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基础：了解光照对不同植物的作用，更好运用植物照明技术

花匠小妙招
2024-11-17 19:12

光是绿色植物制造碳素营养的能源，是植物生存的必需条件，绿色植物通过光合作用将光能转化为化学能，储存在有机物中，为地球上的生物提供了生命活动的能源，各种植物都要求在一定的光照条件下才能正常生长，太阳辐射在地球表面随时间和空间发生有规律的变化，直接影响着植物的生长和发育。

1.光对植物的影响

光是太阳的辐射能以电磁波的形式投射到地球的辐射线。其能量的99%集中在波长为150～4000μm（微米）或纳米的范围内。人眼能看到的波长为380～770μm（微米）的范围内的光，即称为可见光的范围。对植物起着重要作用的部分主要是可见光部分。

不同波长的光照因子对植物的生长发育、种子萌发、叶绿素合成及形态形成的作用是不一样的。太阳辐射光谱不能全被植物吸收。植物吸收用于光合作用的辐射能称为生理辐射，主要指红橙光（波长760～595μm（微米））蓝紫光（波长435～370μm（微米））。

红橙光被叶绿素吸收最多，光合作用活性最大，蓝紫光的同化效率仅为红橙光的14%。红橙光有利于叶绿素的形成及碳水化合物的合成，加速长日照植物的生长发育，延迟短日照植物的发育，促进种子萌发；蓝紫光有利于蛋白质合成，加速短日照植物的发育，延迟长日照植物的发育。紫外线有利于维生素C的合成。

在诱导形态建成、向光性及色素形成等方面，不同波长的光，其作用也不同。如蓝紫光抑制植物的伸长，使植物形成矮小的形态；而红光有利于植物的伸长，如用红光偏多的白炽灯照射植物，可引起植物生长过盛的现象。青蓝紫光还能引起植物的向光敏感性，并促进花青素等植物色素的形成。紫外线能抑制植物体内某些生长素的形成，以至于植物的白天生长速度常不及夜间。

生长期内生长素受侧方光线的影响，在迎光一面生长素少于背光面，造成背光面生长速度快于迎光面，产生所谓植物向光运动。紫外线也能抑制植物茎的伸长，引起向光敏感性和促进花青素的形成。

在紫外线辐射下，许多微生物死亡，能大大减少植物病虫害的传播。高山植物一般都是具有茎干粗矮、叶面缩小、毛茸发达、叶绿素增加、茎叶富含花青素、花色鲜艳等特征。这除了和高山低温风大有关外，主要是因为在高山上，蓝、紫、青等短波光线较强的缘故。

2.植物对光照的需要量

植物长期生长在一定的光照条件下，在其形态结构及生理特征上表现出一定的适应性，进而就形成了与光照条件相适应的不同生态类型，植物的光合作用在一定的光照强度范围内是与光强有密切关系的，当光强减弱到一定程度时，树木由光合作用所合成的物质量恰好与其呼吸作用所消耗的量相等，此时的光照强度称为光补偿点。

随着光照强度的增加，光合作用的强度亦提高，因而产生有机物质的积累，但是当光强增加到一定程度后光合作用就达到最大值而不再增加，此时的光照强度称为光饱和点。

植物对光强度的要求有很大差别，有些植物只能在强光下生长，而有些植物在弱光下可生长发育良好。不同植物对光照强度有一定的适应范围，特别是对弱光的适应能力有显著的差异。

耐阴性强的树种其光补偿点较低，有的仅为100～300lux（勒克司），而不耐阴的阳性树则为1000lux。耐阴性强的树种其光饱和点较低，有的为5000～10000lux，而一些阳性树的光饱和点可达到50000μm以上。

因此从测定树种的光补偿点和光饱和点上可以判断其对光照的需求程度。但是植物的光补偿点和光饱和点是随环境条件的其他因子以及植物本身的生长发育状况和不同的部位而改变的。

此外，由于温度、湿度的变化又可影响到呼吸作用和蒸腾作用的强度，从而亦影响到光补偿点和光饱和点的数值。

根据植物对光的适应程度，一般把植物分为以下3类：

01、阳性植物

阳性植物生长时，喜阳，不耐阴，常不能在林下正常生长和完成其更新，具有较高的光补偿点，约在全部太阳光强度的3%～5%时，达到光补偿点。在阳光充足的条件下，才能正常生长发育，发挥其最大观赏价值。如：桃、杏、松树、刺槐、杨树、银杏、紫薇、牡丹等。

