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1、第二章第二章第二节第二节光与药用植物生态光与药用植物生态一、光照强度一、光照强度二、光质二、光质三、光周期三、光周期一、光强对药用植物的生态作用一、光强对药用植物的生态作用（一）植物对光能的利用（一）植物对光能的利用光合作用：光合作用：绿色植物吸收阳光的能量，同化二绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物并释放氧气的过程。氧化碳和水，制造有机物并释放氧气的过程。根据碳同化过程中最初产物所含碳原子根据碳同化过程中最初产物所含碳原子的数目以及碳代谢的特点，将碳同化途径分的数目以及碳代谢的特点，将碳同化途径分为三类：为三类：C3途径（戊糖磷酸途径、卡尔文循环）途径（戊糖磷酸途径、卡尔文循
2、环）C4途径（二羧酸途径）途径（二羧酸途径）CAM途径（景天科酸代谢途径）途径（景天科酸代谢途径）（二）光照强度对药用植物的生态作用（二）光照强度对药用植物的生态作用1 1、光照与植物的黄化现象、光照与植物的黄化现象 植物组织中的叶绿素必须在一定光强条植物组织中的叶绿素必须在一定光强条件下才能形成，如果光强不足，不能形成件下才能形成，如果光强不足，不能形成叶绿素，但能形成胡萝卜素和叶黄素。叶绿素，但能形成胡萝卜素和叶黄素。黄化植物：叶片小，茎细长软弱，节间黄化植物：叶片小，茎细长软弱，节间伸长，茎表面呈淡黄色。细胞壁薄，机械伸长，茎表面呈淡黄色。细胞壁薄，机械组织和维管束分化差，其植株柔嫩多汁
3、。组织和维管束分化差，其植株柔嫩多汁。植物种植过密，株间郁闭，会造成茎杆植物种植过密，株间郁闭，会造成茎杆纤细，节间过长，易倒伏。纤细，节间过长，易倒伏。2 2、光补偿点、光饱和点与植物的生态类型光补偿点、光饱和点与植物的生态类型 光饱和现象光饱和现象：光合作用随光强增加而加强，当光合作用随光强增加而加强，当光照增加到一定强度时，光合速率不再增加的现象光照增加到一定强度时，光合速率不再增加的现象。光饱和点光饱和点：刚刚达到光饱和现象时的光照强度。刚刚达到光饱和现象时的光照强度。光补偿点光补偿点：光合作用合成的有机物与呼吸作用消光合作用合成的有机物与呼吸作用消耗的有机物相等时的光照强度。耗的有机
4、物相等时的光照强度。不同植物的光补偿点和饱和点都不同不同植物的光补偿点和饱和点都不同 C C4 4植物：在自然光下不出现光饱和现象。植物：在自然光下不出现光饱和现象。C C3 3植物：光饱和点较低，甚至在强光下光合作植物：光饱和点较低，甚至在强光下光合作用的性能还会降低，如某些乔木的幼苗、生长在密林用的性能还会降低，如某些乔木的幼苗、生长在密林下的草本等。下的草本等。3、光强对植物繁殖的影响、光强对植物繁殖的影响（1）光强对花的影响光强对花的影响 在完成光周期诱导和花芽开始分化的基在完成光周期诱导和花芽开始分化的基础上，光照时间越长，强度越大，形成的有础上，光照时间越长，强度越大，形成的有机物
5、越多，越有利于花的发育。机物越多，越有利于花的发育。如：花期连续遇阴天，日照不足，花发如：花期连续遇阴天，日照不足，花发育不良，数量减少。育不良，数量减少。（2 2）光强对果实的影响光强对果实的影响：糖量、色泽、气味：糖量、色泽、气味光照有利于果实成熟，增加甜味，提高产量。光照有利于果实成熟，增加甜味，提高产量。光照可改善果实的品质光照可改善果实的品质水果套袋水果套袋：可以使果实着色：可以使果实着色均匀，袋内温度提高有利于均匀，袋内温度提高有利于糖的积累，同时可有效防治糖的积累，同时可有效防治病虫害。病虫害。水果的香味为酯类，形成酯类与光照等因水果的香味为酯类，形成酯类与光照等因素有关。素有关
6、。光照影响植物体内糖类的形成，生产的光照影响植物体内糖类的形成，生产的糖在满足呼吸作用需要尚有剩余时，糖类积累糖在满足呼吸作用需要尚有剩余时，糖类积累进一步形成酯类物质，从而产生了水果芳香。进一步形成酯类物质，从而产生了水果芳香。如：菠萝、苹果的香味主要来源是乙酸乙酯。如：菠萝、苹果的香味主要来源是乙酸乙酯。（三）药用植物对光照强度适应的生态类型（三）药用植物对光照强度适应的生态类型1 1、植物、植物对光强度适应的生态类型对光强度适应的生态类型（1 1）阳性植物：对光要求比较高，只能在足）阳性植物：对光要求比较高，只能在足够光照条件下才能正常生长，在荫蔽和弱光条够光照条件下才能正常生长，在荫蔽
