春化(vernalization)低溫對越冬植物成花的誘導和促進作用。冬性草本植物(如冬小麥)一般於秋季萌發,經過一段營養生長後度過寒冬,於第二年夏初開花結實。如果於春季播種,則只長莖、葉而不開花,或開花大大延遲。這是因為冬性植物需要經歷一定時間的低溫才能形成花芽。冬性作物已萌動的種子經過一定時間低溫處理,則春播時也可以正常開花結實。春化作用一詞即由此而來。冬性禾穀類作物(如冬小麥);二年生作物(如甜菜、蘿蔔、大白菜)以及某些多年生草本植物(如牧草),都有春化現象,這是它們必須等到翌年才能開花的基本原因。
發現中國農民早就有用低溫處理種子的經驗。如“悶麥法”,就是把萌發的冬小麥種子裝在罐中,放在冬季的低溫下40~50天,以便於春季播種時,獲得和秋播同樣的收成。1918年德國植物學家G.加斯納發現黑麥有冬性和春性之分。春黑麥不需要經過低溫時期就可以抽穗,因此可以春播。而冬黑麥則需在發芽前後經過一段1~2℃的低溫時期才能抽穗,所以必須秋播。1928年蘇聯農學家T.Д.李森科發現:禾穀類作物的冬性品種如不經低溫,則長期處於分櫱階段而不拔節開花。如將黑麥、小麥和大麥的種子播種在積雪的田間經受一段時間的自然冷凍後,就能拔節開花。把剛剛發芽的冬性禾穀類種子在播種之前用0~5℃冷凍一定天數,則不論何時播種,均能正常拔節。他和他的同事把這種低溫處理方法應用於農業生產,並稱之為“春化”。1935年李森科提出了植物階段發育學說,認為春化階段是一年生禾穀類作物的個體發育的第一階段。
溫度要求對大多數需經低溫才能開花的植物,1~2℃是最有效的春化溫度,但只要低溫持續時間足夠長,-1~-9℃都有效。
其他條件除低溫外,春化作用還需要氧、水分和糖類(呼吸作用的底物)。幹種子不能接受春化,種子春化時的含水量一般需在40%以上。離體胚在有氧、水分和糖類的情況下,才能起春化響應。
春化與光週期很多二年生植物的成花,既要經過春化,又需要長日照。其中某些植物,春化與光週期兩種效應可以互相影響或代替。如甜菜開花要求春化和長日,在長日下春化有效溫度的上限可以提高;在連續光下,12~15℃也可開花。另一方面,春化時間延長,則在短日下也能成花。即春化與長日照二者可互相代替。成花不需低溫的長日植物菠菜,經低溫處理後,在短日下也能開花。
可逆性春化作用在未完全透過前可因高溫(25~40℃)處理而解除,稱為脫春化。脫春化後的種子還可以再春化。有的植物在春化前熱處理會降低其隨後感受低溫的能力,這種作用稱為抗春化,或預先脫春化。
嚴格程度許多二年生植物(如甜菜、蘿蔔、胡蘿蔔、天仙子等)必需經一定天數的低溫才能成花,否則一直處於營養狀態。而許多一年生植物成花對低溫的要求則不是絕對的。例如黑麥溼種子經幾周低溫處理,於7周後開花;而不經低溫處理也能開花,只是開花時間延至14周以後。
響應時期因植物種類而異。冬小麥在胚胎期就對低溫起響應,天仙子則必須在植株長到一定大小之後才能起響應。
機理1939年G.梅爾歇斯根據嫁接試驗提出,春化後植物體內可能產生一種傳遞春化狀態的物質,稱為春化素。但是春化素的提取和分離一直不成功。
春化過程中,感受低溫的部位分生組織中的RNA和蛋白質含量增加,代謝也發生順序性變化。春化效應還可經細胞分裂傳遞給子細胞。赤黴素處理能使許多冬性一年生植物和二年生植物(如天仙子、胡蘿蔔、甘藍、蘿蔔等)不經低溫而抽薹成花。菊、延齡草等多種植物經春化後赤黴素含量增加。而且用赤黴素生物合成的抑制劑處理植株,會抑制春化作用。以上現象提示赤黴素在春化中起作用。但另一些植物的情況相反,因而難以做統一解釋。
農業意義春化要求是植物成花對低溫的響應,是影響植物物候期和地理分佈的重要因素。引種時需注意所引植物種或品種的春化要求。對種子作春化處理,可以在春天播種冬小麥品種,在小麥越冬困難的北方寒冷地區有應用價值。對於開花對品質不利的洋蔥,在春季種植前高溫處理越冬貯藏的鱗莖,以降低其感受低溫的能力,可以防止在生長期中因透過春化而開花,從而得到較大的鱗莖。
