正文 第1章 植物的概述(1 / 3)

植物的概念

植物

植物是能進行光合作用,將無機物轉化為有機物,獨立生活的一類自養型生物。在自然界中,目前已經被人們知道的植物大約有40萬種,它們遍布於地球的各個角落,以各種奇特的方式自己養活著自己。絕大多數植物可以進行光合作用,合成有機物,貯存能量並放出氧氣。而且,對於植物來說,不必像動物那樣得到處活動或擁有複雜的神經係統,以便找到食物,植物憑著光合作用這種特殊的“自養”能力,隻需“靜坐”就可,遠不用為“吃”憂慮擔心。

然而也正因為植物不會走動,所以植物中的很大一部分會無可奈何地成為動物口中的美味佳肴。不僅草食動物依賴植物所提供的蛋自質和能量,而且肉食動物也間接的依賴著植物所提供的能量。可以說,植物在自然界中的作用至關重要,沒有植物,生物幾乎就無從談起。

因為植物不會走動,所以它們的變化與周圍的環境密切相關,生命周期也與四季同步,植物以結籽、落葉等方式來抵抗冬天或幹旱的季節。它們還有許多獨特的生存本領。比如,植物具有分主組織,細胞還具有全能性,使得它們有很強的再生能力。任何一個單一的植物細胞組織會長成一個具有各種細胞類型的新的植株,這是動物所不能比的。截去一隻動物的臂或腿,其慘狀可想而知,而對植物來說,隻要把失去的部分再長出來就行了。

植物的作用

綠色植物對居室的汙染空氣具有很好的淨化作用。美國科學家威廉·沃維爾經過多年測試,發現各種綠色植物都能有效地吸收空氣中的化學物質並將它們轉化為自己的養料:在24小時照明的條件下,蘆薈消滅了1立方米空氣中所含的90%的醛,常青藤消滅了90%的苯,龍舌蘭可吞食70%的苯、50%的甲醛和24%的三氯乙烯,垂掛蘭能吞食96%的一氧化碳、86%的甲醛。

綠色植物對有害物質的吸收能力之強,令人吃驚。事實上,綠色植物吸入化學物質的能力大部分來自於盆栽土壤中的微生物,而並非主要來自葉子。在居室中,每10平方米栽一兩盆花草,基本上就可達到清除汙染的效果。

能淨化室內環境的花草有:蘆薈、吊蘭和虎尾蘭,可清除甲醛。15平方米的居室,栽兩盆虎尾蘭或吊蘭,就可保持空氣清新,不受甲醛之害。虎尾蘭,白天還可以釋放出大量的氧氣。吊蘭,還能排放出殺菌素,殺死病菌,若房間裏放有足夠的吊蘭,24小時之內,80%的有害物質會被殺死;吊蘭還可以有效地吸收二氧化碳。

紫苑屬、黃耆、含煙草和雞冠花,這類植物能吸收大量的鈾等放射性核素。

常青藤、月季、薔薇、蘆薈和萬年青,可有效清除室內的三氯乙烯、硫比氫、苯、苯酚、氟化氫和乙醚等。

桉樹、天門冬、大戟、仙人掌,能殺死病菌。天門冬,還可清除重金屬微粒。

常春藤、無花果、蓬萊蕉和普通蘆薈,不僅能對付從室外帶回來的細菌和其他有害物質,甚至可以吸納連吸塵器都難以吸到的灰塵。

龜背竹、虎尾蘭和一葉蘭,可吸收室內80%以上的有害氣體。

柑桔、迷迭香和吊蘭,可使室內空氣中的細菌和微生物大為減少。

月季,能較多地吸收硫化氫、苯、苯酚、氯化氫、乙醚等有害氣體。

紫藤,對二氧化硫、氯氣和氟化氫的抗性較強,對鉻也有一定的抗性。

植物的精氣

植物

植物精氣對大多數人來說也許是第一次聽說。據科學測試,植物精氣能使人神氣,也就是說能使人精神飽滿。那麼植物精氣究竟是什麼?科學家的回答是:“植物精氣是植物器官及組織在自然狀態下悉放出的氣態有機物。”

其實,在我國古代許多醫學著作中介紹過香料的用途,如香料可驅蟲、防腐等。3000多年前,古人利用艾蒿類植物沐浴、焚薰,以潔身去穢和防病治病。1000多年前,有人開始利用茉莉花熏製花茶,中國古代的“香佩療法”和近代國外的“香花診室”、“花木醫院”,都與我國傳統醫學的“芳香開竅”理論有內在相通之處。芳香類中藥有“通經走絡、開竅透骨”的作用。花香能治病,如名醫華佗用丁香加麝香等做成香囊香球治療呼吸道感染、吐瀉等。商代宮廷利用花香驅散不潔之氣和異味,以花香沐浴。現在國外許多地方森林浴十分盛行,就是利用了林木的精氣和空氣負離子。

