在幹燥的土壤中播種,種子是不能發芽的,更不會長成小苗。必須有適量水分、適宜的溫度和良好的通氣條件,種子才能發芽、成長。這些條件首要是水分。因為幹燥的樹木種子,針葉樹的含水量隻有10%左右,而闊葉樹種子的含水量也隻有30%左右,當種子吸水膨脹後,種皮軟化破裂,有利於氧氣進入,促進種子呼吸。水分是參與呼吸化學反應的重要物質之一,而呼吸放出的能量則為種子進行生理變化提供了動力。種子內大分子貯藏物質必須被水解為簡單的有機物質,才能供發芽之用。種子吸水後,各種酶的催化活性增強了,種子中大分子物質在水分飽和的狀態下進行水解反應,種胚在水分飽和下經過細胞分裂、伸長和分化,使得胚根和胚芽正常生長。
無性繁殖,保證水分充足和適量是關鍵,要保持活細胞正常生理活動必須有充足的水分。苗木對水的需求仍是十分重要的,因為在葉子進行光合作用中水分參與生理活動;光合作用產物要在水溶液中運輸;葉綠素的形成必須有充足水分;礦物質養料通過土壤溶液被根係吸收,並輸送到植物體各部分;樹木生長是在細胞內原生質含水量相當高的情況下進行的,水分不足會抑製細胞的分裂和伸長。水分過多對樹木生長也是不利的,它使根係呼吸減弱,呼吸功能衰退,被迫進行缺氧呼吸,產生乙醇、乙醛、乳酸等有害物質。
水既是構成樹木的必要成分,又是樹木賴以生存的必不可少的生活條件,所以隻有在一定水分條件下,樹木才能健康生長。
年輪
人們都有這樣的常識:要想知道大樹的歲數,隻要看看大樹橫斷麵有多少圈圈就行了,那圈圈兒叫做——年輪。
年輪長在樹中間,要想知道年輪,就要把大樹砍斷,那有多可惜啊!實際上,聰明的人們已經發明了一種專門的鑽具,可以從樹皮一直鑽到樹心,取出一個有全部年輪的薄片,就不用為了計算年輪而砍倒大樹了。
一年輪既然代表一歲,那麼它一定是在一年中形成的,那麼大樹是怎樣在一年的四季裏形成這圈年輪的呢?
在樹皮和木質部之間有一層細胞。這層細胞排列得整整齊齊,不斷地分裂出新細胞來。這樣,年複一年,大樹越長越粗壯。這層細胞叫做形成層。
春天,陽光普照大地,雨水滋潤著一切,樹木舒枝展葉。這時,形成層分裂細胞極為旺盛,新分出的細胞又多又大,因此,這時形成的木材就顯得疏鬆,顏色也淺。
等到人秋以後,天氣變冷了,雨水也少了,這時,形成層分裂細胞的速度就減慢了,分裂出來的細胞個頭小,顏色深,質地細密。一個年輪就形成了。
年複一年,年輪不停地擴大著,小樹也漸漸長成曆盡滄桑的老樹了。
年輪是樹木對大自然千變萬化的最真實的記載,人類若想研究,改造大自然,年輪提供的記載將是最寶貴的第一手資料。
英國有張古時傳下來的珍貴的大圓桌,為了鑒定它的確切年代,考古學家根據木材的加工技術來確定,可惜沒有滿意結果;曆史學家翻開一頁頁資料,也沒找到它的出處;甚至動用物理學家用放射性碳同位素來確定,仍無確切結果,最後還是植物學家根據桌麵紋理,就是年輪,結合碳同位素測定資料,令人信服地確定出此桌製於1336年。
在氣候學方麵,年輪更加大顯身手。
美國科學家根據年輪的變化,發現美國西部草原每隔11年發生一次幹旱。根據這個規律,他們準確地預報了1976年的大旱。
我國氣象工作者根據對祁連山一棵古圓柏的年輪的研究,竟推算出我國近千年來的氣候以寒冷為主,17世紀20年代到19世紀70年代是千年來最寒冷的時期,曆時250年。看!多麼了不起的成果。
年輪對於地方病的成因,環境被汙染的曆史,地震的時間和強度都有著精確的記錄;在浩瀚的大海中沉睡的曆代沉沒的船隻,史學家根據木船的花紋等諸因素就可以確定出沉船遇難的年代等,因為這種種原因,我們要去認識年輪,在科學的諸多領域中,年輪將會對人類提供更多的幫助!
