成花誘導的溫度是多少
❶ 一抹香的開花時間
一摸香也叫碰碰香,開花時間為早春4-5月,花色一般有深紅,粉紅及白色、藍色等。
花卉的葉芽在向花芽轉變之前對環境反應非常敏感,適宜的環境條件能誘導開花,稱為成花誘導作用。根據成花誘導所需溫度的不同,可分為三種類型:一是春性花卉,即要求溫度在5-12℃,5-15天完成誘導的花卉,如一年生花卉、秋季開花的多年生草花。二是冬性花卉,即要求0-10℃的低溫30-70天完成誘導的花卉,如二年生草花、早春開花的多年生花卉。三是半冬性花卉,即要求3-15℃的溫度15-20天完成誘導的花卉。在花卉栽培中,應盡量滿足成花誘導的條件,促使葉芽向花芽轉變。
❷ 花芽分化的誘導因素有哪些
關於植物的成花,科學家們很早作了研究,經歷了整整一個世紀。開始,是由德國Sachs(1880,1882)認為在植物體內有特殊的成花物質。其後,克里勃斯(G.Klebs)在1918年提出開花的碳、氮比例理論。Gassner(1918)認為成花有溫度誘導現象。後來蘇聯,李森科(T.Д.Лысенко)1935年,提出春化作用的概念。美國迦納(Garner)1920年又開始了光周期反應的研究。自Kogl等人(1934),確定了生長素以後,蘇聯,柴拉軒(Чайлахян),提出成花素的概念。
近年來,自發現植物激素以後,並在植物成花的應用上取得成功,使成花問題又有了更豐富的理論依據。此外,對成花過程中核酸與蛋白質代謝的研究,使成花問題的探討進入分子領域。
植物的枝葉不會無限地生長,當生長到一定大小時,就會開花。但是不同植物的成花年齡,相差很大,也很復雜。一年生植物,在當年內就能開花結實,結束一生。如許多半沙漠草本植物,只能在一個很短的雨季中便結束一生。而竹類和龍舌蘭,卻可以數十年仍然停留在營養生長階段。也有一些植物,分生組織已經達到了開花的程度,也還會暫時或是無限期地停留在營養性生長狀態。這種情況也是經常見到的。當然,那些常期栽培的植物,由於經過人工定向培育,當達到開花年齡,多數是可以年復一年地開花、結實。
開花,首先是決定於花芽的分化。引起花芽分化的原因,也就是引起分生組織由營養狀態向生殖狀態轉變的原因,多數觀點認為,在某種或某類開花激素物質的作用下,導致代謝狀況的改變。並認為,這種成花刺激物是從植物感受外界光照的部位葉片中產生,而再由葉片轉移至芽,或是也可以由芽直接感受低溫的作用而產生。
成花刺激物,又稱「成花素」,雖則還不曾被分離提取出來,但是多數植物的葉片及芽,能感受光周期和低溫或是外加某些激素的誘導,從而導致成花,這些大量事實,足以說明植物的成花確是受一些外來以及內部某些因子的控制。
誘導成花的因素有春化作用、光周期現象、碳氮比值及積溫學說四方面。
以下分別介紹誘導成花的各個因素:
1.春化作用
植物的生長和發育,要求一定的溫度條件。尤其是溫帶植物,營養生長和生殖生長對溫度的要求非常懸殊。而熱帶與亞熱帶植物,這種差別不大。因溫帶地區,一年內季節間溫度變動較大,因此造成這類植物生長和發育過程對溫度有不同的要求。
有些植物,相對高溫有利於向生殖生長過渡。如金光菊、中華紫菀和菠菜等植物,生育期內需要高溫誘導才能成花。還有一些植物,相對低溫則有利於生殖生長的進行,如溫帶地區的許多二年生植物,低溫的作用能促使植株向生殖生長轉化,如三色堇、石竹、甘藍等植物。
應該指出,植物對溫度的晝夜變化,也有一定的要求,但是這種晝夜的溫差,通常隻影響到植物的營養生長。
(1)春化現象
是指植物在某階段通過低溫的誘導能促進成花的作用,而這種現象就稱為「春化現象」。春化作用,是由蘇聯遺傳學家(Т.Д.Лысенко)(1935)提出。
需要春化作用的植物,多數是越冬的二年生植物,冬季的低溫能促使這些植物成花加速。低溫,對於一些植物的成花,可能是一種量的因素(相對的因素);而對另一些植物的成花則是絕對地需要低溫,這就是一種質的因素。前者,在不通過一定的低溫,只能引起植物成花時間的推遲,成花數量大大減少;而後者,當不曾遇到適量的低溫,這些植物便始終不能成花。如冬播的冬性小麥,改為春播時,由於苗期沒有經過低溫階段,因此絕不會開花,同樣情況下,半冬性品種只是開花期大大延遲,花數很少。在花卉植物中,一些二年生秋播花卉,改為春播時,所遇情況也是這樣。如美國石竹,在杭州,由秋播改為春播,就始終不見開花。某些多年生草本,也有春化的要求,如菊花。
木本植物,多數沒有春化要求。而少數木本的花芽分化,有人認為也需要先經過低溫春化。日本大垣、伊東(1972)認為,冬季低溫能促進溫州蜜柑花芽的分化,如遇到冬季氣溫偏高的年份,花芽分化就會推遲。花芽分化在夏、秋季節進行的一些木本植物,如桂花、山茶、梅花等,低溫誘導成花的作用,可能不存在。
植物通過春化作用所需低溫程度和天數,是隨種類不同而異。
植物進行春化的最適溫度范圍相當寬,某些植物春化溫度的上限可以在9—17℃間,也有些植物春化的下限溫度甚至可以引起植物組織形成冰晶的程度。多數植物在0—5℃的溫度范圍內通過。
圖2—1,說明某黑麥品種春化進行速度最快的適溫從稍高於0℃至8—10℃,幅度很大。
圖2—1最終相對開花反應是春化期間溫度的函數
為某黑麥品種對六個星期處理的反應
(引自美國F.B.索爾茲伯里,植物生理學)
圖2—2中看出,紫羅蘭屬植物進行冷處理的持續時間延長時,開花植株的百分率就增加,並且到達開花的日程變短,說明低溫能加速成花。
圖2—2低溫持續期對紫羅蘭屬植物成花的影響
(低溫處理後將植株轉到較高的溫度)
(引自西德D.赫斯,植物生理學)
