詹金良 許靜 俞華峰
摘 要:植物體從環(huán)境中吸收的二氧化碳、水分和無(wú)機(jī)養(yǎng)料須輸送到需要的部位才能被利用。本文討論了植物體內(nèi)有機(jī)物的運(yùn)輸問(wèn)題。
關(guān)鍵詞:植物;體內(nèi);有機(jī)物;運(yùn)輸
植物體從環(huán)境中吸收的二氧化碳、水分和無(wú)機(jī)養(yǎng)料須輸送到需要的部位才能被利用。陸生植物的地下部和地上部在營(yíng)養(yǎng)吸收上有明顯的分工;根系從土壤溶液中取得水分和無(wú)機(jī)養(yǎng)料,其中大部分輸送到地上部供莖、葉、花、果實(shí)的需要。高大的樹(shù)木中輸送距離可達(dá)百米。根、莖、花、果實(shí)等非光合器官,都要從光合器官(主要是葉片)取得有機(jī)物。此外,植物體各器官間還通過(guò)激素的傳遞而相互影響。本文討論了植物體內(nèi)有機(jī)物的運(yùn)輸問(wèn)題。
1.植物體內(nèi)有機(jī)物的運(yùn)輸
1.1植物體內(nèi)有機(jī)物運(yùn)輸?shù)耐緩?/p>
高等植物的葉片是進(jìn)行光合作用合成有機(jī)物的主要基地,植物各器官各組織所需要的有機(jī)物主要是由葉片供應(yīng)的。顯然,從葉片到各器官、各組織之間必然有一個(gè)運(yùn)輸過(guò)程。許多實(shí)驗(yàn)證明,有機(jī)物的運(yùn)輸途徑是由韌皮部擔(dān)任的。為了證明這一點(diǎn),一般可用環(huán)割的方法來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。在木本植物的枝條或樹(shù)干上,環(huán)割一圈,深度以刊形成層為止,剝?nèi)ト?nèi)的樹(shù)皮,經(jīng)過(guò)一定的時(shí)候,環(huán)割上部枝丫照常生長(zhǎng),因?yàn)楦滴盏乃趾偷V物質(zhì)沿植株導(dǎo)管正常向上輸送,可是有機(jī)物向下運(yùn)輸由于要經(jīng)過(guò)韌皮部,環(huán)割后有機(jī)物運(yùn)輸受阻,所以環(huán)割的上端切口處聚集許多有機(jī)物,引起樹(shù)皮組織生長(zhǎng)加強(qiáng)而形成粗大的愈傷組織,有時(shí)成為瘤狀物。如果環(huán)割不寬,過(guò)一些時(shí)候,這種愈傷組織可以使上下樹(shù)皮再連接起來(lái),恢復(fù)有機(jī)物向下運(yùn)輸,如果環(huán)割得很寬,上下樹(shù)皮就不能連接,環(huán)割口的下端又長(zhǎng)不出枝條,時(shí)間久一些,根系原來(lái)貯存的有機(jī)物消耗完畢,根部就會(huì)餓死。“樹(shù)怕剝皮”就是這個(gè)道理。果樹(shù)生產(chǎn)上常利用環(huán)割原理作為一個(gè)栽培措施。
1.2 有機(jī)物運(yùn)輸?shù)姆较?/p>
從葉子運(yùn)出的有機(jī)物,其運(yùn)輸?shù)姆较蚴遣灰恢碌?。一般情況下是向下運(yùn)輸,故稱下行葉流。但也可以沿著韌皮部向上運(yùn)輸?shù)秸谏L(zhǎng)的莖枝頂端、嫩葉或正在成熟的果實(shí)中去。另外,有機(jī)物也可橫向運(yùn)輸,但正常狀態(tài)下其量甚微,只有當(dāng)縱向運(yùn)輸受阻時(shí),橫向運(yùn)輸才加強(qiáng)。
