[特性植物]论植物的生长特性

论植物的生长特性 【摘 要】植物有机体在整个生命活动过程中，不断从环境中吸取物质进行新陈代谢，使 体内积累了生活所需的物质和能量。在这个基础上，植物的个体得到了发展，这种现象叫 做生长。本文讨论了植物生长中的若干特性问题。【关键词】植物；生长；特性植物有机体在整个生命活动过程中，不断从环境中吸取物质进行新陈代谢，使体内积累了 生活所需的物质和能量。在这个基础上，植物的个体得到了发展，表现在量的变化上，主 要是营养器官根、茎、叶的体积和重量的增加，这种现象叫做生长。但是，并非所有体积 的增大都是生长，例如干燥种子吸水后体积胀大，而干燥后仍然恢复原来大小，这种现象 就不是生长。所以在生长过程中，体积增大的不可逆性，是生长的一个重要特性。一般地 说，种子植物的生长是从种子萌发开始的，而无性繁殖的植株，生长是由营养体上芽的萌 动开始。本文讨论了植物生长中的若干特性问题。1. 植物生长的周期性植物体的生长速度和生长量，表现出一定的快慢变化，称生长的周期性现象。1.1生长大周期植物一生内，不论是个别器官或是整株植物，其生长速度都表现出“慢一快一慢”的基本 规律，即开始时生长缓慢，以后逐渐加快，达到最高点，然后生长速度又减慢以至停止。 我们把生长的这三个阶段综合起来叫做生长大周期。生长大周期的出现是与植株年龄有关，一般幼年期生长慢，中年期前后生长最快，老年期 生长下降，最后停止。如杉木（实生），生长速度最快是在树龄1015年间。生产上，在 树苗生长前期加强肥水管理，使植株生长高峰的几年来临时能获得充分的养料，以便形成 茂盛的枝叶。在林木用材上，也选择在生长高峰结束后，立即进行砍伐，林木的产量也最 在果树栽培中，植物生产的周期性节奏会因修剪措施而改变。在植物生长季节对其进行修 剪，马上会引起新的更强烈的生长，这叫做“反向生长修剪”。在整个夏季，在条件适合 的情况下，可随时用反向生长修剪方法促使果树形成新枝。在早春或冬季修剪较老的树冠 或嫁接后采用反向生长修剪，通常都能获得生长势相当强的枝条，以致生长周期性完全不 明显，或者表现得很微弱。多年生植物的营养生长，都或多或少地随季节而表现出明显的季节性变化，称季节周期。 在温带，春季气温上升，水分、光照适宜，植株便由休眠进入缓慢的生长；夏季气温高， 光照充足，植株生长加快，并出现生长缓慢；秋季气温下降，光照减弱、水分减少，植株 生长缓慢；冬季出现低温，植株便停止生长，进入休眠。树木进入休眠也像种子一样是对 不利环境条件适应的结果，是植物的一种重要适应特性。木本植物进入休眠有一个由秋天 到冬天逐步加深，而由冬天至初春再逐步变浅的过程。植物休眠很深时，对不利的环境条件的抵抗力最强：例如针叶树在冬季可忍耐-30C-40C的严寒。1.3 昼夜周期植物的生长，一般表现有白天慢、夜间快的现象，称昼夜周期。这种现象的产生，主要是 由于光照、温度和含水量等情况昼夜不同而引起。白天，由于旺盛的蒸腾作用，使植物体 内大量失水，限制了细胞的分裂，并且日光中的紫外线能阻碍植物体内生长素效应，生长 素减少，细胞分裂也受影响。夜间，蒸腾作用减弱，体内含水量增多，有利于细胞的分裂 和伸长，同时由于夜间气温一般偏低，呼吸消耗减少，气温低也有利于物质的水解转化， 这些水解产物为新细胞提供结构物质。因此，植物的生长在夜间比白天快。1.4 根生长的周期性植物根的生长，也有明显的季节性，春季生长最快，夏季生长较少，秋季生长减慢，冬季 生长近乎停顿。这是由于春季土壤温度和含水量均适宜，有利于根的旺盛生长。夏季的高 温和干旱，根的生长受到一定的限制，因为生长的适宜温度，根系比地上部要偏低的缘故。 秋季土壤温度、含水量均降低，根的生长就减少，而冬季的低温影响，使根的生长停顿。 通常，根生长最旺盛的季节，也是对矿质元素吸收最多的时期。根据这点，早春是进行移 植和施肥的适宜季节。如早春2、3月间（南方气候）、低温阶段已经过去，植株不会再受 寒害，根系生长仍很微弱，此时移栽苗木伤根就少并且由于地上部蒸腾量少，移栽对地上 部生长影响也少，易于成活。当移栽后根系生长恢复不久，就遇4、5月根系生长旺季，新 根便大量发生，如在此时结合施用春肥，更能加速根系的生长，从而促进地上部进入旺盛 生长期。