光周期是指昼夜周期中光照期和暗期长短的交替变化。光周期现象是生物对昼夜光暗循环格局的反应。大多数一年生植物的开花决定于每日日照时间的长短。除开花外，块根、块茎的形成，叶的脱落和芽的休眠等也受到光周期（指一天中白昼与黑夜的相对长度）的控制。植物对周期性的、特别是昼夜间的光暗变化及光暗时间长短的生理响应特点。尤指某些植物要求经历一定的光周期才能形成花芽的现象。但其他生理活动也受光周期影响。
中文名光周期
生理效应长日照或连续光处理
现象植物的花芽分化、开花、结实
方法人工延长、缩短光照
现象的发现
人们早就注意到许多植物的开花具有明显的季节性，同一植物品种在同一地区种植时，尽管在不同时间播种，但开花期都差不多；同一品种在不同纬度地区种植时，开花期表现有规律的变化。美国园艺学家加纳和阿拉德（GarnerandAllard）在1920年观察到烟草的一个变种（marylandmammoth）在华盛顿地区夏季生长时，株高达3～5m时仍不开花，但在冬季转入温室栽培后，其株高不足1m就可开花。他们试验了温度、光质、营养等各种条件，发现日照长度是影响烟草开花的关键因素。在夏季用黑布遮盖，人为缩短日照长度，烟草就能开花；冬季在温室内用人工光照延长日照长度，则烟草保持营养状态而不开花。由此他们得出结论，短日照是这种烟草开花的关键条件。后来的大量实验也证明，许多植物的开花与昼夜的相对长度即光周期有关，即这些植物必须经过一定时间的适宜光周期后才能开花，否则就一直处于营养生长状态。光周期的发现，使人们认识到光不但为植物光合作用提供能量，而且还作为环境信号调节着植物的发育过程，尤其是对成花诱导起着重要的作用。
植物的光周期反应类型
人们通过用人工延长或缩短光照的方法，广泛地探测了各种植物开花对日照长度的反应，发现植物开花对日照长度的反应有以下几种类型：
1、长日植物（long-dayplant，LDP）指在24h昼夜周期中，日照长度长于一定时数，才能成花的植物。对这些植物延长光照可促进或提早开花，相反，如延长黑暗则推迟开花或不能成花。属于长日植物的有：小麦、大麦、黑麦、油菜、菠菜、萝卜、白菜、甘蓝、芹菜、甜菜、胡萝卜、金光菊、山茶、杜鹃、桂花、天仙子等。典型的长日植物天仙子必须满足一定天数的8.5～11.5h日照才能开花，如果日照长度短于8.5h它就不能开花。
2、短日植物（short-dayplant，SDP）指在24h昼夜周期中，日照长度短于一定时数才能成花的植物。对这些植物适当延长黑暗或缩短光照可促进或提早开花，相反，如延长日照则推迟开花或不能成花。属于短日植物的有：水稻、玉米、大豆、高粱、苍耳、紫苏、大麻、黄麻、草莓、烟草、菊花、秋海棠、腊梅、日本牵牛等。如菊花须满足少于10h的日照才能开花。
3、日中性植物（day-neutralplant，DNP）这类植物的成花对日照长度不敏感，只要其他条件满足，在任何长度的日照下均能开花。如月季、黄瓜、茄子、番茄、辣椒、菜豆、君子兰、向日葵、蒲公英等。
除了以上三种典型的光周期反应类型以外，还有一些其他类型：
4、长-短日植物（long-shortdayplant）这类植物的开花要求有先长日后短日的双重日照条件，如大叶落地生根、芦荟、夜香树等。
5、短-长日植物（short-longdayplant）这类植物的开花要求有先短日后长日的双重日照条件，如风铃草、鸭茅、瓦松、白三叶草等。
6、中日照植物（intermediate-daylengthplant）只有在某一定中等长度的日照条件下才能开花，而在较长或较短日照下均保持营养生长状态的植物，如甘蔗的成花要求每天有11.5～12.5h日照。
