2.2光和碳素营养(4)
（二）光的性质与光周期的生态作用
1.光的波长与植物
绿色植物利用可见光区（380—760×10-3μm）中大部分波段进行光合作用，这部分辐射称为生理有效辐射，它恰好是能量较高的部分。各种色素吸收的光能波长不同。例如叶绿素a对蓝光吸收为对红光吸收的1.5倍，叶绿素b对蓝光吸收则为对红光吸收的3倍，它们对绿光都吸收很少。类胡萝卜素包括几种胡萝卜素和叶黄素均是黄色至红色的色素，它们仅仅吸收蓝紫光。因此植物含有的色素组成影响其对不同波长光能的利用。红光能促进叶绿素的形成，有利于植物的伸长生长。使用红光偏多的白炽灯和吸收紫外光的玻璃温室，就可能产生营养生长过盛现象。另据实验证明，红光有利于碳水化合物形成。强烈的紫外线对细胞原生质有破坏作用，主要是254—280×10-3μm波段最为突出，但到达地面的极少。高山植物所在地方空气稀薄尘埃少，大气透明度高，紫外线较多，高生长受抑制，茎节间缩短，组织分化加快，机械组织发达，加以土壤贫瘠、低温和大风影响，植株多呈莲座状或球状、匍匐状。海拔较低的地方紫外线影响较小，但生长素仍受短波光抑制，以致白昼生长速度常不及夜间。生长锥内生长素受侧方光线影响，在迎光一面生长素少于背光面，所以背光面生长快于迎光面，产生所谓植物向光运动。多雨使空气潮湿，多云雾生境的光质光量也对植物生长带来一定的影响。高湿配合高温的天气常引起枝叶过于茂盛推迟花期（即徒长现象），其原因之一是漫射长波光占优势。但茶叶生产以漫射光为宜，我国大部分茶区空气相对湿度全年平均多在80%以上，尤其春季可以达到90%以上，云雾多便减少对茶叶生长有害的直射光，增加漫射光比重，茶中纤维含量较少而柔嫩，茶素和蛋白质较多，因此，各地的云雾茶和高山茶成为优质名茶。
2.光周期和植物
各种植物开花季节很有规律，春桃秋菊各依定期，深受光照和黑夜时间长短变化制约，这称为光周期现象。美国学者加纳（Garner）与阿拉德（Allard）（1920）发现有些烟草在北温带夏季不开花，秋季不结实便被冻死，若保留在温室内长到初冬才开花结果，接着将这批种子种下去，到翌春四月又开花。这就表明当昼短夜长时它才能开花。用人为缩短夏天白昼时间（加罩黑布）方法，会使烟草夏季开出花朵。凡具有这种特性的植物称为短日（性）植物（每日光照8—12小时），如菊花、棉花、水稻、玉米、高粱等等（多为晚熟性作物）。另有些植物如小麦、甜菜、菠菜等，每天日照越长，开花越早（每日光照14小时以上），称为长日（性）植物。还有一些中日（性）植物，需要中等日照时间来形成花芽。另外也存在着对日照长短不敏感的植物，四季均可开花，称为中间性植物（这要排除过冷、过暗的影响）。每种或每个品种植物皆有一定临界光周期，光照时间达不到这一标准就不能形成花芽和开花，但完成光周期作用过程并不需要类似光合作用中那样的强光，如毒麦（Lolium）可以在150m远的100W灯泡照耀下满足长日照的需要。当日照持续越长时长日性植物发育加快，短日性植物则在昼长缩短时发育加快。短日性植物在暗期受闪光干扰引起间断，也不能正常开花。起源于北温带的植物大多属于长日性，突然引种到南方短日照条件下生长，常推迟或不能开花，只是在低温环境中，例如高山上才能形成花芽。短日性植物向北方扩大栽培时，可能到深秋才开花，但很快被冻死。
另一方面长日性植物从原产地向北方，短日性植物向南方引种，都可能发生缩短生长期现象，甚至植株很矮便开花结实影响产量。同是一种植物因其品种和原产地的不同，对光周期反应也不一样。例如大豆为短日性植物，广州的品种（龙角豆）在北京种植后要168天才开花，来自佳木斯的满仓金在北京只需36天便开花。前者来不及结籽就被冻死，后者没有长大就开花，收成也很差。对于光周期现象的内在原因，曾经有过多种推测，很多人发现蒙住叶子时，植物对光周期就不敏感。多年来流行存在着开花激素的设想，认为它在光照条件影响下，控制花芽分化，然而长期没能分离出实物。1959年分离出一种蓝绿色蛋白质，称之为植物色素（phytochrome），并发现它虽然在全株中含量很少但起激素（酶）作用。它以两种可以相互转化的状态存在于植物体内。一种最大吸收带为红光（660×10-3μm），称为P660。另一种吸收靠近可见光边缘的远红光（730×10-3μm），称为P730。P660在黑暗中稳定，如果接受红光（或白色全光）照射便转化为P730。P730受到它最敏感的远红光照射或者长期处于黑暗中便渐渐转化为P660。因此它又称光敏素。
1.光的波长与植物
绿色植物利用可见光区（380—760×10-3μm）中大部分波段进行光合作用，这部分辐射称为生理有效辐射，它恰好是能量较高的部分。各种色素吸收的光能波长不同。例如叶绿素a对蓝光吸收为对红光吸收的1.5倍，叶绿素b对蓝光吸收则为对红光吸收的3倍，它们对绿光都吸收很少。类胡萝卜素包括几种胡萝卜素和叶黄素均是黄色至红色的色素，它们仅仅吸收蓝紫光。因此植物含有的色素组成影响其对不同波长光能的利用。红光能促进叶绿素的形成，有利于植物的伸长生长。使用红光偏多的白炽灯和吸收紫外光的玻璃温室，就可能产生营养生长过盛现象。另据实验证明，红光有利于碳水化合物形成。强烈的紫外线对细胞原生质有破坏作用，主要是254—280×10-3μm波段最为突出，但到达地面的极少。高山植物所在地方空气稀薄尘埃少，大气透明度高，紫外线较多，高生长受抑制，茎节间缩短，组织分化加快，机械组织发达，加以土壤贫瘠、低温和大风影响，植株多呈莲座状或球状、匍匐状。海拔较低的地方紫外线影响较小，但生长素仍受短波光抑制，以致白昼生长速度常不及夜间。生长锥内生长素受侧方光线影响，在迎光一面生长素少于背光面，所以背光面生长快于迎光面，产生所谓植物向光运动。多雨使空气潮湿，多云雾生境的光质光量也对植物生长带来一定的影响。高湿配合高温的天气常引起枝叶过于茂盛推迟花期（即徒长现象），其原因之一是漫射长波光占优势。但茶叶生产以漫射光为宜，我国大部分茶区空气相对湿度全年平均多在80%以上，尤其春季可以达到90%以上，云雾多便减少对茶叶生长有害的直射光，增加漫射光比重，茶中纤维含量较少而柔嫩，茶素和蛋白质较多，因此，各地的云雾茶和高山茶成为优质名茶。
2.光周期和植物
各种植物开花季节很有规律，春桃秋菊各依定期，深受光照和黑夜时间长短变化制约，这称为光周期现象。美国学者加纳（Garner）与阿拉德（Allard）（1920）发现有些烟草在北温带夏季不开花，秋季不结实便被冻死，若保留在温室内长到初冬才开花结果，接着将这批种子种下去，到翌春四月又开花。这就表明当昼短夜长时它才能开花。用人为缩短夏天白昼时间（加罩黑布）方法，会使烟草夏季开出花朵。凡具有这种特性的植物称为短日（性）植物（每日光照8—12小时），如菊花、棉花、水稻、玉米、高粱等等（多为晚熟性作物）。另有些植物如小麦、甜菜、菠菜等，每天日照越长，开花越早（每日光照14小时以上），称为长日（性）植物。还有一些中日（性）植物，需要中等日照时间来形成花芽。另外也存在着对日照长短不敏感的植物，四季均可开花，称为中间性植物（这要排除过冷、过暗的影响）。每种或每个品种植物皆有一定临界光周期，光照时间达不到这一标准就不能形成花芽和开花，但完成光周期作用过程并不需要类似光合作用中那样的强光，如毒麦（Lolium）可以在150m远的100W灯泡照耀下满足长日照的需要。当日照持续越长时长日性植物发育加快，短日性植物则在昼长缩短时发育加快。短日性植物在暗期受闪光干扰引起间断，也不能正常开花。起源于北温带的植物大多属于长日性，突然引种到南方短日照条件下生长，常推迟或不能开花，只是在低温环境中，例如高山上才能形成花芽。短日性植物向北方扩大栽培时，可能到深秋才开花，但很快被冻死。
另一方面长日性植物从原产地向北方，短日性植物向南方引种，都可能发生缩短生长期现象，甚至植株很矮便开花结实影响产量。同是一种植物因其品种和原产地的不同，对光周期反应也不一样。例如大豆为短日性植物，广州的品种（龙角豆）在北京种植后要168天才开花，来自佳木斯的满仓金在北京只需36天便开花。前者来不及结籽就被冻死，后者没有长大就开花，收成也很差。对于光周期现象的内在原因，曾经有过多种推测，很多人发现蒙住叶子时，植物对光周期就不敏感。多年来流行存在着开花激素的设想，认为它在光照条件影响下，控制花芽分化，然而长期没能分离出实物。1959年分离出一种蓝绿色蛋白质，称之为植物色素（phytochrome），并发现它虽然在全株中含量很少但起激素（酶）作用。它以两种可以相互转化的状态存在于植物体内。一种最大吸收带为红光（660×10-3μm），称为P660。另一种吸收靠近可见光边缘的远红光（730×10-3μm），称为P730。P660在黑暗中稳定，如果接受红光（或白色全光）照射便转化为P730。P730受到它最敏感的远红光照射或者长期处于黑暗中便渐渐转化为P660。因此它又称光敏素。
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