7、和弱光条件下生长发育不良的植物。件下生长发育不良的植物。特点：阳性植物光补偿点（特点：阳性植物光补偿点（5005001000lx1000lx）和）和光饱和点光饱和点(2000025000lx)(2000025000lx)比较高。比较高。如：山地植物雪莲花、红景天、蒲公英等。如：山地植物雪莲花、红景天、蒲公英等。荒漠草原植物麻黄、甘草、肉苁蓉等。荒漠草原植物麻黄、甘草、肉苁蓉等。红景天红景天：地下块根及根茎入药，抗衰老,抗缺氧、抗疲劳,抗辐射,抗肿瘤、抗病毒,增强脑机能,改善心肌功能。麻黄：麻黄：发汗散寒，宣肺发汗散寒，宣肺平喘，利水消肿。平喘，利水消肿。（2 2）阴性植物：在相对较弱的光照条件
8、下比阴性植物：在相对较弱的光照条件下比强光下生长发育健壮的植物。强光下生长发育健壮的植物。特点：阴性植物特点：阴性植物光补偿点光补偿点（100lx100lx）和饱和点和饱和点（500010000lx500010000lx）都较低。都较低。如：人参、三七、黄连、天南星、连钱草等如：人参、三七、黄连、天南星、连钱草等连钱草：连钱草：又名又名雷公根，雷公根，清热解清热解毒，利湿消肿。毒，利湿消肿。三七：三七：以根、根状茎入药，止以根、根状茎入药，止血化瘀、消肿止痛血化瘀、消肿止痛 （3 3）耐阴植物：对光照具有较广适应能力，）耐阴植物：对光照具有较广适应能力，对光照的需要处于阳性植物和阴性植物之间。
9、对光照的需要处于阳性植物和阴性植物之间。如：侧柏、胡桃、桔梗、党参、沙参、肉桂等。如：侧柏、胡桃、桔梗、党参、沙参、肉桂等。黄精：黄精：以根茎入药。具有补气养以根茎入药。具有补气养阴，健脾，润肺，益肾功能。阴，健脾，润肺，益肾功能。桔梗：桔梗：根可用药，宣肺利咽，祛痰排根可用药，宣肺利咽，祛痰排脓。用于咳嗽痰多，胸闷不畅，咽痛，脓。用于咳嗽痰多，胸闷不畅，咽痛，音哑，肺痈吐脓，疮疡脓成不溃。音哑，肺痈吐脓，疮疡脓成不溃。类短生植物：由于生长于林下，但本身对光类短生植物：由于生长于林下，但本身对光照强度有较高要求。在早春乔木未发叶时迅照强度有较高要求。在早春乔木未发叶时迅速生长发育，开花结果，在
10、乔木枝叶茂盛前速生长发育，开花结果，在乔木枝叶茂盛前完成其生活史。如绵枣儿、顶冰花。完成其生活史。如绵枣儿、顶冰花。2 2、阳性植物和阴性植物的区别、阳性植物和阴性植物的区别（1 1）生长状态的区别）生长状态的区别（2 2）茎的区别）茎的区别（3 3）叶形态的区别）叶形态的区别（4 4）生理的区别）生理的区别（1 1）生长状态的区别）生长状态的区别 树枝、叶、树皮树枝、叶、树皮（2 2）茎的区别）茎的区别阳性植物阳性植物 茎较粗，节间较短，分支多。茎较粗，节间较短，分支多。茎的细胞体积较小，细胞壁茎的细胞体积较小，细胞壁 厚，木质部和机械组织发达，厚，木质部和机械组织发达，维管束数目多。维管束
11、数目多。阴性植物阴性植物 茎细长，节间较长，分支较少。茎细长，节间较长，分支较少。细胞体积较大，细胞壁薄，木质细胞体积较大，细胞壁薄，木质 化程度低，机械组织不发达，维化程度低，机械组织不发达，维 管束数目较少。管束数目较少。（3 3）叶形态的区别）叶形态的区别 阳性植物：阳性植物：叶片较小而较厚，表面角质较厚。叶片较小而较厚，表面角质较厚。细胞较小，细胞壁较厚，细胞较小，细胞壁较厚，排列紧密，细胞间隙小，排列紧密，细胞间隙小，单位面积上的气孔通常单位面积上的气孔通常较密。叶肉细胞分化强较密。叶肉细胞分化强烈，栅栏组织较发达，烈，栅栏组织较发达，海绵组织不发达。海绵组织不发达。阴性植物与之相反