在一年不同時(shí)間內(nèi),物質(zhì)運(yùn)輸?shù)姆较蚝蛿?shù)量并不一樣,春季樹(shù)木早先積貯的物質(zhì)往往先運(yùn)到頂端的生長(zhǎng)點(diǎn),這時(shí)物質(zhì)經(jīng)韌皮部和木質(zhì)部的輸導(dǎo)組織細(xì)胞向上運(yùn)輸。以后,隨著葉子的展開(kāi)和光合產(chǎn)物的形成,有機(jī)物質(zhì)便由韌皮部向下運(yùn)輸。整個(gè)夏季,葉子所制造的有機(jī)物是向下運(yùn)輸?shù)?,運(yùn)至樹(shù)干和根的形成層,以后又由韌皮部的篩管運(yùn)往貯藏組織。這樣看來(lái),有機(jī)物質(zhì)在植物體內(nèi)朝著不同的方向運(yùn)輸,春季主要向上,夏季則向下。
1.3 運(yùn)輸?shù)乃俣群托问?/p>
有機(jī)物在植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)乃俣入S植物的種類、植物生育期不同和運(yùn)輸物質(zhì)的不同而有差異,一般速度為50~l00cm/h。
有機(jī)物主要以蔗糖的形式運(yùn)輸,其他糖如果糖、葡萄糖也可運(yùn)輸。在含氮化合物中,則以氨基酸、酰胺的形式運(yùn)輸為主。
2.外界條件對(duì)有機(jī)物運(yùn)輸?shù)挠绊?/p>
有機(jī)物在植物體內(nèi)的運(yùn)輸,是一個(gè)復(fù)雜的生理過(guò)程,所以它不僅受內(nèi)部因素的影響,也受環(huán)境條件的影響。
2.1 溫度
有機(jī)物運(yùn)輸?shù)淖钸m溫度是在20~30℃之間。高于或低于這個(gè)范圍都會(huì)大大減低運(yùn)輸速度。溫度降低,呼吸作用相應(yīng)減弱,導(dǎo)致運(yùn)輸變慢;溫度太高,呼吸增強(qiáng),也會(huì)消耗一定量的有機(jī)物質(zhì),還會(huì)破壞原生質(zhì)的結(jié)構(gòu),使酶鈍化,所以運(yùn)輸速度也降低。溫度除影響運(yùn)輸速度外,還會(huì)影響運(yùn)輸方向。當(dāng)土溫大于氣溫時(shí),光合產(chǎn)物運(yùn)向根部的比例較大;當(dāng)氣溫高于土溫時(shí),則有利于光合產(chǎn)物向頂端運(yùn)輸。
2.2 礦質(zhì)元素
影響有機(jī)物運(yùn)輸?shù)牡V質(zhì)元素,主要是硼、磷、鉀等元素。
硼可以促進(jìn)植物體內(nèi)碳水化合物的運(yùn)輸,因?yàn)榕鸷吞悄芙Y(jié)合成復(fù)合物。這個(gè)復(fù)合物是極性分子、有利于通過(guò)質(zhì)膜,促進(jìn)糖的運(yùn)輸。
磷能促進(jìn)光合作用,形成較多的有機(jī)物;磷是蔗糖轉(zhuǎn)變中不可缺少的元素,同時(shí)有機(jī)物運(yùn)輸所需的能量是高能磷酸化合物ATP所供應(yīng)的,也與磷有關(guān)。因此,磷能促進(jìn)有機(jī)物的運(yùn)輸。
鉀能促進(jìn)碳水化合物的轉(zhuǎn)化,形成淀粉。
所以適當(dāng)施用磷、鉀、硼肥料,能提高植物的產(chǎn)量和品質(zhì),特別是含糖和淀粉多的植物,效果更顯著。
2.3 水分
水分是植物一切生命活動(dòng)的必要條件,同時(shí)也是有機(jī)物運(yùn)輸?shù)慕橘|(zhì),不溶解的有機(jī)物是不能運(yùn)輸?shù)模ǔ?,在植物結(jié)實(shí)期遇到干旱時(shí),由于光合作用和運(yùn)輸受阻,使果實(shí)和種子不能積累充足的有機(jī)物質(zhì)而變得干癟瘦小。因此,在干旱情況下澆水可以加速有機(jī)物的運(yùn)輸。但是,水分過(guò)多也不利于有機(jī)物的運(yùn)輸,這主要是由于水分過(guò)多而造成土壤通氣不良,影響呼吸作用和其他代謝過(guò)程的緣牧。
