Короткодневные растения в основном произрастают: КОРОТКОДНЕВНЫЕ РАСТЕНИЯ • Большая российская энциклопедия

Биологические ритмы. Фотопериодизм – онлайн-тренажер для подготовки к ЕНТ, итоговой аттестации и ВОУД

Многие явления в природе имеют явно ритмичный характер: периоды солнечной активности (11-летний цикл), смена времен года (весна, лето, осень, зима), фаз луны, изменение времени суток (день, ночь) и т. д.

Биологические ритмы – периодически повторяющиеся изменения активности процессов жизнедеятельности организмов.

Различают суточные и годовые ритмы активности живых организмов. А для обитателей побережий морей и океанов, где наблюдаются такие явления, как прилив и отлив, характерны приливно-отливные ритмы. Исключение составляют бактерии и вирусы, наличие ритмов у которых пока не доказано.

Большинство биологических процессов также имеют ритмичный характер, связанный или не связанный с внешними ритмами. Например, сезонные и суточные изменения у растений. У животных это годовые, месячные и суточные ритмы, например, период зимней спячки, линька, период сна и бодрствования, более частые ритмы мозга и сердца.

Суточные ритмы – ритмы, которые приспосабливают организмы к смене дня и ночи. Причиной суточных ритмов является вращение Земли вокруг своей оси. Суточные ритмы обнаружены как у многоклеточных, так и у одноклеточных организмов. У растений интенсивный рост, распускание цветков, закрывание и открывание устьиц приурочены к определенному времени суток. Наблюдаются ритмы и в протекании процессов дыхания и фотосинтеза, что проявляется в их усилении или ослаблении. У животных сильно меняется активность в течение суток. По этому признаку различают дневных и ночных животных. Проявляются суточные ритмы в чередовании сна и бодрствования, изменении двигательной активности, частоты пульса, температуры тела.

Годовые ритмы – это ритмы, которые приспосабливают организмы к сезонной смене условий. Причина: движение Земли вокруг Солнца. При годовом движении Земли по орбите вокруг Солнца на нашей планете происходит смена времен года: зимы, весны, лета и осени. В жизни видов периоды роста, размножения, линек, миграций, глубокого покоя закономерно чередуются и повторяются таким образом, что критическое время года организмы встречают в наиболее устойчивом состоянии. Самый же уязвимый процесс – размножение и выращивание молодняка – приходится на самый благоприятный период. На этот же период приходится цветение растений, созревание плодов и семян (вегетационный период). Подобные биологические ритмы обнаружены у всех организмов. Внутренний механизм, позволяющий организму не только чувствовать течение времени, но и измерять его промежутки, называется биологическими часами. Иногда биологические часы могут нарушаться, например, при длительных полетах и пересечении часовых поясов. Хорошо известно, что у летчиков и стюардесс часто нарушается время сна и бодрствования. Наука, изучающая биоритмы, называется хронобиологией. Жизнь на Земле развивалась в условиях регулярной смены дня и ночи и чередования времен года из-за вращения планеты вокруг своей оси.  Знание сформировавшихся закономерностей биоритмов имеет большое значение в сельском хозяйстве и в профилактической медицине.

Фотопериодизм. Многим организмам свойственна реакция на суточные ритмы освещения, т. е. на соотношение светлого (длина дня) и темного (длина ночи) периодов суток. Реакция, выражающаяся в изменении процессов роста и развития, называется фотопериодизмом (от греч. фотос – свет и период). В зависимости от длительности освещения растения делятся на растения длинного дня и растения короткого дня. Растения длинного дня растут в основном в умеренных и приполярных широтах. Например, растение дурнишник зацветает только тогда, когда длина светлого времени суток достигает 21 ч. Если длина светлого времени будет меньше 21 ч, то это растение может попасть под заморозки. Южные растения соя, бамбук, хлопчатник, просо, кукуруза, табак являются короткодневными. Они быстрее зацветают в условиях короткого дня. Фотопериодизм присущ не только растениям, но и животным. Так, у птиц и крупных млекопитающих с фотопериодизмом связана сезонная миграция, осенняя и весенняя линьки, переход к зимней спячке и многое другое. Не менее важна фотопериодическая регуляция и для сезонной половой активности животных. Фотопериодизм влияет и на пищевое поведение: под влиянием коротких дней животные умеренных широт начинают искать более калорийную пищу. Фотопериодизм у человека влияет на сезонные эмоциональные состояния, например, всем известен весенний пик эмоциональной активности.