02、阴性树种

具有较强的耐阴能力，在较弱的光照条件下，比强光下生长良好，光照强度过大，就会导致光合作用减弱。长时间的强光直射，会造成植株死亡。其光补偿点低，不超过全部太阳光照强度的1%，如：珍珠梅、文竹、云杉、水青冈、珊珊树、红豆杉、万年青、一叶兰等。

03、耐阴植物

耐阴植物对光照强度的要求介于上述二者之间。对光的适应幅度较大，在全日照下生长良好，也能忍受适当的庇荫。在高温干旱时在全光照下生长受抑制。如杜鹃、山茶、七叶树、枫杨等。大多数植物属此类型，但其耐阴程度因植物种类而异。

耐阴植物在同一植株上，处于阳光充足部位枝叶的解剖构造倾向于阳性植物，而处于阴暗部位的枝叶构造则倾向于阴性植物。

了解植物的耐阴性在园林植物栽培中具有重要意义。可以根据不同环境的光照强度，合理选择栽培植物，做到植物与环境相统一，也可以根据植物的需光不同进行合理配置，发挥植物群落的整体生态功能，更好地提高城市环境质量。

如阳性树种的寿命一般比耐阴树种的短，但阳性树种的生长速度较快，所以在进行树木配植时必须搭配得当。又如树木在幼苗阶段的耐阴性高于成年阶段，即耐阴性常随年龄的增长而降低，在同样的庇荫条件下，幼苗可以生存，但成年树即感到光照不足。了解了这一点，则可以进行科学的管理，适时地提高光照强度。

此外，对于同一树种而言，生长在分布区南界的植株就比生长在其分布区中心的植株耐阴，而生长在分布区北界的植株则较喜光。同样的树种，海拔愈高，树木的喜光性愈强。土壤的肥力也可影响树木的需光量，例如榛子在肥土中相对最低需光量为全光照的1/50～1/60，而在瘠土中则为全光照的1/18～1/20。掌握这些知识，对引种驯化、苗木培育、树木的配植和养护管理等方面均会有所帮助。

3.光强对植物生长的影响

光照强度对植物生长及形态结构有重要作用。光对植物的生长有直接影响和间接影响。直接影响指光对植物形态生成的作用，就植物生长过程本身而言，它并不需要光。只要有足够的营养物质，植物在暗处也能生长。但是，在暗处生长的植物，形态是不正常的。

如在无光下生长出来的植物是黄化苗。间接影响主要指光合作用，光合作用固定空气中的二氧化碳合成有机物质，这是植物生长的物质基础。植物叶片每固定1mol（摩尔）的CO2，大约需要468.6kJ（千焦耳）的光能，因此光是通过影响光合作用的进行来影响植物的生长。

光能促进植物的组织和器官的分化，制约着各器官的生长速度和发育比例。强光对植物茎的生长有抑制作用，但能促进组织分化，有利于树木木质部的发育。如在全光照条件下生长的树木，一般树干粗壮、树冠庞大、枝下高较低，具有较高的观赏与生态价值。在高强光中生长的树木较矮，但是干重增加，并且根茎比提高。

此外，叶子较厚，栅栏组织层数较多。但强光还会使叶绿素发生光氧化，使蛋白质合成减少，而碳水化合物合成增加。强光往往导致高温，易造成水分亏缺，气孔关闭和CO2供应不足，也会引起光合下降，从而影响植物的生长；而光照不足，枝长且直立生长势强，表现为徒长和黄化。另外，光能促进细胞的增大和分化、控制细胞的分裂和伸长，因此要使树木正常生长，则必须有适合的光照强度。

光照强度对树木根系的生长能产生间接的影响，充足的光照条件有利于苗木根系的生长，形成较大的根茎比，对苗木的后期生长有利；当光照不足时，对根系生长有明显的抑制作用，根的伸长量减少，新根发生数少，甚至停止生长。尽管根系是在土壤中无光条件下生长，但它的物质来源仍然大部分来自地上部分的同化物质。

当因光照不足，同化量降低，同化物减少时，根据有机物运输就近分配的原则，同化物质首先给地上部分使用，然后才送到根系，所以阴雨季节对根系的生长影响很大，而耐阴的树种形成了低的光补偿点以适应其环境条件。

树体由于缺光状态表现徒长或黄化，根系生长不良，必然导致上部枝条成熟不好，不能顺利越冬休眠，根系浅且抗旱抗寒能力低。此外，光在某种程度上能抑制病菌活动，如在日照条件较好的立地上生长的树木，其病害明显地减少。