當然,確切的溫度曲線,是由植物的種類所決定,其根本原因,還是與植物原產地冬季的低溫狀況有關。
春化的最有效時數,在不同品種間變化較大,最大限度的變動在4—56天,才能看到初步效應。例如天仙子需要84天,冬小麥需要21天。超過了一定時數,春化效應反而減弱。
(2)春化的部位與解除
一般認為,接受春化誘導的器官是芽,就是說春化作用限於在分生組織內進行,它可以是種子內的胚,也可以是幼苗或其他營養體的芽。
由於春化作用在分生組織內進行,因此如取未經春化的植物,將其分生組織嫁接到那些分生組織經過春化但已移去的植株上,結果是未經春化的分生組織,雖然能在春化植株上成活生長,伹它仍然是停留在營養體階段。
相反的情況也個別存在,如對二年生植物天仙子(Hyoscyamus niger)的試驗,低溫的效應又可通過嫁接傳遞給未經春化的植株。因此有人就推測,對於天仙子這類植物,低溫春化後可能會產生某種特殊的春化素,而這種物質卻可以通過嫁接進行傳導。但是,直至目前,多數植物還不能通過嫁接傳遞春化。
也有人曾經對十字花科植物進行研究,認為,某些植物感受冷凍處理的部位,明顯地僅限於在葉基部,如將葉基部切除,再進行冷凍處理,就不產生春化效應。其原因是葉基部細胞具有有絲分裂的活性,因此老葉就不表現這種感受低溫的能力。
綜上情況看出,植物感受低溫春化的部位可能不僅限於頂端分生組織,而凡是有細胞分裂活性的組織,都可以感受低溫春化的刺激。但是,不同植物感受春化的部位不同,當然,最顯著的部位是芽。
春化作用可以被解除,因為春化作用是可逆的。植物在春化過程還沒有完成或沒有結束前,就將植株再返回到常溫下,春化效應會引起不同程度的消失,稱為「脫春化作用」。如冬黑麥,15℃是中間溫度,當低於15℃時,能增加春化水平,而低溫處理後又立即改換在15℃以上的溫度環境下,就會使前期所進行的春化水平降低。據試驗,植物在春化過程中,如立即改換在30℃或更高的溫度條件下,則春化效應會完全喪失。而且發現在春化的適溫范圍內,溫度越是偏低,持續的時間越長,春化的效果也就越穩定,也就越不易被解除。當然,當春化過程結束後,春化階段已經完成的情況下,再將植株移到高溫的條件下,便不會再發生脫春化現象。
春化時間過長,如持續幾個月之久,植株春化的程度反而會稍有削弱,這種現象又稱「過度春化」。因此,每遇到冬季過長,如超過常年的低溫期限,往往對植物的成花是不利的。
(3)春化作用與光周期及其他環境因素的關系
許多需要低溫春化的植物,經過低溫春化以後,能否進一步形成花原基,還需要依賴於其他條件。
春化過程顯然需要能量供應,說明春化作用是與植物的呼吸作用密切相關。可以從下面例子得到證實。
如將種子放在水中或氮氣中,使處在缺氧的條件下,春化就不能進行。Gregory Purvis發現,用瓊脂培養離體胚時,為了引起春化,有些植物還必須添加蔗糖或果糖,說明蔗糖可能是作為一種能量底物,即供呼吸分解消耗的物質。
除此,春化進行時,春化組織也必須持有一定的含水量,如種子必須在吸水量達40%時才能進行春化,但是,這種情況與種子萌發時含水量須達80—90%的情況並不同。
某些需要春化的植物,在春化進行以後,往往隨即對光照長短即光周期有一定的要求,在光照時數滿足以後,才能成花或開花。如許多十字花科植物,在低溫春化以後,接著要求長日照條件,這是眾所熟悉的。此外,還有一些植物,它們沒有低溫春化的要求,但是對日照長短引起成花誘導的過程中,又需要配合以一定的溫度條件。如有些菊花品種,它們的成花,需要在低溫配合下的短日照條件。中華紫菀的成花,又需要有高溫配合下的短日照條件。追索其原因,這些要求都是與植物的地理起源有聯系。因為凡是在秋冬季成花的植物,秋冬季的短日照和低溫,便成為植物成花的必要條件了。(4)春化的生理機制關於春化的生理原理,前人曾作了大量的探索,但到目前為止還沒有一個比較一致的看法。歸納起來,有這樣兩種不同的傾向。
已經知道,有的植物春化效應能通過嫁接而進行細胞和組織間傳遞,從而導致分生組織細胞發育到春化狀態,而這種狀態可以通過細胞分裂的方式傳遞給子細胞。因為通過低溫春化的主莖所產生的側枝都具有相同的春化效果。但是也有例外,在某些植物中,低溫誘導所形成的開花物質並不發生傳遞,或是通過另外的途徑進行傳遞。
植物轉變為春化狀態後,發生了哪些質的變化?有人推測,可能與細胞遺傳信息的去阻遏作用有關。因為在低溫誘導過程中,植物體內的核酸和蛋白質在發生變化。特別是某些特定的mRNA的產生,以及一些新的rRNA和核酸酶的形成,都說明低溫誘導與核酸代謝之間存在著密切關系。然而,在另一些植物上,低溫處理前後RNA和DNA的含量並沒有明顯的變化,如在冬性黑麥種子的胚內。
但是應該肯定,春化是活化了一個或是一組與成花有關的基因,也可能是活化了某種細胞器,於是引起一系列的生化過程,最後引起頂端分生組織的一定區域轉變成「花原基」。
另一種觀點是,Melchers等人主張有一種春化刺激物存在。認為春化作用至少有兩個階段,首先是低溫下前體轉變成為不穩定的中間產物,在高溫下,中間產物或是被破壞或是純化,當在適溫條件下,中間產物能轉換成為穩定的物質,這種物質便是春化作用的最終產物。
Lang曾將GA使用在某些需要低溫春化的植物上時,這些植物可以不經過低溫處理就能被誘導成花。說明GA有代替低溫春化的效果,此與Melchers所提出的春化素的效應基本符合。在此基礎上,進一步試驗又發現,植物處在低溫時期就能產生天然赤黴素,如果將從低溫誘導的植株中提取出的GA,再施到未經低溫誘導的植株上去,結果能引起開花。雖然如此,但有些植物如紫蘿蘭,雖經低溫處理,但體內GA含量並不增加。
