密西根州立大学扩展花卉栽培和温室作物生产

一些多年生植物喜欢冷

作者:阿特·卡梅伦、贝丝·福西、索纳利·帕德惠和埃里克·朗克尔

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草本多年生植物由来自世界各地各种栖息地的各种植物组成，当然，许多植物是伟大的园林植物。虽然多年生花卉的零售销售在全国范围内继续增长，但种植者可以挑战开发和利用生产协议，这些协议将始终导致许多这些受欢迎的植物按计划开花。

在过去的几年里，我们研究了广泛的草本多年生植物的开花需求，很明显，光周期、春化和光照量是影响生长和开花的最重要的环境因素。在本系列文章中，我们将集中讨论许多草本多年生植物开花所需的春化或“冷却要求”，但肯定不是全部。我们将尝试总结一些关于春化的新信息和旧信息，并描述种植者如何在各种气候条件下适应和利用这些信息。

春化处理

课本上对春化的定义是“在低温处理后获得或加速开花的能力”。从某种意义上说，这是一个令人困惑的术语，因为它的定义来自“vernal”(意思是春天)，因此字面翻译是“制造春天”。这种现象最初被描述为小麦和黑麦等粮食作物。例如，冬小麦和春小麦密切相关，但冬小麦必须在秋天种植，否则就不会开花。春小麦，顾名思义，可以在春天种植，在第一个季节很容易开花。唯一的区别是冬小麦有一个强制性的春化要求(必须暴露在寒冷中，否则它不会开花)，而春小麦没有。早期的研究人bob体育登录员了解到，如果他们人为地给幼小的植物提供寒冷，甚至吸收冬小麦的种子，他们本质上可以制造春天，因为这样植物在种植后就会开花。目前的研究表明，bob体育登录一个基因可以解释春化需求的存在与否。

春化作用相对特异于二年生植物和草本多年生植物。尽管如此，并不是所有的草本多年生植物都有春化的要求，缺乏这种要求并不一定与抗寒性有关。例如，Campanula carpatica，至少对美国农业部抗寒区3(-40°F)有抗寒性，如果给予长时间的光照，它不需要春化处理就能开花，而Isotoma axillaris，只对7区(0°F)有抗寒性，有强制性的春化要求。

事实上，在过去的十年里，我们的研究项目面临的挑战之一就是确定哪些多年生植物需bob体育登录要春化，哪些不需要。有时，这种要求是强制性的(绝对必需的，植物没有寒冷就不会开花)，但通常是兼性的(仅仅是有益的，植物受益于冷处理，但不需要冷处理)。其他因素，如植物在一天中接收到的光量，也会与冷却处理相互作用，甚至会超越冷却的需要，影响特定植物的最终开花。其他植物，如“月光”在花园里只开花一段时间，甚至死穗子也不会重复开花。然而，从这些植物上取下的插枝一旦生根就很容易开花，没有证据表明开花受阻与春化有关。

控制自然界的开花

那么，为什么植物会控制开花，为什么它们会有春化的需求呢?最好的解释是，在野外生存往往取决于开花的精确时间，这必须与传粉者的活动和一般的天气条件相协调。在许多情况下，这涉及到资源的集中，因为开花和随后的种子生产是昂贵的过程，需要大量的能源。许多草本多年生植物已经进化出特定的机制，在一年中的特定时间集中开花，一些在早春，而另一些在夏季甚至晚秋。控制精确开花的最重要的环境因素通常被认为包括光周期和春化。春化要求可能会阻止开花晚，从而防止越冬所需的储存能量储备减少。

春化的一个重要方面是草本多年生植物不会带着花蕾进入或离开寒冷期。生长中的分生组织从营养到花的转变实际上可以在暴露在低温下几天甚至几周后发生。因此，春化过程中一个有趣的特征是植物保留了对寒冷的“记忆”，并在稍后使用这些信息来指导花的形成时间。研究人员仍在研究这种“记忆”的本质，但已知它涉及分子水平上的特定遗传信号。bob体育登录在我们理解为什么不同的植物需要不同的低温暴露时间，甚至有明显不同的冷却需求的最佳温度之前，还有很多事情要发现。