樹木的性別
樹木有性別嗎?這對不少人來說還是個謎。其實,我們平常所說的樹木間的傳粉現象,就是植物性生活的表現。而熱心的風大姐和繁忙的蜂蝶等昆蟲,則是植物界“男婚女嫁”的“媒人”。
人類真正對樹木性別有科學的認識,是在17世紀顯微鏡發明以後。1682年,一個叫格羅的人第一次明確指出:植物的雄蕊是花中的雄性器官,花粉落在柱頭上能促進果實的生長。1694年,另一個叫卡美拉魯斯的人經過深入研究,發現如果雌桑樹周圍沒有雄樹生長,就隻能形成敗育的種子。他又用其他植物作進一步實驗,最後得出結論:花藥是植物的雄性器官,而柱頭、花柱、子房是雌性器官。至此,人類對植物性別的科學認識,才算是真正拉開序幕。
隨著科學的發展,人類對植物性別的認識有了愈來愈深入的了解。花作為樹木的生殖器官,有兩性花和單性花之分。兩性花的雌蕊和雄蕊長在同一朵花裏,如蘋果、桃、李、椴、槐、桉樹等。單性花是指隻有雌蕊或隻有雄蕊的花。有些樹木的雌花和雄花是長在同一植株上的,這樣的樹木是無性別之分的。它的雄花長在枝條的基部,而雌花則長在枝條的端部,如柏、杉、胡桃、榛、樺、椰子等均屬此類。雌雄器官都長在同一植株上的,稱為雌雄同株。其中具有兩性花的稱為雌雄同株同花;具有單性花的稱為雌雄同株異花。而有些樹木,其雌花和雄花分別長在不同的植株上,我們稱為雌雄異株,如楊、柳、杜仲、月桂,羽葉槭、黃連木等。有時單性花和兩性花同時生於一個植株上,有時又分開生於不同的植株上,我們稱為雜性花。深入了解樹木性別是極其重要的,為了提高坐果率,得到飽滿的種子,就需要采取措施。確保樹木有性生殖過程的順利進行。
雪蓮花
在我國的西南地區,有一個被稱為“世界屋脊”的地方——青藏高原。由此名可以想見它的高度了。這裏林立著高大雄偉的大山,山上終年覆蓋著皚皚白雪,這裏永遠是個銀白色的世界。爬到海拔5000米以上,就會發現植物越來越少,隻能看到一些生命力極頑強的地衣。這裏自然條件很不適宜植物生長,岩石風化,土壤質量惡劣,即使夏季也是狂風怒號。雨水也在很短的時間內變成冰冷的雪。
可是,就在這個貧瘠的地方,卻意外地看到在這銀白色的世界裏,紫紅色的雪蓮花正在怒放!那巨大的花瓣格外美麗。
雪蓮花為什麼能在這環境惡劣的“世界屋脊”上這樣頑強地生長,開放出美麗的花朵呢?