在那些用GA誘導開花的植物中,也觀察到用GA誘導成花的情況與低溫春化的表現有些不同。如用GA處理,植株是先抽薹後開花,即花芽的形成是在形成營養枝以後;而低溫處理的植株,其花芽的形成是在營養枝以前。這種差異說明,GA仍然不是人們所指的春化素。
此後,柴拉軒提出開花素概念,其目的是說明上述現象。他設想開花素是由兩類物質組成,一類是成莖素即GA,另一類是尚不知其性質的成花素。他認為,一些植物在低溫下能產生一種春化素,而在長日照條件下春化素就能轉變成GA,同時在長日照條件下又能形成一種成花素,結果在GA和成花素的共同作用下,引起成花。而植物在短日照條件下,體內不能形成春化素和成花素,因此就不能成花(圖2—3)。
圖2—3柴拉軒的開花素概念
(引自北京林學院,植物生理學)
2.光周期現象
光照對植物的影響是多方面的,植物進行光合作用需要一定的光照強度,不同的光質又能引起植物許多反應。例如藍光能引起植物的向光性,紅光引起葉片的生長,與一些色素的形成,還能引起需光種子的發芽。
溫帶地區一年內日照長度的變化是季節變化的最可靠信號,而溫度的變化也稍遲於光照長度變化,出現較晚。當然,那些低緯度地區,日照長度無明顯的季節變化,情況有些不同。
據了解,光照長度即每天光照時數與植物成花和休眠有一定的聯系,但它不同於光合作用對光照強度的要求,情況要更復雜。
人們對每天光照時數影響植物生育過程很重視,開始於1920年。美國貝爾茨維爾(Beltsville)和迦納(W.W.Garner)、阿拉德(H.A.Allard)等人發現日照長度對煙草新品種的花芽分化有決定性作用。自此,關於日照長度與成花關系的問題,引起了人們極大的關注,許多科學家從事了大量的研究工作。
(1)光周期現象的概念
一定時間光照與黑暗的交替,稱「光周期」。
光周期對植物成花的反應,稱「光周期現象」。
迦納(W.W.Garner)、阿拉德(H.A.Allard)最早發現,在同一緯度地區,自4—7月,每隔二星期分期播種大豆晚熟品種,結果發現,早播的花期推遲,遲播的花期提早,最後不論是早播或遲播,花期都集中在大致相同的月份內(9月),而這種結果卻又與大豆的晚熟種和中熟種進行短日處理後,開花期能與早熟種相近的現象非常一致。因此,就認為這種開花期一致的原因,是與當時環境中日照時數的逐漸縮短有關。
(2)光周期現象的特點
①臨界日長與臨界夜長
人們發現,要求光周期誘導成花的各種植物,它們成花對日照的要求,不僅是日照長短,而且還要求一個適宜的日照時數。由此,將這些植物分為長日照、短日照和日中性植物三種類型。
以24小時為一周期,短日照植物要求在24小時的周期中,日照長度短於某一定時數,才能成花或成花的數量增多。長日照植物則要求在24小時的周期中,日照長度長於某一定時數,才能成花或是成花量較多。日中性植物,成花與日照時數長短無關。
經進一步研究,又提出臨界日長和臨界夜長的概念。臨界日長,是指成花所需的極限日照長度,大於此值時,短日照植物不能成花;小於此值時,長日照植物不能成花。臨界夜長,是指所需要的極限暗期長度,超過此值時,長日照植物不能成花;小於此值時,短日照植物不能成花。
從圖2—4中所列情況,在15.5小時約相當於一個臨界日照的長度,大於此值時長日植物開花加速,因為自15.5小時光照處理後到達開花的日數迅速減少。而短日植物不能開花,由於經15.5小時光照處理後到達開花的日數則無限延長。
圖2—4對不同日照長度的代表性開花反應
K表示數字是任意的曲線:1.真正中間性日照植物2.接近中間性日照植物3、4.長日照植物5.真正長日照植物6.真正短日照植物7.數量上的短日照植物
(引自F.B.Salisbuty,1963,The Flowering Process)
圖2—5顯示黑夜中斷現象的效應。黑夜中斷,是用短暫的照光將黑夜打斷,相當於暴露在長日照之下,因此,經黑夜中斷處理後,能促進長日植物開花而抑制短日植物開花,而且在暗期的中途中斷,效果最顯著,因為相對開花率,長日植物迅速上升,短日植物則明顯下降。
圖2—5暗期中不同時期施加不同長度的光照中斷對一種短日植物和一種長日植物隨後開花的效應
上圖為短日植物瘤突蒼耳下圖為長日植物天仙子
(引自〔美〕F.B.索爾茲伯里、C.羅斯,植物生理學,1979)
從表2—1,可以看出,短日植物的臨界日長不一定比長日植物短,因為短日植物真正需要的不是短日照而是足夠長的暗期。相反,長日植物真正需要的也不是長日照,而是相當短的暗期。因此,短日植物實際是「長夜植物」,而長日植物則是「短夜植物」。
需要光周期誘導成花的植物,對臨界日長或夜長的要求,不同植物種類而不同,如表2—1所列,為一些短日和長日植物成花所需的臨界日長數值。研究不同植物最適的臨界日長或夜長,對人工進行光周期誘導成花,是有相當指導意義的。
目前的發展趨勢,認為長日照植物的光照階段,不是絕對地要求某一長日條件,而是要求逐漸延長光照時數的環境,才有利於成花,如自春季至初夏間的光照條件,而短日植物的光照階段,也不是絕對地要求某一短日條件,而是要求光照時數逐漸縮短的環境,有利於成花,如自夏末至秋冬季節的光照條件。因此,通常將自春末至夏季間開花的植物,稱長日照植物;而將自秋冬季及早春間開花的植物,稱短日照植物。
表2—1某些短日和長日植物,花芽開始分化所需要的臨界日長(小時)
(註:摘自曹宗巽、潘瑞熾、北京林學院等,植物生理學)
