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植物也“午睡”

时间:2023-02-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:花生、大豆等,因为中午的呼吸作用强度增大,也会出现“午睡”现象,中午,空气中二氧化碳浓度降低,造成光合作用原料不足,同样也容易出现“午睡”现象。由此可见,大多数作物因为“午睡”造成的产量损失是很可观的。倘若能克服作物光合作用中的“午睡”现象,便能大幅度提高光合作用强度,从而大大增加作物的产量。可见,研究作物的“午睡”现象,并设法消除此现象,对挖掘作物产量潜力,是一条非常重要的途径。

植物也“午睡”

晚上,人们往往需要通过睡眠来消除一天工作的疲劳。不过,有趣的是,有些植物也会“睡觉”。就像花生、菜豆,番木瓜等植物的叶子会迎着朝阳舒展,随着夜幕的降临而闭合下垂一样,它们好像进行了一天的光合作用后疲倦了,需要休息一下,这也即植物的“睡眠”运动。

植物不仅会在夜晚“睡眠”,奇特的是,有些植物还会“午睡”。当植物在午睡时,其“绿色工厂”的生产能力通常会显著下降,也就是光合作用强度大大降低。那么,这些植物为什么会“午睡”?“午睡”为什么又会影响到植物的光合作用呢?

我们知道,所谓光合作用,实际上就是植物利用阳光为能源,以水和二氧化碳为原料,在叶绿体“车间”里,合成碳水化合物。植物主要用根吸收水分,通过叶片的气孔吸收二氧化碳,然后‘在适宜的光、温、水、气、土等条件下,才能正常进行光合作用。不过在一天当中,这些条件在不断变化,正是这些环境因素的变化,造成植物“午睡”并影响了光合作用。’

科学家通过实验证明,造成植物“午睡”的主要原因是高温。在炎热的夏季中午,温度很高,空气中的湿度会降低,于是植物通过叶片气孔的蒸腾作用加快,为了减少水分的消耗,就渐渐关闭气孔,这样一来二氧化碳就无法进入叶片,光合作用原料严重亏缺,故而光合作用强度也就相应降低了。测定表明,当温度超过植物光合作用的适温高限时,植物就开始进行“午睡”。

据测定,小麦在光合作用适温范围内,光合作用强度通常会随着光照的增强而上升,当气温超过25~C时,随着气温的上升,光合作用强度会急剧下降,而一旦气温超过30℃后,光合作用会下降到最低值,接着还要降低到负值。不同植物光合作用的适温高限也不一样,通常小麦、莜麦、胡麻、马铃薯等喜凉作物为25℃;谷子、黍子、高梁、棉花、稻子等喜热作物为28~C;也有少数作物在28~C以上。

此外,植物的“午睡”还与它的呼吸作用和田间的二氧化碳浓度等因素有一定关系。花生、大豆等,因为中午的呼吸作用强度增大,也会出现“午睡”现象,中午,空气中二氧化碳浓度降低,造成光合作用原料不足,同样也容易出现“午睡”现象。

还有的科学家主张,“午睡”现象是植物体内的生物钟有节奏的调节所引起的,“午睡”会影响作物的产量。据估计,损失有机物为5.56~78.13%。而且,不同作物损失的多少往往也不一样:小麦的“午睡”损失约为4/5,大豆约为2/3,花生约为3/5,高粱、谷子约为l/2,水稻、马铃薯约为1/3,至于棉花则约为1/5。由此可见,大多数作物因为“午睡”造成的产量损失是很可观的。倘若能克服作物光合作用中的“午睡”现象,便能大幅度提高光合作用强度,从而大大增加作物的产量。

如今,这个问题已经引起了国内外科学家的注意。有人试验:在小麦乳熟期(约15天),每天从上午lO时到下午4时,用断续喷灌进行人工降温,使得麦田的气温保持在25℃以下,这样一来可提高光合产物1.5倍,增产50%以上。可见,研究作物的“午睡”现象,并设法消除此现象,对挖掘作物产量潜力,是一条非常重要的途径。

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