春化作用的应用

在上一篇植物营养基础知识大全1(图文并茂)中介绍植物生长五大要素之一的温度时,我们提到一个名词“春化”,今天我就给大家做下简单介绍以及它在农业生产上的应用 。
“温”:温度的高低对于植物的生长影响很大,原生于温带地区的植物,可以忍受低温,但不耐高温 。反之,原产于热带的植物 , 可以抗热抗高温,但不耐低温 。每一种植物都有它最理想的生长适温 。温度的高低也会影响开花 , 植物的花芽分化有的需要较低的温度,有的需要较高的温度 , 而且温度要有变化,才能顺利开花 。在种植过程中一些植物需要经过一段低温时期,才能促进花芽分化,这种现象称为春化作用 。
春化作用: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 。
春化作用的原理:
对温度的要求:对于大多数需要经过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 。
【春化作用的应用】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 。如不经历低温菊花是短日照植物吗,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 。
除低温外,春化作用还需要氧气、水分、糖类(呼吸作用的底物) 。干种子不能接受春化 。
(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,反之菊花是短日照植物吗,培养基中无蔗糖,不能通过春化作用 。种子春化时的含水量一般需要在40%以上 。

春化作用的应用

文章插图
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照,在长日照下春化有效温度的上限可以提高 。在连续光下,12-15℃也可以开花 。另一方面,春化时间延长,则在短日照下也可以成花 。即春化与长日照两者可以互相代替 。成花不需要低温的长日照植物菠菜,经低温处理后 , 在短日照下也能开花 。
春化具有可逆性 , 春化作用在未完全通过前可因高温(25~40℃)处理而解除,称为脱春化 。脱春化后的种子还可以再春化 。有的植物在春化前热处理会降低其随后感受低温的能力,这种作用称为抗春化,或预先脱春化 。
春化具有一定的严格程度,许多二年生植物(如甜菜、萝卜、胡萝卜、天仙子等)必需经一定天数的低温才能成花,否则一直处于营养状态 。而许多一年生植物成花对低温的要求则不是绝对的 。例如黑麦湿种子经几周低温处理,于7周后开花;而不经低温处理也能开花,只是开花时间延至14周以后 。
春化的作用机理也一直被专家学者研究 。春化后植物体内可能产生一种传递春化状态的物质,称为春化素 。但是春化素的提取和分离一直不成功 。
春化过程中,感受低温的部位分生组织中的RNA和蛋白质含量增加,代谢也发生顺序性变化 。春化效应还可经细胞分裂传递给子细胞 。赤霉素处理能使许多冬性一年生植物和二年生植物(如天仙子、胡萝卜、甘蓝、萝卜等)不经低温而抽薹成花 。菊、延龄草等多种植物经春化后赤霉素含量增加 。而且用赤霉素生物合成的抑制剂处理植株 , 会抑制春化作用 。以上现象提示赤霉素在春化中起作用 。但另一些植物的情况相反 , 因而难以做统一解释 。
春化作用机理:春化作用分2个阶段 。
a.春化作用的前体物质在低温下转变成不稳定的前体物质;
b.在20℃下,中间产物转变为热稳定的物质 , 即最终产物 。
农业意义:春化要求是植物成花对低温的响应 , 是影响植物物候期和地理分布的重要因素 。引种时需注意所引植物种或品种的春化要求 。对种子作春化处理,可以在春天播种冬小麦品种,在小麦越冬困难的北方寒冷地区有应用价值 。对于开花对品质不利的洋葱 , 在春季种植前高温处理越冬贮藏的鳞茎,以降低其感受低温的能力,可以防止在生长期中因通过春化而开花,从而得到较大的鳞茎 。
(1)人工春化处理 将萌动的冬小麦种子闷在罐中,放在0~5℃低温下40~50d,可用于春天补种冬小麦;在育种工作中利用春化处理,可以在一年中培育3~4代冬性作物,加速育种过程;为了避免春季”倒春寒”对春小麦的低温伤害,可对种子进行人工春化处理后适当晚播 , 使之在缩短生育期的情况下正常成熟 。
(2)调种引种 引种时应注意原产地所处的纬度,了解品种对低温的要求 。若将北方的品种引种到南方,就可能因当地温度较高而不能顺利通过春化阶段,使植物只进行营养生长而不开花结实,造成不可弥补的损失 。
(3)控制花期 如低温处理可以使秋播的一、二年生草本花卉改为春播,当年开花;对以营养器官为收获对象的植物,如洋葱、当归等 , 可用解除春化的方法,抑制开花 , 延长营养生长,从而增加产量和提高品质 。
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