Длиннодневные виды растений в основном произрастают
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 19.09.2024
Даже температура сама по себе - не исчерпывающий параметр: бывают очень холодные годы, бывают - теплые, бывают с непредсказуемой сменой холодных и теплых фронтов и т. д. Только одно постоянно из года в год - циклы освещенности. Они-то и стали для растений основой главной жизненной программы.
Пока долгота светового дня не достигнет определенной (так называемой критической) длины, растение не станет цвести. Если она будет превышена - тоже. Но ведь для получения плодов у плодовых овощей, таких как томат, огурец, перец и т. п., необходимо, чтобы в нужное время на растениях образовались цветки, и потому не знать или забывать об этой особенности никак нельзя.
Фотопериодическая реакция многих видов растений настолько точна, что разница между длиной периода освещенности, при которой растение зацветает и при которой цвести не станет ни за что, составляет всего пятнадцать-двадцать минут. При этом часто важна не абсолютная долгота светового дня, а именно сравнительная с днем предыдущим, будет ли он короче или длинней некоего критического периода.
По требованиям к световому режиму растения делятся на короткодневные, длиннодневные и нейтральные (которые, впрочем, на самом деле тоже не вполне нейтральны, но непосредственно на изменение длины светового дня, то есть периода получения растением солнечной энергии, не реагируют).
К растениям длинного дня (длиннодневным) относятся: капуста (почти все виды), пастернак, брюква, редька, редис, морковь, петрушка, лук, салат, щавель, шпинат, укроп, овощной горох, свекла, репа (сорта северного происхождения).
К растениям короткого дня (короткодневным) относятся: тыква, огурец, перец, баклажан, кукуруза, кабачок, патиссон, фасоль и отдельные сорта томата.
К нейтральным растениям относятся: арбуз, спаржа, а также некоторые сорта томата, огурца, гороха, фасоли, выведенные в умеренных и северных широтах бывшего СССР и районированные для соответствующих регионов.
Только в условиях продолжительного светового дня длиннодневные растения своевременно переходят к образованию генеративных органов, начинают раньше цвести и плодоносить. Короткодневные в некотором смысле менее требовательны - особый световой режим при их выращивании необходимо соблюдать лишь в начале их жизни (вегетации), а в дальнейшем они могут успешно развиваться и плодоносить в условиях длинного дня.
Фотопериодизм — реакция растений на изменение соотношения длины светового и темнового периода в течение суток — наиболее широко распространенное и хорошо изученное ритмическое явление, обусловливающее переход растений к размножению.
Со времени открытия фотопериодизма накоплен огромный материал по конкретизации реакции разных видов (преимущественно цветковых) на длину дня. Однако до сих пор явление фотопериодизма с точки зрения происхождения, эволюции, генетики и экологии недостаточно проанализировано. В. В. Скрипчинский выделяет следующие типы фотопериодизма: физико-химический (или актиноритмизм) и биологический (суточный, лунномесячный и сезонный).
Эти типы отражают процесс эволюции самого фотопериодизма. Физико-химический фотопериодизм присущ предбиологическому этапу эволюции жизни. С возникновением жизни вначале появляется суточный фотопериодизм (циркадные ритмы), затем лунномесячный (у обитателей литорали) и, наконец, сезонный (у наземных высших растений).
Выяснено, что практически все низшие и высшие растения так или иначе обладают фотопериодической реакцией, что выражается в изменении интенсивности роста, смене фаз развития и морфогенеза и т. д. в зависимости от длины дня. У водорослей она проявлялась в разной периодичности размножения, что совпадало с летними и осенними месяцами, когда наступало благоприятное чередование дня и ночи в течение суток (см. выше). У мохообразных гаметообразование шло как при длинном (маршанцевые и юнгерманиевые), так и при коротком (лиственные мхи) дне. У голосеменных с изменением длины дня меняются прирост и сроки наступления покоя. Изучение фотопериодизма у хвойных показало, что северные формы и расы интенсивнее растут при длинном, тогда как южные — при коротком дне. Среди представителей крупных таксонов цветковых обнаружены как короткодневные, так и длиннодневные виды, а также нейтральная группа. Поэтому можно сказать, что у таксонов крупного масштаба отсутствует строгая связь с определенным типом фотопериодической реакции. Это наводит на мысль о возможности ее относительно самостоятельной эволюции в пределах каждого таксона, т. е. у растений шла параллельная эволюция фотопериодической реакции. В пределах же вида разнообразие типов фотопериодической реакции значительно меньше, чем в пределах семейств и родов.