12、阴性植物与之相反同一植物上着生于不同一植物上着生于不同受光部位的叶片，同受光部位的叶片，形态结构也会表现出形态结构也会表现出阳性叶和阴性叶的不阳性叶和阴性叶的不同特征同特征叶片的适叶片的适光变态。光变态。阳性植物叶常与直阳性植物叶常与直射光成一定的角度排射光成一定的角度排列，而阴性植物叶片列，而阴性植物叶片镶嵌排列在同一平面镶嵌排列在同一平面上，以充分利用阳光。上，以充分利用阳光。菱：菱：长在水面上的较宽大，且叶柄长短不长在水面上的较宽大，且叶柄长短不同，不会互相重叠；长在水中的呈羽毛状。同，不会互相重叠；长在水中的呈羽毛状。阳性植物：光补偿点高，耐阴力弱，有较阳性植物：光补偿点高，耐阴力弱，
13、有较强呼吸作用和蒸腾作用，细胞液浓度高，渗强呼吸作用和蒸腾作用，细胞液浓度高，渗透压较高，抗高温、干旱能力强。透压较高，抗高温、干旱能力强。阴性植物：光补偿点和饱和点较低，呼吸阴性植物：光补偿点和饱和点较低，呼吸作用和蒸腾作用较弱，细胞液浓度低，渗透作用和蒸腾作用较弱，细胞液浓度低，渗透压低，抗高温、干旱能力较弱。压低，抗高温、干旱能力较弱。植物类型植物类型叶绿体含量叶绿体含量叶绿体叶绿体a/ba/b叶绿体位置叶绿体位置阳性植物阳性植物较少较少较大较大与入射光平行与入射光平行(光强）光强）阴性植物阴性植物较多较多较小较小与光照方向垂直与光照方向垂直（弱光）（弱光）（4 4）生理的区别）生理的区
14、别 光强对植物生态的利用：光强对植物生态的利用：光生态是药用植物的合光生态是药用植物的合理栽培、间作套种、引种驯理栽培、间作套种、引种驯化等的重要依据。化等的重要依据。引种时考虑原产地和引种引种时考虑原产地和引种地之间光照条件的差异；植地之间光照条件的差异；植物不同年龄对光需求差异；物不同年龄对光需求差异；种植时还应注意不同季节的种植时还应注意不同季节的光照强度。光照强度。如：栽培三七，必须要如：栽培三七，必须要搭棚遮阴栽种；茎皮类药物搭棚遮阴栽种；茎皮类药物应适当密植，减少分枝，使应适当密植，减少分枝，使茎粗大茎粗大（四）光强对药用植物分布的影响（四）光强对药用植物分布的影响水生植物水生植物
15、 补偿深度补偿深度：光照随水深度的增加减弱很快，：光照随水深度的增加减弱很快，光合作用减弱到呼吸消耗量平衡时的水深。补偿光合作用减弱到呼吸消耗量平衡时的水深。补偿深度也就是水体中光合植物垂直分布的下限。与深度也就是水体中光合植物垂直分布的下限。与水质有关，不同区域有所不同。水质有关，不同区域有所不同。陆地植物陆地植物 阳性植物多生长于旷野、草原、沙漠等地，阳性植物多生长于旷野、草原、沙漠等地，先锋植物多为阳性植物。先锋植物多为阳性植物。阴性植物多生长在阴暗潮湿的生境。阴性植物多生长在阴暗潮湿的生境。耐阴植物分布较广。耐阴植物分布较广。光照强度一般用日照时数来表示。光照强度一般用日照时数来表示。
16、我国日照时数与太阳总辐射量分布相似。我国日照时数与太阳总辐射量分布相似。苍术的分布：苍术的分布：白术：安徽、浙江等地白术：安徽、浙江等地800m以上林下阴凉地；以上林下阴凉地；北苍术：华北等地向阳干燥山坡。北苍术：华北等地向阳干燥山坡。健脾益气，燥湿利水，止汗，安胎燥湿健脾，袪风，散寒，明目二、光质对药用植物的生态作用二、光质对药用植物的生态作用通常情况下，绿色植物只有处在可见光通常情况下，绿色植物只有处在可见光的大部分波长组合中才能正常生长。植物干的大部分波长组合中才能正常生长。植物干重增加也是在全光谱的日光下最大。重增加也是在全光谱的日光下最大。不同波长的光对植物生长影响不同。不同波长的光
17、对植物生长影响不同。（一）光质对药用植物生长的影响（一）光质对药用植物生长的影响光光影响作用影响作用光光影响作用影响作用蓝紫光蓝紫光抑制植物伸长生长、抑制植物伸长生长、影响植物的向光性影响植物的向光性红光红光促进茎延长生长，促进促进茎延长生长，促进叶绿素和碳水化合合成叶绿素和碳水化合合成青光青光抑制植物伸长生长抑制植物伸长生长紫外线紫外线引起向光性，促进花青引起向光性，促进花青素形成素形成,抑制茎的生长抑制茎的生长蓝光蓝光引起叶绿体运动引起叶绿体运动,有利有利于蛋白质合成于蛋白质合成红外线红外线促进茎的延长生长和种促进茎的延长生长和种子、孢子的萌芽子、孢子的萌芽在使用白炽灯或玻璃温室，可出现植
