书城童书植物百科(中国儿童课外必读)
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第18章 植物的另类知识(1)

为什么植物总在一定的时期开花

一般说来,一种植物的生活习性总是经过长时期的适应选育和淘汰而遗传下来的。同时,更多的情况是由于植物本身受到光照、温度等外界条件的影响而引起的。植物开花总要两个阶段,即花蕾形成阶段和花蕾绽放阶段。

植物在长出花蕾时,是植物发生重要变化的时期。在此期间,植物会受到各种条件的影响,其中最重要的是温度和日光的照射时间。植物在花蕾形成期间,按对光照时间的要求可分成三类:一类是短日照植物,这种植物需要有一个在一定时间内没有光照的周期;另一类是长日照植物,这种植物需要有较长时期的光照;还有一种植物,它的花蕾的生长与日照长短无任何关系。

另外,植物在花蕾开放阶段需要适宜的温度。有的需要高温,有的需要低温。例如,牵牛花既需要阳光又害怕强的阳光,清晨的温度正好适合它的要求。另一些植物,它们害怕强烈的阳光,总是白天闭合,晚上才开花。如夜来香、月光花、昙花等。有的植物花蕾长出后不一定很快就开放。像郁金香、樱花等,就是秋天长花蕾,等到来年春天才开花。

植物为了在各种条件下顺利生长,便适应了环境,将花期固定下来。所以说植物的花在一定的时期开放,是适应外界生活条件而形成的一种习性。

每当春回大地,百花盛开,黄色的迎春花、粉红色的桃花、紫红色的紫荆、浅红色的樱花……或浓艳,或淡雅,令人陶醉。花朵的颜色不仅使自然界显得五彩缤纷,更主要的是具有吸引昆虫传送花粉的作用。花为什么会有各种不同的颜色呢?原来这是由于花瓣细胞中含有花青素和有色体(又叫杂色体)的缘故。

含有花青素的花瓣可显现红、蓝、紫各色。花青素这种物质的颜色,随着细胞液的酸碱性不同而发生变化。细胞液为酸性时它呈红色;细胞液为碱性时它呈蓝色;细胞液为中性时它便表现为紫色。这可通过试验来证明:如果你摘下一朵红色的牵牛花,泡在肥皂水里(碱性溶液),花色立刻由红变蓝;如果把这朵蓝色的花再放入稀盐酸溶液中(酸性溶液),花色又由蓝变红了,这实际就是花青素的变色反应。由于各种植物体内的有机酸和生物碱含量都不一样,因此它们细胞液中的酸碱度也就不同,花青素便在其中“变戏法”,从而使花朵呈现万紫千红的颜色。

还有一些花的颜色不是在红、蓝、紫之间变化,而是在黄色、橙黄色或橙红色之间变化,那是由于花瓣细胞中含有有色体的缘故。有色体含有两种色素,即胡萝卜素和叶黄素。由于不同植物花中这两种色素所含的比例不同,因而花朵呈现黄色、橙黄色或橙红色。

有的花瓣细胞中既含有花青素,又含有有色体,因而花朵可呈现绚丽多彩的颜色;也有的花瓣细胞中花青素和有色体都不存在,则呈现白色。

花色的浓淡与花青素和有色体的多少有关,而花青素和有色体的多少又与环境条件有关。如气温的高低、光线的强弱和日照的长短等都会对花色有影响,情况比较复杂。一般说来,一种植物的花,自开花至凋谢,其花色保持相对的稳定。但也有一些植物,随着花朵开放时间的延续,其花瓣细胞中的细胞液酸碱度、盐类和酚类物质发生变化,从而使花朵的颜色也发生变化,这类花卉被称为变色花卉。

在变色花卉的花期中,由于每朵花开放时间有先后,所以同一植株上就会出现多种花色,看上去满株五彩缤纷,具有独特的观赏价值。如茄科的鸳鸯茉莉,花色初开时为淡紫色,逐渐变成淡雪青色,后变成白色。虎耳草科的绣球花,初开时为白色,似绿叶丛中的团团雪球,后转为青碧色,最后变成淡红色。又如忍冬科的金银忍冬,花色初开时洁白如玉,经2~3天后变成金黄,前开后继,彼黄此白,宛如金银并列。

千差万别的根

对于植物,人们不仅赞赏花的美丽,更爱果的珍贵,却往往忽视了生长在地下的根。然而根却在潮湿阴暗的土壤里,始终默默地工作着,甘当“无名英雄”。

根是植物体的重要器官,它默默无闻地生活在阴暗、潮湿的土壤里,它使植物固着在一定的地方,不让大风吹倒,同时根还把从土壤中吸收的大量水分和无机盐,以及本身合成的有机磷、氨基酸等有机物质,源源不断地送往植物的地上部分。根对整个植物体的营养起着重要作用。

植物的根千差万别。种子萌发后,由胚根发育成的根为主根。主根一般垂直向地下生长,当生长到一定长度时,就生出许多侧根。侧根又可生出新的侧根,这样反复分枝就形成了一个根系,叫直根系。裸子植物和大多数双子叶植物都是直根系。还有一类根可以在茎、叶、老根或胚轴上生出,这种根叫不定根。如小麦、玉米、水稻等禾本科植物的根,它们的主根长出后不久就停止生长或死亡,而由胚轴和茎下部的节上生出许多不定根组成根系,这种根系叫须根系。

根系在土壤中的分布范围又深又广,往往比树冠枝条伸展的宽度还要大,只有这样,它才能保证从土壤中获取植物生长所需要的大量养分。

有些植物的根,长得并不像我们说的那样,而是在形态、构造和功能上都发生了很大的变化。如人们熟悉的萝卜、胡萝卜和甜菜的根就是一种能贮藏养料的贮藏根;着名的药用植物人参的根也是贮藏根的一种。玉米在拔节后到抽穗前,在靠近地表面的节上,会生出几层不定根来。这种根结实粗壮,具有帮助稳固茎秆的作用,叫支柱根。榕树的树干和树枝上可以产生许多不定根,这些根向下生长,直达地面,穿入土中,可不断加粗,成为强大的支柱根。红树的气生根具有呼吸作用,叫呼吸根。常春藤用气生根吸着于墙壁上,赖以攀援蔓生,叫攀援根。菟丝子、槲寄生等寄生植物的根,构造十分简单,可吸取寄生的水分和养料,所以叫做寄生根。

这些花样繁多的变态根,是植物长期适应特殊环境条件的结果。

种子为什么能萌发成幼苗

在植物的果实中往往包含着一粒或许多粒种子。种子是种子植物特有的繁殖器官,每粒种子是由胚、胚乳和种皮三部分组成。

种子为什么能萌发成幼苗,将来长成新的植物体呢?是因为种子里面有一个幼小的植物体。不信,我们可以剥去一粒泡大的蚕豆或黄豆的种皮,看到两片肥厚的紧闭着的豆瓣,这叫子叶,再掰开两片子叶,能看到夹在一侧的胚芽、胚轴和胚根。胚芽像两片小嫩叶,以后伸出土壤,形成茎和叶,胚根像一个幼根,将来形成植物体的根。我们做菜吃的豆芽,就是先从两个豆瓣之间伸出的尖尖的“芽”,其实是胚根。胚轴则是连在胚芽和胚根之间的结构。在适宜的条件下,种子就萌发形成了幼小的植物体。

不同的种子由于种皮细胞中的色素不同,因而具有不同颜色。例如红豆、黑豆、黄豆。蚕豆的种皮革质,棕褐色;棉花的种皮是黑褐色而且坚硬,外面还有短绒覆盖。种皮能防止病虫害侵入,防止内部水分蒸发,起到了很好的保护作用。小麦的种子与蚕豆种子有一个重要的不同点,就是在小麦的种子里只有一片子叶,而在蚕豆种子里则有二片。根据种子胚中子叶数目的不同,可以将植物分成两类:一类是种子的胚中有两片子叶,如蚕豆、大豆等,这叫作双子叶植物;另一类是种子的胚中有一片子叶,如小麦、玉米、水稻等,这叫作单子叶植物。

小麦种子与蚕豆种子的另一个不同点是,小麦种子里有胚乳,蚕豆种子没有胚乳,多数双子叶植物种子的胚里没有胚乳,多数单子叶植物种子的胚里有胚乳。双子叶植物的子叶与单子叶植物的胚乳虽然形状不一样,名称也不一样,但是有相同的功能,就是他们都贮藏有丰富的营养物质。如小麦、大麦、水稻、玉米等种子里大部分是淀粉;大豆、豌豆的种子里大部分是蛋白质;花生、向日葵、芝麻、胡桃中大部分是脂肪。此外,种子里还有无机盐和维生素等物质,这些营养物质可以供种子萌发时候利用。而人类种植这些作物也正是为了获得营养物质。大家已经知道胚乳是由受精极核发育来的,像蚕豆、花生等无胚乳种子也有受精极核,为什么却没有发育成胚乳呢?原来是在种子发育形成过程中,胚乳的贮藏养料转移到子叶中去,因此在种子成熟时,当然看不到胚乳,而是具有肥厚的子叶了。

种子中孕育了新一代植物的雏体,就像母腹中的胎儿,受到了种皮的很好保护,容易抵抗各种不良的环境条件。在萌发的时候,还能够从胚乳或子叶得到充分的营养物质,保证了新一代植物体的茁壮成长。

植物喜欢不同色光

大家都知道,绿色植物在光照下才能进行光合作用。植物学家在研究光合作用时,发现了一个有趣的现象:不同植物喜欢不同颜色的光,有的喜欢红光,有的喜欢蓝光,有的喜欢黄光。如果满足了它们各自的喜好,就生长得根深叶茂,否则就生长得不好。科学家通过进一步研究,揭开了其中的奥秘。原来,植物细胞中的叶绿体含有各种不同色素,有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、花青素、类胡萝卜素等,这些色素有的善于捕捉红、橙光,有的擅长捕捉蓝、紫光。不同植物所含的色素也不尽相同,因此使得它们表现出对不同色光的爱好。例如,向日葵、烟草、棉花等一类阳生植物,叶片中含有较多的叶绿素a,特别善于捕捉直射阳光中的红、橙光,所以只有在阳光充足的地方才能生长好;而人参、生姜、胡椒等一类阴生植物,叶片中含叶绿素b较丰富,生长在荫蔽的环境中,漫射光线中的紫、蓝色光,正是它们所喜欢的。

植物生理学家通过实验发现,植物在合成不同物质时,所需要的色光也不同:红光照射时,能促进糖的合成;蓝光照射时,能加快蛋白质的合成。有人用红光照射甜瓜,不仅显着地提高了甜瓜中糖分和维生素的含量,而且还提前20天上市。

因此,我们根据植物的这种奇异特性,投其所好,即可在农业生产上加以利用;采用不同色光照射不同的作物,可促进其生长发育,提高作物产量。有色地膜的推广应用正是基于这个道理。对作物覆盖有色透明的地膜,可以起到滤光作用,即排除该作物所厌恶的色光,增加它喜爱的色光,因而可取得良好的增产效果。

水稻秧苗培育在红色的地膜下,生长特别旺盛;把胡萝卜种在红色的地膜下,不仅生长特别快,而且可提高含糖量;甜菜生长在红色的地膜下,就长得特别甜;黄瓜种植在红膜下,生长快、结瓜大,可增产0.5~1倍。这是因为红色地膜透射它们喜爱的红光,同时也阻挡了不利于这些作物生长发育的其它色光透过。

同样道理,用蓝色地膜覆盖小麦,透射进来的大量蓝光,可加速其蛋白质的合成,明显提高籽粒中蛋白质的含量,大大改善小麦的品质。在蓝色地膜下种植的黄瓜和香菜,其维生素C的含量提高很多。

黄色地膜能透过红、黄、橙和淡红色光,可滤去青光和紫光。用黄色地膜覆盖栽培芹菜,生长快而茎粗叶大;莴苣在黄色地膜下生长,不仅植株高大,还能推迟抽薹,延长食用期;用黄色的地膜罩在茶树上,不仅可增加产量,同时茶叶的品质也有所提高。