圖2—6,顯示在不同緯度地區,日照長度的季節性變化。在一年內,日照在夏至最長,冬至最短,春分和秋分各為12小時。在低緯度地區沒有長日照條件,只能形成短日照植物;在高緯度地區,冬季低溫,植物停止生長,只有長日照時期是植物生長的適宜季節,因此形成長日照植物。
圖2—6北半球不同緯度地區晝夜長度的季節性變化
(引自曹宗巽、吳相鈺,植物生理學,1980)
在同一季節內成花的植物,各植物種類間成花對光周期的要求,也有嚴格與不嚴格之分。
至今為止,植物光周期習性,能被廣泛研究過的,也只限於典型的長日或短日植物。實際過程可能還要比所揭示出來的情況更為復雜。
②光周期誘導的時數
植物進行光周期處理後,是不會立即出現花芽,而植物卻可以保持這種光周期刺激的效應一直至花芽的出現,這種現象稱「光周期誘導」。
在進行光周期誘導植物成花的過程中,我們看到,有些植物比較敏感,只需要一個誘導周期的處理,如蒼耳、藜、日本牽牛。而另一些植物,甚至要求很長的時間,如長葉車前(Plantago lanceolata),需要15—20個誘導周期。高雪輪(Silene ormeria),需要約7個誘導周期。
表2—2所列,為一些植物最起碼的誘導周期數,少於這個周期數便不能成花,而多數情況凡是大於此周期數越多,對成花愈有利。也有一些植物,在所需供給的誘導周期數越多時,表現為臨界日長或臨界夜長就越不精確,如蒼耳。
表2—2花芽分化開始所需的最小周期數
(引自曹宗巽、吳相鈺,植物生理學,1983)
註:按24小時為一周期。
對植物臨界日長或臨界夜長的確定,某些植物相當精確,此數值的范圍非常狹窄,甚至可以精確到5—10分鍾。而另一些植物,此數值的范圍較寬,可以變動在1—2個小時之間。
誘導的周期數,還與植物的年齡、環境的溫度、光照等因素有關,這些情況在人工進行光周期誘導時,應該特別注意。
誘導周期數,如果不是按24小時為一周期進行處理,那麼,情況就又不同,如將長日照植物處在持續的光照下,沒有夜間的黑暗,這顯然對營養生長十分不利。另一種情況是,將光周期縮短,進行短的光期和短的暗期交替處理,這樣,在短的日照時數下,長日植物也將會開花。例如百日草,可在持續1小時光照和2小時黑暗交替的短周期下開花。這些現象的原理,可能比24小時為一周期的情況更為復雜。
③光周期刺激的感受與傳導
柴拉軒(1936)用菊花作材料,哈姆納(1938)用蒼耳作材料的試驗,先後證明,光周期的感受部位是葉。
試驗經過是,菊花和蒼耳是短日照植物,它們在短日照條件下都能開花,如將植株頂端接受長日照,而葉片接受短日照處理時,也會開花。當植株頂端接受短日照,而葉片接受長日照處理時,植株不能開花(圖2—7)。
圖2—7菊的光周期感受部位試驗
葉片感受光周期作用的能力與其葉齡有關。生理年齡較小的葉,如處於完全展開前後的葉片,對光周期的反應最為敏感,而未成熟或是已經衰老的葉片敏感程度最低。但是,也有少數植物經去葉試驗證明,感受光周期刺激的部位不是葉片,而是莖。如某種藜(Chenopodium amaranticolar)去葉以後,紫雪花在去葉與去芽以後,都能感受光周期誘導,然而這些都不能排除葉片是接受光誘導刺激的主要器官。
植物花原基的形成是在頂端分生組織內進行,而感受光誘導刺激的部位是葉片。這就說明葉片感受光周期誘導以後,能形成一種成花刺激物或成花促進物,而這種物質又可以在植物體內從葉片轉移至芽的分生組織內。
通過同位素示蹤標記,已經測出某些植物體內成花素的運輸速度(表2—3)。
表2—3成花刺激和光合產物在矮牽牛和黑麥草中的運輸速度
(引自北京林學院,植物生理學,1981)
另外,從環剝試驗或脫葉試驗,也證明了成花刺激物的運輸是在韌皮部內進行的。當用蒸汽、冰凍或麻醉劑處理葉柄或莖,也可以阻止這種物質的運輸,這也表明是與同化物的運輸情況是相類似的。
此外,又有些實驗證明,當將某些植物放置在非誘導條件下,葉內可產生某種抑製成花的物質。如將長日照植物天仙子,置於短日條件下,當摘去葉片後,便能促進成花。這些事實證明,顯然有一種開花抑制物質在短日照條件下由葉片形成,而在長日條件下這種抑制物的合成是被終止或破壞。
④光照強度、光質與光周期反應
由於地面接受太陽直接輻射光譜的成分,是與太陽高度有關。當太陽高度較低時,如早晨和傍晚,太陽輻射須穿過較厚的大氣層,由於部分光線被雲層所吸收,因而其中紫外線與可見光的含量就減少,而紅外線的比例則增加,長波輻射量就偏多。當太陽高度較高時的中午,情況就相反,當時太陽輻射光譜中的紫外線和藍紫光的比例就相對增多。因此,在地球上不同緯度與海拔高度地區,以及不同的季節與一天內的不同時間,地面投射到的太陽光譜成分不同,對植物的影響也不同。
已經證明,在光周期誘導周期內,植物所需要的光照強度很弱,過強的光照可能不適宜。這不同於光合作用對光照強度的要求。有人認為,每天光周期開始與結束的時間,不在日出或日落,而是在日出,日落前太陽在地平線上6°時,這時的光照強度約在50—100lx。
還發現,在進行光周期誘導中,將短日性植物用短光波的長日照處理,如中午用日光,早晚用藍光,發現植物不但沒有延長發育,反而發育更快。同時將長日植物用長光波的短光照處理,如中午遮光,早晚見光,則植物也同樣發育很快。從而提出,長日植物需要長光波而短日植物需要短光波誘導成花的實質。並且指出,由於高緯度地區,太陽高度角小,一天中太陽高度角小於30°的時間較長,在這段時間內長波光即紅橙光占絕對優勢,從而植物接受長波光照時間較長,使這些植物在生育過程中就形成了需要長波光的特性,從而發展成長日照植物。
低緯度地區,情況正相反,太陽高度角大,照射到地面的短波光比例增加,從而形成短日照植物。
