табах а Сильвестрис, находящегося иа коротком дне в розеточиом состоянии, содержание гиббереллинов было минимальным, а абсцизинов высоким. Под влиянием фотопериодической индукции длинным днем количество гиббереллинов увеличивалось, а содержание абсцизинов падало. [c.287]
Гиббереллины обладают необычайно высокой и устойчивой активностью индукции цветения у множества растений — длиннодневных, длинно-короткодневных, коротко-длииподневных видов, озимых форм, двухлетпиков, многолетников и других видов. Среди фитогормоиов гиббереллины занимают особое место, так как они представлены различными формами, имеющими общую структуру, в то время как ауксины и цитокинины представлены лишь несколькими соединениями, а АБК и этилен одним. Это придает значительную пластичность гиббереллинам в степени их эффекта на цветение различных видов. [c.306]
| Рис. 233. Привитые растения длиннодневного табака Сильвестрис (Л) и нейтрального табака Трапезонд (J5) на картофель S. andigenum на коротком (а, в) и длинном (б, з) дпе (23-1X1980 г.) |  |
chem21.info
5.4. Фотопериодизм
Реакция организмов на сезонные изменения длины дня получила название фотопериодизма. Его проявление зависит не от интенсивности освещения, а только от ритма чередования темного и светлого периодов суток.
Фотопериодическая реакция живых организмов имеет большое приспособительное значение, так как для подготовки к переживанию неблагоприятных условий или, наоборот, к наиболее интенсивной жизнедеятельности требуется довольно значительное время. Способность реагировать на изменение длины дня обеспечивает заблаговременные физиологические перестройки и пригнанность цикла к сезонным сменам условий. Ритм дня и ночи выступает как сигнал предстоящих изменений климатических факторов, обладающих сильным непосредственным воздействием на живой организм (температуры, влажности и др.). В отличие от других экологических факторов ритм освещения влияет лишь на те особенности физиологии, морфологии и поведения организмов, которые являются сезонными приспособлениями в их жизненном цикле. Образно говоря, фотопериодизм – это реакция организма на будущность.
Хотя фотопериодизм встречается во всех крупных систематических группах, он свойствен далеко не всем видам. Существует много видов с нейтральной фотопериодической реакцией, у которых физиологические перестройки в цикле развития не зависят от длины дня. У таких видов либо развиты другие способы регулирования жизненного цикла (например, озимость у растений), либо они не нуждаются в точном его регулировании. Например, там, где нет резко выраженных сезонных изменений, большинство видов не обладает фотопериодизмом. Цветение, плодоношение и отмирание листьев у многих тропических деревьев растянуто во времени, и на дереве одновременно встречаются и цветки и плоды. В умеренном климате виды, успевающие быстро завершить жизненный цикл и практически не встречающиеся в активном состоянии в неблагоприятные сезоны года, также не проявляют фотопериодических реакций, например многие многолетние эфемероидные растения и эфемеры.
Различают два типа фотопериодической реакции: короткодневный идлиннодневный. Известно, что длина светового дня, кроме времени года, зависит от географического положения местности. Короткодневные виды живут и произрастают в основном в низких широтах, а длиннодневные – в умеренных и высоких. У видов с обширными ареалами северные особи могут отличаться по типу фотопериодизма от южных. Таким образом, тип фотопериодизма – это экологическая, а не систематическая особенность вида.
У длиннодневных растений и животных увеличивающиеся весенний и раннелетний дни стимулируют ростовые процессы и подготовку к размножению. Укорачивающиеся дни второй половины лета и осени вызывают торможение роста и подготовку к зиме (рис. 66). Так, морозостойкость клевера и люцерны гораздо выше при выращивании растений на коротком дне, чем на длинном. У деревьев, растущих в городах близ уличных фонарей, осенний день оказывается удлиненным, в результате у них задерживается листопад и они чаще подвергаются обморожению.
