Экология СПРАВОЧНИК
У растений длинного дня большая продолжительность дневного освещения действует в одинаковом направлении и на цветение, ускоряя его, и па образование углеводов, увеличивая их содержание. Однако процессы эти не связаны друг с другом, возникают каждый в отдельности под влиянием непосредственно действующего на них светового фактора. Следовательно, у растений длинного дня налицо лишь совпадение этих двух показателей — увеличения концентрации сахаров и ускорения цветения, а не закономерная связь между ними. Таким образом, количество растворимых углеводов и величина их отношения к количеству растворимых азотных соединений (С/N) ие обусловливают наступления цветения растений.[ . ]
Овощные растения заметно реагируют на продолжительность дневного освещения. Отдельные растения тропического происхождения ускоряют цветение при уменьшении длины дня. Такие растения называют растениями короткого дня. К ним относятся: соя, табак, огурец, фасоль, некоторые сорта помидоров. Растения из умеренных широт — шпинат, салат, редис и все двулетние — при коротком световом дне замедляют образование репродуктивных органов и, наоборот,— с увеличением длины дня ускоряют развитие. Их называют растениями длинного дня. Например, редис типичное растение длинного дня, при позднелетнем сроке сева, когда дни укорачиваются, долго не стрелкуется и образует корнеплод с плотной, стекловидной мякотью.[ . ]
Отношение растений к недостатку магния определяется природой растения. По данным М. М. Мазаевой [67], растения короткого дня — просо, чумиза, кукуруза, конопля, сорго и др. — более чувствительны к недостатку магния, чем растения длинного дня — овес, ячмень, горчица, люпин и др.[ . ]
Для многих растений важна не только интенсивность света, но и продолжительность светлого времени суток — определенный фотопериодизм. Размах отношения длительностей дня и ночи возрастает от тропиков к полярному кругу. Так называемым растениям длинного дня, обитающим в высоких широтах, для начала цветения нужен фотопериод больше 14-15 часов, тогда как тропическим растениям короткого дня — меньше 10-11 часов.[ . ]
У некоторых растений больший рост сочетается с ускоренным развитием, а меньший рост — с замедленным развитием (растения длинного дня). У других растений больший рост сочетается с замедленным развитием и меньший рост — с ускоренным развитием (растения короткого дня). Все эти сочетания становятся ясными, если посмотреть на рис. 6 и 7, па которых показано состояние растений горчицы и конопли па разной длине дня.[ . ]
Этим различием растений по их отношению к свету ; объясняется, например, почему некоторые растения и культуры на севере сильно сокращают свой вегетационный период и гораздо быстрее созревают,— очевидно, -это растения длинного дня. С другой стороны, мы знаем много примеров, когда южные растения, перенесенные на север (хотя бы летняя температура там была для них подходящая), опаздывают в свсем развитии и не успевают вызреть,— очевидно, это растения короткого дня.[ . ]
Некоторые высшие растения цветут при увеличении длины дня, их называют растениями длинного дня, другие зацветают при сокращении дня (когда он продолжается менее 12 ч) и называются растениями короткого дня. Животные также могут реагировать на длину дня. У многих (но далеко не у всех) организмов, чувствительных к фотопериоду, настройку биологических часов можно изменить экспериментальным изменением фотопериода. Цветоводам часто удается вызывать внесезонное цветение растений, изменяя фотопериод. Перелетные птицы в течение нескольких месяцев после осеннего перелета нечувствительны к фотопериоду. Видимо, короткие осенние дни необходимы для того, чтобы «перевести» биологические часы и подготовить эндокринную систему к реакции на длинные дни. Если после конца декабря искусственно увеличить длину дня, это вызовет последовательность явлений, обычно происходящих весной, — линьку, накопление жира, перелетное беспокойство и увеличение гонад. Физиология этой реакции у птиц сейчас довольно хорошо изучена (см. обзоры Фаряера, 1964, 1965а), но неясно, наступает ли осенняя миграция непосредственно под влиянием короткого дня или же здесь играют роль биологические часы, «заведенные» длинным весенним фотопериодом.[ . ]
