根瘤菌在植物中定居下來以後,大豆會把由根部吸收來的水、無機鹽以及由葉子製造的有機物質免費供應給它們,作為它們製造養料時所需要的物質和能源;而根瘤菌則發揮它本身的特有的優勢,依靠體內特殊的固氮酶,把空氣中的分子態的氮加工成氨和氨態化合物,為大豆免費提供氮肥。你看,豆科植物有了根瘤菌這個好朋友,不就等於有了一座私家獨享的“地下氮肥廠”了嗎?

根瘤菌與大豆配合得很默契,它們親密合作,互相幫助,互通有無,過起了共同的生活,這種相互合作的關係會維持很長一段時間,一直到豆子成熟時才宣告結束。等到來年,新的豆科植物在被種植時,它們還會再重複以前的故事。

根瘤菌為什麼能固氮呢?在工業化生產氮肥肘,人們使用鐵做催化劑,還必須在高溫、高壓條件下才能合成氨。當然,根瘤菌是不可能製造出這種條件的,它們另有高招。在根瘤的發生過程中,根瘤菌的細胞內會產生多種與固氮相關的酶。這些固氮酶是一種生物固氮催化劑,在常溫常壓下就能夠催化氨的形成,固定氮素。不過,根瘤菌的固氮酶固定氮素有一個非常重要的前提條件,那就是必須保證嚴格無氧的條件,這就難怪有益的根瘤菌隻生長在地下了。

根瘤細菌在空氣中獲取的氮素一般會有三種用途:一部分供給根瘤細菌自身生活的需要;一部分供給豆科植物的生活需要;還有一部分會隨豆科植物的根係遺留在土壤裏,可以提高土壤肥力。

從豆科植物開花到籽粒成熟這段時間,是根瘤菌固氮活性最高的時期,這時的固氮量占根瘤菌一生固氮量的80%。據科學家測定,一畝大豆的一生中,與它共生的根瘤菌能固定空氣中的氮675千克,折合硫酸銨3375千克。你看,根瘤菌的固氮本領有多大啊!豆科植物一生中積累的氮素,約有2/3是由根瘤菌固定的。地球上所有生物每年固定的氮素約為1億噸,而與豆科植物共生的根瘤菌的年固氮量就有5500萬噸,占地球上所有生物固氮量的一半以上。這個數字相當於含氮量為21%的化肥硫酸銨26190萬噸,如果用設計年產量為100萬噸硫酸銨的化肥廠來生產這些氮肥,那麼至少需要興建261個。可以設想,根瘤菌為人類節省了多少資金開支、節約了多少能源。由此看來,人們把豆科植物的根瘤比作“氮肥加工廠”是完全有道理的。

正是因為根瘤菌有這麼大的固氮本領,所以人們對豆科植物根上的腫瘤從來就沒有醫治過,而且不但不醫治,還采用接種等辦法,在土壤中大量繁殖根瘤細菌,促使豆科植物與根瘤菌密切合作,形成大量根瘤,以利豆科植物的生長,獲取豆科作物的高產。

在農業生產中,人們為了滿足農作物對氮素的需要,通常采取的措施就是施加氮肥。但氮肥的生產會耗費資源、增加汙染,化肥施用多了還會使土壤板結、酸化,破壞寶貴的土地資源。空氣中有78%是氮氣,如果所有的植物都能夠利用空氣中的氮氣,那該有多好啊!隨著基因工程學的迅速發展,科學家已經能夠把根瘤菌的固氮基因轉移到其他細菌身上。現在,日本的科研人員已經從土壤中分離出固氮菌,並把它們成功地轉接到無菌水稻的根部,通過感染實驗,發現可產生固氮能力。此外,通過雜交改良,將來也有可能培育出具有固氮能力的新品種,到那時,水稻、玉米,甚至有更多的農作物將加入固氮植物的行列,能夠自己固氮,人們就可以少施用甚至不施用氮肥,人們再也不用擔心因為施用氮肥而引起環境汙染和資源破壞了。這樣不僅可以減少投資,還可以獲得農業豐收呢,這是一個多麼美好的前景啊!但願在不久的將來就可以實現。

空氣不僅為植物提供了賴以生存的食糧,還對植物的生態作用起著舉足輕重的影響。空氣的流動就是風,風對植物的作用是多方麵的,它能直接或者間接的影響植物的生長和發育。強風能降低植物的生長量。有實驗證明,風速在每秒10米時,樹木的高度生長量要比風速每秒5米時少1/2,要比無風時少2/3。一般來說,隨著風速的加大,會引起植物的葉麵積減少、節間縮短、莖的總量減少。造成植物矮化。強風還能造成畸形樹冠。在盛行一個方向強風的地帶,植物常常都長成畸形:喬木樹幹向背風方向彎曲,樹冠也向背風方向傾斜,形成所謂的“旗形樹”。這是因為樹木向風麵的芽由於受到風的襲擊,遭到機械摧殘和因水分過度蒸騰而死亡;而背風麵的芽由於受風力較小,成活較多,枝條生長較好。因此,向風麵不長枝條,或者長出來的枝條受風的壓力而彎向背風麵,這些都嚴重影響植物的生長。在強風區生長的樹木,一般都有強大的根係,以增強植物的抗風力,否則就要“躺倒休息”了。此外,風還可以幫助某些植物傳播花粉,是它們傳宗接代必不可少的護理員呢!植物的“血液”

人有血液,動物有血液,難道植物也有血液嗎?有的。在世界上許多地方,都發現了灑“鮮血”和流“血”的樹。

我國南方山林的灌木叢中,生長著一種常綠的藤狀植物——雞血藤,總是攀援纏繞在其他樹木上。每到夏季,便開出玫瑰色的美麗花朵。當用刀子把藤條割斷時,就會發現,流出的液汁先是紅棕色,然後慢慢變成鮮紅色,跟雞血一樣,所以叫“雞血藤”。經過化學分析,發現這種“血液”裏含有鞣質、還原性糖和樹脂等物質,可供藥用,有散氣、去痛、活血等功用。它的莖皮纖維,還可製造人造棉、紙張、繩索等,莖葉還可做滅蟲的農藥。

南也門的索科特拉島,是世界上最奇異的地方,尤其是島上的植物,更是吸引了世界各地的植物學家。據統計,島上約有200種植物是世界上任何地方都沒有的,其中之一就是“龍血樹”。它分泌出一種像血液一樣的紅色樹脂,這種樹脂被廣泛地用於醫學和美容。這種樹主要生長在這個島的山區。關於這種樹,在當地還流傳著一種傳說,說是在很久以前,一條大龍同這裏的大象發生了戰鬥,結果龍受了傷,流出了鮮血,血灑在這種樹上,樹就有了紅色的“血液”。

英國威爾有一座公元6世紀建成的古建築物,它的前院聳立著一株已有700年曆史的杉樹。這株樹高7米多,它有一種奇怪的現象,常年累月流著一種像血液一樣的液體,這種液體是從這株樹的一條2米多長的天然裂縫中流出來的。這種奇異的現象,每年都吸引著數以萬計的遊客。這顆杉樹為什麼會流“血”,引起了科學家的注意。美國華盛頓國家植物園的高級研究員特利教授,對這顆樹進行了深入研究,也沒找到流“血”的原因。

會流“血”的植物,流出的真是血嗎?不是血液又是什麼東西?這些都有待進一步研究。