雖然溫度能限製植物分布,但也是相對的。人們通過利用植物對溫度的適應性,對植物逐步進行“抗寒鍛煉”或“抗熱鍛煉”,再加上一些其他的輔助措施,就能使植物突破原來的惰性,高高興興地遷移到新的環境中去。在我國,“北種南移”和“南種北移”的工作已經部分獲得成功。如水稻原產亞洲熱帶,現在已經栽種到我國最北部北緯53度以上的地區;黃瓜原產印度熱帶,西瓜原產南非熱帶,苦瓜、南瓜來自亞洲熱帶,現在都早已在我國大江南北各地正常生長。在我國科技人員的共同努力下,“柑橘北上,蘋果南下”的夢想也已經成為事實。也許有一天,南方的荔枝也能在北方普遍栽種,到那時候,我們就再也不必再讓荔枝睡在冰水裏,辛辛苦苦地“長途跋涉”來供應北方市場了。植物的呼吸

我們常稱動物的呼吸為“吐故納新”,植物也會呼吸嗎?當然。同動物一樣,植物也要通過呼吸作用將植物體內的某些有機物質進行分解,釋放出供給植物各項生理活動所需要的能量,並在此過程中合成新的生命物質。植物的呼吸作用根據需要氧的參與與否,可以分為有氧呼吸和無氧呼吸兩大類,這是與動物的呼吸不同的。

有氧呼吸,顧名思義就是需要氧氣參與的呼吸作用,其主要特點是吸進氧氣,氧化分解有機物而釋放二氧化碳。

如何證明植物會做有氧呼吸呢?讓我們來做一個小實驗:隨便摘幾片葉子,把它們裝到一個瓶子裏麵,然後將瓶子密封,並放到一個陰暗的地方。隔一夜以後,打開瓶塞,向裏麵倒一點澄清的石灰水,搖動幾下,結果會怎麼樣呢?澄清的石灰水變得渾濁了。奇怪,這是什麼原因呢?原來,澄清的石灰水裏含有很多氫氧化鈣,這種物質有個特點,隻要遇到二氧化碳,它就會和二氧化碳起化學反應,並生成一種叫做碳酸鈣的白色沉澱物,使石灰水變得混濁。這個現象說明,瓶子裏麵產生了許多二氧化碳,比大氣中的比例大多了。如果我們再將一根燃燒的火柴伸到瓶子裏麵,火柴很快就熄滅了,這說明,瓶子裏麵缺少了支持燃燒的物質——氧氣。

這個小實驗很簡單,但足以證明植物的有氧呼吸是和動物一樣吸收氧氣、放出二氧化碳的。長期貯存菜或甘薯的地窖裏,由於蔬菜或甘薯的呼吸作用,會使得地窖中的二氧化碳的濃度大大升高,氧氣的濃度大大降低。如果人貿然進入地窖就會發生窒息暈倒,嚴重的會導致死亡。因此,在進入這些地方之前,要先用一支點燃的蠟燭或小燈放到地窖中試驗一下,如果蠟燭或小燈很快就熄滅了,則千萬不要進去.一定要通風一段時間以後,繼續檢驗,沒有問題再進入這些地方。

植物的另外一種呼吸作用就是無氧呼吸。無氧呼吸就是植物的細胞在無氧的條件下,把一些有機物分解為不徹底的氧化產物,同時釋放出能量的過程。一般來說,高等植物的無氧呼吸都會產生一些酒精、乳酸等代謝物。比如蘋果放的時間久了,內部果肉部分就會有酒味,這就是蘋果因無氧呼吸產生酒精造成的。相類似的,馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、胡蘿卜和玉米胚等,在進行無氧呼吸後則會產生乳酸。

