Photoperiodismus bezeichnet die Abhängigkeit von Wachstum, Entwicklung und Verhalten bei Pflanzen von der Tageslänge (Photoperiode).[1] Die minimaleLeistungsdichte beträgt hierbei etwa 10−2 bis hinunter zu 10−3 W/m², daher kann bereits Vollmondlicht mit ≈ 5 · 10−3 W/m² wirksam sein.
Pflanzen unterscheiden sich in der Weise, wie ihre Entwicklungsprozesse von der Taglänge abhängen, genauer: von der Länge deslichten Tages im Unterschied zur Dauer der Nacht beim periodischen Wechsel heller und dunkler Phasen. Die Dauer der Dunkel- bzw. Nachtphasen ist insbesondere bei der Bildung von Blüten (Blüteninduktion) entscheidend für das Verhalten der Pflanze. Der Photoperiodismus ist genetisch bedingt, wobei sich grob drei Typen unterscheiden lassen:Kurztagpflanzen (KTP),Langtagpflanzen (LTP) undtagneutrale Pflanzen. Kurztagpflanzen warten mit dem Beginn oder der Intensivierung eines Prozesses, meist der Blütenbildung, bis die tägliche Beleuchtungsspanne eine bestimmte Dauer unterschreitet. Vereinfacht werden als Kurztagpflanzen jene Pflanzen bezeichnet, die bei einer täglichen Beleuchtungsdauer von weniger als zwölf Stunden blühen, und alsLangtagpflanzen solche, die bei mehr als zwölfstündiger Beleuchtung blühen.[2] Langtagpflanzen warten mit Beginn oder Intensivierung von Prozessen wie der Blütenbildung, bis dieTaglänge eine bestimmte Dauer überschreitet.
In der Wirkung handelt es sich nicht um ein Alles-oder-Nichts-Ereignis; vielmehr ist diese Reaktion bei unterschiedlichenSpezies verschieden stark ausgeprägt. So reicht bei manchen Arten wie der PrunkwindeIpomoea nil ein einziger Induktionszyklus, während andere wie der SpitzwegerichPlantago lanceolata bis zu 25 Zyklen benötigen. Des Weiteren wird zwischen qualitativen (absoluten) und quantitativen Kurz- bzw. Langtagpflanzen unterschieden. Als vermittelndes Glied zwischen den photoperiodischen und den tagneutralen können hierbei jene Pflanzen angesehen werden, bei denen die Beleuchtungsdauer insofern keinen Einfluss auf die Blütenbildung hat, als sie sowohl in Dauerdunkelheit als auch in Dauerlicht blühen, doch eine Verlängerung (LTP) beziehungsweise Verkürzung (KTP) der Photoperiode die Blühinduktion stark fördert. Darüber hinaus gibt es auch Kurzlangtagpflanzen (KLTP) und auch Langkurztagpflanzen (LKTP), die jeweils zwei verschieden lange aufeinanderfolgende Photoperioden benötigen, womit zwischen kurzen Tagen imFrühling und kurzen Tagen imHerbst unterschieden werden kann.
Erkannt wird die Tageslänge nicht über die Länge der Photoperiode, sondern über die der Dunkelperiode, was auch erklärt, wieso eine helleVollmondnacht bereits reicht, um die Blühinduktion von besonders lichtempfindlichen Pflanzen hinauszuzögern. Man spricht in diesem Zusammenhang auch vonKurz- bzw. Langnachtpflanzen.Bei manchen KTP reicht bereits Störlicht ab nur einer Minute, um die Blüte zu unterbinden, wohingegen Störlicht bei LTP über mehrere Stunden gegeben werden muss, um eine Blühinduktion zu unterbinden.
Weiterhin ist die Fläche, die dem Licht ausgesetzt ist, nahezu völlig irrelevant für den Effekt, da bereits einzelne richtig belichtete Teile einesBlattes genügen. Mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 4 mm/h wird diese Information mittels des FT(Flowering Locus T)-Proteins, welches auch alsFlorigen bezeichnet wird, zu denSpross-Meristemen transportiert.[3]
Durch Versuche mitAufpfropfungen wurde allerdings festgestellt, dass diese Systeme in vielen Pflanzen sehr ähnlich oder gleich sind, da mit aufgepfropften KTP-Blättern LTP mit kurzen Tageslängen zum Blühen gebracht werden konnten und umgekehrt.
Der Sinn dieses Systems wird imVerbreitungsgebiet verschiedener Pflanzen vermutet. So finden sich amÄquator vorwiegend KTP und tagneutrale und in hohenBreitengraden eher LTP, da es hier auf die Nutzung der kurzen Vegetationszeitfenster imSommer ankommt. Auch in Gebieten, in denen es zu saisonalenDürreperioden oder anderen ungünstigen Klimaereignissen kommt, ermöglicht die Erkennung der Tageslänge den Pflanzen die Nutzung der günstigen Zeiträume zur Fortpflanzung.
Qualitative Langtagpflanzen
Quantitative Langtagpflanzen
Tagneutrale Pflanzen
Qualitative Kurztagpflanzen
Quantitative Kurztagpflanzen
Langkurztagpflanzen
Kurzlangtagpflanzen