⑤光中斷現象與光周期誘導
將短日植物放在8小時光照和16小時暗期的合適短光照條件下進行光誘導時,當在暗期中途以低強度的光照進行瞬時的暗期中斷,就能抑製成花。而將長日植物處在同樣的短光照下,也在暗期中途進行上述相同的光中斷處理,而能促進成花。進行這種暗期的光中斷處理時,只要暫短的光照或片刻的「閃光」就可以達到效果。這種方法,比之於進行長日照處理需在傍晚延長數小時光照,或是進行短日照處理需在白天進行數小時的遮光更為有效。例如,在短日植物蒼耳的光誘導中,只要把它放在較長黑暗中以近似3.05—30.48mm的燭光照一分鍾,就足以抑制其成花。
❸ 設計實驗探索植物開花受哪些因素的調控
一、研究思路
1、研究影響花芽分化的因素(溫度、激素、光周期、礦質營養) -----設計實驗以確定各影響因素的影響程度
2、研究影響花芽分化所需時間的因素(溫度、激素、礦質營養) -----利用石蠟切片、掃描電鏡觀察花芽分化的形態發生和結構發育過程 3、研究從花芽分化完成到開第一朵花所需時間的影響因素(溫度、激素、礦質營養) -----設計實驗以確定各影響因素促進或抑制開花的程度
二、影響花芽分化的因素(溫度、激素、光周期、礦質營養)
光照和溫度:誘導植物開花的環境因素主要是光照和溫度,光周期現象是植物通過感應白晝或黑夜的長短變化來調節開花時間的機制,春化作用是寒冷溫度促進植物開花的機制。
激素:赤黴素影響成花的效應最大,不僅可以促進長日照植物在短日照條件下成花,而且可以代替多種植物對低溫的要求。
營養:植物通過春化作用及開花過程需要足夠的營養物質,在農業生產上可以通過控制水肥來調節C/N,從而控制營養生長和生殖生長。
三、試驗設計
3.1 生長發育節律觀察記錄(詳細生物學特性)(重點做這一塊)
1、將處理過的四種姜科花卉種植在蘭花中心,掛牌。
2、觀察記錄生長環境(光照、溫度、濕度、土壤、水分…)
3、分別觀察記錄各階段生物學特性(各器官性狀、顏色、長高寬度、有無紋、有無毛、粘液…),每周一次。在花芽分化及開花期間每2d觀察一次,並詳細記錄株高、葉片數以及花芽的分化情況。
3.2.1 設計影響花芽分化的因素
a:激素處理
不同生長調節劑(GA3、乙烯利、B9、矮壯素等)處理浸泡24h,種植並觀察結果。
用不同濃度的乙烯利浸泡種球24h,室溫貯存1個月後種植,觀察開花時間; 將種球用不同濃度的赤黴素浸泡24h,在10~12℃下貯存45d後種植,觀察開花時間;
B9的處理法,從幼苗(或芽露出地面)開始,進行葉面噴灑不同濃度的B9。每隔15天噴一次,共噴4次,測量花芽數與開花率,測定花球高、花朵數、花期等數據。
由於應用矮壯素、多效唑和烯效唑等植物生長延緩劑,可有效控制花卉苗木的株高和株型,降低花梗高度,這一技術可以應用於株型整飾,在這暫不做研究。 生長調節劑 GA3 濃度(㎎/㎏) 10 20 30 乙烯利 3 5 8 B9 300 600 900 自然 b:溫度處理
溫度是植物成花的必要因素,主要體現在:(1)促進或抑制植物花芽分化與發育;(2)打破或延遲植物休眠;(3)低溫誘導成花;(4)超高溫抑制開花。此處我們主要研究低溫對花芽分化的促進作用。
由於對姜科花卉所需的誘導花芽分化的低溫不清楚,這里我們參考其他熱帶花卉低溫誘導的條件和四種姜科花芽分化大概時間時的自然最低溫度,適當設置低溫和誘導時間來探索適於我們引種的花卉。這里,我們設置成花所需要的適宜環境條件為①晝溫控制在25℃以下,夜溫控制在6~14℃;②保持70%~80%的相對空氣濕度;③光照適宜,保持環境通風良好,在此環境條件下,設計夜間低溫6~14℃,作用時間分別為30、40、50天。作用結束後,將處理過的根莖種植,並觀察記錄其生長發育情況。
作用天數(d) 30 作用溫度(℃) 6 3株 3株 3株 40 50 0 株數(株) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 10 14 自然 c:水肥處理
3株 3株 3株 3株 3株 3株 3株 3株 3株 絕大多數觀賞植物只有在經過一段水分虧缺後,才能更為迅速的分化花芽,而當花芽分化後,保證足夠的水分供應是觀賞植物開花的必要條件,因為當植株分化花芽後,如果出現水分虧缺就會導致花芽敗育。
當礦質營養供應不足時,花器官的形成受到抑制是一個普遍現象。當使用氮肥過多時,會明顯的促進營養生長,這時花芽的分化會更受到抑制;當使用磷肥過多時,則能促進很多植物的花芽分化;鉀施用過多能提高碳氮比,這樣會促使它們進入生殖狀態。
盆土中氮、磷、鉀比例以3:1:4為宜,適當加施鈣肥。定植時要施有機基肥,生長期每隔7~10d施一次追肥,追肥可用無機液肥或有機肥。盛花期減少施肥,花謝後停止施肥。施肥前盆土易稍干,以利肥水吸收。澆施肥水時避免濺在葉片上,否則易引起葉片腐爛,施肥後最好噴一遍清水。 d:播種期處理(重點做)
對於許多花卉,在了解其生長周期長短及合適的溫度、光照需求後,即可通過控制栽植期來調整花期。所以我們可以嘗試將這幾種姜科花卉在不同時期種植,來探討其生長機制,以便在實際生產中應用。
將野外採回的四種姜科花卉根莖放在光照培養箱中4℃冷藏處理,分別於3月、7月和9月初移栽到花盆中沙培。一周澆水一次(乾旱有利於花芽分化)。每隔一周詳細觀察記錄冷藏處理後和自然狀態下花芽、葉芽分化生長變化過程並拍照。包括花芽或葉芽的長度、直徑等。 處理溫度 0-5℃ 種植時間(月) 3 7 9 自然 種植株數(株) 4 4 4 4 3.2.2 花芽分化過程的觀察(是否重點做?)