7、两极光周期植物（amphophotoperiodismplant）与中日照植物相反，这类植物在中等日照条件下保持营养生长状态，而在较长或较短日照下才开花，如狗尾草等。
许多植物成花有明确的极限日照长度，即临界日长（criticaldaylength）。长日植物的开花，需要长于某一临界日长；而短日植物则要求短于某一临界日长，这些植物称绝对长日植物或绝对短日植物。但是，还有许多植物的开花对日照长度的反应并不十分严格，它们在不适宜的光周期条件下，经过相当长的时间，也能或多或少的开花，这些植物称为相对长日植物或相对短日植物。可以看出，长日植物的临界日长不一定都长于短日植物；而短日植物的临界日长也不一定短于长日植物。如一种短日植物大豆的临界日长为14h，若日照长度不超过此临界值就能开花。一种长日植物冬小麦的临界日长为12h，当日照长度超过此临界值时才开花。将此两种植物都放在13h的日照长度条件下，它们都开花。因此，重要的不是它们所受光照时数的绝对值，而是在于超过还是短于其临界日长。同种植物的不同品种对日照的要求可以不同，如烟草中有些品种为短日性的，有些为长日性的，还有些只为日中性的。通常早熟品种为长日或日中性植物，晚熟品种为短日植物。
诱导的机理
（一）光周期诱导
对光周期敏感的植物只有在经过适宜的日照条件诱导后才能开花，但这种光周期处理并不需要一直持续到花芽分化。植物在达到一定的生理年龄时，经过足够天数的适宜光周期处理，以后即使处于不适宜的光周期下，仍然能保持这种刺激的效果而开花，这叫做光周期诱导（photoperiodic induction）。
不同种类的植物通过光周期诱导的天数不同，如苍耳、日本牵牛、水稻、浮萍等只要一个短日照周期，其它短日植物，如大豆要2～3d，大麻要4d，红叶紫苏和菊花要12d；毒麦、油菜、菠菜、白芥菜等要求一个长日照的光周期，其它长日植物，如天仙子2～3d，拟南芥4d，一年生甜菜13～15d，胡萝卜15～20d。短于其诱导周期的最低天数时，不能诱导植物开花，而增加光周期诱导的天数则可加速花原基的发育，花的数量也增多。
（二）光周期诱导中光期与暗期的作用
自然条件下，一天24h中是光暗交替的，即光期长度和暗期长度互补。所以，有临界日长就会有相应的临界暗期（critical dark period），这是指在光暗周期中，短日植物能开花的最短暗期长度或长日植物能开花的最长暗期长度。那么，是光期还是暗期起决定作用？许多试验表明，暗期有更重要的作用，哈姆纳和邦纳（Hamner and Bonner）在1938年的试验证明，在24h的光暗周期中，短日植物苍耳需暗期长于8.5h才能开花，如果处于16h光照和8h暗期就不能开花。从以上试验结果可以看出，光暗的相对长度不是光周期现象中的决定因子，在8/16与4/8的光暗组合中，有相同的比例却得到不同的结果，前者开花而后者不开花，说明只有暗期超过8.5h，苍耳才能开花，即一定长度的暗期更为重要。以后的许多中断暗期和光期的试验也进一步证明了临界暗期的决定作用：如果用短时间的黑暗打断光期，并不影响光周期成花诱导，但如果用闪光处理中断暗期，则使短日植物不能开花，而继续营养生长，相反，却诱导了长日植物开花。若在光期中插入一短暂的暗期，对长日植物和短日植物的开花反应都没有什么影响。归纳起来，在植物的光周期诱导成花中，暗期的长度是决定植物成花的决定因素，尤其是短日植物，要求超过一个临界值的连续黑暗。短日植物对暗期中的光非常敏感，中断暗期的光不要求很强，低强度（日光的10-5或月光的3～10倍）、短时间的光（闪光）即有效，说明这是不同于光合作用的高能反应，是一种涉及光信号诱导的低能反应。
刺激的感受和传递