草本多年生植物的季节开花及春化反应

周期性或间断性开花是用来描述许多草本多年生植物的开花习性的术语。正是这一特性使设计良好的多年生植物床在整个生长季节不断变化。早开的多年生植物，如Phlox subulata(匍匐Phlox)， iberis (candytuft)， Euphorbia epiymoides(坐垫花)和Anemone pulsatila (Pasque花)是许多在早春照亮花园的植物之一，但在夏天剩下的时间里，它们都是营养植物，很少会再开一朵花。这些是典型的需要春化的物种。然后是许多晚春开花的多年生植物，如coreopsis ' sunray， ' campanula ' Birch Hybrid， ' Aquilegia spp.(耧斗菜)，Oenothera fruticosa(夜报春花)，astilbe和Lavandula angustifolia(薰衣草)。这些物种中的许多都需要春化，甚至可能需要长时间的光照。大多数夏末和秋末开花的物种，如紫锥菊，紫锥菊，甚至菊花，通常对春化没有反应，但通常具有强烈的光周期。

春化要求的经验测定

我们已经研究了近500种多年生植物，并试图确定每种植物的春化和开花的光周期要求。一般来说，我们从有根的插枝或幼苗开始。然后，我们在短9小时的白天，长16小时的白天或长16小时的白天中培养一组，并有充足的补充光。第二组同样的植物被放置在41华氏度的温度下15周。在这段时间之后，植物被盆栽并在三种生长环境下生长。这种相对简单的方法使我们能够研究开花对春化、光周期和光照量的响应。

草本多年生植物的主要响应类别

在网上的表格中(参见“继续在线”)，我们列出了需要或至少受益于春化或冷却处理的草本多年生植物。我们发现大多数都可以分为几个主要类别:

• 冷需日中性，冷后迅速开花。这些是中性的多年生植物，通常在早春开花。事实上，这些花大多开得很快，如果把它们作为小植物冷却(例如放在塞盘里)，它们就不会长得足够大，也不适合零售。因为它们有专门的冷却要求，它们不会再次开花，直到它们再次暴露在寒冷中。
• 需要低温-日中性-开花较慢。这是我们发现的为数不多的日中性多年生植物，它们的开花速度足够慢，因此在寒冷期结束后，它们的大小可以明显增加。这些可以在塞托盘中冷藏，最终的植物质量将使大多数种植者满意。
• 需要低温的长日照植物。这类植物有更复杂的开花诱导策略，需要低温和长时间开花。这些花通常在这个季节晚一点开花，通常可以在塞盘中冷藏，最终植物质量令人满意。
• 兼性冷需求-主要是长日照植物。这是一个有趣的类别，包括不需要绝对寒冷才能开花的植物。如果给予长时间的日照或高光照，它们可以在没有寒冷的情况下开花。然而，它们甚至可以在春化后的短时间内开花，或者可能更快或更丰富地开花。一般来说，大多数人在冷敷后表现良好。白昼长度、光照量和春化需求之间的相互作用引起了人们极大的兴趣，进一步的研究可能会为植物如何监测和响应环境的复杂变化提供线索。bob体育登录
• 不需要冷。你可能会发现一些你最喜欢的多年生植物可能没有出现在这些列表中。它们很可能不需要冷。虽然我们没有在这里列出它们，但令人惊讶的是，有多少草本多年生植物能够忍受和存活严冬，但未来开花却不需要寒冷。在许多情况下，这是研究这种多样而迷人的植物群的开花行为的有趣方面之一。

本系列的后续文章

在本系列的后续文章中，我们将介绍有关草本多年生植物的冷却要求的一些细节，以及种植者如何利用这些知识来改进生产技术。我们将涵盖许多相关的主题，包括最有效的温度和持续时间，以植物为基础的最大响应，光量的相互作用，以及植物如何感知和测量寒冷的一些潜在机制的入门。