參照范燕萍(2004)紅球姜花芽發生和發育的研究,採用石蠟切片法 、掃描電鏡法觀察光果姜等花芽的形態發生和結構發育過程,即觀察從花芽開始分化,苞片原基至心皮原基形成這一階段,了解、掌握光果姜等花芽分化規律,這是調控花期、保證花質量與數量以及確定採收期的基礎。
3.2.3影響花芽分化完成至成花這一階段的影響因素
a:激素處理
植物生長物質對觀賞植物開花的作用十分明顯,在花芽分化前植株體內的生長素含量較低,而當植株開始分化花芽後,其體內的生長素濃度水平明顯提高;赤黴素對花蕾的膨大以及提前開放都有明顯作用;脫落酸能明顯抑制某些觀賞植物的花芽形成;細胞分裂素對很多植物的開花均有促進作用;生長延緩劑多用來控制在萌芽期快速生長的園藝植物,抑制株高,促進分生側枝和花芽分化,使植株緊密圓整,花朵繁茂;乙烯對開花的促進已廣為人知,但作用階段為花芽分化,故在此不做研究。此處以促進分化明顯的GA3和生長延緩劑CCC來處理植株。在花芽分化完成後,對花葶頂端進行一周一次或兩次的塗抹或噴霧處理,與自然對照觀察開花提前或延後天數,以及花蕾數量、大小等的比較。
由於植物生長調節劑具有兩重性,若使用不當,往往會起到相反的作用,甚至造成重大損失。因此,在花卉栽培中使用時應先進行試驗摸索,對調節劑的種類、施用劑量、濃度、使用時間、應用部位以及使用時的環境條件等都要嚴格控制,通過試驗找到最佳方案,才能取得最佳效果。由於此次所採集的材料有限,以及材料生長期長,根據所看資料設置以下濃度。 生長調節劑 GA3 濃度(㎎/㎏) 200 400 600 CCC 1000 2000 3000 自然 b:溫度處理
對花芽分化完成的健康苗進行不同時間長度的低溫濕藏處理,即澆足水,然後放置到不同溫度冷庫中進行處理,時間分別為1周、2周、3周,每個處理4盆(每盆種1株,以下同),處理完畢後移入溫室15℃~25℃,與自然對照觀察開花提前或延後天數,以及花蕾數量、大小等的比較。。
作用天數(周) 1 作用溫度(℃) 2 4 4株 4株 4株 4株 4株 4株 2 3 0 株數(株) 4 4 4 4 4 4 4 6 自然
四、結果
4株 4株 4株 4株 4株 4株 1、通過實驗觀察、記錄和實驗數據的分析,確定各影響因素對花芽分化的影響程度,並在實際生產中應用。
2、通過石蠟切片、掃描電鏡觀察花芽分化的形態發生和結構發育過程,撰寫對光果姜等花芽發育過程的理論研究。
3、通過實驗確定各影響因素的促進或抑制開花的程度。
光果姜和紅球姜的組織培養(重點做)
按照常規方法,劉盼盼跟朱老師的一個學生做。
《探索土地被侵蝕的因素》教學設計
一、教學目標
1.科學概念:
①坡度的大小、有無植物覆蓋、降雨量的大小等會影響土地被侵蝕的程度。
②侵蝕在不斷地改變地表的地形地貌,也會使土地流失,影響我們的生產生活。
③保護森林、退耕還林可以減少土地的侵蝕。
2.過程與方法:
①在交流的過程中,反思和修改實驗方案中不合理的地方。
②按照已定的實驗方案進行實驗操作,認真觀察實驗現象。
③根據實驗結果,分析「土地坡度的大小」「有無植物覆蓋」「降雨量的大小」
壤侵蝕的影響。
3.情感、態度、價值觀
①認識對到保護生態環境的重要性。
②關注有關洪水帶來的災害,及人們採取什麼措施預防等相關信息。
二、教學重難點
重點:交流實驗設計方案和按計劃進行實驗操作。
難點:實驗方案的進一步完善,使之更科學、合理。
三、教學准備
分組實驗准備:濕潤、混有少量沙石的土、有植物生長的土、一側開有孔的長方形水槽、報紙、塑料薄膜、小鏟子、降雨器(兩種飲料瓶,瓶底上分別扎大孔、小孔)、不同高度的墊高材料、水、接水容器。
四、教學過程
一、引入課題
上節課,我們各小組已經制定了雨水對土壤的侵蝕程度和什麼因素有關的研究計劃,今天我們就來實施這些計劃,進行實驗操作,來探索土地被侵蝕的因素都有哪些。(板書課題《探索土地被侵蝕的因素》)
二、交流、討論實驗方案
1.大家已經結合自己的三種猜測,制訂了各自的實驗方案。提問:你們打算做哪一種實驗呢?(學生交流)
2.我們一起來看看,老師為同學們准備了哪些器材?學生觀察,知道本節課依然可以採用上節課的實驗器材來進行實驗。
3.為保證實驗的科學性,我們必須先要討論實驗方案。(利用展示台展出一個小組的實驗方案)。老師介紹:這個小組選擇的課題是土地上有無植物覆蓋對侵蝕的影響。根據生活經驗,他們推測:如果有植物覆蓋,土地受侵蝕的程度小;如果沒有植物覆蓋,土地受侵蝕的程度大。這個小組採用的是對比實驗,設置了實驗組和對照組。提問:實驗中要控制什麼條件?不控制什麼條件?
