CHƯƠNG 6 : SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA THỰC VẬT
3. Quang kỳ và sinh lý sự ra hoa
3.4. Sinh lý của sự ra hoa
Năm 1920, Allard và Garner nghiên cứu về sự không ra hoa của cây thuốc lá Maryland mammouth trong mùa hè với quang kỳ dài và ra hoa trong mùa đơng với quang kỳ ngắn. Nhiều thí nghiệm được thực hiện trên nhiều loại cây khác nhau chứng minh được sự ra hoa tùy thuộc vào độ dài của ngày và đêm.
Trong một ngày chu kỳ sáng tối là 24 giờ. Vào mùa hè, thời gian chiếu sáng trong ngày dài hơn thời gian chiếu sáng trong ngày của các tháng mùa đơng. Trên cơ sở đó, người ta chia thực vật thành các nhóm cây ngày dài, cây ngày ngắn và cây trung gian. Cây ngày dài là những cây ra hoa trong quang kỳ dài và chiếu sáng liên tục. Trong thời gian quang kỳ ngắn cây chỉ sinh trưởng về mặt dinh dưỡng. Cây ngày ngắn là những cây ra hoa trong quang kỳ ngắn. Trong điều kiện quang kỳ dài cây không ra hoa mà chỉ sinh trưởng dinh dưỡng. Cây trung gian là cây ra hoa không phụ thuộc vào quang kỳ mà phụ thuộc vào chu kỳ sống.
Đối với cây ngày dài cũng như cây ngày ngắn sự ra hoa tùy thuộc vào quang kỳ dài hoặc ngắn và thời gian chiếu sáng ngày và đêm ảnh hưởng lên sự ra hoa cũng thay đổi tùy theo loài. Giới hạn thời gian cảm ứng ra hoa gọi là quang kỳ tới hạn (critical photoperiod). Quang kỳ tới hạn có thể xác định trong khoảng tới hạn của quang kỳ đối với cây ngày dài hoặc cây ngày ngắn. Từ khái niệm về quang kỳ tới hạn người ta có thể xác định:
Cây ngày dài là những cây mà thời gian chiếu sáng trong ngày dài hơn độ dài tới hạn (critical day length hay critical photoperiod) để cây ra hoa. Cây ngày ngắn là những cây mà thời gian chiếu sáng trong ngày ngắn hơn
100
Cây trung gian là những cây ra hoa không ảnh hưởng bởi quang kỳ.
Sự cảm ứng quang kỳ
Nếu một cây ngày ngắn trồng trong điều kiện ngày dài, sau đó chuyển qua trồng trong điều kiện ngày ngắn và rồi trở lại ngày dài, sự ra hoa sẽ được bắt đầu. Hiện tượng này gọi là sự cảm ứng quang kỳ (photoperiodic induction). Số chu kỳ quang cần tối thiểu hai chu kỳ quang cây mới cảm ứng ra hoa. Hiện tượng cảm ứng quang kỳ đổi với cây ngày dài chu kỳ quang tương đối nhiều. Thí dụ: ở cây Platigo lanceolata chu kỳ quang tối thiểu từ 15 đến 20 ngày dài để cảm ứng ra hoa.
Nơi cảm ứng ra hoa và sự truyền ảnh hưởng
Sự cảm ứng quang kỳ ở cây rau dền, cây ngày dài, cho thấy chỉ xảy ra ở lá khi lá được đặt trong quang kỳ dài. Những lá được đặt trong quang kỳ ngắn cây chỉ sinh trưởng sinh dưỡng. Như vậy lá là nơi cảm ứng quang kỳ. Bằng thí nghiệm với giống đậu nành Biloxi là cây ngày ngắn được trồng trong điều kiện ngày đài, quang kỳ 17 giờ, cây không ra hoa. Tuy nhiên, nếu lấy cây đậu nành đã được cảm ứng quang kỳ ghép vào cây đậu nành trên, cây đậu nành Biloxi sẽ ra hoa. Vậy có sự ảnh hưởng từ cây cảm ứng ra hoa sang cây không cảm ứng ra hoa. Sự truyền này do một chất kích thích ra hoa di chuyển từ cây này sang cây khác. Trong điều kiện quang kỳ không thuận lợi một chất ức chế ra hoa cũng thành lập ở lá.
Vai trò của ánh sáng và bóng tối trong quang kỳ
Trong tự nhiên, chu kỳ quang là 24 giờ ngày đêm. Như vậy, nếu đêm dài thì ngày ngắn và ngược lại. Để nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng và bóng tối các thí nghiệm được thực hiện trong phịng thí nghiệm với ánh sáng nhân tạo. Người ta thấy rằng lượng ánh sáng phụ trội cần thiết để làm trổ hoa một cây ngày dài hoặc làm triệt tiêu sự trổ hoa của một cây ngày ngắn thì rất nhỏ. Thí nghiệm ở cây ké (Xanthium), một cây ngày ngắn, ra hoa khi thời gian chiếu sáng tối đa < 15 giờ và thời gian tối thiểu là 9 giờ. Nếu để cây trong chu kỳ 8 giờ chiếu sáng và 8 giờ chiếu thêm ánh sáng. 8 giờ tối, cây sẽ không ra hoa. Cường độ ánh sáng chiếu thêm 8 giờ rất thấp, nghĩa là chỉ sáng hơn ánh sáng trăng rằm một chút. Như vậy, lượng ánh sáng phụ trội làm triệt tiêu sự ra hoa của cây là rất nhỏ.
Sự trổ hoa của cây ngày ngắn hoặc ngày dài cịn tùy thuộc bóng đêm, muốn làm mất hiệu quả của bóng đêm có thể chiếu sáng một phút với ánh sáng mạnh cây sẽ không ra hoa.