大多数的植物不喜欢绿色地膜,因为它可以透过绿光,排除红、蓝、黄等色光;而植物本身是绿色的,可以把透射过的绿色光反射出去。因此,在绿色地膜覆盖下,植物就得不到光合作用制造养分所需要的光能而处于饥饿状态,时间长了就会死亡。利用这一道理,可以消灭杂草,如用绿色膜(或黑色膜)覆盖果园和茶园的地面,杂草就会因不能进行光合作用而死去。

紫外光能抑制植物的生长发育和开花结实,大多数植物不欢迎它。因此,使用一种特制的紫外光滤除膜覆盖作物,就能获得一定的增产效果。

植物喜欢针刺吗

十几年前,国外有两个生物化学家发现,香蕉、蕃茄、豌豆等类植物也会有“血脉堵塞”、“神经衰弱”的毛病,有了这些毛病。它们会生长迟缓、产量不高。这时,给植物“电疗”——通过微量电流,就可以使它们恢复健康,并使产量成倍地增加。“电疗”过的桃树,长出的桃子没绒毛,电疗过的黄瓜没有子,洋葱也不会有能使人流泪的辛辣气味。

山西省的果树专家发现,苹果树的“黄化失绿症”是因为缺铁。他们就配了一种补铁的药液,然后像给人打针那样。把药液注射进树的主根部位。不过3天,就使树叶重新恢复了绿色。这一成就在世界上居领先地位。

除了可给植物用电疗和打针治病外,试用的另一新方法是为植物针刺。我国江南有些老农民从经验中得知,若用两根很细的竹签,刺在玉米靠根茎部的“节巴”处,这玉米就能长得分外粗壮,结出的玉米棒子也比没有针刺过的玉米多得多。研究人员认为:从光合作用得来的营养物质,在针刺的作用下,较多地留给了开花结果的部位;同时,针刺也加速了植物的细胞分裂。所以,产量就高了。

巴西和别的一些国家的生物学家应用中国针灸的方法,在植物的栽培过程中施行针刺,也收到了良好的效果。他们用普通的小针或别针,“凭直觉”将针准确地刺在树与干之间形成的内角上,并把这针留在上面达两个月。这期间不再喷洒农药或其它化学杀虫剂。结果是,针刺后的植物,花卉开的花朵更多,果树的产量成倍增加,桉树、松树则生长得更加茂盛。看来,植物是喜欢针刺的。

为什么针刺能使植物长得好、产量高?科学家至今还没有更完善的解释。有志于研究植物的青少年朋友,希望你也来参加探索其中的科学奥秘吧!

种子的摇篮

一粒种子能长成美丽的植物,一株植物能结出许许多多的种子。种子生在植物体的果实里,果实是种子最初的家,是孕育种子的摇篮。种子的摇篮是如此地精彩,不妨让我们来认识认识它们吧。

多样的类型

种子的摇篮多种多样。拿起一个西红柿,肉质多浆,称作浆果。桃子和杏里面有坚硬的核,就叫核果。而对葡萄来说,则兼具浆果和核果的特征。柑橘类果实专有一个名字叫柑果,西瓜、黄瓜、香瓜等瓜类统称瓠果。各种豆角,是荚果。萝卜、油菜的果实叫角果。角果和荚果容易混淆,角果中的种子被中间的隔膜隔开了。香菜、芹菜的果实也从中间隔断开了,又由于种子只有两粒,所以叫双悬果。成熟时干燥开裂的果实,叫裂果,干燥但不开裂的果实叫闭果。最重要的裂果是骨突果和蒴果。一个大的裂果由许多果瓣组成,果瓣联系还紧密的是蒴果,例如茼麻、蜀葵的果实。联系不紧密的甚至相互分离,每个果瓣又叫骨突(意思是象骨头一样突出来),果是骨突果。闭果包括坚果、瘦果、颖果、翅果等等。橡子、板栗一类果实很坚硬,叫坚果;葵花子的身材很瘦弱,是瘦果;小麦粒下有颖片,称为颖果。