首先,雪蓮把自己個子縮得矮矮的,緊貼在地麵上,這樣就可以頑強地躲過高山上特有的狂風摧殘;它的根又柔韌又長,深深地紮進石塊縫間的土壤之中,為雪蓮盡可能地多吸收一些水分和養分,雪蓮身上還穿著一身白色“棉衣”,那厚厚的絨毛從花莖到葉,從頭到尾把雪蓮包裹起來,這白色絨毛反射掉一些高山上的強烈日光,又防寒冷,又能保濕,把雪蓮很好的保護起來。
雪蓮能在“世界屋脊”上生長、開花,是它長期伺這惡劣環境做頑強抗爭,經過大自然的選擇才做到的。
雪蓮是一種名貴中草藥。它可以幫助人們除寒痰,壯陽補血、治療脾虛等。
天天“追”日的葵花
碧綠挺拔的莖,肥大厚實的葉子,金黃色的大花盤鑲嵌著許許多多未成熟的籽,這就、是人們熟悉的向日葵。向日葵是很好的油料作物,人們都喜歡利用空地種植它。
大家都知道,葵花有個奇妙之處,它那花盤總是跟著太陽轉,不論太陽移到何處,那金黃的大花盤都仰著臉轉到何處。難道,花盤格外鍾愛太陽的身姿?
當然不是,奧秘在花盤下麵的莖幹裏。
在花盤下的莖幹裏有一種奇妙的物質,暫且把它稱作“植物生長素”吧!這種物質細胞能快速分裂、繁殖。可這“植物生長素”卻有個怪特點,“羞”於見太陽,每當太陽照射到葵花上,它就會自動集合到背光的一麵,然後去刺激背麵的細胞分裂、繁殖,使背光一麵總比向光一麵長得快。使得花盤朝著太陽彎曲。
每天清晨,太陽從東方升起,陽光照射在葵花身上,植物生長素就躲到西邊背光的地方刺激細胞生長去了,當太陽慢慢地在空中移動時,植物生長素就像太陽“捉迷藏”一樣慢慢地背著太陽轉,就這樣,愛背光的植物生長素使得大花盤不得不老跟著太陽轉。因此得名“向日葵”。
很多植物的葉子也像葵花一樣,總是向著太陽。這個特點在植物學上叫“向光性”。但是,也有些葉子恰恰相反,總是背著太陽轉。因此,葵花的這個特點叫”正向光性”,而背著太陽旋轉的叫“負向光性”。
植物的幼苗總是向陽光的方向彎曲,這是誰在起作用?你一定也猜到了——植物生長素。
永不落葉的百歲蘭
人們也許會問:“除了百歲蘭,你還忘記了鬆柏和萬年青,它們也是一年四季常綠,不掉葉子的。”
這話有一部分是對的。鬆柏與萬年青一年四季,不論炎熱酷夏還是寒瑟秋風,它們的葉子都碧綠挺拔,確實四季常綠。但是,仔細觀察它們,你就能發現它們是掉葉子的。在鬆柏樹下,常常會看到散落在地的枯黃鬆針。原來,鬆柏的葉子壽命較長,可以活3~5年,老葉一部分一部分地枯死,春夏之間,又長出代替老葉位置的新葉,所以鬆柏葉子的長落是以不易被人覺察的替換方式來進行,人們誤以為它是不落葉的。
萬年青的葉子的壽命當然不會萬歲的,不過8~10年的光景,老葉子就從尖端開始枯黃了。其他的常綠樹木,比如女貞的葉子能活200天,紫杉葉子能活6~10年,冷杉的葉子可以活12年。
然而生活在安哥拉海岸的沙灘上的“納多門巴”一生隻長兩片葉子。這兩片葉子一直伴隨著整株植物,足足能活上一百多年。它不是蘭花,然而人們還是為它取了個好聽的名字——“百歲蘭”。
“百歲蘭”的個頭很矮,莖高不過20厘米,葉子相對而生,可以長到3米長。那朝相反方向生長的寬大葉子趴在地上,曲曲折折,好像兩條巨大的綢帶。
這兩條“大綢帶”長出後,就再不凋落,也不長新葉,而忠心耿耿地伴隨“百歲蘭”穩度百年生涯。
這麼大的“綢帶”為什麼百年不落呢?
原來,百歲蘭的根又直又深又粗壯有力,它能充分地吸收到地下水。地麵上會有大量海霧形成露水重重落下,使葉片保持濕潤,所以整株植物一年到頭都能保持活躍的生存狀態,那好不容易長出的兩片大葉子也就不會因缺乏水分而凋落了。