18、株徒长现象。在使用白炽灯或玻璃温室，可出现植株徒长现象。高山植物因紫外线强烈，出现植株矮小、花色鲜艳等高山植物因紫外线强烈，出现植株矮小、花色鲜艳等特点。特点。（二）光质与植物光合作用的关系（二）光质与植物光合作用的关系 生理有效辐射生理有效辐射/光合有效辐射光合有效辐射：可见光中：可见光中400-760nm400-760nm的大部分光，占总辐射的的大部分光，占总辐射的40%-50%40%-50%。叶绿素的吸收光谱在蓝紫光中最强，而光叶绿素的吸收光谱在蓝紫光中最强，而光合强度在红光中最强。红光具最大的光合活性。合强度在红光中最强。红光具最大的光合活性。绿光很少被光合色素叶绿素和类胡萝卜绿光很少
19、被光合色素叶绿素和类胡萝卜素吸收，所以绿光又称为素吸收，所以绿光又称为生理无效光生理无效光。叶绿素在叶绿素在430-450nm蓝紫光区和蓝紫光区和640-660nm红光区出现两个吸收峰红光区出现两个吸收峰胡萝卜素连续双峰胡萝卜素连续双峰400-500nm提高光照强度，长波光提高光照强度，长波光（红光）占优势（红光）占优势促进糖的合促进糖的合成成磷酸甘油酸磷酸甘油酸转变为丙酮酸转变为丙酮酸提高光照强度，提高光照强度，短波光短波光（蓝光）占优势（蓝光）占优势磷酸甘油酸磷酸甘油酸被还原成糖被还原成糖促进氨基酸和促进氨基酸和蛋白质的形成蛋白质的形成此外，水溶性色素的形成与红光有关，而果实成熟以此外，水
20、溶性色素的形成与红光有关，而果实成熟以及维生素及维生素C C的合成等与紫外线有关。的合成等与紫外线有关。植物不同发育阶段对光质需求不同。植物不同发育阶段对光质需求不同。如烟草生长苗期应提高蓝光比例，而成熟如烟草生长苗期应提高蓝光比例，而成熟后期提高红光比例。后期提高红光比例。白炽灯、日光灯、植物生长灯白炽灯、日光灯、植物生长灯不同药用植物对光质的需求不同，在栽培不同药用植物对光质的需求不同，在栽培时可采用不同色彩的有色膜。时可采用不同色彩的有色膜。如：人参采用淡黄、淡绿色膜。如：人参采用淡黄、淡绿色膜。当归的覆膜栽培中，薄膜色彩对增产当归的覆膜栽培中，薄膜色彩对增产的影响依次为黑色膜蓝色膜银灰
21、色膜的影响依次为黑色膜蓝色膜银灰色膜红色膜白色膜黄色膜绿色膜红色膜白色膜黄色膜绿色膜（三）光质与药用植物分布的影响（三）光质与药用植物分布的影响 不同的光质对药用植物产生不同的影响。不同的光质对药用植物产生不同的影响。水体中，海藻的垂直分布；水体中，海藻的垂直分布；陆地上随海拔升高，出现具特色的高山药陆地上随海拔升高，出现具特色的高山药用植物用植物三、光能的信息作用三、光能的信息作用由于地球的公转与自转，形成地球上日照长短由于地球的公转与自转，形成地球上日照长短的周期性变化的周期性变化。光周期光周期：一昼夜中白天和黑夜的相对长度。：一昼夜中白天和黑夜的相对长度。光周期现象光周期现象：植物在一定
22、的发育时期（光敏植物在一定的发育时期（光敏感期），经过一定时间（数量）的适宜光周感期），经过一定时间（数量）的适宜光周期处理，便可完成开花诱导。期处理，便可完成开花诱导。光周期现象的发现：光周期现象的发现：19201920年美国年美国Garner WW,Allard,Garner WW,Allard,发现美发现美洲烟草在华盛顿附近的夏季长日下不开花，而在冬天温室却洲烟草在华盛顿附近的夏季长日下不开花，而在冬天温室却开花。后来研究发现美洲烟草是否开花与日照长度开花。后来研究发现美洲烟草是否开花与日照长度(光周期光周期)有关，美洲烟草只有在日照长度有关，美洲烟草只有在日照长度14h14h时方开花。
23、时方开花。资料：光周期的发现资料：光周期的发现美国的加纳尔（Garner）和阿拉德（allard）发现佛罗里达烟草变种：在佛罗里达（N：25度）夏季正常开花；在华盛顿（N：45度）夏季旺盛生长，不开花；在华盛顿冬季温室内的烟草却开了花；在华盛顿夏季人为缩短日照，烟草也能开花；在华盛顿冬季温室内人工延长日照，烟草保持营养状态，不开花；这个现象促使了光周期现象的发现，提出了烟草的花诱导决定于日照长度的理论。（一）植物的光周期现象和类型（一）植物的光周期现象和类型根据植物对日照长度的反应类型，分为：根据植物对日照长度的反应类型，分为：1 1、长日植物、长日植物2 2、短日植物、短日植物3 3、中日性