Aqu @teach: Анатомия растений, физиология и растущие требования

Анатомия растений

Анатомия растений описывает структуру и организацию клеток, тканей и органов растений по отношению к их развитию и функции. Цветущие растения состоят из трех вегетативных органов: (i) корней, которые функционируют главным образом для обеспечения анкорирования, воды и питательных веществ, а также для хранения сахаров и крахмала; (ii) стеблей, которые обеспечивают поддержку; и (iii) листьев, которые производят органические вещества посредством фотосинтеза. Корни растут вниз в ответ на гравитацию. В целом, саженцы вырабатывают первичный корень, который растет прямо вниз и приводит к вторичным боковым корням. Они могут порождать третичные корни, которые, в свою очередь, могут разветвляться, причем процесс продолжается почти бесконечно. Рост происходит на вершине корня или вершины, которая защищена корневой крышкой. Корни растут и ветвятся постоянно, в поисках минералов и воды. Эффективность корня как поглощающего органа зависит от его абсорбционной поверхности относительно его объема, который создается корневыми волосками и сложной системой ветвей.

Рисунок 7 иллюстрирует основную анатомию растения. Гипокотил — это часть стебля, которая в своем основании связывается с корнем. На другом конце стебля находится конечный бутон, или апикальный бутон, который является точкой роста. Стебель обычно делится на узлы и междоузлы. Узлы содержат одну или несколько листьев, которые прикреплены к стеблю черешками, а также почки, которые могут вырасти в ветви с листьями или цветами. Междоузлы расстояние между одним узлом от другого. Стебель и его ветви позволяют устраивать листья для максимального воздействия солнечного света, а цветы — для лучшего привлечения опылителей. Разветвление возникает из активности верхних и подмышечных почек. Апикальное доминирование происходит, когда верхушка отстрела подавляет рост боковых почек, так что растение может расти вертикально. Всходы, которые несут листья, цветы и фрукты, растут к источнику света. Листья обычно содержат пигменты и являются участками фотосинтеза (см. 4.3.2.1). Листья также содержат устьицы, поры, через которые выходит вода и через которые происходит газообмен (двуокись углерода и кислород).

! изображение-20210212141217023

Рисунок 7: Анатомия растения

1. Система стрельбы. 2. Корневая система. 3. Гипокотил. 4. Терминал Буд. 5. Лезвие листьев. 6. Интерузел. 7. Подмышечный Бад. 8. Узел. 9. Стебель. 10. Петиоль. 11. Нажмите «Корень». 12. Корневые волосы. 13. Конец корня. 14. Корневая крышка https://en. wikipedia.org/wiki/Plant\_anatomy\#/media/File:Plant\_Anatomy.svg

Физиология растений

Физиология растений является обширной темой, охватывающей фундаментальные процессы, такие как фотосинтез, дыхание, питание растений, функции гормонов растений, тропизм, фотопериоз, фототоморфогенез, циркадные ритмы, физиология экологического стресса, всхожесть семян, спятие, функция устьицы и транспирация. Здесь мы сосредоточимся на наиболее важных физиологических процессах и на том, как на них влияют условия выращивания.

Фотосинтез

Все зеленые растения производят собственную пищу с помощью фотосинтеза. Фотосинтез — это процесс, с помощью которого растения могут использовать свет для производства энергии и углеводов путем фиксации CO2:

$6 2 + 6 _2→ _6 {12} _6 + 6 _2$

Хотя фотосинтез происходит во всех зеленых частях растения, основным местом для этого процесса является лист. Мелкие органеллы, называемые хлоропластами, содержат хлорофилл, пигмент, который использует энергию солнечного света для создания высокоэнергетических молекул сахара, таких как глюкоза. После создания молекулы сахара транспортируются по всему растению, где они используются для всех физиологических процессов, таких как рост, размножение и обмен веществ. Фотосинтез требует света, углекислого газа и воды.

Дыхание

Процесс дыхания в растениях предполагает использование сахаров, получаемых в процессе фотосинтеза, плюс кислород для получения энергии для роста растений:

$ _6- {12} _6 + 6 _2 → 6 _2 + 6 _2+ $

В то время как фотосинтез происходит только в листьях и стеблях, дыхание происходит во всех частях растения. Растения получают кислород из воздуха через устьицы, а дыхание происходит в митохондрии клетки в присутствии кислорода. Дыхание растений происходит 24 часа в сутки, но ночное дыхание становится более очевидным, поскольку процесс фотосинтеза прекращается. В ночное время очень важно, чтобы температура прохладнее, чем днем, потому что это снижает скорость дыхания, и, таким образом, позволяет растениям накапливать глюкозу и синтезировать из нее другие вещества, необходимые для роста растения. Высокие ночные температуры вызывают высокую скорость дыхания, что может привести к повреждению цветка и плохому росту растений.