(學生回答:兩組的地形應是一樣的;噴水器的高度是一樣的;噴水的量要相同;噴水的時間要相同……唯一控制的是實驗組的土壤上無草皮,對照組的土壤上有草皮。)
4.提問:實驗中,我們通過哪些現象來判斷土地侵蝕的程度大小?
(師生一起交流得出:通過觀察實驗盒中土地的變化和用容器接住的徑流的渾濁程度來判斷。)
5.各小組修改或完善實驗方案。修改時要思考:在實驗中我們還要注意什麼問題?(學生完善實驗方案,老師巡視指導)。
6.集體交流。請兩個小組展示實驗方案。師生進行補充,尤其要明確實驗中變數與不變數的問題。
7.實驗過程中,我們還有那些要注意的問題呢?(老師利用課件,對實驗中的一些要求和注意事項進行強調。)
三、探索侵蝕的實驗
1.各小組根據研究方案,利用提供的實驗器材,准備實驗。
2、學生進行實驗,認真觀察並記錄實驗中的現象,教師巡迴指導、點撥。(實驗時間相對預留充分一些)
3.小組交流:實驗中我們看到了什麼現象,這些現象說明了什麼?
4.全班交流匯報,教師根據學生回答隨機板書:(降雨量大、無植物覆蓋、土地的坡度大)
5.小結:通過實驗,我們了解到土地被侵蝕的程度和以上因素有關。
四、拓展延伸
1.剛才我們進行了探索侵蝕的實驗,由此我們可以推測在自然界中什麼地方的土地最容易發生侵蝕呢?學生回答。
2、教師出示「黃河濁浪」、「舟曲特大泥石流災害」等相關圖片和錄象,讓學生說說為什麼會發生這樣的現象?侵蝕會給我們帶來什麼樣的災害?
3、我們通過哪些措施可以減少侵蝕?學生討論交流,老師板書:(保護森林、退耕還林)
4、總結:
①通過學習,你有什麼收獲?學生談自己學習的感受
② 師述,下雨是一種不可避免的自然現象,流水對土地的侵蝕作用也是不可避免的,但如果我們人類都來保護我們的自然環境,植樹造林,退耕還林,科學合理使用土地,減少土地被侵蝕的程度,我們的生活就會更加幸福美好!
附:板書設計
探索土地被侵蝕的因素
降雨量大
無植物覆蓋
土地的坡度大
保護森林 退耕還林
❹ 簡述光周期現象如何誘導成花
- 1、短日照處理
短日照花卉,在長日照季節,只要在它們生長健壯之後,用人為的方法使全植株每天光照只8~10h,經過一定時間就能開花。此外,在遮光處理時應正常澆水、施肥,並注意控制溫度,不宜過高,如超過30℃,有的種類開花會不整齊,甚至形不成花蕾。
2、長日照處理
此項措施多用在冬天日照短的季節,使長日照花卉開花。方法是用電燈補充光照,但冬天溫度低,一定要配合提高溫度,才能生效。
3、光暗顛倒
對本來夜晚開花的花卉,給予日光照顛倒,也能使其白天開放。
4、光質
此外,光質對花卉的影響也較大。在陽光充足的地方,花卉形態矮小,葉綠素增加,體內花青素、胡蘿卜素、維生素C豐富,花色非常艷麗。很多陰性花卉所處自然環境大都陰暗、潮濕,只有散射光,或光譜中短波成分很少,則花卉的葉色青翠嫩綠,花朵的色澤遠不如陽性花卉那樣奼紫嫣紅。可以通過人為調整和改善光質,使花卉正常生長發育。 - 5
❺ 低溫對花誘導
A、溫度在生態系統中屬於物理信息,A正確;
B、根據題干信息「萌發的種子通過低溫處理後,能加速對花的誘導,可促使其提前開花和成熟」可知,信息的傳遞對植物的生長發育起重要作用,B正確;
C、信息傳遞在農業生產中能夠提高農產品和畜產品的產量,C正確;
D、影響春小麥生長發育過程的信息除了溫度,還有其他因素,D錯誤.
故選:C.