В наших опытах были взяты растения короткого дня — перилла красная и растения длинного дня — горчица белая, шпинат Витофик, редис Ледяная сосулька и рудбекпя [Чайлахян, 1946а]. Постановке опытов предшествовала формовка растений. Оставленные па растениях 2—3 листа помещали в условия различного светоного режима и суммарный эффект действия листьев, получающих различные фотопериоды, учитывали по скорости репродуктивного развития верхушечной почки.[ . ]
Вводные пояснения. Реакция растений на длину дня, получившая название фотопериодизма, способствует их приспособлению к сезонным изменениям жизненно важных факторов внешней среды (температуры, влажности). У фотопериодически чувствительных растений длина дня влияет на вызревание древесины, переход почек к покою, время листопада у древесных и кустарниковых многолетников, вегетативное размножение и генеративное развитие у однолетних, двулетних и многолетних растений.[ . ]
Гиббереллины стимулируют рост растений, увеличивают в них содержание целлюлозы и растворимых углеводов. Ценное свойство этой группы соединений — стимуляция ими цветения растений длинного дня на севере, а также двулетних растений, часто цветущих под действием гиббереллинов в первый год. Они стимулируют также прорастание зерен ячменя при приготовлении солода и увеличивают образование в них амилазы.[ . ]
По степени отношения к световому режиму выделяют растения длинного дня, которые могут расти, цвести и плодоносить круглый год, темнота им совершенно не нужна. В средних широтах они (гортензия, глоксиния, сенполия, кальцеолярия, цинерария и т.д.) цветут с ранней весны, т. е. с наступлением длинного дня и короткой ночи, до начала осени.[ . ]
Чайлахян М. X., Самыгин Г. А. О роли листьев в фотопериодической реакции растений длинного дня//Докл. АН СССР. 1948.[ . ]
Таким образом, накопление сухого вещества и связанный с ним рост у одних растений совпадает с быстрым переходом к репродуктивному развитию; у других растений такого совпадения пет. Так, растения короткого дня — соя, просо, конопля и другие — с повышением продолжительности дневного освещения увеличивают накопление сухого вещества, усиливают рост, по задерживаются в цветении. Растения длинного дня — горчица, пшеница, люпин и другие — в условиях более длинного дня тоже повышают накопление сухого вещества и усиливают рост; одновременно с этим они быстро зацветают и переходят к плодоношению. Поскольку накопление сухого вещества и рост тесным образом связаны с фотосинтезом и первичными его продуктами — углеводами, эти сочетания роста и развития у разных растений сами по себе показывают, что цветение растений не находится в прямой зависимости от увеличения содержания углеводов в листьях, как думал Клобс [К1еЬэ, 1904].[ . ]
Продолжительность периода от посева или посадки до цветения у большинства растений сильнее зависит от светового периода (количество светлых часов), чем от интенсивности света и состава лучей. Растениям, цветущим обычно весной и осенью, требуется короткий день, то есть относительно небольшое число светлых часов в сутки. Растениям, цветущим летом, нужен длинный день. Первую группу растений называют растениями короткого дня, а вторую — растениями длинного дня.[ . ]
В 1977 г. Кандлер установил, что в условиях постоянного освещения ацетилхолин препятствует цветению растений длинного дня Lemna gibba, по в том же самом световом режиме ускоряет цветение короткодневного растения Lemna perpusilla. Это нашло подтверждение и для некоторых других видов растений.[ . ]
Специальная работа в этом направлении была проведена нами совместно с Л. П. Ждановой [Чайлахян, Жданова, 1938]. Опытными растениями служили просо Саратовское, конопля сорта Новгород-Северская, подсолнечник Кубанский 631, гюрилла и хризантема — растения короткого дня; подсолнечник Саратовский ранний — растение нейтральное к длине дня; горчица белая (Siliapis alba L.) и люпин еппин (Lupiniis angnslifolius L.) — растения длинного дня.[ . ]
С 1967 г. нами совместно с Л. И. Яниной была начата работа по экспериментальному изучению природы фотопериодической реакции длинно-короткодневных видов. Ниже приводятся результаты тех опытов, которые проводились по изучению влияния на цветение растений длины дня и гиббереллина [Чайлахян п др., 1968].[ . ]
Результаты опыта показали, что испытанные экстракты содержат гиббереллиноподобиыо вещества, причем их количество в экстрактах из листьев растений длинного дня больше, чем из листьев растений короткого дня.[ . ]