Осмоз и плазмолиз

Осмоз — это процесс, при котором вода попадает в корни растения и перемещается в его листья (рис. 8). В большинстве почв небольшие количества солей растворяются в больших количествах воды. И наоборот, растительные клетки содержат меньшее количество воды, в которой концентрируются соли, сахар и другие вещества. Во время осмоса молекулы воды пытаются уравнять свою концентрацию с обеих сторон клеточных мембран. Таким образом, когда вода движется из почвы, где она наиболее распространена, она «стремится» разбавить раствор в клетках. Вода, поступающая в ячейку, хранится в большом центральном вакууме. Когда клетка становится тургидной (полностью завышенной), скорость поглощения воды замедляется. Клеточный тургор придает твердость заполненным водой тканям. Разница между хрустящими и увядшими листьями салата иллюстрирует природу тургидных и нетургидных (вялых) клеток. Большинство видов растений увядают в почвах, где накопилось значительное количество солей, даже при наличии достаточного количества воды. Такие соленые почвы имеют более низкое содержание воды, чем в корневых клетках, поэтому корни теряют воду по мере обратного направления осмотического потока. Этот процесс называется плазмолизом. Клетка начинает сжиматься без адекватной внутренней воды. После продолжительной потери воды клетка начинает разрушаться без какой-либо внутренней воды для поддержки. Полное клеточное коллапс редко обратимо. Когда клетки начинают разрушаться от потери воды, растение, как правило, обречено, потому что его клетки умирают.

! изображение-20210212141324641

Рис. 8: Давление тургора на растительные элементы < https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Turgor_pressure_on_plant_cells_diagram.svg >

Транспирация

Транспирация — это потеря воды из растения в виде водяного пара. Эта вода заменяется дополнительным поглощением воды через корни, что приводит к непрерывной колонне воды внутри растения. Процесс транспирации обеспечивает растение испарительным охлаждением, питательными веществами, поступлением углекислого газа и водой для обеспечения структуры растения. Когда растение происходит, его устьицы открыты, что позволяет газообмен между атмосферой и листом. Открытые устьицы позволяют водяному пару покидать лист, но также позволяют попадать углекислый газ (CO2), который необходим для фотосинтеза. Температура сильно влияет на скорость транспирации. По мере повышения температуры воздуха водоудерживающая способность этого воздуха резко возрастает. Таким образом, более теплый воздух увеличит движущую силу для транспирации, в то время как более прохладный воздух уменьшит ее.

Фототропизм

Фототропизм — это направленная реакция, позволяющая растениям расти к источнику света или, в некоторых случаях, от него. Положительный фототропизм — это рост к источнику света; отрицательный фототропизм — это рост вдали от света. Всходы, или надземные части растений, как правило, демонстрируют положительный фототропизм. Этот ответ помогает зеленым частям растения приблизиться к источнику энергии света, который затем может быть использован для фотосинтеза. Корни, с другой стороны, будут расти вдали от света. Гормон, контролирующий фототропизм, является ауксин. Его основная функция заключается в стимулировании увеличения длины клеток, особенно вблизи кончиков стеблей и корней. В стеблях, освещенных сверху, клетки проходят равные скорости удлинения, что приводит к вертикальному росту. Но при освещении с одной стороны стебли меняют направление, потому что ауксин накапливается в затененной стороне, заставляя клетки там расти быстрее, чем те, которые к свету. Таким образом, фототропизм может привести к росту и тонкости растений, так как они растягиваются и изгибаются, чтобы найти адекватный источник света.

Фотопериод

Фотопериодизм — это регуляция физиологии или развития в ответ на продолжительность дня, что позволяет некоторым видам растений цвести — переходить в репродуктивный режим — только в определенное время года. Растения, как правило, подразделяются на три фотопериодные категории: растения с длинным днем, растения с коротким днем и нейтральные растения. Эффект фотопериода у растений не ограничивается тем, когда они будут цвести. Это также может повлиять на рост корней и стеблей, а также на потерю листьев (абсциссию) в разные времена года. Длинные растения, как правило, цветут в летние месяцы, когда ночи коротки. Примерами длиннодневных растений являются капуста, салат-латук, лук и шпинат. С другой стороны, короткие дни растения цветут во время сезонов, которые имеют более длительные периоды ночи. Им требуется постоянное количество тьмы, прежде чем начнется развитие цветка. Клубника — это короткодневные растения. Цветение некоторых растений, называемых дневными нейтральными растениями, не связано с конкретным фотопериодом. К ним относятся чили, огурцы и помидоры. Коммерческие производители могут воспользоваться знаниями о фотопериоде растения, манипулируя им в цветение, прежде чем он, естественно, сделает это. Например, растения могут быть вынуждены цвести, подвергая или ограничивая их доступ к свету, а затем могут манипулировать для производства фруктов или семян вне их обычного сезона (Rauscher 2017).

1. Растущие требования

Основными факторами окружающей среды, влияющими на рост растений, являются: свет, * водя, * двуокись углерода, питательные вещества (см. главу 5), температура и относительная влажность. Они влияют на гормоны роста растения, заставляя растение расти быстрее или медленнее.