植物精氣如何對人產生作用呢?據測試,植物組織在自然狀態下所悉放出來的氣態有機物的化學成分多達440種,絕大多數植物揮發出來的氣態有機物不僅能殺蟲、殺菌,還有防病、治病、健身強體的功效。

這種精氣的生成散發是怎樣的一個過程?對人體產生作用的原理是什麼呢?

精氣是植物的油性細胞不斷分泌出來的一種“氣”,散發在空氣中,通過呼吸道和人體皮膚表皮進入體內,最後為人體所吸收。精氣的成分70%以上是萜類化合物~~一群不飽和的碳氫化合物。羅蒙爾特研究後證實,萜類化合物被人體吸收後,有適度的刺激作用,可促進免疫蛋白增加,有效調節植物神經平衡,從而增強人體的抵抗力,達到抗菌、抗腫瘤、降血壓、驅蟲、抗炎性、利尿、祛痰、健身強體的生理功效。

植物的多樣性

通俗的講,植物多樣性是指地球上的植物及其與其他生物、環境所形成的所有形式、層次、組合的多樣化。通常我們從以下3個方麵理解,即植物的遺傳多樣性、植物的物種多樣性、植物生態習性和生態係統的多樣性。

植物的遺傳多樣性也稱基因多樣性是指種內個體之間或一個群體內不同個體的遺傳變異的總和。例如菊花是常見的觀賞花卉,目前已形成近3000多個品種;辣椒的品種也很多,果實形態相差很大。由此可見,一個物種的遺傳多樣性是非常豐富的,人類可以誘導、積累並豐富栽培植物的遺傳多樣性。

植物的物種多樣性是指植物在物種水平上的多樣性,可以指一個地區內物種的多樣化,也可以指全球範圍內的物種的多樣化。中國高等植物約3萬餘種,占世界總數的10.5%左右。保存了許多特有的植物類群,有銀杏科、杜仲科、珙桐科、獨葉草科、芒苞草科、伯樂樹科和大血藤科等7個特有科,243個特有屬,15000多個特有種。這些物種有可能具有某些對人類有用的潛在價值。如,素有水果之王美稱的獼猴桃,原產我國,目前已在新西蘭成為主要的出口水果。然而獼猴桃屬的主要分布地則是我國,全世界54種獼猴桃,我國就有52種。我們無法預測哪種獼猴桃的生理、生態特性是人類迫切需要的,因而必須保護這些物種及其生存條件。

植物生態習性和生態係統的多樣性是指植物長期進化過程中和生態環境之間所形成的多種多樣的生態適應性以及植物群落、生態過程變化的多樣化。植物生態適應性使得它們在各自的生態係統中占據了一定的生態位,讓它們能夠穩定地生存在各自特定的環境條件。如寄生植物、腐生植物、共生植物、食蟲植物以及熱帶雨林中的絞殺植物等。植物是生態係統中的生產者,生態係統通常是以植物的物種獲生活型來命名的,因此生態係統的多樣性離不開植物。我國國土遼闊,氣候和地貌類型複雜,南北跨越熱帶、溫帶和寒帶三帶,高原山地約占4/5,河流縱橫,湖泊星羅棋布,海岸線漫長,複雜的自然條件使得我國的生態係統極其豐富多樣。我國的陸地生態係統中有森林212類、灌叢113類、草甸77類、沼澤19類、紅樹林18類、草原55類、荒漠52類、凍原及高山墊狀植被17類;在水生生態係統中有各類河流生態係統、湖泊生態係統以及海洋生態係統等;此外還有各種各樣的農田、果園、防護林等農田生態係統,不勝枚舉。

植物的全息現象

“全息”,是1948年物理學家弋柏和羅傑斯發明了光學全息術後提出的一個概念。在物理學上,全息的概念是明白易懂的。例如,一根磁棒將它折幾成幾段,每個棒段的南北極特性依然不變,每個小段與它原來的整根棒全息。所謂"生物全息",就是生物體每個相對獨立的部分,在化學組成模式上與整體相同,是整體的成比例的縮小。