24、植物、中日性植物4 4、日中性植物、日中性植物9h9h14h14h短日照植物短日照植物(SDP)(SDP)：在昼：在昼夜夜24h24h中，日中，日照长度必须短照长度必须短于一定的时间于一定的时间（临界日长）（临界日长）才能成花。才能成花。如：烟草、菊、如：烟草、菊、牵牛、苍耳、紫牵牛、苍耳、紫苏大麻等苏大麻等长日照植物长日照植物(LDP)(LDP)：在昼：在昼夜夜24h24h中，日中，日照长度必须超照长度必须超过一定的时间过一定的时间（临界日长）（临界日长）才能成花。才能成花。如：如：牛蒡、牛蒡、甘蓝、甘蓝、萝卜、天仙子、萝卜、天仙子、白芥、山茶花、白芥、山茶花、杜鹃等杜鹃等日本牵牛日本牵牛(
25、SDP)天仙子天仙子(LDP)LDP)中日性植物：开花要求昼夜长短比例接近相中日性植物：开花要求昼夜长短比例接近相等（等（12h左右）。如甘蔗要求在左右）。如甘蔗要求在12.5小时的小时的日照下才能开花。日照下才能开花。日中性植物日中性植物(DNP)：植物开花受日照长短的：植物开花受日照长短的影响较小，只要其他条件适合，在不同的光影响较小，只要其他条件适合，在不同的光照长度下都能开花，如蒲公英、月季、长春照长度下都能开花，如蒲公英、月季、长春花等。花等。此外，还有长此外，还有长-短日植物、短短日植物、短-长日植物、长日植物、两极光周期植物。两极光周期植物。在理解长、短日照植物时要注意以下几个问
26、题：在理解长、短日照植物时要注意以下几个问题：1.1.长日植物的临界日长不一定比短日植物长，只是反应的方向长日植物的临界日长不一定比短日植物长，只是反应的方向不一致。在中间交叉阶段，两者都开花；不一致。在中间交叉阶段，两者都开花；2.2.长、短日照植物并不意味着一生都生活在长、短日照条件下，长、短日照植物并不意味着一生都生活在长、短日照条件下，只是在成花诱导阶段需要长、短日照；只是在成花诱导阶段需要长、短日照；3.3.长日照植物在成花诱导时，光期越长开花越早，连续光照，长日照植物在成花诱导时，光期越长开花越早，连续光照，开花更早；但短日照植物的成花诱导并非越短越好，日照太短，开花更早；但短日照
27、植物的成花诱导并非越短越好，日照太短，营养生长不良，影响发育；营养生长不良，影响发育；4.4.同种植物的不同品种，对日照的要求可以不同，如烟草的同种植物的不同品种，对日照的要求可以不同，如烟草的有些品种为短日植物，而有些品种是长日植物，还有些品种有些品种为短日植物，而有些品种是长日植物，还有些品种是日中性植物。通常早熟品种为长日或日中性植物，晚熟品是日中性植物。通常早熟品种为长日或日中性植物，晚熟品种为短日植物。种为短日植物。5.5.植物对日照长度的反应还与其它生态因子有关：植物对日照长度的反应还与其它生态因子有关：SDPSDP（如牵牛）低温下，长日照也可成花；（如牵牛）低温下，长日照也可成花
28、；LDPLDP（如风轮菜属）高温下，短日照可成花；（如风轮菜属）高温下，短日照可成花；LDPLDP（如芥菜）高温下，长日照不成花；（如芥菜）高温下，长日照不成花；在冬旱夏湿的地区，以在冬旱夏湿的地区，以SDPSDP居多居多 苍耳（苍耳（SDPSDP）临界日长）临界日长16h16h，天仙子（，天仙子（LDPLDP）临界）临界日长日长9h9h，现日照，现日照14h14h，两者的开花情况？，两者的开花情况？临界日长临界日长：诱导：诱导SDPSDP开花的最大日长或诱导开花的最大日长或诱导LDPLDP开花的最小日长。不同植物具有各自不开花的最小日长。不同植物具有各自不同的临界日长。同的临界日长。LDP(
29、SDP)LDP(SDP)并不是指其开花需要绝对长时并不是指其开花需要绝对长时间间(短时间短时间)的日照的日照 LDP LDP的临界日长并不一定会大于的临界日长并不一定会大于SDPSDP的临的临界日长。界日长。除临界日长外，诱导开花的光周期还与诱除临界日长外，诱导开花的光周期还与诱导光周期数及光质有关。导光周期数及光质有关。诱导光周期数诱导光周期数是开花要求的最少光周期是开花要求的最少光周期数。不同植物所需诱导光周期数不同。数。不同植物所需诱导光周期数不同。如：如：SDPSDP：苍耳：苍耳：1 1个个SDSD；大豆、大麻：；大豆、大麻：3 34 4个个SDSD；菊花：菊花：1212个个SDSD；