Фотопериодическая реакция связана не столько с систематической принадлежностью вида, сколько с зональным и широтным его распространением. Так, давно подмечена приуроченность растений короткого дня к низким, а длинного дня — к высоким широтам. Однако могут быть и исключения. Например, в высокогорной тропической зоне Анд произрастают растения, обладающие длиннодневной фотопериодической реакцией. При понижении температуры ночью наблюдается процветание растений длинного дня даже в горных условиях тропиков.
Элементарной таксономической единицей, обладающей однородной фотопериодической реакцией, ныне считают биотип. Накоплено много данных, свидетельствующих о строгой генетической обусловленности фотопериодической реакции, ее полигенной природе и передаче потомству при гибридизации. Например, при скрещивании линий арабидопсиса, отличающихся скороспелостью, расщепление F2 составило 3:1 при длинном дне, а при коротком — по срокам вегетационного периода появились промежуточные формы. Обычно гены, определяющие короткодневную реакцию, ведут себя как рецессивные. При этом расщепление может носить моно- и дигибридный характер. Длиннодневные формы доминируют над нейтральными при скрещивании. Обнаружены мутации по фотопериодической реакции. Нередко ее спонтанное изменение связано с полиплоидией.
Учитывая распространенность фотопериодической реакции у современных растений и ее биологическое значение, а также широтные и высотные особенности распределения растений по типу количественного и качественного варьирования данной реакции, В. В. Скрипчинский (1975) сделал попытку представить эволюцию фотопериодической реакции в геологическом прошлом. Автор указывает, что ввиду ограниченности материала о сезонных изменениях климата в начале палеозойской эры (кембрий и ордовик) трудно судить о фотопериодизме древнейших обитателей суши — лепидофитов. Первые растения суши, обитавшие в постоянных условиях (полуводные зоны теплых морей), вероятнее всего были нефотопериодического типа.
С началом процессов горообразования, уже в силуре, появляются высотные и широтные различия в климате. В этот период формируются климатические зоны — тропическая, субтропическая и умеренная. В Южнрй Африке и Южной Америке среди ископаемых девонских форм обнаружены холодолюбивые растения, а на Новой Земле и Таймыре — теплолюбивые формы. В девоне, когда появилась потребность в регуляции процессов роста и развития в связи с формированием климатических зон, фотопериодическая реакция растений усиливается. В карбоне предполагается возникновение всех ныне известных фотопериодических типов реакции, хотя во влажных тропиках и могли еще остаться нефотопериодические группы. Растения раннего карбона, распространенные в тропиках, обладали преимущественно короткодневной реакцией. Это способствовало вступлению их в период покоя перед началом сухих сезонов года. По мере проникновения растений в более высокие широты (карбон) появляются длиннодневные формы, которые использовали теплые и благоприятные сезоны года. С уменьшением зональности и сезонности климата (триас, ранняя юра) при отсутствии необходимости строгой регуляции развития могли появиться растения с нейтральным типом реакции на длину дня.
В общих чертах эволюцию фотопериодической реакции В. В. Скрипчинский (1975) представляет в виде следующей схемы:
Солнечный свет, достигающий поверхности Земли, — основной источник энергии для поддержания теплового баланса планеты, водного обмена организмов, создания и превращения органического вещества автотрофным звеном биосферы, что в конечном итоге делает возможным формирование среды, способной удовлетворять жизненные потребности организмов.
Биологическое действие солнечного света обусловливается его спектральным составом, интенсивностью, суточной и сезонной периодичностью. Сезонные и суточные изменения освещенности являются самыми точными часами, ход которых четко закономерен и практически не изменился в течение последнего периода эволюции.