2. 植物生长中的相关性植物有机体是统一整体，在其生长发育过程中，各器官和组织的形成及生长，表现为相互 促进和相互抑制的现象，称相关性。2.1 地上部分与地下部分的相关性植物的地上部分与地下部分在生长上的相互依存十分明显。如处在肥沃土壤上的树木，根 系发达、树冠高大；而生长在瘠薄土壤上的树木根系少、树冠也小。“根深叶茂”正确地 概括了地上、地下部分生长的相关性。植物的这种相关性，是由于它们之间有营养物质及 微量生理活性物质供需上的相互依存。根供给叶片水分和无机盐，而叶片供应光合作用产 物给根。此外根所需要的维生素、生长素是靠地上部分供应，而叶片需要的细胞分裂素等 物质，又是靠根供应。地上部分和地下部分的相对生长强度，通常用全株的枝、叶和根系的于物质总重的比值来 表示，叫根冠比（根重/茎、叶重）。外界条件对根冠比有显著的影响，甚至可破坏二者 的协调。一般在土壤比较干旱、氮肥少、光照强的条件下，根系的生长量大于地上枝叶的 生长量，根冠比大；反之，土壤湿润、氮肥多、光照弱、土温高的条件下，地上部分生长 加速，则根冠比小。除环境条件外，修剪整枝、深搂断根等也都能使植物根和地上部分产 生相互抑制的作用。修剪整枝有减缓根系生长而促使地上部分生长的作用，深搂断根的作 用和修剪整枝的作用相反，它将抑制地上部分的生长，促使根系的发展。栽培上可通过松土、深翻等方式破坏部分根系，或用落干蹲苗等措施控制植物体内含水量 以求达到限制地上部分的生长，而促进根系生长。也可采用修剪整枝使树冠减少的办法， 控制地下部分的生长。 2.2极性与顶端优势极性是植物体或其离体部分的两端具有不同的生理特性。根部在形态学下端长出，而新枝 则在形态学上端长出。极性现象的产生，是因为植物体内生长素是向下极性传导。因而使 茎的下端就集中了足够的生长素，这样浓度的生长素有利于根的形成，而生长素含量少的 形态学上端则长出芽来。植物的极性一经形成，是不会轻易改变的。因此，在应用植物的 某种器官切成多段枝条扦插繁殖时，应当避免倒插，以便发生的新根能够顺利伸人士中， 新梢能够迅速伸出进行光合作用促使插条提早成活。顶端优势是植物的顶端生长始终占优势的现象。如顶芽较侧芽生长快，主根较侧根生长快 如果除去顶芽，则靠近顶芽的侧芽就萌发，除去主根先端，则侧根就大量发生。须端优势 也就是主、侧间的相关性。目前认为，产生顶端优势的原因，是顶芽和侧芽对生长素的敏 感程度不同。当生长素在顶端形成后便向下运输，从而使侧芽附近的生长素浓度加大，抑 制侧芽的生长。除去茎的顶端，就促进侧芽的生长。根系情况也是同样。植物的主侧相关性现已广泛应用到工作实践中。在树木整形上，为使树木主干通直，就必 须保持顶端优势，适当除掉侧枝；而绿篱、盆栽花卉因欲达矮化丛生，就必须除去顶端优 势。在苗木移栽时，常要截断主根，为的是使移植后侧根能大量发生。但是对于栽培在较 干燥的土壤上的树木，则要保持主根的顶端优势。因为在较干燥的土壤里，主根深入土壤 深层是树苗顺利生长的保证。2.3营养器官与生殖器官的相关性植物要得到良好的生殖器官（花和果），就必须有旺盛的营养器官为基础。因为生殖器官 所需要的养料，绝大部分是由营养器官供应的，二者的生长一般是协调的。但在某些情况 下，又会产生因养分的争夺，造成生长和生殖的矛盾。一般情况下，当植株进人生殖生长占优势时期，营养体的养分便集中供应生殖器官。一次 开花植物，当开花结实后，其枝叶因养分耗尽而枯死；多次开花植物，开花结实期枝叶的 生长受到抑制，当花果发育期结束，其枝叶仍然恢复生长。在肥水供应不足的情况下，枝叶生长不良，而使开花结实量减少，或是引起树势衰退，造 成早熟现象。早熟就是使植株过早进人生殖阶段，开花年龄提早。当水分和氮肥供应过多 时，不仅会造成枝叶生长过于旺盛引起徒长现象，并由于枝叶生长消耗营养物质过多，使 生殖器官得不到充足的养分，出现花芽分化不良、开花迟、落花落果或果实不能充分发育。 这就是为什么肥水供应不当或结实不当，会引起果树大小年现象的原因。栽培上，利用控 制肥水供应，合理修剪、抹芽或疏花、疏果等措施，也是为了调节营养体生长和生殖器官 发育的矛盾。3. 