春化作用
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春化作用(vernalization)
一般是指植物必须经历一段时间的持续低温才能由营养生长阶段转入生殖阶段生长的现象,我们把这一现象称为春化作用。
例如来自温带地区的耐寒花卉,较长的冬季和适度严寒,能更好的满足其春化阶段对低温的要求。低温处理对花卉促进开花的作用,因花卉的种类而异
春化低温对越冬植物成花的诱导和促进作用。冬性草本植物(如冬小麦)一般于秋季萌发,经过一段营养生长后度过寒冬,于第二年夏初开花结实。如果于春季播种,则只长茎、叶而不开花,或开花大大延迟。这是因为冬性植物需要经历一定时间的低温才能形成花芽。冬性作物已萌动的种子经过一定时间低温处理,则春播时也可以正常开花结实。春化作用一词即由此而来。冬性禾谷类作物(如冬小麦);二年生作物(如甜菜、萝卜、大白菜)以及某些多年生草本植物(如牧草),都有春化现象,这是它们必须等到翌年才能开花的基本原因。条件
温度和时间
低温是春化作用的主导因子,通常春化作用的温度为0~15℃,并需要持续一定时间,不同作物春化作用所需要的不同,如冬小麦、萝卜、油菜等为0~5℃,春小麦为5~15℃。一般的讲,植物春化作用需要的温度越低,需求的时间也越长。例如中国北纬33°以北的冬性小麦,要求0~7℃的低温,持续36~51天,才能通过春化,而北纬33°以南的品种,在0~12℃,经过12~26天,就可通过春化作用。冬性一年生植物(如冬小麦)对低温是一种相对需要,一般适当降低或延长春化作用时间,可缩短种子萌发至开花的时间。如不经历低温,延迟开花,而一些二年生植物对低温的要求是绝对的,不经历低温就不能开花,如甜菜。
水分
如果植物以萌动的种子形式通过春化作用,需要一定的含水量,如冬小麦已萌动的种子,含水量低于40%,就不能通过春化作用。干种子对低温没有反应,因此,植物不能以干种子形式通过春化。
氧气
充足的氧气是萌动种子通过春化作用的必需条件。在缺氧条件下,即使水分充足,萌动的种子也不能通过春化。这表明春化作用与有氧呼吸有关,即低温对花原基形成的诱导,需要有氧呼吸。
养分
春化作用需要足够的养分,将冬小麦种子去掉胚,将胚培养在含蔗糖培养基上,可通过春化作用,反之,培养基中无蔗糖,不能通过春化作用。
温度要求
对大多数需经低温才能开花的植物,1~2℃是最有效的春化温度,但只要低温持续时间足够长,-1~-9℃都有效。
其他条件
除低温外,春化作用还需要氧、水分和糖类(呼吸作用的底物)。干种子不能接受春化,种子春化时的含水量一般需在40%以上。离体胚在有氧、水分和糖类的情况下,才能起春化响应。
春化与光周期
很多二年生植物的成花,既要经过春化,又需要长日照。其中某些植物,春化与光周期两种效应可以互相影响或代替。如甜菜开花要求春化和长日,在长日下春化有效温度的上限可以提高;在连续光下,12~15℃也可开花。另一方面,春化时间延长,则在短日下也能成花。即春化与长日照二者可互相代替。成花不需低温的长日植物菠菜,经低温处理后,在短日下也能开花。