植物在适宜的光周期诱导后，发生开花反应的部位是茎顶端生长点，然而感受光周期的部位却是植物的叶片。若将短日植物菊花全株置于长日照条件下，则不开花而保持营养生长；置于短日照条件下，可开花；叶片处于短日照条件下而茎顶端给予长日照，可开花；叶片处于长日照条件下而茎顶端给予短日照，却不能开花（图9-10）。这个实验充分说明：植物感受光周期的部位是叶片。对于光周期敏感的植物，只有叶片处于适宜的光周期条件下，才能诱导开花，而与顶端的芽所处的光周期条件无关。虽然也有少数植物的其它部位对光周期有一定的敏感性，如组织培养的菊苣根可对光周期起反应，但感受光周期最有效的部位是叶片。叶片对光周期的敏感性与叶片的发育程度有关。幼小的和衰老的叶片敏感性差，叶片长至最大时敏感性最高，这时甚至叶片的很小一部分处在适宜的光周期下就可诱导开花。例如，苍耳或毒麦的叶片完全展开达最大面积时，仅对2cm2的叶片进行短日照处理，即可导致花的发端。
昆虫学
对昆虫滞育产生影响的光周期(Photoperiod)是指一昼夜中的光照时数与黑暗时数的节律，一般以光照时数表示，是影响昆虫滞育的主要因素。引起昆虫种群中50％的个体滞育的光照时数，称为临界光周期(critical photoperiod)。不同种或同种不同地理种群的昆虫，其临界光周期不同，如三化螟南京种群为13小时30分，广州种群为12小时。感受光照刺激的虫态，称为临界光照虫态。临界光照虫态常常是滞育虫态的前一虫态，如家蚕以卵滞育，其临界光照虫态为上一代成虫；亚洲玉米螟以老熟幼虫滞育，其临界光照虫态为3～4龄幼虫；棉铃虫以蛹滞育，其临界光照虫态为1～5龄幼虫。处于临界光照虫态的昆虫对光的反应极为敏感，一般只需l～2Lx(勒克斯)的照度就能发生作用，如钻入苹果内的梨小食心虫，当果面的光照度只有1～3Lx时，即能对光作出反应。根据昆虫滞育对光周期的反应，可将昆虫分为以下4种滞育类型。
1、短日照滞育型 即长日照发育型。其特点是昆虫滞育的个体数随日照时数的减少而增多。通常光周期长于12～16小时，仍可继续发育而不滞育。一般冬季滞育的昆虫，如亚洲玉米螟等属于此类型。
2、长日照滞育型 即短日照发育型。其特点是昆虫滞育的个体数随日照时数的增加而增多。通常光周期短于12小时，仍可继续发育而不滞育。一些夏季滞育的昆虫，如小麦吸浆虫等属于此类型。
3、中间型 光周期过短或过长均可引起滞育，只有在相当窄的光周期范围内才不滞 育。如桃小食心虫在25℃时，光照短于13小时，老熟幼虫全部滞育；光照长于17小时，半数以上滞育；而光照为15小时时，则大部分不滞育。
4、无光周期反应型 光周期变化对滞育没有影响。如苹果舞毒蛾、丁香天蛾等。
作用
植物的光周期现象是指植物的花芽分化、开花、结实、分枝习性、某些地下器官(块茎、块根、球茎、鳞茎、块茎等)的形成受光周期(即每天日照长短)的影响而言。
所谓光周期是指一天中，日出至日落的理论日照时数，而不是实际有阳光的时数。理论日照时数与该地的纬度有关，实际日照时数还受降雨频率及云雾多少的影响。在北半球，纬度越高，夏季日照越长，而冬季日照越短。因此，我国北方各地一年中的日照时数在季节间相差较大，在南方各地相差较小。如哈尔滨冬季每天日照只有8—9小时，夏季可达15．6小时，相差6．6—7．6小时。而广州冬季的日照时数10—11小时，夏季为13．3小时，相差2．3—3．3小时。各地生长季节特别是由营养生长向生殖生长转移之前，日照时数长短对各类药用植物的发育是个重要的因素。
植物对光周期的反应通常分为长日照植物、短日照植物、中间型日照植物三类。
长日照植物日照长度必须大于某一临界日长(一般为12—14小时以上)，或者说暗期必须短于一定时数才能形成花芽，否则，植株就停留在营养生长阶段。属于这类的药用植物有红花、当归、莨菪、大葱、大蒜、芥菜、萝卜等。