植物的全息現象,在大自然中,已從形態、生物化學和遺傳學等多方麵找到了論證的實例,馬路邊的棕櫚樹,它的一張葉子,由薄扇似的葉片和長長的葉柄組成,仔細觀察一下葉子的整個外形,當把它豎在地上與全株外形相比時,你會發現,它們的外形是多麼的一致,隻是比例的大小不同而已。一隻梨子,它的外形與它的整體果樹形吻合。行葉脈的植物,它們都是從莖的基部或下部分枝,主莖基本無分枝;相反,葉脈為網狀的植物,它們的分枝多呈網狀。在植物的生化組成上,也有明顯的全息現象。例如,高梁一片葉上的氰酸分布形式與整個植株的分布形式相同。在整個植株上,上部的葉含氰酸較多,下部的葉含氰酸較少;在一張葉上,也是上部含量較多,下部含量較少。

植物的病害

植物在生長發育過程中,由於不良環境條件影響或者遭寄生物的侵染,使植物的生理機能與組織結構發生一係列的變化,受害植物在外部形態上產生斑點、壞死、畸形、叢枝、花葉、黃化、變色、漚根、焉萎等不正常現象稱“植物病害”。

植物病害分為兩大類:一是非生物因素病害,如日光(灼傷)、營養(肥害)、水分(積水)、藥害(燒傷)、空氣(有毒氣體)的影響。這一類病害沒有病原,隻要環境條件恢複正常,病害立即停止。二是生物因素引起的傳染性病害,如真菌、細菌、病毒、線蟲、寄生性種子等侵染植物引起的病害。

水稻生產上,現在正值早稻浸種育秧季節,提醒農民朋友抓住侵種催芽關,做好種子消毒工作。具體方法是:用強氯精1包(10克)兌水4~5公斤,可浸早稻種穀2.5公斤,浸泡24小時洗淨催芽。

茄果類蔬菜生產上,育苗工作正在進行,注意重點防治幼苗猝倒病。

具體方法:

1.加強苗床管理,控製濕度在85%以下,晴天揭膜兩端通氣。

2.陰天和晴天早晚蓋好棚膜保溫防凍。

3.拔除中心病苗,在零星病株出現時及時拔除,並在病株地周圍撒施70%托布津粉劑。病害發生嚴重時可在整個苗床上撒施70%托布津粉劑。但千萬不可用多菌靈粉劑,以免產生藥害。

植物的新品種

根據《中華人民共和國植物新品種保護條例》第二條規定:本條例所稱植物新品種,是指經過人工培育的或者對發現的野生植物加以開發,具備新穎性、特異性、一致性和穩定性並有適當命名的植物品種。同時,第三條規定:國務院農業、林業行政部門(統稱審批機關)按照職責分工共同負責植物新品種權申請的受理和審查並對符合本條例規定的植物新品種授予植物新品種權。

植物的光合

在自然界裏,綠色植物的光合作用可以說是地球上最為普遍、規模最大的反應過程,在有機物合成、蓄積太陽能量和淨化空氣,保持大氣中氧氣含量和碳循環的穩定等方麵起很大作用,是農業生產的基礎,在理論和實踐上都具有重大意義。葉片是進行光合作用的主要器官,葉綠體是光合作用的重要細胞器。高等植物的葉綠體色素包括葉綠素(a和b)和類胡蘿卜素(胡蘿卜素和葉黃素),它們分布在光合膜上。葉綠素的吸收光譜和熒光現象,說明它能夠吸收光能、被光激發。葉綠素的生物合成在光照條件下形成,不但受遺傳性製約,而且還受光照、溫度、礦質營養、水和氧氣等很多因素的影響。

光合作用怎樣形成呢?它主要包括光反應過程、光合碳同化二個相互聯係的步驟,光反應過程包括原初反應和電子傳遞與光合磷酸化兩個階段,其中前者進行光能的吸收、傳遞和轉換,把光能轉換成電能,後者則把電能轉變為ATP和NADPH2(合稱同化力)這兩種活躍的化學能。活躍的化學能轉變為穩定化學能是通過碳同化過程完成的。碳同化有C3、C4和CAM三條途徑,根據碳同化途徑的不同,把植物分為C3植物、C4植物和CAM植物。但C3途徑是所有的植物所共有的、碳同化的主要形式,其固定CO2的酶是RuBP羧化酶。C4途徑和CAM途徑都不過是CO2固定方式不同,最後都要在植物體內再次把CO2釋放出來,參與C3途徑合成澱粉等。C4途徑和CAM途徑固定CO2的酶都是PEP羧化酶,其對CO2的親和力大於RuBP羧化酶,C4途徑起著CO2泵的作用;CAM途徑的特點是夜間氣孔開放,吸收並固定CO2形成蘋果酸,晝間氣孔關閉,利用夜間形成的蘋果酸脫羧所釋放的CO2,通過C3途徑形成糖。所以,這就是在長期進化過程中所形成的適應性。