光照过强会引起日灼，尤以大陆性气候、沙地和昼夜温差剧变情况下更易发生。叶和枝经强光照射后，叶片温度可提高5～10℃，树皮温度可提高10～15℃以上。当树干温度为50℃以上或在40℃持续2小时以上，即会发生日灼。日灼与光强、树势、树冠部位及枝条粗细等均密切相关。

如果光照强度分布不均，则会使树木的枝叶向强光方向生长茂盛，向弱光方向生长不良，形成明显的偏冠现象。这种现象在城市园林树种表现很明显，由于现代化城市高楼林立、街道狭窄，改变了光照强度的分布，在同一街道和建筑物的两侧，光照强度会出现很大差别。

如东西走向街道，北侧受的光远多于南侧，这样由于枝条的向光生长会导致树木偏冠。树木和建筑物的距离太近，也会导致树木向街道中心进行不对称生长。

4.光周期对植物生长的影响

植物从生长到开花，必须经过两个阶段，即春化阶段和光照阶段。植物的开花与季节变化的昼夜长短有关。在一天内白昼和黑夜的时数交替，称为光周期。植物开花对昼夜周期的适应反应称为光周期现象。

一般长日照能促进生长，短日照可抑制枝的伸长生长，促进芽的形成。虽然植物是处在昼夜交替的环境中，但试验证明，在光周期诱导中光期和暗期的作用不是相等的。对于植物成花来说，真正起主导作用的是暗期长度，且有一定的临界值。即短日照植物必须在超过某一临界暗期的情况下才能形成花芽；而长日照植物则必须在短于某一临界暗期时才能开花。

在暗期中，如给予低能光（光谱有效波长为红光）间断照射，则暗期效果消失，而使花芽的分化受到抵制，休眠芽形成推迟，例如许多落叶树种在路灯附近落叶晚。而同样情况却可促进长日照植物开花。

闪光试验进一步证明了暗期的重要性：如对短日照植物在暗期给予短暂光照（用闪光打断），即使光期总长度短于其临界日长，短日照植物也不开花，因其临界暗期遭到间断而使花芽的分化受到抑制；而同样情况却可促进长日照植物开花。

研究表明，只要植物的最低限度的光周期需要得到满足，植物便能获得成花能力并保持下去，称为光周期效应。这种能够发生光周期效应的处理，称为光周期诱导。在光周期诱导期间，所需的光周期诱导日数随植物而异。有的需要一个诱导光周期即可，如短日照植物苍耳和日本牵牛花；有的植物则需要较长的光周期诱导日数。

这主要与该种植物的地理起源有关。通常起源于北半球植物，越靠近北方起源的种或品种的短日照植物所需要光周期诱导的短日数越少；长日照植物则越是靠近南方起源的需要光周期诱导的长日数越少。

在光周期诱导期间，所需的光周期诱导日数随植物而异。有的需要一个诱导光周期即可，如短日照植物苍耳和日本牵牛花；有的植物则需要较长的光周期诱导日数。这主要与该种植物的地理起源有关。通常起源于北半球植物，越靠近北方起源的种或品种的短日照植物所需要光周期诱导的短日数越少；长日照植物则越是靠近南方起源的需要光周期诱导的长日数越少。

在光周期诱导期间，如果光照强度过弱，会降低开花反应。这是因为花芽的分化和形成需要较多的养分。所以，许多短日照植物在光周期诱导暗期之前和之后给以强光照，能促进其开花反应，特别是暗期之前的强度光照更有效。

长日照植物也如此，如敏感的长日照植物莳萝，诱导花的形成通常需进行4个长日照处理，但给予足够的强光时，则只要一个即诱导成功。当然，不同的植物或不同的品种在光周期诱导中，对光强的感应也不完全相同，有的反应极为敏感，有的则很不敏感。

从较远地区引进新的植物种或品种时，应考虑到它们对光周期的需要。

长日照植物北移时，对长日条件的需要能较快地得到满足，发育会提前完成。然而，长日照植物南移时，发育会延迟，有的甚至不能开花结实。

短日照植物往北移时，由于夏季日照较长，使发育延迟，往南移时，则提早开花结实。原产地与引入地区的日照条件差异太大，会造成过早或过晚开花，都会引起减产，甚至没有收获。光周期虽然一般不影响树木的成花，但能影响树木的休眠。

