會“午睡”的植物
子璐醬
晚上,人們需要通過睡眠來消除一天工作的疲勞。有趣的是,有些植物也會“睡覺”。如花生、菜豆,番木瓜等植物的葉子迎著朝陽舒展,隨著夜幕的降臨而閉合下垂,好像進行了一天的光合作用后疲倦了,需要休息一下,這就是植物的“睡眠”運動。
植物不僅會在夜晚“睡眠”,有些植物還會“午睡”。當植物在午睡時,其“綠色工廠”的生產(chǎn)能力顯著下降,也就是光合作用強度大大降低。那么,有的植物為什么會“午睡”?“午睡”為什么又會影響光合作用呢?
我們知道,所謂光合作用,就是植物利用陽光為能源,以水和二氧化碳為原料,在葉綠體“車間”里,合成碳水化合物。植物用根吸收水分,通過葉片的氣孔吸收二氧化碳,在適宜的光、溫、水、氣、土等條件下,才能正常進行光合作用。但在一天當中,這些條件在不斷變化,正是這些環(huán)境因素的變化,造成植物“午睡”和影響了光合作用。
科學家通過實驗證明,引起植物“午睡”的主要原因是高溫。在炎熱的夏季中午,溫度很高,空氣中的濕度降低,植物通過葉片氣孔的蒸騰作用加快,為減少水分的消耗,就漸漸關(guān)閉氣孔,這樣二氧化碳就無法進入葉片,光合作用原料嚴重虧缺,因此光合作用強度也就相應降低了。測定表明,當溫度超過植物光合作用的適溫高限時,植物就開始“午睡”。
據(jù)測定,小麥在光合作用適溫范圍內(nèi),光合作用強度隨著光照的增強而上升,當氣溫超過25℃時,隨著氣溫的上升,光合作用強度會急劇下降,當氣溫超過30℃后,光合作用會下降到最低值,繼而還要降低到負值。不同植物光合作用的適溫高限也不一樣,小麥、莜麥、胡麻、馬鈴薯等喜涼作物為25℃;谷子、黍子、高梁、棉花、稻子等喜熱作物為28℃;也有些作物在28℃以上。
此外,植物的“午睡”還與它的呼吸作用和田間的二氧化碳濃度等因素有關(guān)?;ㄉ⒋蠖沟?,由于中午的呼吸作用強度增大,也會出現(xiàn)“午睡”現(xiàn)象,中午,空氣中二氧化碳濃度降低,造成光合作用原料不足,同樣會出現(xiàn)“午睡”現(xiàn)象。
還有的科學家認為,“午睡”現(xiàn)象是植物體內(nèi).生物鐘有節(jié)奏的調(diào)節(jié)所引起的?!拔缢睍绊懽魑锏漠a(chǎn)量。據(jù)估計,損失有機物為5.56―78.13%。不同作物損失的多少也不一樣:小麥的“午睡”損失約為五分之四,大豆約為三分之二,花生約為五分之三,高粱、谷子約為二分之一,水稻、馬鈴薯約為三分之一,棉花約為五分之一。由此可見,大多數(shù)作物由于“午睡”造成的產(chǎn)量損失是很可觀的。如能克服作物光合作用中的“午睡”現(xiàn)象,即可大幅度提高光合作用強度,從而大大增加作物的產(chǎn)量。
目前,這個問題已經(jīng)引起了國內(nèi)外科學家的注意。有人試驗:在小麥乳熟期(約15天),每天從上午10時到下午4時,用斷續(xù)噴灌進行人工降溫,將麥田的氣溫保持在25℃以下,這樣可提高光合產(chǎn)物1.5倍,增產(chǎn)50%以上??梢?,研究作物的“午睡”現(xiàn)象,并設法消除此現(xiàn)象,對挖掘作物產(chǎn)量潛力,是一條重要途徑。