Рис. 66. Фотопериодическая реакция насекомых: А – длиннодневная:
1– листовертка Laspeyresia molesta;
2– белянка Pieris brassicae;
3– щавелевая совка Acronycta rumicis;
4– колорадский жук Leptinotarsa decemlineata.
Б – короткодневная:
1– цикадка Stenocranus minutus;
2– тутовый шелкопряд Bombyx mori
Как показали исследования, короткодневные растения особенно чувствительны к фотопериоду, так как длина дня на их родине меняется в течение года мало, а сезонные климатические изменения могут быть очень значительными. Тропические виды фотопериодическая реакция подготавливает к сухому и дождливому сезонам. Некоторые сорта риса в Шри-Ланке, где общее годовое изменение длины дня составляет не более часа, улавливают даже ничтожную разницу в световом ритме, что определяет время их цветения.
Фотопериодизм насекомых может быть не только прямым, но и опосредованным. Например, у капустной корневой мухи зимняя диапауза возникает через воздействие качества пищи, которое изменяется в зависимости от физиологического состояния растения.
Длина светлого периода суток, обеспечивающая переход в очередную фазу развития, получила название критической длины дня для этой фазы. По мере повышения географической широты критическая длина дня возрастает. Например, переход в диапаузу яблоневой листовертки на широте 32° происходит при продолжительности светлого периода суток, равной 14 ч, 44° – 16 ч, 52° – 18 ч. Критическая длина дня часто служит препятствием для широтного передвижения растений и животных, для их интродукции.
Фотопериодизм растений и животных – наследственно закрепленное, генетически обусловленное свойство. Однако фотопериодическая реакция проявляется лишь при определенном воздействии других факторов среды, например в определенном интервале температур. При некотором сочетании экологических условий возможно естественное расселение видов в несвойственные им широты, несмотря на тип фотопериодизма. Так, в высокогорных притропических районах много растений длинного дня, выходцев из районов умеренного климата.
Для практических целей длину светового дня изменяют при выращивании культур в закрытом грунте, управляя продолжительностью освещения, увеличивают яйценоскость кур, регулируют размножение пушных зверей.
Средние многолетние сроки развития организмов определяются прежде всего климатом местности, именно к ним и приспособлены реакции фотопериодизма. Отклонения от этих сроков обусловливаются погодной обстановкой. При изменении погодных условий сроки прохождения отдельных фаз могут в определенных пределах изменяться. Это особенно сильно проявляется у растений и пойкилотермных животных. Так, растения, не набравшие необходимой суммы эффективных температур, не могут зацвести даже в условиях фотопериода, стимулирующих переход в генеративное состояние. Например, в Подмосковье береза зацветает в среднем 8 мая при накоплении суммы эффективных температур 75 °C. Однако в годовых отклонениях сроки ее зацветания изменяются от 19 апреля до 28 мая. Гомойотермные животные отвечают на особенности погоды изменением поведения, сроков гнездования, миграций.
Изучением закономерностей сезонного развития природы занимается особая прикладная отрасль экологии – фенология (дословный перевод с греческого – наука о явлениях).
Согласно биоклиматическому закону Хопкинса, выведенному им применительно к условиям Северной Америки, сроки наступления различных сезонных явлений (фенодат) различаются в среднем на 4 дня на каждый градус широты, на каждые 5° долготы и на 120 м высоты над уровнем моря, т. е. чем севернее, восточнее и выше местность, тем позже наступление весны и раньше – осени. Кроме того, фенологические даты зависят от местных условий (рельефа, экспозиции, удаленности от моря и т. п.). На территории Европы сроки наступления сезонных событий изменяются на каждый градус широты не на 4, а на 3 дня. Соединяя на карте точки с одинаковыми фенодатами, получают изолинии, отражающие фронт продвижения весны и наступления очередных сезонных явлений. Это имеет большое значение для планирования многих хозяйственных мероприятий, в частности сельскохозяйственных работ.
studfiles.net