Культура арахиса до сих пор ограничивается у нас южными районами, а на севере арахис обычно запаздывает в развитии и редко вызревает, так как имеет длинный вегетационпый период. А мы только что видели, что длительность вегетации находится в полной зависимости от продолжительности светового дня. Мы можем заставить его цвести и плодоносить гораздо раньше и успеть созреть в течение северного лета, воздействуя теми же самыми приемами (укорачиванием рабочего дня), которыми мы заставляли редиску (растение длинного дня) задерживать свое развитие, и этим добиться ускорения цветения и плодоношения у пего.[ . ]
Изучение фотопериодической реакции при дифференцированном световом режиме отдельных листьев привело нас к установлению закономерностей в развитии побегов растений в зависимости от-взаимного положения короткодпевиого и длинно дневного листьев. Как и в опытах с дифференцированным световым режимом отдельных частей — половинок листа, у растения короткого дня — периллы — выявился факт резкого тормозящего цветение действия длипнодневиой зоны — целого листа, если он находится на пути между короткодневпым листом и верхушечной почкой. У растения длинного дня — горчицы такого рода своеобразный барьер, хотя и в мепее выраженной форме, создается при расположении короткодневного листа над длинно-дневным.[ . ]
Первые же работы Гарнера и Алларда внесли новое понимание в вопрос об отношении растительных организмов к свету и открыли новый путь исследованиям в этой области. Выяснился, казалось бы, простой факт, что растения в процессе эволюции приспособились не к свету вообще, т. е. к количеству лучистой энергии, а к его определенной периодичности (смене дня и ночи), соответствующей географической широте места происхождения растений. Гарнер и Аллард показали, что для перехода растений от вегетативного роста к репродуктивному развитию большое значение имеет соотношение суточной длительности света и темноты, т. е. длины дня и ночи. У одних растений увеличение длины дня ускоряет цветение и плодообразовапие (растения длинного дня), у других, наоборот, то же самое ускорение вызывает укорочение дня (растения короткого дня), и, наконец, некоторые растения оказываются нейтральными по отношению к длине дня.[ . ]
В юго-западной части района годовая сумма осадков составляет 650 мм, и безморозный период длится 150 дней. Сумма активных температур выше 10°С составляет 1700. 2000 °С, что создает благоприятные условия для получения высокой урожайности возделываемых растений длинного дня.[ . ]
Длиннодневиые и короткодпевные виды возникли из нейтральных, более древних по происхождению и неспециализированных. Специализация длиннодневных видов дала им огромные преимущества перед нейтральными в климатических условиях умеренных и северных широт. Растения длинного дня при коротком осеннем и зимнем дне не образуют цветочных стеблей и не цветут, а кустятся или образуют розетки, что способствует сохранению их под снежным покровом и служит, таким образом, приспособлением к перезимовке. Специализация коротко-дневных видов также дала им большие преимущества перед нейтральными в тропических и субтропических странах. Растения короткого дня в условиях длинного летнего дня не цзветут, а вегетируют и таким образом переживают жаркое и сухое лето тропиков и субтропиков или, наоборот, период проливных дождей. У промежуточных видов специализация дошла еще дальше — они имеют ограничения короткодневпых и длинно-дневных видов и зацветают только в узком интервале средних, длин дня.[ . ]
Всякий, кто разводил на грядах редиску на севере, знает, что весной редиска имеет сочный и вкусный корень, а чем ближе к лету, тем корень ее становится все хуже и хуже. Если ее посеять летом, то всходы редиски очень скоро начинают идти в стебель и не образуют хорошего корня. А между тем на юге,-например в Закавказье, редиску выращивают целое лето, при этом корни все время получаются крупные, сочные и растения долго не идут в стебель. Основная причина та, что редиска — растение длинного дня и ускоряет свое развитие в летние длинные дни на севере. Она раньше начинает цвести и плодоносить, прекращая образование корня, а на юге при коротком дне задерживает выход в стебель и продолжает образовывать корень.[ . ]
Источник