基本介紹
- 中文名：溫周期
- 外文名：thermoperiod
- 規律：周期性變化
- 類型：日溫周期和年溫周期
- 影響因素：原產地日溫節律
- 意義：農業生產，如花卉生產、蔬菜栽培
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基本概念
溫周期（thermoperiod），由溫特(F.W.Went)首先提出，是指控制植物生長發育的晝夜溫度周期性變化及季節性周期變化。由於自然條件下氣溫是呈周期性變化的，許多生物適應溫度的某種節律性變化，並通過遺傳成為其生物學特性，這一現象稱為溫周期現象（thertnoperiodism）。換言之，作物的生長、發育和產品品質在晝夜有一定變溫以及季節性周期變化的條件下比恆溫條件下要好的現象。
溫周期的種類
溫周期可以根據周期長短分為日溫周期 (即晝夜變溫)及年溫周期 (即溫度的季節變化) 兩種。
日溫周期
溫度的晝夜周期變化主要作用於植物體有機物質的積累與消耗以及各器官的協調生長。在適溫範圍內的日溫周期常對植物生長有利，這是因為在生命活動所需的其他條件存在時，白天適當高溫有利於光合作用；夜間適當低溫使呼吸作用減弱，光合產物消耗量減少，使淨積累增多，產量增加。同時，在較低溫度條件下，植物體內可溶性小分子物質的增加，有利於植物體各種生命活動的進行，各部位獲得協調生長。對番茄的實驗表明，它在日溫23－26℃，夜溫8－15℃的情況下生長最好，產果最多；在晝夜恆溫26℃時反而生長不好，果實形成也受抑制。類似的情況如蘿蔔、馬鈴薯等植物的地下儲藏器官在夏季生長緩慢，在秋季則迅速增大。其原因可能是夜溫較低時植物呼吸消耗較少，且酶的水解作用加強，糖分轉移較快。
不同的植物具有不同的適應特性，對溫度日變幅的要求不同，起源於日溫差較大的大陸氣候條件下的植物，在日溫差10～15℃時生長發育最好；而起源於海洋氣候區的植物，則在5～10℃日溫差條件下生長發育最好。日溫變化還影響到種子萌發、開花結實及產品中質量如蛋白質含量等。
年溫周期
溫度的季節性變化，主要控制著植物的發育進程及生長特性。溫度年變化對溫帶植物開花影響比較明顯，年溫變決定植物相應的發育節律，即“春華秋實”。溫帶一二年生植物在種子萌發期間必須經過一定的溫度條件作用（亦即春化作用），才能正常開花結實。如牡丹的種子春季播種當年只生根不萌出地上芽，秋季播種則第二年春天發芽；冬小麥必須在0－2℃環境中經歷5－8天以上才能開花。
影響因素
植物的溫周期特性與其原產地日溫節律有關。大陸性氣候地區溫度日變幅大，原產該地區的植物在10～15℃的日變幅下生長最好。海洋性氣候地區溫度日變幅較小，原產該地區的植物在5～10℃日變幅下生長最好。某些熱帶栽培的作物，如甘蔗，在日變幅很小的情況下仍能茂盛生長。
溫周期的意義
在自然條件下，植物的生長速度也有日變化，夜間和早晨生長速度最大。夜溫對植物生長的重要性早已有所認識，所以用日平均溫度作為作物生育速度指標是不合適的。
植物的溫周期效應對農業生產具有重要意義，可利用不同植物對溫度變化的不同反應和要求，進行作物的選育及布局，以採取相應措施提高作物的產量和質量。
溫周期對花卉生產的作用
溫度的季節變化對許多花卉的生產極為重要。有的花卉在其花芽分化期需要穩定的高溫，例如2～3年生的水仙鱗莖，在夏季高溫休眠期間進行花芽分化。在生產中2～3年生水仙植株，地上的葉片在夏季枯萎，收集鱗莖置於通氣較好而乾燥的室內，在此條件下花芽開始分化，到秋季氣溫下降時，鱗莖上的芽開始萌動。3年生的鱗莖，可以成為商品。而2年生的鱗莖亦有少數可以在夏季休眠時形成花芽，但由於花枝及花數少，觀賞價值較低。
有些花卉的開花需經低溫誘導，例如一般菊花只在深秋或初冬才能開花，繁殖是用扦插法。而這些插穗必須經過冬貯(即低溫處理)，才能在次秋正常開花。這一現象，在許多二年生植物上更為常見，並被稱之為春化作用(vernalization)。又如春蘭，當秋季形成花蕾後，要經過冬季5～8℃的低溫15～20天，才能在春初正常開花。二年生植物在第一年只形成蓮座狀的葉叢，地下部分則主要形成根及其他貯藏器官(鱗莖、塊莖、塊根等)。嚴寒來臨，地上部死亡，植物以根及帶頂芽的貯藏器官越冬。在這一時期，整個植株呈休眠狀態，但頂芽可感受低溫的作用，促使其發生深刻的生理生化變化，為進一步的花芽分化創造條件。春季來臨時，首先長出一定數量的葉片;在相對高溫及長日照條件下，當莖開始伸長時，花芽亦開始分化，最終完成其個體生命周期。因此，溫度的季節變化，有時高溫或低溫在表面上似乎對植物體不利，但在很多情況下，則是完成其生命史的必需條件。
溫周期對蔬菜栽培的作用
蔬菜作物在白天要求較高的溫度有利於光合作用，而較低的夜溫可以抑制呼吸作用，減少貯藏物質的消耗，並有利於同化產物的運輸。同時低夜溫還可降低分解酶的活性，而有利於同化產物貯藏。同化物質運轉的適溫為20～30℃，高於或低於此溫度都會減少其運轉。
溫周期對於蔬菜栽培有重要意義，如在確定播種季節時把產品器官的形成時間安排在晝夜溫差較大的時期，以利於養分積累，促進產品器官膨大。又如育苗時通過不同時期日溫和夜溫的管理，採取促進和控制幼苗生長，培育壯苗。在保護地栽培時，常根據天氣陰晴，把晝溫和夜溫分為幾段進行調控：如晴天的晝溫比陰天的提高2～5℃，晴天的夜溫比陰天高1～4℃，午後的溫度比午前溫度降低2～5℃。日落後3～4小時溫度較高，以利養分運轉，其後溫度繼續下降，以抑制其呼吸作用，使呼吸的消耗維持最低限度。地溫的晝夜溫差不宜過大，蔬菜作物最低地溫界線多數在16～18℃。因較高的地溫可提高養分向下位葉和向根的分配和運轉而促進根系的生長。
以黃瓜為例，晴日白天生長適溫為32℃，陰天為25℃，而夜間溫度均為18℃。由此可見，在光照充足的晴天，日夜溫差要大些，而光照較弱的陰天，日夜溫差小些。起源地不同的蔬菜日夜溫差要求不同，一般熱帶植物晝夜溫差要求3～6℃，溫帶植物晝夜溫差5～7℃，而沙漠植物晝夜溫差要求在10℃以上。