Разные участки солнечного спектра неравнозначны по биологическому действию. Ультрафиолетовая часть характеризуется самой высокой энергией квантов и высокой фотохимической активностью. С помощью ультрафиолетовых лучей в организме животных осуществляется биосинтез витамина D ; Эти лучи лучше всего воспринимают органы зрения многих насекомых, у растений они оказывают формообразовательный эффект и способствуют синтезу некоторых биологически активных соединений (витаминов, пигментов),
Видимый участок спектра обусловил появление у растительных и животных организмов многих важных приспособлений. У зеленых растений сформировался светопоглотительный пигментный комплекс, с помощью которого осуществляется процесс фотосинтеза, возникла яркая окраска цветов, что способствует привлечению опылителей. Для животных особенно важна роль видимого света в пространственной ориентации, в регуляции многих физиолого-биохимических процессов.
Инфракрасные, или тепловые, лучи несут основное количество тепловой энергии. Тепловая радиация хорошо поглощается водой, количество которой в организмах довольно велико. Это приводит к нагреванию всего организма, что имеет особенное значение для холоднокровных животных (насекомых, рептилий и др.). У растений важнейшая функция инфракрасных лучей состоит в осуществлении транспирации, с помощью которой из листьев водяными парами отводится излишек тепла, а также в создании оптимальных условий для вхождения углекислого газа через устьица.
У растений, жизнедеятельность которых всецело зависит от света, возникают различные морфоструктурные и функциональные адаптации к световому режиму местообитаний. По требовательности к условиям освещения растения распределены на следующие экологические группы:
1. Светолюбивые (гелиофиты) растения открытых местообитаний, успешно произрастающие только в условиях полного солнечного освещения.
2. Теневыносливые растения характеризуются широкой экологической амплитудой к световому фактору. Лучше всего растут в условиях высокой освещенности, однако способны адаптироваться к условиям разного уровня затенения.
3. Теневые растения (сциофиты) произрастают только в затененных местах, а на открытых никогда не растут. Адаптация к затенению обычно сочетается с потребностью хорошего водоснабжения.
Фотопериодизм — важнейший сигнальный фактор, который регулирует и управляет ритмикой суточной и сезонной жизнедеятельности организмов.
В умеренном поясе свойство фотопериодизма служит функциональным климатическим фактором, определяющим жизненный цикл большинства видов. У растений фотопериодический эффект проявляется в согласовании периода цветения и созревания плодов с периодом наиболее активного фотосинтеза, у животных — в совпадении времени размножения с периодом обилия пищи, у насекомых — в наступлении диапаузы и выходе из нее. К биологическим явлениям, вызываемым фотопериодизмом, относятся также сезонные миграции (перелеты) птиц, проявление их гнездовых инстинктов и размножения, смена меховых покровов у млекопитающих и т. п. По необходимой длительности светового периода растения разделяют на длиннодневные, которым для нормального роста и развития необходимо больше 12 ч светового времени (лен, лук, морковь, овес); растения короткого дня — им нужно для зацветания не менее 12 ч беспрерывного темнового периода (георгины, капуста, хризантемы, амарант); нейтральные растения, у которых развитие генеративных органов происходит как при длинном, так и при коротком дне (бархатцы, виноград, флоксы, сирень, гречиха).
Растения длинного дня происходят преимущественно из северных широт, короткого — из южных. В тропическом поясе, где продолжительность дня и ночи мало изменяются на протяжении года, фотопериод не может служить ориентирующим фактором периодичности биологических процессов. Его заменяет чередование сухого и влажного сезонов.
Длиннодневные виды успевают дать урожай даже в условиях короткого северного лета. Образование большой массы органических веществ происходит летом в течение довольно длинного светового дня, который на широте Москвы может достигать 17 ч, а на широте Архангельска — более 20 ч в сутки..
Продолжительность дня существенно сказывается и на поведении животных. С наступлением весенних дней, длительность которых прогрессивно увеличивается, у птиц появляются гнездовые инстинкты, они возвращаются из теплых краев (хотя температура воздуха еще может быть и неблагоприятной), приступают к кладке яиц; теплокровные животные линяют. Сокращение длительности дня осенью вызывает противоположные сезонные явления: отлет птиц, некоторые животные впадают в спячку, у других отрастает плотный шерстный покров, образуются зимующие стадий у насекомых (несмотря на еще благоприятную температуру и обилие корма). В этом случае уменьшение длительности дня сигнализирует живым организмам о близком наступлении зимнего периода, и они могут заранее подготовиться к нему.
