Fotoperiodizmo poveikis augalų vystymuisi: Garner ir Allard (1920)

Fotoperiodizmo poveikis augalų vystymuisi: Garner ir Allard (1920)!

Fotoperiodų ar šviesos valandų (ir tamsių laikotarpių) kasdienio poveikio augalų augimui ir vystymuisi, ypač žydėjimo, poveikis vadinamas fotoperiodizmu. Fotoperiodizmą pirmą kartą tyrė Garner ir Allard (1920).

Jie pastebėjo, kad „Maryland Mammoth“ tabako veislę vasarą galima padaryti gėlėmis, sumažinant šviesos valandas dirbtiniu tamsinimu. Tai galėtų būti daroma vegetatyvine žiemą, suteikiant papildomą šviesą.

Remiantis fotoperiodiniu atsaku į žydėjimą, augalai buvo suskirstyti į šias kategorijas:

a) Trumpos dienos augalai (SDP):

Jie gėlės, kai fotoperiodas arba dienos trukmė yra mažesnė nei kritinis laikotarpis. Dauguma žieminių žydinčių augalų priklauso šiai kategorijai, pvz., Xanthium (Cocklebur), Chrysanthemum Cosmos bipinnatus, Aster, Dahlia, Ryžiai, Cukriniai, Braškės, Bulvės, Tabakas, Sojų pupelių veislės.

b) ilgo dienos augalai (LDP):

Šie augalai gėlių, kai jie gauna ilgus fotoperiodus arba šviesos valandas, kurios yra virš kritinio ilgio, pvz., Henbane (Hyoscyamus niger), kviečiai, avižos, cukriniai runkeliai, špinatai (spinacea oleracea), ridikėliai, salotos.

c) trumpalaikiai augalai (S-LDP):

Augalams reikalingi trumpi fotoperiodai, skirti žydėjimo pradžiai ir ilgiems žydėjimo fotoperiodams.

Paprastai jie žydi tarp pavasario ir vasaros, pvz., Campanula terpė, Petkus veislė rugių.

d) ilgi trumpi dienos augalai:

(L-SDP). Augalams reikia ilgų fotoperiodų, skirtų žydėjimo pradžiai ir trumpiems žydėjimo fotoperiodams. Augalai žydi tarp vasaros ir rudens, pvz., Bryophylum, Cestrum.

e) tarpiniai augalai (IP):

Augalai žydi per tam tikrą šviesos valandų diapazoną. Žydėjimas neįvyksta virš ir žemiau šios ribos, pvz., Laukinių pupelių.

f) natūralūs arba nenustatyti augalai (DNP):

Augalai gali žydėti ištisus metus, pvz., Pomidorai, pipirai, agurkai, žirnių veislės, saulėgrąžos, kukurūzai, medvilnė ir kt.

Tamsūs laikotarpiai (Skotoperiods):

Trumpi dienos augalai taip pat vadinami ilgais naktiniais augalais, nes jiems reikalingas tęstinis arba kritinis tamsus laikotarpis. Jei augalas yra veikiamas net šviesos blykste (raudona, paprastai 660 nm), kol pasiekiamas kritinis tamsus laikotarpis, žydėjimas neleidžiamas (Hammer ir Bonner, 1938). Tai vadinama šviesos pertraukos reakcija. Tačiau raudonos šviesos efektą galima išvengti nedelsiant suteikiant tolimą šviesą.

Raudona, tolima raudona ekspozicija rodo, kad augalų atsakas nustatomas pagal paskutinę ekspoziciją. Todėl aišku, kad fotoperiodinį atsaką tarpininkauja fitochromas, kuris rodo grįžtamąjį raudonojo (660 nm) ir tolimojo raudonos (730 nm) bangos ilgio pokytį.

Šviesos ekspozicija tamsos metu netrukdo žydėti ilgų augalų. Veikiau skatina žydėjimą. Jie taip pat ateina į gėlę alternatyviais trumpais ir vis dar trumpesniais tamsiais laikotarpiais. Ilgas dienas augalai gali gėlėti net ir esant nuolatinei šviesai. Taigi ilgos dienos augalai taip pat vadinami trumpais nakties augalais.

Fotoperiodinis suvokimas:

Fotoperiodinį stimulą pasiima visiškai išsivysčiusi lapai (Knott, 1934). Šiam tikslui pakanka net vieno lapo ar jo dalies. Labai jauni ar pirmieji keli lapai paprastai yra nejautrūs. Vis dėlto, Pharbitis nil ir Chenopodium rubrum, net ir vienuoliai gali suvokti stimulą.

Fotoperiodinis indukcija:

Paprastai tai įvyksta, kai augalas pasiekia tam tikrą minimalų vegetatyvinį augimą, pvz., 8 lapai Xanthium strumarium. Minimalus vegetatyvinis augimas suteikia augalui brandumo. Išimtis randama „Pharbitis nil“ ir „Chenopodium rubrum“, kur sodinukai gali būti fotografuojami netgi jų sėklidžių etape.

Minimalus tinkamų fotoperiodų skaičius, reikalingas indukcijai, skiriasi (pvz., Xanthium, Pharbitis) iki 25 (pvz., Plantago lanceolata).

Fotoreceptorius:

Cheminė medžiaga, suvokianti fotoperiodinį stimulą lapuose, yra fitochromas.

Mechanizmas:

Netrukus suvokus reikiamus palankius fotoperiodus, lapai sukuria cheminę medžiagą, kuri stabilizuojasi tamsoje. Tada jis perkeliamas į šaudymo viršūnę, kuri gamina gėles.

Cheminė medžiaga, skatinanti gėlių formavimąsi, pavadinta „florigenu“. Ji dar nėra nustatyta. Įkūrus eksperimentus nustatyta, kad žydėjimo stimulas gali prasiskverbti iš indukuoto augalo į nepageidaujamą augalą, net jei pastarasis auga nepalankiais fotoperiodais. Naujausias mąstymas apie cheminio stimulo pobūdį yra tai, kad jis yra visų augimo hormonų arba jų pirmtakų tipų kompleksas, nes vieno ar kito hormono tiekimas sukelia žydėjimą beveik visų rūšių augaluose.