Свет

Светопропускание, соответствующего количества и качества, имеет решающее значение для оптимального фотосинтеза, роста и выхода. Солнце производит фотоны с широким диапазоном длин волн (рис. 9): UVC 100-280 нанометров (нм), UVB 280-315 нм, UVA 315-400 нм, видимое или фотосинтетически активное излучение (PAR) 400-700 нм, дальневосточное 700-800 нм и инфракрасное 800-4000 нм. В видимом диапазоне спектра полосы волн можно дополнительно разделить на цвета: синий 400-500 нм, зеленый 500-600 нм и красный 600-700 нм.

! изображение-20210212141411831

Рис. 9: Спектр поглощения хлорофилла https://www.flickr.com/photos/[email protected]/29979758460

Существует два различных типа хлорофилла — хлорофилла a и хлорофилла b. Хлорофилла a является наиболее распространенным фотосинтетическим пигментом и поглощает синие, красные и фиолетовые длины волн в видимом спектре. Он участвует в основном в оксигенном фотосинтезе, в котором кислород является основным побочным продуктом процесса. Хлорофилл b в основном поглощает синий свет и используется для дополнения спектра поглощения хлорофилла а, расширяя диапазон длин световых волн, которые фотосинтетический организм способен поглощать. Оба этих типа хлорофилла работают согласованно, чтобы обеспечить максимальное поглощение света в сине-красном спектре.

Реакция света растений эволюционировала, чтобы помочь растениям акклиматизироваться к широкому спектру условий освещения. Все растения по-разному реагируют на условия высокой и низкой освещенности, но некоторые виды приспособлены для оптимальной работы под полным солнцем, в то время как другие предпочитают больше оттенков. В темноте растения передышивают и производят CO2. По мере увеличения интенсивности света скорость фотосинтеза также увеличивается, а при определенной интенсивности света (точка компенсации света) скорость дыхания равна скорости фотосинтеза (отсутствие чистого поглощения или потери СО2). Помимо интенсивности света, цвет света также влияет на скорость фотосинтеза. Растения могут использовать длины волн от 400 нм до 700 нм для фотосинтеза. Этот волновой диапазон называется фотосинтетически активным излучением (PAR) (Davis 2015).

Количество света, доступного для растений, сильно варьируется по всему миру и по сезонам. Например, при низких солнечных высотах свет должен пройти через больший объем атмосферы, прежде чем он достигнет земной поверхности, что вызывает изменения в спектре, так как атмосфера фильтрует более короткую длину волны света, поэтому он фильтрует больше ультрафиолетового излучения, чем синего, и более синего, чем зеленого или красный. Изменения спектрального состава в зависимости от сезона и местоположения влияют на световые реакции растений (Дэвис 2015).

Вода

Наличие многих питательных веществ зависит от рН воды. В целом диапазон допусков для большинства растений составляет pH 5,5-7,5. Если рН выходит за пределы этого диапазона, растения испытывают блокировку питательных веществ, что означает, что, хотя питательные вещества присутствуют в воде, растения не могут их использовать. Особенно это касается железа, кальция и магния. Однако имеются данные о том, что локаут питательных веществ в зрелых аквапонных системах реже, чем в гидропонике, поскольку аквапоника — это целая экосистема, а гидропоника — это полустерильное предприятие. Следовательно, в аквапонных системах наблюдаются биологические взаимодействия между корнями растений, бактериями и грибами, которые позволяют поглощать питательные вещества даже при более высоком уровне, чем рН 7,5. Тем не менее, лучше всего пытаться поддерживать слегка кислый рН (6—7), но понимать, что более высокий рН (7—8) также может функционировать (Somerville et al. 2014c).

Большинство растений нуждаются в высоком уровне (> 3 мг/л) растворенного кислорода (DO) в воде. Этот кислород облегчает транспортировку питательных веществ по корневым поверхностям растений и их интернализацию. Без него растения могут испытывать корневую гниль, где корни умирают и растет грибок. Кроме того, многие патогены корневых растений работают при низком уровне растворенного кислорода, поэтому, если вода с низким содержанием кислорода, это может дать этим патогенам шанс, что они должны напасть на корни (Pantanella 2012).

Идеальный диапазон температур воды для большинства овощей составляет 14-22° C, хотя оптимальная температура выращивания варьируется между различными видами растений (см. Глава 7). Как правило, наибольшее влияние на растения оказывает температура воды, а не температура воздуха. Бактерии и другие микроорганизмы, населяющие аквапонные системы, также имеют предпочтительный температурный диапазон. Например, нитрификационные бактерии, преобразующие аммиак в нитрат, предпочитают среднюю температуру приблизительно 20° C (Pantanella 2012; Somerville et al. 2014c).