3.有機(jī)物的分配
有機(jī)物運(yùn)輸除受外界條件的影響以外,植物本身的特性也影響有機(jī)物運(yùn)輸?shù)姆较蚝蛿?shù)量。有機(jī)物在植物體內(nèi)運(yùn)輸分配是受供應(yīng)能力、競(jìng)爭(zhēng)能力和運(yùn)輸能力三者的綜合影響,其中競(jìng)爭(zhēng)能力起著較重要的作用。
葉片光合作用形成的有機(jī)物,除供本身生長(zhǎng)需要外,一般是能運(yùn)輸出去的。供應(yīng)能力就是指該器官部分的有機(jī)物能否輸出以及輸出多少的能力。凡是同化物較少,同時(shí)本身生長(zhǎng)又需要時(shí),同化物不但不輸出,反而要輸入(如幼葉);當(dāng)同化物形成較多而超過(guò)自身需要時(shí),便有可能外運(yùn),同化物越多,輸出的潛力越大。輸出的同化物究竟分配到哪里?分配多少?決定于競(jìng)爭(zhēng)能力的強(qiáng)弱,一般生長(zhǎng)旺盛而本身同化物不足,代謝較強(qiáng)的部分,都是競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)的部分。如嫩葉、幼莖、幼根、果實(shí)、塊根、塊莖等,這些器官都是不同生育期的生長(zhǎng)中心。光合產(chǎn)物和礦質(zhì)元素一樣,總是會(huì)優(yōu)先地分配到當(dāng)時(shí)的生長(zhǎng)中心。
任何一株植物,有時(shí)候會(huì)同時(shí)有幾個(gè)生長(zhǎng)中心,那么有機(jī)物的分配就要受運(yùn)輸能力的影響。運(yùn)輸能力包括輸出和輸入部分,輸導(dǎo)系統(tǒng)之間聯(lián)系,暢通程度和距離遠(yuǎn)近,一般來(lái)說(shuō),有“就近供應(yīng)、同側(cè)運(yùn)輸”的特點(diǎn)。如果樹(shù)的果實(shí)所獲得同化物,大多數(shù)來(lái)自果實(shí)附近的葉片。此時(shí),葉片的同化物一般只供應(yīng)同一側(cè)的相鄰葉片,很少橫向供應(yīng)到對(duì)側(cè)的葉片。
有機(jī)物的分配是受三者綜合影響的,如果有若干部分的競(jìng)爭(zhēng)能力相差不大,則以就近為主,如果兩者距離差不多時(shí),則優(yōu)先供應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)能力大的;如果距離遠(yuǎn)近和競(jìng)爭(zhēng)能力大小都不同時(shí),則以二者影響大小而定。競(jìng)爭(zhēng)能力在其中起著較為重要的作用,競(jìng)爭(zhēng)能力大的部分,雖遠(yuǎn)離同化物合成部位,但仍能獲得較多的同化物,例如,穗子和地下貯藏器官獲得大量的同化物;徒長(zhǎng)植株的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)旺,常常奪取大量養(yǎng)分,影響開(kāi)花、結(jié)果等。
參考文獻(xiàn)
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【文章編號(hào)】1006-2688(2016)03-0072-02
【作者簡(jiǎn)介】詹金良(1966-),男,研究方向:園林綠化。