Благодаря этому появилась возможность искусственного регулирования развития животных и растений. Например, создание растениям, в теплицах, оранжереях или парниках светового дня длительностью 12—15 ч позволяет даже зимой выращивать овощные культуры, декоративные растения, ускорять рост и развитие рассады. Наоборот, затенение растений летом ускоряет появление цветков или семян позднецветущих осенних растений. Продолжением дня за счет искусственного освещения зимой можно увеличить период яйценосности кур, гусей, уток, регулировать размножение пушных зверей на зверофермах.
Огромную роль играет световой фактор и в других жизненных процессах животных. Прежде всего он является необходимым условием видения, их зрительной ориентации в пространстве в результате восприятия органами зрения прямых, рассеянных или отраженных от окружающих предметов световых лучей. Велика информативность для большинства животных поляризованного света, способности различать цвета, ориентироваться по астрономическим источникам света в осенних и весенних миграциях птиц, в навигационных способностях других животных.
Богданова, Т.Л. Справочник по биологии/ Т.Л. Богданова [и д.р.]. – К.: Наукова думка, 1985.- 585 с.
Фотопериодическая реакция многих видов растений настолько точна, что разница между длиной периода освещенности, при которой оно зацветает и при которой цвести не станет ни за что, составляет всего пятнадцать — двадцать минут. При этом часто важна не абсолютная длина светового дня, а именно сравнительная ко дню предыдущему, будет ли он короче или длинней некоего критического периода.
Декоративные растения по-разному относятся и к продолжительности освещения. По отношению к длине дня все высшие растения делят на три группы.
1. Растения короткого дня (короткодневные) . Это, как правило, растения тропического и субтропического пояса. Цикл развития они проходят при укороченном дне.
К растениям короткого дня относятся амарантус, георгины, канны, космея, настурция, перилла, пуансеттия, хризантема, сальвия и др.
2. Растения длинного дня (длиннодневные) . Большей частью это растения умеренного пояса и более северных широт. Некоторым из них требуется продолжительный день, а еще лучше они растут и цветут при беспрерывном освещении. К растениям длинного дня относятся анютины глазки, астры, василек, гайлардия, гипсофилла, гладиолус, гортензия, дельфиниум и др.
3. Нейтральные растения зацветают при любой продолжительности дня. К ним относятся аспарагус, ахирантес, лилия, наперстянка, нарцисс, пеларгония, подсолнечник, тагетес эректа, тюльпан, цикламен, цинния.
*Короткодневные растения цветут весной или (иногда — и) осенью, длиннодневные — летом.
*Растения, находившиеся в условиях длинного дня, имеют более высокие стебли, чем растения в условиях короткого дня.
Хризантемы - осенние цветы. Конец августа, сентябрь, в южных краях и октябрь - время пышного цветения хризантем. День - на убыль, хризантема - в цвет. Значит, короткодневный цветок.
Когда-то считалось короткодневным, а сейчас столько сортов, что всё перепуталось. Дарённые мне в прошлом году на 8 марта домашние хризантемы, я высадила на клумбу, пошли в рост, бутонов было не счесть, но не успели зцвести . Выкопала и на подоконник- цвели всю зиму и до сих пор цветут, потеплеет, обрежу и опять в сад.
Хризантема – растение короткого дня, хорошо реагирующее на понижение ночной температуры. Цветение хризантем обильное, может продолжаться с конца лета до поздней осени. Чтобы кустик хризантемы был более компактным, его рекомендуется прищипывать для увеличения кустистости за счет роста боковых побегов. Если вы хотите получить более крупные цветки, можно выщипывать бутоны, оставляя на кусте всего несколько штук.
хризантемы относятся к растениям короткого дня. Т. к. только при короткой длине светового дня у них вырабатывается гормон цветения, ну, и как следствие, зацветают при коротком дне.
Хризантемы относятся к короткодневным растениям, , т. к. они зацветают осенью, при длине дня менее 15 часов.
Хотя сроки цветения у них разные и объясняются тем, что для образования и нормального развития бутонов разным сортам нужен различный по длине, но обязательно короткий световой период, сменяемый периодом темноты.
Читайте также: