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【科普】植物是如何顺利过冬的?秘密都在这了……

2017-12-06 曹涤环 农药市场信息



严冬到来的时候,动物可以用厚厚的毛皮来抵御狂风飞雪的进攻,可是植物怎么办呢?难道只能被动地挨冻?任凭狂风暴雪摧残,当然不是,植物自然有自已独特的御寒本领,它们与动物一样,同样可以依靠自身的适应和防御手段,度过寒冷季节。



一年生的植物,往往在寒冬到来之前就开始结实,借助于果实,它们可以延续生命。第二年春天一到,种子就开始发芽,并且迅速生长。传宗接代,生生不息。多年生的草本植物,在寒冬来临时,有的采取牺牲地上部分的做法——让地上部分发黄枯死,由埋藏在地下的茎或根来越冬;有的则采取“地下行动“——由根部收缩,将茎缩入土中藏起来抵御严寒。虽然它们的枯枝落叶归于尘土,然而,有的地下部分却顽强地在地下生活着,下年依旧“春风吹又生,”呈现着“离离原上草,一岁一枯荣”周而复始的循环,让生命永远延续。

 

多年生的木本植物,除了通过落叶进入冬眠状态,不再萌发生长等方式来增强抗寒能力外,更多的是把体内的蛋白质和淀粉在酶的作用下,水解成可溶性的氨基酸的糖类,这样一来,细胞液的浓度增强了,细胞便不易结冰,有利于增强抗寒能力。为了适应严寒的气候,北极圈以北的植物都会采取这种“内部准备”的方式来防寒,它们的细胞液里有高浓度的盐分,其浓度比南方的同类植物要高得多,这样能保证细胞不会结冰,它们也就能正常生长。有一种叫北极辣根的植物,在开花期间竟能经受-40℃的严寒考验。


 

植物虽然没有和动物一样的羽毛,但也有一些类似衣服的东西覆盖在躯干上。比如,生长在北极的灌木的茎上都覆盖着自已特有的“皮袄”——浓密的绒毛,这些绒毛形成独特的暖气装置,这松软的暖气装置正是植物御寒的忠实助手。有的植物在长期的生长进化过程中,形成了特有的形态来抵御严寒,如针叶类植物,叶片已经变得成披针形,并且披着一层厚厚的蜡质,虽然处在零下十几度的低温,但依然绿意青葱,抗拒寒风的侵袭,度过严寒的冬天。

 


生长在北极的马先蒿的防寒能力比其他花草要略胜一筹。马先蒿的生长过程是这样的:首先,从地里顶出的部分有些像头发蓬松的顶针,一星期后顶针变为毛茸茸的“蜡烛”,再过些时候就长成真正矮壮结实的马先蒿了。这时,风雪和严寒就再也奈何不了它。可以说,马先蒿还在“摇篮”里的时候,就为抗寒作准备了。还有一些过冬的花木植物,在进入冬季之前,就已开始作过冬的准备了,它们把自已的芽充实得饱饱满满的,外面覆盖一层又一层的鳞片,里面储备着丰富的糖类物质,以抗拒寒冬,蓓蕾壮实,迎春开花。

 

冻土带的植物,大都是矮小粗壮的“短腿植物”,这样的外形也是出于防寒需要的。这样的植物在生长过程中无须像其他植物一样经常“弯腰”,它们根本就不会离开地面,都是匍匐、蔓生的。坚硬的茎,不比手指长,也不比铅笔粗,牢牢覆盖在苔藓上或悄悄地扎在石头下面,风吹不到,而又生活在离地面最近的空气环境中——这可是最温暖的地方。要知道,在北极,一点点能量,对于植物来说都是极其宝贵的。

 


虎耳草和玻璃草是依靠集体的力量来防寒的。美丽娇小的虎耳草和玻璃草花朵,拥在一起,组成一个庞大的家族,这就是一个花坛。大家族由一根又粗又长的主根领导着,其余的幼根都纠缠在主根周围。这样一来,家族里的每一个成员吃的都是同一锅饭,大家一起开花授粉,而更重要的是“花坛”能很好对付变化无常的天气,在稠密、矮小的根茎中间能长久储存空气,保持着花丛集体生长需要的温度,即使在冬天,它们照样和谐协同地过日子。