春化(vernalization)低溫對越冬植物成花的誘導和促進作用。冬性草本植物(如冬小麥)一般於秋季萌發,經過一段營養生長後度過寒冬,於第二年夏初開花結實。如果於春季播種,則只長莖、葉而不開花,或開花大大延遲。這是因為冬性植物需要經歷一定時間的低溫才能形成花芽。冬性作物已萌動的種子經過一定時間低溫處理,則春播時也可以正常開花結實。春化作用一詞即由此而來。冬性禾穀類作物(如冬小麥);二年生作物(如甜菜、蘿蔔、大白菜)以及某些多年生草本植物(如牧草),都有春化現象,這是它們必須等到翌年才能開花的基本原因。
發現中國農民早就有用低溫處理種子的經驗。如“悶麥法”,就是把萌發的冬小麥種子裝在罐中,放在冬季的低溫下40~50天,以便於春季播種時,獲得和秋播同樣的收成。1918年德國植物學家G.加斯納發現黑麥有冬性和春性之分。春黑麥不需要經過低溫時期就可以抽穗,因此可以春播。而冬黑麥則需在發芽前後經過一段1~2℃的低溫時期才能抽穗,所以必須秋播。1928年蘇聯農學家T.Д.李森科發現:禾穀類作物的冬性品種如不經低溫,則長期處於分櫱階段而不拔節開花。如將黑麥、小麥和大麥的種子播種在積雪的田間經受一段時間的自然冷凍後,就能拔節開花。把剛剛發芽的冬性禾穀類種子在播種之前用0~5℃冷凍一定天數,則不論何時播種,均能正常拔節。他和他的同事把這種低溫處理方法應用於農業生產,並稱之為“春化”。1935年李森科提出了植物階段發育學說,認為春化階段是一年生禾穀類作物的個體發育的第一階段。
溫度要求對大多數需經低溫才能開花的植物,1~2℃是最有效的春化溫度,但只要低溫持續時間足夠長,-1~-9℃都有效。
其他條件除低溫外,春化作用還需要氧、水分和糖類(呼吸作用的底物)。幹種子不能接受春化,種子春化時的含水量一般需在40%以上。離體胚在有氧、水分和糖類的情況下,才能起春化響應。
春化與光週期很多二年生植物的成花,既要經過春化,又需要長日照。其中某些植物,春化與光週期兩種效應可以互相影響或代替。如甜菜開花要求春化和長日,在長日下春化有效溫度的上限可以提高;在連續光下,12~15℃也可開花。另一方面,春化時間延長,則在短日下也能成花。即春化與長日照二者可互相代替。成花不需低溫的長日植物菠菜,經低溫處理後,在短日下也能開花。
可逆性春化作用在未完全透過前可因高溫(25~40℃)處理而解除,稱為脫春化。脫春化後的種子還可以再春化。有的植物在春化前熱處理會降低其隨後感受低溫的能力,這種作用稱為抗春化,或預先脫春化。
嚴格程度許多二年生植物(如甜菜、蘿蔔、胡蘿蔔、天仙子等)必需經一定天數的低溫才能成花,否則一直處於營養狀態。而許多一年生植物成花對低溫的要求則不是絕對的。例如黑麥溼種子經幾周低溫處理,於7周後開花;而不經低溫處理也能開花,只是開花時間延至14周以後。
響應時期因植物種類而異。冬小麥在胚胎期就對低溫起響應,天仙子則必須在植株長到一定大小之後才能起響應。
機理1939年G.梅爾歇斯根據嫁接試驗提出,春化後植物體內可能產生一種傳遞春化狀態的物質,稱為春化素。但是春化素的提取和分離一直不成功。
春化過程中,感受低溫的部位分生組織中的RNA和蛋白質含量增加,代謝也發生順序性變化。春化效應還可經細胞分裂傳遞給子細胞。赤黴素處理能使許多冬性一年生植物和二年生植物(如天仙子、胡蘿蔔、甘藍、蘿蔔等)不經低溫而抽薹成花。菊、延齡草等多種植物經春化後赤黴素含量增加。而且用赤黴素生物合成的抑制劑處理植株,會抑制春化作用。以上現象提示赤黴素在春化中起作用。但另一些植物的情況相反,因而難以做統一解釋。
農業意義春化要求是植物成花對低溫的響應,是影響植物物候期和地理分佈的重要因素。引種時需注意所引植物種或品種的春化要求。對種子作春化處理,可以在春天播種冬小麥品種,在小麥越冬困難的北方寒冷地區有應用價值。對於開花對品質不利的洋蔥,在春季種植前高溫處理越冬貯藏的鱗莖,以降低其感受低溫的能力,可以防止在生長期中因透過春化而開花,從而得到較大的鱗莖。