短日照植物日照长度只有短于其所要求的临界日长(一般在12—14小时以下)，或者说暗期超过一定时数才能开花。如果处于长日照条件下，则只能进行营养生长而不能开花。属于这类的药用植物有紫苏、菊花、苍耳、大麻、龙胆、扁豆、牵牛花等。
中间型植物这类植物的花芽分化受日照长度的影响较小，只要其它条件适宜，一年四季都能开花。属于这类的药用植物有荞麦、丝瓜、曼陀罗、颠茄等。
此外，还有所谓“限光性植物”。这种植物要在一定的光照长度范围内才能开花结实。而日照长些或短些都不能开花。如野生菜豆只能在每天12一16小时的光照条件下才能开花。又如甘蔗的某些品种，它们只能在日照12小时45分钟条件下才开花。
应当指出，植物对日照长度的反应是由营养生长向生殖生长转化的必要条件，是要在其自身发育到一定的生理年龄时才能开始，并非植物的一生都要求这样的日照长度，而绝大多数药用植物也绝不是只有一、二次的光周期处理就能引起花芽原基的分化，一般要有十几次或更多的光周期处理才能引起开花的。
临界日长是区别长日照或短日照的日照长度的标准，是指每天24小时内光照时间的多少而言，一般为12—14小时。短日照植物要求的日照时数必须短于临界日长，长日照植物要求的日照时数必须大于临界日长，否则就不能形成花芽或开花。确切的说，短日照植物并不要求较短的日照，而是要求较长的黑暗，黑暗期的长短对其花芽的形成和开花的影响更为重要。而长日照植物，光照是重要的，黑暗是不重要的，甚至是不必要的。药用植物的种类很多，对光照长短的反应差异很大，长日照与短日照之间的临界时数互相交差的情况也是可见的。
植物的光周期反应要在有一定的温度、植株的生长状态和营养条件等环境下才能进行正常发育。在影响光周期效应中，温度是个重要因素。例如，萝r、、芥菜等长日照植物，将其播种在高温长日照环境中，它们仍不能开花。这是因为高温足以抑制长日照对发育的影响。因此从事生产时，必须把光周期与温度结合起来。同理，还要与植株生长状态、营养环境等因素结合起来。
我国南北各地，由于纬度相差很大，同一生育季节里的温度、湿度、每天的日照时数等也不尽相同，因此同一药用植物的生长发育进程也不一致，也就是说，同一药用植物在各地进入光周期的早晚或通过光周期时间长短也不相同。一般短日照植物在低纬度时进入光周期早，通过的时间也稍短，而长日照植物在高纬度下，进入光周期早，通过时间也快。另外，短日照植物，从北向南引种时，营养生长期缩短，开花结实提前。在作物、蔬菜栽培中，常利用这一特性将北方短日照品种送到南方夏种秋收，争得一茬收成。
我们的祖先在种菜、种药及其它作物上，很早就懂得通过改变播期，调整植物生长发育时期的日照条件和温度条件，达到抑制或促进生长发育的目的。如春播萝卜(中药莱菔子)采籽，秋播萝I、收肉质根。光周期不仅影响药用植物花芽的分化与开花，同时也影响药用植物营养器官的形成。如慈姑、荸荠球茎的形成，都要求较短的日照条件，而洋葱、大蒜鳞茎的形成要求有较长的光照条件。另外，象豇豆、赤小豆的分枝、结果习性也受光周期的影响……等。
在农业生产上的应用
1、引种：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。
2、育种工作中利用光周期调节花期实现品种间杂交。利用光周期效应使作物提早发育，还可以实现加代繁殖缩短育种年限。
3、调节播栽期。选择适宜的播种期和移栽期，使自然日照、温度与作物的要求相一致，是提高产量的主要条件。
4、花卉栽培。利用光周期现象进行人工调节花期，能使短日照植物的菊类在任何季节开花。
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