耐寒植物如何過冬
李耕拓
①植物生長活動(dòng)的最低溫度通常是0℃。秋天之后,有些植物特別是很多一年生草本植物紛紛枯萎。到了更為寒冷的冬季,冰封的大地上幾乎看不到紅花綠葉,但也有些“英雄好漢”是不怕嚴(yán)寒的。
②通常而言,即便是同一種植物,冬季和夏季的抗凍能力也不一樣在夏季活動(dòng)期多不耐寒,在冬季休眠期則更為耐寒。這是因?yàn)榇合募竟?jié),植物生長旺盛,養(yǎng)分消耗多于積累,因而其抗凍能力較弱。如北方的梨樹,在-30~-2℃低溫下能平安越冬,在春天卻抵擋不住微寒的襲擊;松樹的針葉,冬天能耐30℃的嚴(yán)寒,夏天如果人為地降溫到一8℃就會(huì)凍死,就是這個(gè)道理。
③到了秋天,情形就變了,秋季白晝溫度高日照強(qiáng),葉子的光合作用旺盛;而夜間氣溫低,樹木生長緩慢,養(yǎng)分消耗少,積累多,于是樹木越長越“胖”,變粗壯并木質(zhì)化,樹葉里合成了更多的脫落酸(休眠素),這種植物激素被輸送到植物枝梢的尖端和側(cè)芽后,這些部位的新陳代謝會(huì)受到抑制,從而進(jìn)入休眠狀態(tài),不再萌芽生長,植物體也停止生長。這意味著植物的物質(zhì)和能量消耗大大減少,養(yǎng)分因此被積蓄起來,樹木逐漸有了抵御寒冷的能力,即使葉子在冬天被凍掉,小枝依舊完好無損。
④耐凍植物都有休眠的特點(diǎn),它們常使用“沉睡”的妙法來對(duì)付冬寒。一般而言,處于休眠狀態(tài)的植株抗寒力強(qiáng),并且植株休眠越深,抗寒能力越強(qiáng)事實(shí)上,多年生植物的季節(jié)性休眠是長期自然選擇的結(jié)果,是植物應(yīng)對(duì)不利環(huán)境的一大絕招。
⑤此外,每一棵樹木都有一副“甲胄”,保護(hù)它們嬌嫩的組織不受寒氣侵襲。這副“甲胄”就是木栓層。每年夏天,樹木都在樹干和樹枝的皮下儲(chǔ)存木栓組織——死的間層。木栓既不透水,也不透氣。停滯在其氣孔中的空氣能夠阻擋樹木的熱量向外散發(fā)。樹木年齡越大,木栓層越厚。因此,老樹、粗樹的抗寒能力比枝嫩干細(xì)的小樹強(qiáng)。
⑥另外,植物還常常會(huì)通過細(xì)胞膜脫水或合成液態(tài)抗凍有機(jī)物來增強(qiáng)細(xì)胞的抗凍性。有的植物會(huì)通過降低自身含水量以適應(yīng)低溫環(huán)境,安全過冬。具體來說,就是將水從細(xì)胞內(nèi)排到細(xì)胞外,防止細(xì)胞內(nèi)的水結(jié)冰。
⑦植物之所以能夠這樣做,是因?yàn)槠潴w內(nèi)既有自由水,也有結(jié)合水,二者的“脾氣”大相徑庭:自由水在100℃沸騰,0℃時(shí)結(jié)冰;結(jié)合水要高于100℃才沸騰,在比0℃低得多的溫度下才會(huì)結(jié)冰。冬天,植物體內(nèi)的自由水減少后結(jié)合水所占比例則相對(duì)增加,使細(xì)胞液濃度增高,不易結(jié)冰,植物因此可以忍受更低的溫度。
⑧當(dāng)然,如果以上方法還不足以抵抗嚴(yán)寒,一些植物還會(huì)通過增加糖或蛋白質(zhì)、脂肪的含量,或者增強(qiáng)生物膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性來練就更高更強(qiáng)的御寒本領(lǐng)。
(有刪改)
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