Диоксид углерода (CO2)

Во время фотосинтеза растения используют CO2 для приготовления пищи и высвобождают кислород в результате. Повышенные концентрации CO2 повышают фотосинтез, стимулируя рост растений. Свежий воздух содержит CO2 примерно на 0,037%, но в плотно закрытой теплице или растущем помещении, окружающий CO2 может быстро израсходоваться. Например, в пластиковой теплице уровень CO2 может быть снижен до менее 0,02% всего через 1-2 часа после восхода солнца. При уровнях ниже 0,02% рост растений будет сильно ограничен, а на уровнях ниже 0,01% растения прекратят расти вообще. Увеличив уровень CO2 до 0,075 -0,15%, производители могут рассчитывать на увеличение урожайности на 30 -50% по сравнению с уровнем CO2 в окружающей среде, а время плодоношения и цветения может быть сокращено на 7-10 дней. Однако чрезмерные уровни обогащения CO2 могут иметь неблагоприятные последствия. Уровни выше 0,15% считаются расточительными, а уровни выше 0,5% вредны. Чрезмерные уровни заставят устьицы листьев растений закрываться, временно останавливая фотосинтез, и поскольку растения больше не могут адекватно поступать водяные пары, когда устьицы закрыты, листья могут выгореться.

Температура

Температура является основным фактором окружающей среды, влияющим на вегетативные процессы роста растений от начальных этапов развития до цветения. Каждый вид растений имеет свой оптимальный температурный диапазон. Растения «стремятся» достичь оптимальной температуры, и в этом важен баланс между температурой воздуха, относительной влажностью и освещением. Если уровень света высок, растение нагревается, что приводит к разнице между температурой установки и температурой воздуха. Чтобы остыть, скорость транспирации растения должна увеличиваться. Очень низкие или высокие температуры в среде роста могут нанести ущерб различным метаболическим процессам, таким как поглощение питательных веществ, образование хлорофилла и фотосинтез. Как правило, повышение или снижение температуры выше или ниже оптимального уровня, как известно, изменяет несколько физиологических процессов в растениях и повреждает клетки растений, тем самым изменяя рост.

Относительная влажность

Относительная влажность (RH) — количество водяного пара, присутствующего в воздухе, выраженное в процентах от количества, необходимого для насыщения при той же температуре. Относительная влажность непосредственно влияет на водные отношения растения и косвенно влияет на рост листьев, фотосинтез и возникновение заболеваний. При высоком RH скорость транспирации снижается, тургорное давление высокое, а растительные клетки растут. При низком уровне РГ увеличивается транспирация, что приводит к дефициту воды в растении, что может привести к увяданию растений. Дефицит воды приводит к частичному или полному закрытию устьиц, тем самым блокируя проникновение углекислого газа и ингибируя фотосинтез. Заболеваемость насекомыми-вредителями и болезнями высока в условиях высокой влажности, а также высокая относительная влажность способствует легкому прорастанию грибковых спор на листьях растений.

*Авторское право © Партнеры проекта Aqu @teach. Aqu @teach является стратегическим партнерством Erasmus+ в области высшего образования (2017-2020), возглавляемым Университетом Гринвича, в сотрудничестве с Цюрихским университетом прикладных наук (Швейцария), Техническим университетом Мадрида (Испания), Люблянским университетом и Биотехническим центром Naklo (Словения) . *

Дополнительные темы см. в оглавлении.

Фотопериодизм: как длина дня влияет на рост растений

Если вы проживаете где-то к северу от экватора, но южнее северного полюса, вы могли заметить, что в последнее время наши дни укорачиваются и темнеют. На самом деле, с июня дни становятся короче. Более короткие дни с меньшим количеством солнечного света совпадают с понижением температуры и увеличением количества осадков, которые в определенной степени препятствуют росту и созреванию растений. Любой, кто ухаживал за растениями хотя бы несколько дней, знает, что температура может быть непостоянным другом, а иногда и врагом; но у растений также есть важные отношения со светом и тьмой, которые более сложны и часто не так хорошо понятны цветоводам.

Краткий урок терминологии

Чтобы лучше понять, как длина дня влияет на рост растений и что вы можете сделать, чтобы максимизировать или минимизировать эффекты фотопериодизма в зависимости от желаемой производительности растений, сначала ознакомьтесь со следующими важными терминами:

Фотопериодизм: Физиологическая реакция и/или реакции развития растения на относительную продолжительность светового дня и темноты, которые оно испытывает.

Фотопериод: Повторяющийся цикл непрерывных световых и темных периодов, которым подвергается растение; обычно 24 часа, с различным соотношением непрерывных светлых и темных периодов.

Растение длинного дня (LD): Растению длинного дня требуется >12 часов солнечного света или <12 часов непрерывной темноты, чтобы произвести цветение или цветок. Растение короткого дня (SD): Растению короткого дня требуется <12 часов солнечного света или >12 часов непрерывной темноты, чтобы произвести цветение или цветок.