所以，在引种树木时也应该考虑其光周期需要。南树北移，往往因不能及时进入休眠而不能顺利越冬。北树南移，则容易提早进入休眠而生长缓慢。

光周期诱导所需要的天数，即诱导周期数，因植物种类而异，短日照植物，如藜和日本牵牛花只需诱导1天，大豆品种3天，而高凉菜约为12天。长日照植物，如菠菜、油菜也只需诱导1天，天仙子2～3天，矢车菊13天，1年生甜菜15～20天。当然，这是最低限度的诱导天数。增加诱导天数，能使开花期提前，花数增多。每种植物光周期诱导需要的天数随植物的年龄以及环境条件，特别是温度、光强及日照长度而有些改变。

光的波长也与光周期现象有关系。根据实验表明，中断黑夜最有效的波长是0.64～0.66μm（微米）的红光区。用红光进行光间断处理，短日照植物的花芽形成受到明显抑制，而对长日照植物的花芽形成却有促进作用。又如遮去早晚几个小时富于长波的光照后，长日照植物的光周期诱导则不能完成，但短日照植物则发育更快。

此外，植物开花的光周期现象还受温度、水分等其他外界因子的影响。在生产实践中，可综合运用各种手段来控制植物的花期。

日照长度对植物休眠和地下储藏器官的影响：一般来说，短日照可以促使植物进入休眠状态而使生长减缓，长日照可以打破植物休眠，使植物持续不断生长。如杨树在给予几天的短日照后，即使气温在相当高的情况下（15℃、20℃或30℃），在继续生长出10～11片叶子后即形成顶芽，叶子生长停止。

如果再继续短日照处理（温度条件不变），则其叶子可以在此状态下保持几个月而不再生长，然后逐渐枯黄脱落，进入深休眠状态；如果给以长日照处理，则可以继续生长，而不进入休眠状态。

南方起源的树木北移时，由于秋季北方的日照时间长，往往造成南方树木徒长，秋季不封顶，很容易遭受到初霜的危害。为了使南方起源的树木在北方安全越冬，可对其进行短日照处理，使树木的顶芽及早木质化，进入休眠状态，来增强抗寒越冬能力。长日照可促进植物的营养生长，如松树、云杉幼苗在人工长日照下，其生长为对照组（正常光照）的5倍。

许多植物的地下储藏器官的形成和营养繁殖，也明显受日照长度的影响。如短日照植物菊芋，在长日照下仅仅形成地下茎，并不加粗，但在短日照下则形成肥大的块茎；又如某些落地生根的种类，其叶片上的幼小植株只能在长日照下生长。

根据植物开花对光照长度的要求不同，一般把植物分为4类：

01．长日照植物

在开花以前需要有一段时间，每日的光照时数必须超过临界日长（或黑夜的长度短于某一时数）才能开花的植物，称为长日照植物。如果满足不了这个条件则植物将仍然处于营养生长阶段而不能开花。

反之，日照愈长开花愈早。如倒挂金钟、唐菖蒲、兰花、凤仙花、马尼拉草坪、天仙子等。这类植物每天光照时数要超过12～14小时以上才能形成花芽，而且光照时间愈长，开花愈早。这类植物的开花通常是在一年中日照时间较长的季节里。

02．短日照植物

指日照长度短于临界日长（黑夜长于一定时数）才能开花的植物。如：牵牛、菊花、一品红、一串红、苍耳等。日照时数愈短开花愈早，但每日的光照时数不得短于维持生长发育所需的光合作用时间。

03．中性植物

开花受日照影响较小，只要经过一段足够的营养生长后，其他条件适宜，任何长度的日照条件下都能开花。如石竹、大丽花、仙客来、蒲公英等。

04．中日照植物

这类植物要求昼夜长度接近于相等才能开花。植物在发育上要求不同的日照长度，这主要与其原产地生长季节中的自然日照时间有关，是植物通过自然选择对环境条件长期适应的结果。一般说，短日照植物原产于南方，长日照植物原产于北方。

日照的长短除对植物的开花有影响外，对植物的营养生长和休眠也起着重要的作用。

一般而言，延长光照时数会促进植物的生长或缩短生长期，缩短光照时数则会促进植物进入休眠或延长生长期。前苏联曾对欧洲落叶松进行不间断的光照处理，结果使所受光照处理的植株生长速度加快了近15倍，我国对杜仲苗施行不间断的光照处理，使其生长速度增加了1倍。

对从南方引种的植物，为了使其及时准备过冬，则可用短日照的办法使其提早休眠以增强抗逆性。

了解日照长度的生态类型，对于植物的引种工作十分重要。在引种时一定要注意引种地和原产地日照长度的季节变化，以及该种植物对日照长度的反应特性和敏感性，再结合考虑该种植物对温度及水分等的要求，引种才能成功。