這裏所說的光呼吸,其實就是綠色細胞吸收O2放出CO2的過程,其底物是C3途徑中間產物RuBP加氧形成的乙醇酸。整個乙醇酸途徑是依次在葉綠體、過氧化體和線粒體中進行的。總結一下,C3植物有明顯的光呼吸,C4植物的光呼吸並不明顯。

通常,植物光合速率會因為植物種類品種、生育期、光合產物積累等的不同而異,也受光照、CO2、溫度、水分、礦質元素、O2等環境條件的影響。外界的環境因素對光合的影響並不是孤立存在的,而是相互聯係、共同作用的。在一定範圍裏,每個條件越適宜,光合速率就會越快。

迄今為止,植物光能利用率還極低。作物現有的產量和理論值相差很遠,因此增產潛力很大。要提高光能利用率,就應減少漏光等造成的光能損失和提高光能轉化率,主要通過適當增加光合麵積、延長光合時間、提高光合效率、提高經濟產量係數和減少光合產物消耗。因此,這也給我們帶來啟示,通過改善光合性能是提高作物產量的根本途徑。

植物的多樣性

就植物來說,它是有多樣性的,植物的遺傳多樣性也稱作基因多樣性,是指種內個體之間或一個群體內不同個體的遺傳變異的總和。例如菊花是常見的觀賞花卉,目前已形成近3000多個品種;辣椒的品種也很多,果實形態相差很大。由上述可知,一個物種的遺傳多樣性是很豐富的,人類可以誘導、積累並豐富栽培植物的遺傳多樣性。

如果通俗來說,植物多樣性指的就是地球上的植物及其與其他生物、環境所形成的所有形式、層次、組合的多樣化。一般我們可以從如下3個方麵來理解,也就是植物的物種多樣性、植物生態習性和生態係統的多樣性。

所謂植物的物種多樣性,指的就是植物在物種水平上的多樣性,這不但是指一個地區內物種的多樣化,而且也可以指全球範圍內的物種的多樣化。中國高等植物約3萬餘種,占世界總數的10.5%左右。保存了許多特有的植物類群,有銀杏科、杜仲科、珙桐科、獨葉草科、芒苞草科、伯樂樹科和大血藤科等7個特有科,243個特有屬,15000多個特有種。這些物種有可能具有某些對人類有用的潛在價值。如,素有水果之王美稱的獼猴桃,原產我國,目前已在新西蘭成為主要的出口水果。然而獼猴桃屬的主要分布地則是我國,全世界共有54種獼猴桃,單我國就有52種。我們現在不能預測哪種獼猴桃的生理、生態特性是人類所急切需要的,所以一定要保護這些物種和它的生存條件。

所謂植物生態習性和生態係統的多樣性,指的就是植物長期進化過程中和生態環境之間所形成的多種多樣的生態適應性以及植物群落、生態過程變化的多樣化。植物生態適應性使得它們在各自的生態係統中占據了一定的生態位,讓它們能夠穩定地生存在各自特定的環境條件。如寄生植物、腐生植物、共生植物、食蟲植物以及熱帶雨林中的絞殺植物等。植物作為生態係統中的生產者,一般生態係統都是以植物的物種來命名的,所以生態係統的多樣性是和植物息息相關的。

我們疆域廣闊,氣候和地貌類型較複雜,南北跨越熱帶、溫帶和寒帶三帶,高原山地約占4/5,河流縱橫,湖泊星羅棋布,海岸線漫長,複雜的自然條件使得我國的生態係統極其豐富多樣。總結一下,我國的陸地生態係統中有森林212類、灌叢113類、草甸77類、沼澤19類、紅樹林18類、草原55類、荒漠52類、凍原及高山墊狀植被17類;在水生生態係統中有各類河流生態係統、湖泊生態係統以及海洋生態係統等;除此之外,還有多種多樣的田地、果園、防護林等農田生態係統,舉不勝舉。

植物的“脈搏”

植物

近些年來,植物學家們在研究植物樹幹增粗速度時發現,它們都有著自己獨特的“情感世界”,還具有明顯的規律性。原來植物的樹幹有類似人類“脈搏”一張一縮跳動的奇異現象,可能有些人會有疑問,植物的“脈搏”到底是怎麼回事?