Растение с нейтральным днем ​​(DN): Растения с нейтральным днем ​​не инициируют цветение в зависимости от фотопериода. Вместо этого многие из этих типов растений зацветают после достижения определенной стадии развития или возраста или в ответ на другие факторы окружающей среды, такие как яровизация.

Эти классификации фотопериодизма были признаны ботаниками в течение многих лет, но только в середине двадцатого века исследователи сельскохозяйственных культур впервые пришли к пониманию того, что на самом деле это продолжительность непрерывной темноты, переживаемой растением, а не продолжительность жизни. дневной свет — это самое важное для его развития.

Например, растение короткого дня, которому требуется> 12 часов непрерывной темноты для начала цветения, все равно даст цветок, если оно будет защищено от света в течение некоторого времени в течение 10-12 часов дневного света; это будет , а не , однако, производят цветок, если он подвергается воздействию света в течение периода времени в течение требуемых 12+ часов темноты.

Вот список некоторых распространенных однолетних овощей и трав и их классификации (SD, LD или DN):

Как фотопериодизм влияет на вашу ферму или сад?

Чтобы максимизировать продуктивность растения, это помогает понять условия освещения, при которых оно будет испытывать вегетативный рост (т. е. листья) по сравнению с репродуктивным ростом (т. е. цветение или стрелкование). Поскольку фотопериодизм определяет репродуктивный рост некоторых растений, понимание того, как эти эффекты влияют на рост растений, может быть полезным инструментом для производителей.

Цветение репы Хинона Кабу в посевном материале 2015 года в семенной теплице High Mowing. Репе, культуре длинного дня, требуется <12 часов непрерывной темноты, чтобы начать цветение.

Возьмем, к примеру, репу, длиннодневное растение. Помните определение растения длинного дня: это означает, что при >12 часов дневного света и <12 часов непрерывной темноты растение репы начнет репродуктивный рост и попытается зацвести. Как это проявляется на ваших фермерских полях и садовых участках? Скажем, фермер здесь, в северном Вермонте, сажает урожай репы Purple Top White Globe весной, около 10 мая.0145-й . Этому конкретному сорту требуется около 55 дней, чтобы достичь зрелости урожая. 55 дней от 10 мая ^-го года до 4 июля ^-го года. Давайте посмотрим на записанную продолжительность дня в каждый из этих дней в Уолкотте, штат Вермонт:

Что произойдет с этим урожаем репы, если он испытывает непрерывный фотопериод с > 12-часовым световым днем? Попытается зацвести — нежелательный результат для репы, которую заготавливают на корню. Когда происходит цветение или стрелкование, корень становится древесным и неприятным на вкус. Однако, если вместо этого фермер посадит ту же самую репу в августе для запланированного урожая в октябре, как это будет выглядеть?

По мере того, как продолжительность дня уменьшается и снова опускается ниже 12 часов, репа больше не подвергается риску реакции развития репродуктивного роста. Таким образом, этот сорт репы дает гораздо лучшие результаты ранней осенью, чем поздней весной здесь, в северном Вермонте. Вы можете использовать эту информацию, чтобы определить наилучшие условия длины дня для каждой из ваших культур в зависимости от вашего местоположения.

При выращивании сельскохозяйственных культур необходимо учитывать множество факторов, и продолжительность дня — лишь один из них. Однако, если вы когда-либо пытались выращивать определенную культуру при адекватных всех других факторах (температура, доступ к воде, плодородие почвы) и получили далеко не идеальные результаты, продолжительность дня может быть фактором, способствующим этому. Используйте эти классификации в качестве руководства, чтобы определить идеальное время года для посадки определенных культур в зависимости от вашего региона выращивания.

Учитывая 10-часовой рабочий день

Независимо от его чувствительности к длине дня и темноте (LD, SD или DN), растение не будет расти при световом дне менее 10 часов. Даже если нейтральные по отношению к световому дню растения, такие как огурцы, помидоры и салат, выращивать в климатически контролируемой среде с достаточным количеством тепла для роста и производства, они остановят свой рост и останутся бездействующими, когда продолжительность дня опустится ниже 10 часов. Когда возвращается 10-часовой рабочий день, рост растений начинается снова.

Эти листья салата были пересажены в нашу теплицу в северном Вермонте в начале октября, когда световой день продолжался от 10 до 11 часов в сутки. Их рост сейчас остановлен, так как в наши дни световой день составляет менее 10 часов. Растения будут находиться в состоянии покоя в этой защищенной культуре до тех пор, пока дни с более чем 10-часовым световым днем ​​не вернутся в наш регион примерно 1 февраля.