5.光照对花色的影响

光照强度影响花色。紫红色的花是由于花青素的存在而形成的，花青素必须在强光下才能产生，在散光下不易产生，如春季芍药的紫红色嫩芽以及秋季红叶均为花青素必需的颜色，花青素产生的原因除受强光影响外，一般还与光的波长和温度有关。

春季芍药嫩芽显紫红色，这与当时的低温有关，白天同化作用产生的碳水化合物，由于春季夜间温度较低，在转移过程中受到阻碍，滞留叶中，而成为花青素产生的物质基础。

光照强弱对矮牵牛某些品种的花色有明显影响，Harder等人研究中指出具蓝和白复色的矮牵牛花朵，其蓝色部分和白色部分的比例变化不仅受温度影响，还与光强和光的持续时间有关，用不同光强和温度共同作用下实验结果表明：随温度升高，蓝色部分增加，而随光强增大则白色部分变大。

光照强弱对花蕾也有很大影响。半支莲（Portulacagrandinora）、酢浆草（Oxalis）必须在强光下开花，月见草（Oenothera）、紫茉莉（Mirabilisjalapa）、晚香玉（PoliaMhestuberosa）需在傍晚时盛开，香气更浓，昙花（Epiphyllumoxypetalum）更需在夜间开花，牵牛（Pharbitis）与亚麻（Limni）只盛开于每日的晨曦中，而大多数花卉则晨开夜闭。

6.树木的耐阴力的判断

在园林建设实际工作中，掌握各种树木的耐阴力是非常有用的。判断树木耐阴性的标准有以下两种方法：

6.1．生理指标法

植物的光合作用在一定的光照强度范围内是与光强有密切关系的，当光强减弱到一定程度时，树木由光合作用所合成的物质量恰好与其呼吸作用所消耗的量相等，此时的光照强度称为光补偿点。随着光照强度的增加光合作用的强度亦提高因而产生有机物质的积累，但是当光强增加到一定程度后光合作用就达到最大值而不再增加，此时的光照强度称为光饱和点。

耐阴性强的树种其光补偿点较低，有的仅为100～3001ux，而不耐阴的阳性树则为10001ux。耐阴性强的树种其光饱和点较低，有的为5000～10000lux，而一些阳性树的光饱和点可达500001ux以上，就一般树种而言约在2万至5万之间。

例如红松的补偿点，在郁闭的林下为701ux，在半荫处为1001ux，在全光下为1501ux，相差达一倍以上。此外，由于温度、湿度的变化又可影响到呼吸作用和蒸腾作用的强度从而亦影响到光补偿点和光饱和点的数值，因此在判断植物的耐阴性时需要综合考虑各方面的影响因素。

6.2．形态指标法

有经验的园林工作者根据树木的外部形态常可以大致推知其耐阴性，方法简便迅速，其标准有以下几方面：

（1）树冠呈伞形者多为阳性树，树冠呈圆锥形而枝条紧密者多为耐阴树种。

（2）树干下部侧枝早行枯落者多为阳性树，下枝不易枯落而且繁茂者多为耐阴树。

（3）树冠的叶幕区稀疏透光，叶片色较淡而质薄，如果是常绿树，其叶片寿命较短者为阳性树。叶幕区浓密，叶色色浓而深且质厚者，如果是常绿树，则其叶可在树上存活多年者为耐阴树。

（4）常绿性针叶树的叶呈针状者多为阳性树，叶呈扁平或呈鳞片状而表、背区别明显者为耐阴树。

（5）阔叶树中的常绿树多为耐阴树，而落叶树种多为阳性树或中性树。

在园林建设中了解树木的耐阴力是很重要的，例如阳性树的寿命一般较耐阴树为短，但生长速度较快，所以在进行树木配植时必需搭配得当。树木在幼苗、幼树阶段的耐阴性高于成年阶段，即耐阴性常随年龄的增长而降低，在同样的庇荫条件下，幼苗可以生存，但幼树即感光照不足，例如红松幼苗在郁闭度0.7～0.8的条件下产苗量多，但对幼树的健壮生长而言，以0.3～0.5的郁闭度为适宜。

了解这一点，则可以选行科学的管理，适时地提高光照强度。此外，对于同一树种而言，生长在其分布区的南界就比生长在分布区中心的耐阴，而生长在分布区北界的个体较喜光。掌握这些知识，对引种驯化、苗木培育、植物的配植和养护管理以及盆栽植物的培养和催延花期等各方面均会有所助益。

来源：网络文档