 

在长期的植物进化过程中,已经形成了各式各样的抗寒本领,其中之一就是植物进行睡眠。植物睡眠是一种有趣的现象,在植物生理学中被称为“睡眠运动。”最早发现植物睡眠运动的人,是英国著名的生物学家达尔文。达尔文研究断定,叶片的睡眠运动对植物生长极有好外,也许主要是为了保护叶片,抵御夜晚的寒冷而是一种“适者生存”的本领。直到本世纪60年代,科学家们才开始深入研究植物的睡眠运动,并提出了不少相关的理论。

 

一些人认为,叶子的睡眠运动能使植物尽量少遭受月光的侵害,因为过多的月光照射,可能会干扰植物正常的光周期感官机制,损害其对昼夜长短的适应。然而为什么许多没有光周期现象的热带植物,同样也会出出睡眠运动、。这一点用“月光理论”无法解释。

 

后来人们又发现,有些植物的睡眠并不受温度和光线的控制,而是由叶柄基部中一些细胞的膨压变化和水分的蒸发,起到保温保湿的作用。尤其是合欢树,叶子不仅在夜晚关闭睡眠,在遭到大风大雨袭击时,也会渐渐合拢,以防柔嫩的叶片受到暴风雨的摧残。随着研究的日益深入,美国科学家思瑞特提出了一个新的解释。他用一根灵敏的温度探测针,在夜间测量多花菜豆叶片的温度,结果发现,呈水平方向(不进行睡眠运动)的叶子,总比垂直方向(进行睡眠运动)叶子的温度要低1℃左右。思瑞特认为,正是这微小的温度差异已成为阻止或减缓叶子生长的重要因素。因此,在相同的环境中,睡眠的植物生长速度较快,与那些不睡眠的植物相比,更具有对低温和高温的抗拒能力,使自己具有更强的生存竞争能力。


 

冬季,萝卜、包心菜、花椰菜甚至菜心都很甜,有些就像放了糖一样,为什么?原来它们确实含有糖。就是这种原因,它们才熬得住风霜,度过了严冬。蔬菜对付严冬,也需要穿上棉衣。这种棉衣就是菜皮上厚厚的蜡质层,这个蜡质层可以防止水份过多的散失,而保存了大量水份,调节了体温,所以不致被冻死。此外,蔬菜还可以使自已体内淀粉转化成糖分,以增强自身的抵抗力。我们知道,当气温下降到0℃摄氏度时,水便开始结冰。但糖水却要在零下的温度才结冰。含糖越多,它的冰点就越低,就越能经得起严寒的袭击。比如,白菜要在零下15℃才被冻坏、而萝卜在零下20℃仍安然无恙。就是因为它体内含糖较多,冰点温度极低,所以不怕冻死。而它体内积聚这些抗寒的糖分,人们吃起来自然也就觉得特别甜了。

 


随着天气一天天转冷,人们身上的衣服也一件件多了起来。对树木来说,冬季抗风保暖是提高新栽植物成活率的关键。由科技人员研制的冬季型抗蒸腾剂,已经大面积应用在花木上,给它们穿上了防寒服。为了适应新时期园林绿化的要求,打破植物固有的休眠规律进行反季节施工,已成为城市绿化中常见的手法。


为了解决植物蒸腾给移植树木造成的危害,我国科学家研制成功了夏季型抗蒸腾剂,进而研究成功了冬季型抗蒸腾剂,而冬季型抗蒸腾剂是在夏季型抗蒸腾剂的基础上,经过反复试验,并针对北方地区冬季大风、低温气候研制的另一种抗蒸腾剂。

 

冬季来临,除了在大风和雪天时不宜使用外,其余时间均可喷施,在园林植物中,一般在冬季喷用3次,帮助它们顺利地度过了严寒的冬天,取得了明显的抗寒防冻效果。


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