❻ 溫度對花卉生長發育有哪些影響
植物的生長發育與溫度關系十分密切,其中溫度主要指空氣溫度、土壤溫度和葉表溫度。花卉生長發育所需要的溫度條件與其原產地及品種特性有關。溫度對花卉生長發育的影響主要有以下幾個方面。
(1)溫度影響花卉的休眠與萌發。
包括影響種子、球根和宿根花芽休眠與萌發。
影響種子的休眠與萌發。任何花卉種子萌發都需要一定適宜溫度,有的范圍寬些,有的窄些。有些花卉種子需要低溫處理打破其休眠。秋播花卉,要在溫室中促成栽培,有些種類需要低溫處理種子後,方可開花。
影響球根休眠與萌發。夏季低溫處理(冷藏)可以使鬱金香、水仙、百合等一些秋植球根花卉在冬季提前萌動。大麗花、唐菖蒲等春植球根花卉需要較高的溫度才能萌發生長。
影響宿根花芽的休眠與萌發。每年秋末溫度高低影響休眠的早晚,早春溫度高低影響萌動早晚,都會影響花期。
(2)溫度影響花卉生長過程(營養生長)。
花卉的營養生長過程包括莖伸長,側芽萌發,節間伸長,發葉多少等,這些都需要適宜的溫度。溫度對生長的影響主要是通過對生理代謝的影響發生,如溫度影響光合、呼吸、蒸騰、物質吸收及轉運等。
最適溫度是花卉生長發育需要的溫度。在一定的溫度范圍,花卉才能正常生長,這個范圍因花卉種類和生長階段而異,有些花卉及一些生長發育階段較窄,而有些花卉及一些生長發育階段則相對寬一些。在適宜溫度條件下,生長發育最快,過高或過低的溫度都會影響花卉的生長發育,超出一定溫度甚至會造成該花卉的死亡。需要注意的是,最適溫度不是固定不變的,隨影響花卉生長發育的諸環境因子的相互作用而變,隨季節和地區而變,隨多年生花卉的年齡及不同的生長發育階段而變。花卉生長的最適溫度是使花卉健壯生長,有較好的抗性,有利於後期開花良好的溫度。
氣溫與地溫。一般花卉生長發育存在最適的氣溫與低溫差異。有少數花卉要求一定的地溫,如紫羅蘭、金魚草、金盞菊的一些品種,以低溫15℃最適宜。一般來說,較高的低溫有利於根系生長和發育。大多數花卉對氣溫與地溫差要求沒有這樣嚴格,在氣溫高於地溫時即可生長。
晝夜溫差。原產於溫帶的花卉要求最適晝夜溫差,而原產於熱帶的花卉,如許多觀葉植物則在晝夜溫度一致的條件下生長最好。
(3)溫度影響花卉發育過程。
包括花芽分化、花芽伸長、開花、結實、果實成熟。
花芽分化。花的發生和花芽分化都需要一定的溫度,不同原產地的花卉或不同特性的品種,要求的溫度不同。一年生花卉、宿根花卉中夏秋開花的種類、球根花卉的大部分種類,在較高的溫度下進行花芽分化。春植球根花卉在夏季生長季節進行花芽分化;而秋植球根花卉在夏季休眠期進行花芽分化。還有一些花卉,如中華紫菀、金光菊在高溫誘導下成花。相反,有些花卉需要在低溫條件下花芽分化,如金盞菊、雛菊、小蒼蘭、石斛屬和卡特蘭屬花卉。原產溫帶中北部各地的高山花卉,需要在20℃以下的涼爽條件下進行花芽分化。二年生花卉、宿根花卉中早春開花的種類,需要通過一段時間的低溫才能成花。這種低溫對植物成花的促進作用稱為春化作用。感受10℃的低溫數天後才能成花,如果沒有低溫條件或低溫時間不夠,則不能開花。如紫羅蘭,一般品種是在葉子8~10枚,20天左右的10℃下低溫通過春化。
花芽伸長。大多數花卉花的發生、花芽分化和花芽伸長最適溫度差別不是很大。但是秋植球根類花芽分化最適溫度與花芽伸長最適溫度常常不一致。如鬱金香花芽分化適溫為20℃,花芽伸長適溫為9℃;風信子花芽分化適溫為25~26℃,花芽伸長適溫為13℃。
花色及花期。溫度對花色的影響,有些花卉表現明顯,有些不明顯。一般花青素系統的色素受溫度影響變化較大。如大麗花在溫暖地區栽培,即使夏季開花,花色也暗淡,到秋涼氣溫降低後花色才艷麗。再如冷寒地區栽培的翠菊、菊花等花卉,色彩一般比溫暖地區栽培的色彩艷麗。一般情況下,較低的溫度有利於已盛開的花卉延長花期。
❼ 植物開花的因素
1、生理因素。每一類花卉植物的花芽分化都有特定的要求。有的花芽一年內多次分化,有的為夏秋分化類型,花芽每年只分化一次。有的為冬春分化類型,花芽每年分化一次。有的為當年分化類型,於當年生枝的新梢或花莖頂端形成花芽,在夏秋開花。掌握了每種花卉植物的花芽分化特徵,在花芽分化期應盡量滿足其生長發育的條件,促使花芽盡量分化。
2、水肥因素。在花卉生長期間水肥過量,易引起枝葉徒長,影響花芽形成,導致不開花或少開花,即使能開花也易落花,落果。一般在偏施氮肥,而又缺乏磷鉀肥的情況下,會影響花芽形成。故此,在花芽分化期要注意增施含磷鉀肥的肥料或噴施磷酸二氫鉀液。同時,孕蕾期施肥過濃,澆水忽多忽少,極易造成落花落蕾。
3、溫度因素。花卉的葉芽在向花芽轉變之前對環境反應非常敏感,適宜的環境條件能誘導開花,稱為成花誘導作用。根據成花誘導所需溫度的不同,可分為三種類型。
4、光照因素。一般來說,從春至夏、秋到冬,各種盆花都需加強光照,進行光合作用。但在夏季高溫階段應盡量避免陽光直射,應將盆花置於陰涼通風處養護,讓其在早晚略見陽光。但在寒露以後,無論是喜陽還是喜陰花卉,均要進行全日照,使植株生長健壯,增強抗寒、抗旱能力。
5、土壤因素。大多數花卉喜酸性土壤或中性土壤,而怕鹽鹼,即使是耐鹼性土壤的花卉,PH值也只能在7、5左右,鹼性過高,影響開花結實。再如喜酸性的花卉山茶,杜鵑等,栽培土壤PH值以5、5為宜,若是PH值在4,酸性太大,施磷肥就會失去肥效,有礙花芽分化。應根據各種花卉的生態習性配好盆土,利於花卉生長。
6、插條因素。無性繁殖的插條,都必須從進入生殖期的成年母樹的樹梢部位截取,因為這些枝條為生殖枝,所繁殖幼苗可在當年開花。若用營養生長枝扦插,雖然新株生長健壯,但當年會無花可開。