30、LDP LDP：白芥：白芥：1 1个个LDLD；天仙子：；天仙子：2 23 3个个LDLD；甜菜：甜菜：15152020个。个。苍耳（苍耳（SDPSDP）：临界日长）：临界日长15.515.5h,4-5h,4-5片叶时，片叶时，1 1个个SDSD即可完即可完成光周期诱导，以后即使处于成光周期诱导，以后即使处于LDLD下亦可进行花芽分化下亦可进行花芽分化感受光周期刺激的时期：感受光周期刺激的时期：与年龄有关，幼、老都低要一定的营养阶段，不同植物不同大豆子叶伸展水稻7叶期红麻6叶等只要一片叶子得到适宜的光周期就可开花（二）光周期现象和植物的地理起源（二）光周期现象和植物的地理起源SDP SDP 低
31、纬度，热带、亚热带（南）低纬度，热带、亚热带（南）短日照短日照LDP LDP 高纬度，温带、寒带（北）高纬度，温带、寒带（北）长日照长日照所以越是北方的品种，所以越是北方的品种，要求临界日长越长，要求临界日长越长，越是南方的品种，越是南方的品种，要求临界日长越短。要求临界日长越短。（三）光周期反应的实质（三）光周期反应的实质 形成光周期的三要素：形成光周期的三要素：（1 1）地球自转，形成）地球自转，形成24h24h的周期的周期（2 2）随季节和纬度的变动的日照长度）随季节和纬度的变动的日照长度（3 3）地表太阳光波组成的变动）地表太阳光波组成的变动 光能的作用量性质作用 形态建成少280-8
32、00nm转换和分化光合作用多400-700nm光能转变成化学能 光的形态建成与光合作用的区别光的形态建成与光合作用的区别闪光实验闪光实验1 1、光周期反应中光与暗的生理意义光周期反应中光与暗的生理意义 在光期和暗期中，对于诱发花芽形成起决在光期和暗期中，对于诱发花芽形成起决定作用的是暗期的长短。定作用的是暗期的长短。短日照植物（短日照植物（SDP)SDP)必须在超过某一临界暗必须在超过某一临界暗期才能开花；又称长夜植物。期才能开花；又称长夜植物。长日照植物长日照植物(LDP)(LDP)必须短于某一临届暗期才必须短于某一临届暗期才能开花，又称短夜植物。能开花，又称短夜植物。2 2、光敏色素与光周
33、期效应光敏色素与光周期效应光敏色素：分子量约为光敏色素：分子量约为6 6万的可溶性蛋白质万的可溶性蛋白质 色素。色素。存在形式：稳态（存在形式：稳态（P P660660）和激发态（）和激发态（P P730730）植物的开花需要一定的植物的开花需要一定的P P730730与与P P600600比值。比值。P660稳定态稳定态P730激发态激发态红光或白光红光或白光远红光或黑暗远红光或黑暗1.1.暗期比光期暗期比光期更重要更重要2.2.光强光强:一般一般50100Lux50100Lux3.3.光质：光质：600660n600660nmm红光最有红光最有效，绿光无效，绿光无效，而红光效，而红光的作用
34、可被的作用可被远红光消除。远红光消除。LDPLDP开花需要较高的开花需要较高的 P P730730/P/P600600 ：短夜，短夜，P P730730/P/P600600 维持较高水平，诱导开花；维持较高水平，诱导开花；长夜，但暗期红光间断，长夜，但暗期红光间断，P P730730/P/P600600 较高，诱导开花；较高，诱导开花；长夜，暗期红光间断后再远红光间断，长夜，暗期红光间断后再远红光间断，P P730730/P/P600600降低，降低，抑制开花；抑制开花；SDPSDP开花需要较低开花需要较低 P P730730/P/P600600：短夜，短夜，P P730730/P/P6006
35、00维持高水平，抑制开花；维持高水平，抑制开花；长夜，先暗期红光间断，长夜，先暗期红光间断，P P730730/P/P600600较高，抑制开花；较高，抑制开花；但红光间断后再使用远红光间断，但红光间断后再使用远红光间断，P P730730/P/P600600 降低，促降低，促进开花进开花 1 1、需要延长光照的情况下，可采用夜间、需要延长光照的情况下，可采用夜间断，节约经济成本断，节约经济成本 2 2、夜间断常采用白炽灯，夜间、夜间断常采用白炽灯，夜间20-220-2点为点为最佳最佳除开花外，药用植物其它的生长发育也多除开花外，药用植物其它的生长发育也多受光周期的诱导，如休眠、落叶、地下器官