Этот фактор особенно важен для производителей, стремящихся продлить сезон выращивания в теплицах. Существуют дополнительные методы освещения, которые могут помочь растениям с нейтральным днем ​​и длинным световым днем ​​продолжать расти и давать урожай в самые короткие дни в году, в том числе увеличение длины дня и ночное прерывистое освещение. Тем не менее, стоимость этих методов всегда следует учитывать при планировании расширенного производства сельскохозяйственных культур.

Для производителей, желающих изучить это как вариант производства, важно знать годовой отрезок времени, когда в вашем регионе менее 10 часов в день; вот пример некоторых городов США и даты их дней с менее чем 10 часами дневного света:

Продолжительность дня определяется широтой вашего местоположения. На экваторе продолжительность дня и ночи всегда равны. Зимой в Северном полушарии дни тем длиннее, чем ближе вы к экватору; летом в Северном полушарии дни тем длиннее, чем дальше вы находитесь от экватора.

Помните: продолжительность дня — это лишь один из многих факторов, которые следует учитывать при планировании посевов.

Заметка о луке

Если вы опытный выращиватель лука, вам может быть интересно, как они вписываются в это обсуждение растений длинного и короткого дня. Поскольку формирование луковицы лука зависит от длины дня, у него есть свои собственные классификации категорий длинного, короткого и среднего дня. Согласно определениям LD, SD и DN в отношении фотопериодизма, все луки относятся к длиннодневным, потому что всем им требуется> 12 часов дневного света для формирования луковицы. Отличительные факторы следующие: лук короткого дня начинает формировать луковицы при 11-12-часовом световом дне. Луку длинного дня нужно 14-16 часов светового дня, чтобы начать формировать луковицы. Луку среднего дня требуется 12-14 часов светового дня для формирования луковиц. Таким образом, если вы живете в месте, где самая длинная продолжительность светового дня колеблется около 14 часов, но не становится намного длиннее, лук длинного дня не будет так же эффективен, как лук короткого или среднего дня.

Повышение красоты и продуктивности растений короткого дня

By Надя Сабех|3 декабря 2022 г.

Хотя пуансеттия обычно ассоциируется с Рождеством, ее можно увидеть цветущей в природе в декабре месяце. Это потому, что для цветения им требуется воздействие более коротких дней и более длинных ночей. Сегодня большинство пуансеттии, продаваемой в США, выращивают в теплицах с лишением света, поэтому они будут готовы к продаже на месяц раньше, чем если бы их оставили расти естественным путем.

Многие люди, плохо знакомые с сельским хозяйством в контролируемой среде, связывают лишение света с каннабисом, поскольку это распространенный метод, используемый гроверами для стимулирования цветения растений каннабиса. Изменив график освещения с 18-часового фотопериода на 12-часовой, производители могут заставить свои растения вступить в стадию цветения. Производители теплиц, которые выращивают каннабис круглый год, могут использовать светозащитные шторы и светоловушки на своих вентиляторах и вентиляционных отверстиях, чтобы блокировать солнечный свет на несколько часов утром или вечером, особенно летом, когда продолжительность светового дня самая длинная. Этот метод может быть использован с большим эффектом для получения высококачественных шишек.

Advertisement

Поскольку дни осенью и зимой становятся короче, многие растения естественным образом вступают в репродуктивную стадию. Эти растения являются растениями короткого дня (SD) и включают пуансеттию, каннабис, рождественский кактус, хризантемы и астры. Когда световой день длинный, эти растения остаются вегетативными, радостно отращивая листья и стебли. Однако по мере того, как дни становятся короче, эти растения начинают переходить в репродуктивную стадию, перераспределяя ресурсы с производства листьев на производство цветов. Со временем, поскольку растения SD постоянно подвергаются воздействию короткого дня, их цветы активно растут и расцветают, превращаясь в цветы, которые мы любим. Таким образом, изменяя количество света, получаемого этими растениями ежедневно, садовники могут манипулировать, когда эти растения растут и делятся своими праздничными цветами.

Обычные растения короткого дня: пуансеттия, конопля, хризантема, рождественский кактус; Фото: Nadia Sabeh

Сигналом о цветении растений с SD сигнализирует снижение уровня красного (R) света и повышение уровня дальнего красного (FR) света. Солнечный свет имеет много света R и немного света FR. По мере того, как длина светового дня сокращается, растения подвергаются меньшему количеству R-света, пока, в конце концов, FR-свет не превысит R-свет. Когда отношение FR/R больше 1, SD-растения производят меньше белка (фитохрома, Pfr), подавляющего цветение, и они переключаются с вегетативного на репродуктивный режим.

Лучшие статьи

Три маркетинговых тренда, которые следует учитывать в 2023 году

Чтобы ваши одноцветные растения цвели именно тогда, когда вы этого хотите, важно предоставить им период непрерывной темноты, чтобы они стали вашими растениями «длинной ночи». Это означает держать их в темной комнате или в шкафу, чтобы они оставались в режиме цветения. Если эти растения подвергнуть фотосинтетически активному излучению (ФАР), особенно красному свету, в темный период, они перестанут цвести. Женские растения каннабиса не только перестанут цвести, но и станут гермафродитами и произведут семена.

