Большинство видов лука — растения длинного дня. Впервые изучение фотопериодизма у лука репчатого было проведено в 1923 г. Магрудер и Аллардом, которые установили, что длина дня определяет сроки начала формирования и созревания луковиц.
Позднее Боос установил, что при выращивании репчатого лука в теплице в зимних условиях луковицы не формировались даже при искусственном увеличении длины дня до 12 ч. Они были получены только при 14—15-часовом дне.
Мак-Клилленд в условиях тропиков на о-ве Пуэрто-Рико изучал влияние разной длины дня на нескольких сортах репчатого лука. Из них только Белый бермудский сформировал луковицы на 10—11-часовом дне. По мере увеличения длины дня сорта ускоряли формирование луковиц. Наиболее требовательным к длине дня оказался сорт Желтый данверский, который на 13-часовом дне сформировал луковицу только через год, а на 15-часовом — через 8 мес после посева.
Магрудер и Аллард определили, что все сорта на длинном дне ускоряют развитие, но южные сорта — преимущественно короткодневные, а северные — длиннодневные. Бремер указал, что для сортов репчатого лука существует критический максимум фотопериода для образования луковиц и что для большинства сортов он равен 12 и 13,5 ч. По данным этого же автора, египетский лук (многоярусный) при длине дня 11,5 ч не формировал луковицы и был похож на лук-порей, т. е. имел толстый стебель без луковицы. Этот вывод подтверждают и другие ученые.
Магрудер и Аллард, исследовав фотопериодическую реакцию более 30 сортов, нашли, что растения, полученные из семян, формируют нормальные луковицы лишь в условиях длинного дня; на коротком дне растения образуют лишь листья и только небольшое число форм — луковицу. Аналогичные данные получил и Реймерс, причем он показал, что беспрерывное освещение дает эффект слабее, чем длинный 16— 18-часовый день. Объясняется это тем, что на непрерывном дне луковица репчатого лука развивается очень быстро, образуя только 3—4 небольших листа, за счет которых идет слабый фотосинтез.
Нами установлено, что если при непрерывном освещении Продолжительность вегетации лука (сорт Бессоновский местный) составляет 60— 80 дней, то на 16—18-часовом дне — уже 110—120 дней, при этом в первом случае средняя масса луковицы составляет 25—32 г, а во втором — 53—65 г.
Существует мнение, что цветение лука почти не зависит от длины дня, хотя, по некоторым данным, стрелкование происходит несколько раньше и рост стрелок идет быстрее на длинном дне. Кроме того, Реймерс считает, что цветение возможно лишь после образования луковиц и таким образом косвенно зависит от длины дня.
На непрерывном дне прирост листьев замедленный (2—3 листа), на коротком дне усиливается рост зеленой массы (формируются более крупные листья и в большем количестве). По данным Реймерса, на длинном дне усиливается отток растворимых Сахаров из листьев, увеличивается синтез сахарозы и накопление ее в зоне формирования луковицы, на коротком дне преобладают моносахара и биозы накапливаются медленно.
Установлено, что у растений в условиях разной длины дня обнаружены различия и в активности ферментов. Длина дня 18, 15 и 12 ч не влияет на накопление аскорбиновой кислоты у лука в молодом возрасте и снижается только на 8-часовом дне, когда уже начинает формироваться луковица. В дальнейшем при ее росте происходит некоторое снижение содержания аскорбиновой кислоты по всем вариантам.
По данным Парибок и Дженнинг, для быстрого формирования зрелой луковицы репчатого лука необходим комплекс факторов — длинный день, интенсивное освещение, высокая температура и низкая влажность почвы; короткий день, низкая температура и высокая влажность почвы усиливают рост листьев и увеличивают вегетацию без образования луковиц. Этот вывод подтверждается и данными других авторов.
Способность растений лука репчатого формировать луковицу при низкой влажности почвы имеет приспособительное значение и связана с условиями вегетации на родине лука — в Иране и Афганистане, где растения заканчивают свою вегетацию с наступлением засухи.
Следует отметить, что исследования по фотопериодизму репчатого лука проводились большей частью на какой-нибудь одной группе сортов й в определенных климатических условиях без параллельного проведения подобных работ в других климатических условиях, и это отчасти привело к противоречивым результатам.