在無氧條件下,高等植物可以進行短期的無氧呼吸,以適應不利的環境條件,比如熬過水淹等災害。但是,如果植物缺氧時間過長,不但無氧呼吸所產生的酒精和乳酸就會對植物體造成毒害,植物生長的能量也會供應不足,這將使得植物體內部的分解大於合成,導致植物因饑餓致死。所以,植物的無氧呼吸隻是植物適應嚴酷的自然環境的權宜之計,有氧呼吸才是植物進行呼吸作用的主要方式。

我們通常所說的呼吸作用(包括有氧呼吸和無氧呼吸)在光下和暗處都能進行,人們通常稱之為暗呼吸。20世紀60年代,科學家們發現,植物體內還存在著另外一種“呼吸作用”,這種呼吸作用隻有在光照下才能進行,因此被形象地稱為光呼吸。光呼吸現象在所有的高等植物中都存在,它把光合作用過程中產生的部分有機碳轉變為二氧化碳,並把這些二氧化碳重新釋放出去。光呼吸的存在在某種意義上來說是一種浪費,因為光呼吸整個反應的許多過程都是消耗能量的,而且它還能影響二氧化碳的固定速度。目前,光呼吸的作用機理已經被科學家搞明白了。原來,它主要是消耗了綠色植物葉片在光照下形成的乙醇酸這種物質。從乙醇酸的合成,到乙醇酸被氧化,形成二氧化碳再釋放出去,這是一個相當複雜的過程,這一係列反應是在三種細胞器中完成的,它們分別是葉綠體、過氧化物體以及線粒體。

通過科學方法的測定人們已經知道,光呼吸所釋放出的二氧化碳大約占整個光合作用二氧化碳固定量的20%~27%,也就是說,它把光合作用所固定的四分之一左右的碳又變成了二氧化碳釋放出去。植物做了極大的努力,將太陽光能轉變為化學能,將二氧化碳合成為有機物,並將化學能儲藏在有機物中。可是光呼吸卻把植物辛辛苦苦積累的一部分能量和有機物浪費掉了,這是為什麼呢?有些人認為,光呼吸可以保護葉綠體,使葉綠體免受強光的傷害,不過並沒有充分的證據來證實,所以,到目前為止,植物為什麼會進行耗費能量的光呼吸還是一個令人費解的謎。

植物的呼吸作用是有熱放出的,這是因為植物細胞分解有機物時,不能利用的多餘能量就會以熱的形式散發出來。如果把正在萌發的種子用棉布包起來進行隔溫,那麼種子的溫度就可以達到四十度以上,有許多種子也會因為溫度太高而死亡。所以,剛剛收獲的濕種子如果堆積在一起,就會因為溫度升高而引起黴爛;新鮮的植株堆積在一起,時間較長時也會發生黴變;如果植株在晾幹的過程中不徹底,植物體仍然有部分呼吸能力,那麼,在長期堆積在一起以後,內部的溫度就會升高很多,嚴重的話甚至可以引起植株自然燃燒。

其實,我們的祖先很早就認識到了植物的呼吸作用帶來的後果,並在生產、生活中采取了正確的措施。例如早稻在浸種催芽時要用溫水淋種和時常翻新,目的就是控製溫度和通風,使呼吸作用能夠正常進行;稻田的曬田、作物的中耕鬆土、黏土的摻沙等耕作方法,可以改善土壤的通氣條件,使根係得到充足的氧氣進行呼吸;剛收獲的植物種子要攤成薄層,快速晾幹,以免種子因呼吸作用溫度升高而引起黴爛……

現在,人們更是主動利用植物的呼吸作用,讓它為人類的生產、生活服務。如在糧食貯藏期間,人們應用通風和密閉的方式,或者在密閉的糧倉中充入氮氣,以抑製糧食的呼吸作用;在儲藏蔬菜、果實的實踐中,人們發明了一種叫做“自體保藏法”的儲藏方法,在密閉的環境中,利用果實、蔬菜呼吸作用放出的二氧化碳,使二氧化碳保持一個合適的濃度,從而抑製呼吸作用,延長貯藏時間……植物的顏色