Рисунок 2. Влияние продолжительности ночи на короткий день цветковых растений. Если критическая продолжительность ночи не достигнута или нарушена светом, растения короткого дня не будут цвести. Изображение предоставлено BioNinja (https://ib.bioninja.com.au/higher-level/topic-9-plant-biology/untitled-3/photoperiodism.html).

Каждое растение SD имеет критическую продолжительность ночи, которая запускает цветение. Для пуансеттии цветение начинается, когда продолжительность ночи превышает 11 часов 45 минут. Что касается каннабиса, хотя большинство производителей ориентируются на 12 часов непрерывной темноты, рецензируемое исследование из Австралии показало, что 10-часовая ночная продолжительность поможет большинству сортов, поэтому они начинают естественно цвести осенью, а не зимой, как пуансеттия. Для многих растений, если превышен критический порог, они зацветут быстрее. Таким образом, для гроверов, выращивающих каннабис в теплицах и на открытом воздухе, возможно, нет необходимости в освещении в течение 12 часов, но более длительный период темноты может ускорить переход к цветению. Точно так же для комнатных гроверов продление темного периода более чем на 12 часов может вызвать более быстрое цветение.

Было также показано, что более высокие температуры в темное время суток ускоряют цветение некоторых растений короткого дня. Для пуансеттии также было показано, что, если они постоянно подвергаются воздействию длинных ночей в течение определенного количества недель, они будут продолжать цвести при более длительном дне. Вот почему они продолжают процветать в ярко освещенных магазинах, соблазняя нас покупать их.

Производители каннабиса всегда ищут способы повысить урожайность и максимизировать прибыль. Один из возможных способов сделать это — управлять темным периодом — временем, когда растения не подвергаются воздействию света.

Хотя точных исследований о том, как эта практика повлияет на выращивание цветов каннабиса в помещении, не проводилось, на основе исследований других садовых культур возможно, что продление темного периода и ориентация на более высокие температуры могут привести к тому, что растения будут давать более крупные цветы, что приведет к больше циклов сбора урожая и больший годовой доход. Кроме того, продление темного периода может снизить затраты на электроэнергию, связанные с освещением, охлаждением и осушением. Одновременно увеличивая доходы и сокращая расходы, производители культур короткого дня, таких как каннабис, могут резко увеличить чистую прибыль и снизить спрос на энергию. Однако необходимы дополнительные исследования, чтобы подтвердить, будет ли эта практика иметь чистую пользу.

Чтобы узнать больше об истории пуансеттии, ознакомьтесь с этой статьей.

1
1
5
Максимизация красоты и продуктивности растений короткого дня

Подписаться на
электронный информационный бюллетень

Доктор Надя Сабех (также известная как «Доктор Теплица») является президентом и основателем Dr. Greenhouse, Inc., машиностроительной фирмы, специализирующейся на разработке сельскохозяйственных систем ОВК для комнатных растений, включая выращивание в помещении, вертикальные фермы, и теплицы. Доктор Сабе разработал специализированные высокопроизводительные системы ОВКВ для промышленных объектов в Северной Америке, Европе, на Ближнем Востоке и в Азии. Как руководитель Dr. Greenhouse, доктор Сабех руководит проектами компании на ранних стадиях, программированием, проектированием механических систем, а также интеграцией и контролем качества строительной документации.

На протяжении более 20 лет доктор Сабех помогает фермерам контролировать окружающую среду, выращивая комнатные культуры, такие как конопля, клубника, листовая зелень и виноград, в местах, которые раньше были бы невозможны или нецелесообразны.

Будучи признанным в стране инженером, исследователем и педагогом, д-р Сабех выступает с основным докладом и возглавляет группы экспертов на отраслевых мероприятиях и конференциях. Она также консультирует регулирующие органы и разработчиков стандартов, в том числе является председателем совместно спонсируемых комитетов Американского общества инженеров-агрономов и биологических инженеров (ASABE) и Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE), которым поручено разрабатывать стандарт «ОВКВ для комнатных растений без солнечного света».

Д-р Сабе широко представлена ​​в Интернете, в том числе на YouTube и в популярном подкасте «The Doctor Is In», где она берет интервью у лидеров отрасли и ученых, чтобы обсудить технологии и инновации, новые исследования и успешные стратегии в области проектирования, строительства и эксплуатация экономически конкурентоспособных объектов.

Доктор Сабех получила докторскую степень. имеет степень бакалавра сельскохозяйственной инженерии в Центре сельского хозяйства с контролируемой средой (CEAC) Университета Аризоны и имеет лицензию инженера-механика в Калифорнии и Огайо. Все истории автора смотрите здесь.