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点缀大自然的美景植物 漫谈根茎(第1页)

点缀大自然的美景——植物漫谈根茎

根与茎,是植物不可缺少的组成部分,可以这样说,没有根与茎,就没有姹紫嫣红的鲜花,就没有刚劲挺拔的大树,也不可能出现芸芸众生、繁茂昌盛的植物世界。

如果你喜欢养花,在翻盆时,可看到根密密麻麻缠作一团。你知道在自然情况下,它们有多少吗?一年生苹果树苗的根,大约有38000多条;一株8片叶子的玉米,不定根有8000~10000条;一株黑麦上所有的根连接起来,其长度可达几十千米。

根系在土壤中的分布直径比地上部分的直径大两三倍。大多数草本植物的根,分布在靠近土表层2米左右的土层,木本植物的根可深达10~12米。有的植物根的人土深度,比地上部分还长。一株棉花在沃土中,根深可达3米以上,而生长在干旱沙漠中的骆驼刺,可深达20米。植物利用强大的根系深入土壤的角落,汲取水和养料,并且支持着地上的那部分。而人们则常利用根来固定堤坝,防止水冲走泥土,还用它固定沙漠,防止风刮走沙粒。

有些植物的根膨大起来,可作为贮存养料的仓库,我们熟悉的有萝卜、胡萝卜、红薯等。

根一般都长在地下,可你知道吗?还有一些根是长在地面上的呢!其实,这种情况在玉米和高粱中就能看见,在靠近土壤的茎上会长出几层根来,向下伸人士中,起到帮助稳固茎秆的作用。还有一些地上的根就更奇妙了。

俗话说“独木不成林”,可是在我国的南方可以看到的榕树,却可以形成独木成林的奇观。榕树在树干和枝条上长出一条条树枝状的东西,有的随风摇曳,有的还钻入土中,这实际是一种根,称做气生根。它能吸收空气中的水分,还有呼吸作用;钻入土中的还有支持作用。因此,榕树的树冠非常发达。在孟加拉国的吉索尔地区有一棵榕树,树冠广及3公顷,大大小小的支持根,俨然就是一片树林,可堪称世界之最了。

有几位植物专家到海南岛考察曾看到海边的一片淤泥地上,长着一棵树,附近有一根根柱子状的突起物。这是什么呢?大家纷纷猜测。有的说这里曾是一片树林,这些是树桩;有的说这里以前可能是码头,这些是木桩。可是出乎意料,这些竟是那棵树的根的一部分,它们朝天生长,露出地面。那棵树叫海桑,它长的地方涨潮时被海水淹没,呼吸困难,一旦这些柱子状的根露出水面,就靠它来呼吸,真是一种奇妙的根!

常春藤在地面上的根则是另一种类型:在茎上常有一撮一撮刷子状的根,它们在幼嫩时能分泌一种类似胶水的物质,因此根能粘在树干、岩石上面。常春藤就靠这种根边粘边长,可以上树,可以攀上悬崖峭壁。现在许多庭园里都栽有这种植物,用它来绿化墙头、假山。

你知道除了寄生虫之外,还有寄生植物吗?菟丝子就是其中一种。它的幼苗只要一碰上豆科和菊科的植物,就会缠绕上去,同时,地下的根就会死亡,而茎上长出新的根来。这种新的根能深入被缠植物的茎和叶的表皮里,吮吸现成的营养物质,过着不劳而获的寄生生活。

植物的茎是另一种重要的器官,它决定了大大小小的植物的形态。在它上面生着其他器官,如叶、花和果实等;它还是根与这些器官物质交流的渠道。可是你能说出它的特征吗?比如一棵竹子,竹竿就是它的茎,我们可以看到有节和节间,在节上长有枝条和叶。但有些植物茎就很难看出节在哪儿,比如松树、杨柳等。但是只要你仔细地观察一下,就可发现叶子在枝条上总是有规律地排列着,而且小枝条总是从叶腋中长出。原来,这长叶子的地方,就是植物的节。

人们常用“节外生枝”这个成语来比喻故意设置障碍,使问题不能顺利解决。可是,世界上偏偏就有这种怪事,龙葵的花枝和果枝恰恰是生在节外的。当然这种情形在整个植物界中只是少数。

说到大树,有的同学会说,美洲的巨杉(世界爷)是世界上最高大的树。的确,巨杉高达100米以上,树洞里能穿行载重汽车。其实,在澳大利亚还有一种巨树,它是桉树的一种,据说最高可达155米,直径有10多米。这种桉树生得高大无比,可是它的种子却小得出奇,只有1~2毫米长,像芝麻一样。

最硬的树可能要算长在北温带的铁桦树了,它的木质坚硬,子弹都难以打进去;它又很重,木纹细密,不能浮在水面上。可是,即使它长期浸在水中,水也不渗透进去,内部仍能保持干燥。

