正文 任務5.1 同化產物的運輸、分配及相關生理現象的分析(2 / 3)

2)同化物質的分配規律 植物體內同化物的分配是動態的,總規律是由“源”到“庫”,現歸納為以下幾點:

①優先運向生長中心 生長中心是指正在生長的主要器官或部位,其特點是代謝旺盛,生長快,對養分的吸收能力強。但生長中心往往隨植物生育期的不同而變化,因此同化物的分配也相應轉移。比如,植物前期以營養生長為主,因此根、莖、葉是生長中心;隨著生殖器官的出現,植物的生長由營養生長轉入生殖生長,這時生殖器官就成為生長中心,因而也成為分配中心。如禾穀類作物在成熟時幾乎有1/3~1/2的同化物集中到籽粒中,而莖稈內剩下的同化物極少。再比如,不同器官吸收養料能力不同,同化物分配中心也發生變化。在營養器官中,莖、葉吸收養料的能力大於根,特別是當光合產物較少時,就常優先分配到地上器官,很少運至根部,這樣會造成根係發育不良;在生殖器官中,果實吸收養料能力大於花,如大豆、棉花等植物開花結實後,當幹旱或者光照不足,降低葉的光合作用時,光合產物就優先運入果莢或棉鈴中,使花蕾得不到足夠的同化物而脫落。

人們在農業生產實踐中,對棉花、番茄、果樹進行摘心、整枝、修剪等辦法,就是改善光合條件和調整有機養料的分配,促進同化物的積累以提高座果率和果實產量。

②就近供應 葉片所形成的光合產物主要運至鄰近的生長部位。一般說來,植物莖上部葉片光合產物主要供應莖頂端及其上部嫩葉的生長;下部葉則主要供應根和分蘖的生長;處於中間的葉片,它的光合產物則上、下部都供應。當形成果實時,所需的養分主要靠和它最鄰近的葉片供應。例如,大豆的葉腋出現豆莢後,這個葉片的光合產物,主要供應這個豆莢,當這個葉片受到損傷,或者光合作用受阻時,由於這個豆莢得不到養料就會發生脫落。棉花也類似,如葉片受傷,同節上的蕾鈴就容易脫落。因此,保護果枝上的葉片正常地進行光合作用,是防止棉花蕾鈴脫落的方法之一。

果樹營養枝的光合產物的分配也隨距離的加大而減少,所以營養枝在樹冠中均勻的配置,對調節營養,均衡樹勢,保證器官建成,高產穩產,有重要意義。

由於果實的位置在不同植物上不相同,所以對果實產量影響最大的葉位也不一樣。例如,稻、麥主要為旗葉(穗下葉),其次為第二葉;玉米為穗位葉,其次為上、下部二片葉;棉、豆類為果實附近的葉片。根據這一規律,要注意保護花、果附近的葉片,並使其有較好的光照條件,促進光合積累以供應較多的同化物。

③縱向同側運輸 用放射性同位素14C供給向日葵葉子,發現隻有與這葉片處於同一方向的子實裏才有放射性14C,這是由於輸導組織縱向分布所致。在縱向運輸暢通的情況下,往往隻運給同側的花序或根係,而水和無機鹽也是由同一方位的根係供給相同方位的葉片和花序。

總之,同化物分配規律雖很複雜,但其基本原則是:首先,“源”本身製造養料能力要超過其自身的消耗,有多餘才能輸出;其次,分配到哪裏和分配多少,決定於接受器官之間的競爭能力,也就是哪個器官生長勢強,以及部位靠近,哪個器官就分配得多。因此在生產管理上,尤其在生殖器官形成時期,要改善田間光照條件和水肥措施,既要保證功能葉高效的光合能力,又要促進接受養料器官的生長優勢。近年來,用激素類物質如萘乙酸、赤黴素等來處理生殖器官,發現不但可以促進其生長,而且能增強其爭奪養料的能力。

3)同化物的分配與再利用 所有生物在其生命活動中,都存在著合成、分解的代謝過程,該過程循環往複,直至生命終止。植物體除了已經構成植物骨架的細胞壁等成分外,其它的各種細胞內含物在該器官或組織衰老時都有可能被再度利用,即被轉移到另外一些器官或組織中。植物種子在適宜的溫度、水分、氧氣條件下,就能生根、發芽,這一自養階段的過程就是同化物再分配與再利用的過程。

許多植物的器官衰老時,大量的糖以及可再度利用的礦質元素如氮、磷、鉀都要轉移到就近新生器官中。植物在生殖生長時期,營養體細胞內的內含物向生殖器官轉移的現象尤為突出。就是在生殖器官內部,許多植物的花在完成受精後,花瓣細胞中的內含物也會大量轉移到種子中,以致花瓣凋謝。

細胞內含物質的轉移與生產實踐密切相關,隻要我們明確原理,采取一定的調控手段,就能得到良好的效果。如小麥葉片中細胞內含物過早轉移,會引起該葉片的早衰;過遲轉移則會造成貪青遲熟。小麥在灌漿後期,如遇幹熱風的突然襲擊,不僅葉片很快失水枯萎,同時,該葉片的大量營養物質不能及時轉移到籽粒中。再如突然的高濕或低溫也會發生類似現象。農產品的後熟、催熟、貯藏和保鮮等與物質再分配關係同樣密切相關。

4)同化物質的分配與產量 要達到提高產量的目的,必須促使更多的同化物運往經濟器官中。然而,在栽培上就得設法,讓栽培植物提高以下三項指標:

①源的輸出能力 功能葉的光合強度一般與同化產物的輸出速率存在著顯著的正相關。某些試驗表明,隨著光合強度的增強,運輸速率隨之加快。試驗還發現,光照強度不僅通過光合作用間接影響光合產物的運輸過程,還直接影響光合產物從葉內輸出。

②庫的拉力 輸入器官“庫”的拉力是指對灌漿物質的吸取能力。據沈允鋼試驗表明,稻穗是灌漿期間吸取能力最強的輸入器官。

③輸導組織的分布 受精後胚囊之所以能成為吸收中心,與囊內激素的含量較多有直接的關係,尤其生長素含量。同時也證明,與輸導組織的分布狀況同樣有直接的關係。有機物是在篩管內運輸的,並由韌皮部薄壁細胞從能量上給以支持,而這些能量來自於呼吸作用。因此,一切不利於輸導組織呼吸的因素均會減緩有機物質的運輸。