36、受光周期的诱导，如休眠、落叶、地下器官的形成及种子萌发等。的形成及种子萌发等。（杂草种子萌发受杂草种子萌发受P P730730的诱导）的诱导）（四）光周期对药用植物分布的影响（四）光周期对药用植物分布的影响及在生产中的应用及在生产中的应用 低纬度为短日植物，高纬度为长日植物，低纬度为短日植物，高纬度为长日植物，中纬度短日植物与长日植物均存在，开花季中纬度短日植物与长日植物均存在，开花季节有所不同。节有所不同。(1 1）引种）引种A A 考虑品种的光周期反应特点考虑品种的光周期反应特点B B 考虑品种原产地和引种地环境条件考虑品种原产地和引种地环境条件C C 考虑引种作物的经济器官考虑引种作物的
37、经济器官如日长条件不符合其要求，则不能开花或开花延迟，种子如日长条件不符合其要求，则不能开花或开花延迟，种子不能成熟；过早地满足成花要求，又会不必要地缩短生长季，不能成熟；过早地满足成花要求，又会不必要地缩短生长季，对干物质的累积不利。对干物质的累积不利。生产应用：生产应用：纬度相近地区引种易成功。短日照植物北移因生长季日照纬度相近地区引种易成功。短日照植物北移因生长季日照延长，长日照植物南移因生长季日照缩短，都有延迟发育的延长，长日照植物南移因生长季日照缩短，都有延迟发育的作用；反之，短日照植物南移，或长日照植物北移有促进发作用；反之，短日照植物南移，或长日照植物北移有促进发育的作用。短日照
38、植物引种时，温度和光照长度的效应是相育的作用。短日照植物引种时，温度和光照长度的效应是相互叠加的，对发育期提早或推迟的影响较为突出，南北距离互叠加的，对发育期提早或推迟的影响较为突出，南北距离较远时，则不易成功。长日照植物南北引种，光温影响是补较远时，则不易成功。长日照植物南北引种，光温影响是补偿的，一般较易成功。但在热量条件较差地区，从高纬度引偿的，一般较易成功。但在热量条件较差地区，从高纬度引种短日照植物，往往有利于避霜早熟。但对收获营养体为主种短日照植物，往往有利于避霜早熟。但对收获营养体为主的作物，则要防止过早向生殖生长转化。的作物，则要防止过早向生殖生长转化。烟草烟草(SDP):SD
39、P):南种北移，由南南种北移，由南(SD)SD)至北至北(LD)LD)，不开花，营，不开花，营养生长好。养生长好。收获收获果实果实SDPSDP北北北北南南南南选晚熟品种选晚熟品种选早熟品种选早熟品种花期花期提前提前延迟延迟生育期生育期缩短缩短延长延长LDPLDP北北北北南南南南选早熟品种选早熟品种选晚熟品种选晚熟品种提前提前延迟延迟缩短缩短延长延长（2 2）育种）育种 A A 调节花期，加速良种繁育：调节花期，加速良种繁育：早、晚稻早、晚稻(SDP)SDP)杂交，花期不遇。对晚稻在苗期杂交，花期不遇。对晚稻在苗期进行遮光处理，使其开花提早以与早稻相遇。进行遮光处理，使其开花提早以与早稻相遇。B
40、 B 加速世代繁育，缩短育种年限：加速世代繁育，缩短育种年限：根据南北光温差异，进行南繁北育（异地种植）：根据南北光温差异，进行南繁北育（异地种植）：SDPSDP：玉米、水稻，冬季海南岛繁殖种子；：玉米、水稻，冬季海南岛繁殖种子；LDPLDP：小麦，夏季黑龙江育种、冬季云南，一年：小麦，夏季黑龙江育种、冬季云南，一年可繁殖可繁殖2 23 3代代（3 3）控制开花）控制开花1 1、提前或推迟花期、提前或推迟花期 菊花菊花(SDP)SDP)：秋季开花，遮光处理，提前至：秋季开花，遮光处理，提前至5.15.1开花；延长光照或夜间闪光，推迟至春节开花。开花；延长光照或夜间闪光，推迟至春节开花。山茶、杜