生长中的运动现象植物生长过程中，为了适应环境而经常运动着，如在植物体内就有原生质环流、营养物质 和水分的运转等。植物体的器官也会由于受到某些外界条件的刺激而发生运动，这种运动 从生理学的观点看，可以分为两个类型：一是向性运动，一是感性运动。但严格地说，二 者又是不易截然分开的，因为向性运动之先，往往已经有感性运动发生，而感性运动最终 总是表现为向性运动的。3.1 向性运动植物体朝一定方向的运动，称向性运力。向性运动与刺激方向有关，表现有向光性、向地 性、向化性和向水性。向光性：植物的生长能随着光的方向弯曲的现象称向光性。通常，幼苗和幼嫩的植株多向 光源一方弯曲，叫正向光性；根多背光弯曲，叫负向光性。植物的叶片和光源垂直，叫横 向光性。由于叶子存在横向光性，这有利于最大限度地吸收光能以制造有机物。不同植物 向光的敏感性不同，一般地说，低等植物和幼龄植株的向光性反应较快，个别植物如向日 葵和鬼针草属等；对光线刺激特别敏感，竟能随着阳光而运动。向地性：向地性是植物在整个生长期中，以垂直线为标准，保持一定方向生长的特性。向 地性与地心引力的作用有密切关系。在大多数情况下，根顺着重力作用的方向生长，叫做 正向地性；茎则向着重力作用相反的方向生长，叫做负向地性。植物的向地性，对植物生 长有重要意义。不论种子种在土中的位置如何，由种子发育起来的幼苗总是根朝下，茎朝 上。根的正向地性使根系能深入土壤吸收水分和矿物质，而茎的负向地性使茎伸出地面迎 着阳光展开叶矛，而进行光合作用。此外，因遭受灾害而倒伏的植株，往往也能恢复直立 以减少植物死亡。关于向光性和向地性产生的原因，是与植物体内生长素分布有关。当植 物器官横放时，生长素因受到重力的影响，便集中在靠地的一侧，如果是茎端部分，由于 下侧的生长素多，细胞生长快，便背地弯曲。根端的反应却相反，因根对生长素敏感度高 生长素增多，细胞生长反而受到抑制，便呈正向地性。除上述向地性、向光性之外，植物某些器官还具有向温性、向化性和向水性。向化性和向 水性对高等植物相当重要，在自然情况下，根是朝着湿度较高或含肥分较多的土中伸展， 这有利于植物得到必需的水分和营养物质。当土壤水分过多，以至完全排出了土壤中的空 气，这时根就由向水性转变为向氧性，使根系人土不深或部分根系生出地面，造成不利后 果。3.2 感性运动感性运动是植物体受外界刺激造成细胞内细胞膨压的改变而引起的运动。高等植物最常见 的感性运动有感夜运动和感震运动。感夜运动：感夜运动是由于环境中温度和光照强度发生昼夜不同的变化。这种刺激能引起 植物体内细胞膨压的变化，而产生的运动。在自然界中有许多植物的复叶和花朵有昼夜周 期性的开闭现象。例如合欢以及其他蝶形花科植物的复叶，酢酱草的小叶，睡莲的花瓣等 都是早开夜闭，而晚香玉的花则是夜开早闭。感震运动：感震运动是由于外力的触动而引起细胞膨压的改变产生的运动，例如含羞草的 复叶，当在接触震动刺激之后，叶柄很快下垂，复叶闭合。又如捕虫草，当受到昆虫的碰 撞时，立即闭合起来，把小虫“捉”住，当昆虫触动向日葵，矢车菊等植物的花丝或小檗 花丝的基部时，花丝迅速向样头靠拢，这也是感震运动，这种现象有利于植物的授粉。4. 再生现象和组织培养再生现象是当植物失去某些部分后，在适宜的环境条件下，能恢复所失去的部分，再次形 成一个完整的新个体。目前植物的再生特性在实践中已被广泛应用。在园林生产上利用扦 插进行繁殖，就是利用植物的再生能力，扦插的枝条可以长出根和芽，最后长成一个具有 根、茎、叶的独立植株。从原则上说，根、茎、叶都可以作为营养繁殖的材料。但是根、叶在形态发生的潜力方面 通常比茎差得多，因为许多茎组织无需任何促进因素的处理就能长芽和形成根原基，进而 发育成整株植物。因此最适于作为营养繁殖的材料，而根却较少能长为一株完整的植物。 至于组织或细胞培养，由于是在人为控制下在最完备的生长条件中进行，因此，任何活的 薄壁细胞均能进行再生培养。组织培养：组织培养是植物再生现象的应用，从植物体上取下某一组织或细胞，放在适当 的培养基内（培养基内含有植物生活所需要的糖、有机营养物质、矿质元素和维生素、激 素等），应用人工培养的方法，最后能发育成为一个完整的植株。