41、鹃山茶、杜鹃(LDP)LDP)：延长光照或夜间闪光，提：延长光照或夜间闪光，提前开花。前开花。2 2、控制开花以增加营养体的产量、控制开花以增加营养体的产量 甘蔗：中日性植物，夜间闪光，以抑制开花，甘蔗：中日性植物，夜间闪光，以抑制开花，提高产量。提高产量。光敏色素对成花的作用与光敏色素对成花的作用与Pfr/Pr比值有关，其比值有关，其中，短日植物要求该比值中，短日植物要求该比值于一定的于一定的阈值，而长日植物要求该比值阈值，而长日植物要求该比值于一于一定的阈值。定的阈值。短日植物南种北引，则生育期短日植物南种北引，则生育期，若，若要引种成功，应引用要引种成功，应引用品种，长日植品种，长日植物
42、南种北引，则生育期物南种北引，则生育期，应引用，应引用品种。品种。菊花只在秋天开花的原因是菊花为菊花只在秋天开花的原因是菊花为日照植物，日照植物，如果要使菊花提前在夏天开花，处理的方法是如果要使菊花提前在夏天开花，处理的方法是日照时间。日照时间。利用暗期间断抑制短日植物开花，选择下列哪种光最利用暗期间断抑制短日植物开花，选择下列哪种光最有效有效。A红光红光B蓝紫光蓝紫光C远红光远红光D绿光绿光一植物只有在日长短于一植物只有在日长短于14小时的情况下开花，该植小时的情况下开花，该植物是物是。A长日植物长日植物B短日植物短日植物C日中性植物日中性植物D中日性植物中日性植物在温带地区，春末夏初能开花
43、的植物一般为在温带地区，春末夏初能开花的植物一般为是是植物。植物。A中日中日B长日长日C短日短日D短长日短长日长日植物南种北移时，其生育期长日植物南种北移时，其生育期。A延长延长B缩短缩短C不变不变D既可能延长也可能缩短既可能延长也可能缩短思考：思考：夜景的光污染对于植物的影响夜景的光污染对于植物的影响本本 章章 小小 结结 1.1.相关概念：太阳辐射强度、生理辐射、相关概念：太阳辐射强度、生理辐射、太阳高度角、黄化现象、光补偿点、光饱太阳高度角、黄化现象、光补偿点、光饱和点、长日植物、短日植物、中日植物、和点、长日植物、短日植物、中日植物、日中植物、光周期现象日中植物、光周期现象 2.2.大
44、气对太阳辐射的作用大气对太阳辐射的作用 3.3.COCO2 2同化的三条途径同化的三条途径 4.4.阳性植物和阴性植物的区别阳性植物和阴性植物的区别 5.5.不同光质对植物的作用不同光质对植物的作用 6.6.光周期反应以及在生产中的应用光周期反应以及在生产中的应用C3C3途径（戌糖磷酸化途径）途径（戌糖磷酸化途径）羧化阶段羧化阶段C3C3途径是光合碳代谢中最基本的循环，是途径是光合碳代谢中最基本的循环，是所有放氧光合生物共有的同化所有放氧光合生物共有的同化CO2CO2的途径。的途径。C3 C3植物：光合作用时植物：光合作用时CO2CO2中的中的C C直接转移到直接转移到C3C3里的植物。里的植
45、物。如：水稻、小麦、大豆、大多数树木等属于如：水稻、小麦、大豆、大多数树木等属于C3C3植物。植物。特点：具有较高的光呼吸，所以固定的特点：具有较高的光呼吸，所以固定的CO2CO2的量要减少许多。的量要减少许多。C4C4二羧酸途径二羧酸途径 羧化、还原或转氨、脱羧、底物再生羧化、还原或转氨、脱羧、底物再生 C4 C4植物：光合作用时植物：光合作用时CO2CO2中的中的C C首先转移到首先转移到C4C4里（草酰乙酸、苹果酸、天冬氨酸），然后里（草酰乙酸、苹果酸、天冬氨酸），然后再转移到再转移到C3C3中的植物，叫做中的植物，叫做C4C4植物。植物。如：玉米、高粱、甘蔗、粟等属于如：玉米、高粱、甘
46、蔗、粟等属于C4C4植物。植物。在自然光照情况下在自然光照情况下C4C4植物的光合作用能随植物的光合作用能随光强的增加而不断增加，而光强的增加而不断增加，而C3C3植物光强达植物光强达20-20-50klx50klx时，光合强度就不再增加。时，光合强度就不再增加。C4 C4植物通常不表现出光呼吸，有高光效植植物通常不表现出光呼吸，有高光效植物之称。物之称。CAMCAM（景天酸代谢途径）（景天酸代谢途径）在荒漠日照强烈、干旱条件下生长的某在荒漠日照强烈、干旱条件下生长的某些植物，夜间气孔开放吸收些植物，夜间气孔开放吸收COCO2 2形成苹果酸形成苹果酸等有机酸；白天气孔多关闭储存的有机酸等有机酸；白天气孔多关闭储存的有机酸经脱羧化作用释放出经脱羧化作用释放出COCO2 2，进入，进入C C3 3循环。循环。仙人掌仙人掌昙花昙花 佛甲草佛甲草 玉露玉露