茎的样子,有时也是千奇百怪的。

竹节蓼绿色的茎扁平如带,节上偶尔出现几片叶子。假叶树就更妙,它那绿色的小枝条变成扁卵形,完全就像一张叶片。而天门冬、文竹一类的植物,植物体上有许多绿色刚毛状的东西,人们常误以为是叶,其实,这也是茎的变态。它真正的叶则变成小鳞片状,白色而不明显。这类植物多半长在干旱的地区,叶子退化,茎成扁平状,代替叶进行光合作用。

仙人掌类的植物,它们的叶退化成针状,肥厚的茎富含水分,这也是对干旱气候的适应。仙人掌的老家在雨量很少的地区,一旦下雨,它就大量吸水,贮藏在茎中,供干旱时享用。贮水最多的要算是南美洲的巨型仙人掌。圆柱形的茎高达数米,砍断枝条,可用手捧里面的水喝,是旅行者理想的茶水站。

前面说到常春藤的根会粘着物体,使茎可以爬墙攀树。爬山虎则是借助茎的特殊构造来完成登高的。爬山虎节上的小枝条,长有许多分枝,分枝顶端有个吸盘,它可以牢牢地吸住物体,达到固定植株的目的。

还有些茎长在地下,像芦苇、竹子,人们常把它们和根混淆,称之为芦根、竹根。但它们有明显的节和节间,节上有退化的叶,还可长出地上枝来,所以它们是茎,叫“根状茎”。与之相似的还有很多,如茅草、狗牙根、藕等。这些地下茎喜欢横走四方,所以常常成片生长。

有一类长在地下的茎是球形的,称为“球茎”,如荸荠、慈姑、芋头等。拿它们和一般的茎相比,除了长成球形外,其他都一样,有明显的节和节间,节上有退化的叶,里面有芽,顶上还有顶芽。

百合的地下部分有个雪白的如同莲花般的东西,这是变态的叶。如果我们把叶片去掉,里面可看见一个圆盘状的东西,这是一个缩短的茎,叫做鳞茎。洋葱、葱、蒜、水仙、百枝莲等也有鳞茎。

土豆,你一定不陌生,它到底是根还是茎呢?如果你仔细观察,就会发现它的表面有许多梭子形的小凹窝,里面有芽,还有像膜一样的退化叶,所以它也是茎,称为“块茎”。天麻、菊芋(洋姜)也是块茎。

根和茎的形态都千变万化,有的根长到地面上,有的茎却长到地面下,但不管怎么变,在茎上总可以找到节和节间、芽,有时还有叶或叶痕。这是区别茎和根的主要依据。

绿叶王国

我们常见的花草树木,除了它那美丽多姿的花朵外,千万别忽视那些碧姆爱的叶子。千千万万种叶子,组成了一个奇妙的绿叶王国,只有当我们真正踏进它的大门,才能发现,普普通通的叶子也蕴含着丰富的学问。

不同植物长着不同形状的叶子,即使同一种植物,生长在不同环境中,叶子也会发生变化。在这奇妙的绿叶王国中,叶子的形状真是千姿百态,无奇不有。就拿我们最常见的一些植物来说,松树的叶子好像一簇簇碧绿的细针,而苍劲扭曲的柏树叶子却像无数绿色的鱼鳞排列在一起。还有我国独有的古老化石植物银杏,它的一片片树叶,犹如一把把打开的小折扇,在微风中摇曳摆动。

植物的叶子在特殊环境中,形状就更奇怪了。例如北美洲的沼泽地上,经常能见到一种会吃动物的植物——捕蝇草。它的叶形有趣而又别致,好像两片打开的蚌壳,边缘和表面还长着一些细毛。这些细毛具有灵敏的感觉,如果有小虫子落到叶片身上,不当心碰到那些毛,就等于触动了警报器,打开的叶片会立即合拢,将小虫紧紧夹住,然后消化掉。

叶子不仅在形状上千差百异,大小的差别也很明显,小的犹如米粒、芝麻,大的可长达20米。在南美洲亚马逊河流域中,有一种叶子巨大的植物——王莲。它的叶子漂浮在水面上又大又圆,直径2~3米,四周边缘朝上卷起,活像一只巨大的平底盘。它的两面颜色不同,向阳一面淡绿色,非常光滑;而背面则是鲜艳的深红色,密布着粗粗的叶脉,仿佛有无数钢筋骨架支撑着,使叶片显得结实而又坚固。在叶子的背面和边缘,又长满了长长的刺毛,它们像保护叶子的忠实卫兵,防止水中的小动物前来侵扰。有人把巨大的王莲叶比作小船,因为它的载重量大极了,一张叶子上可以坐两个小孩,或者铺75千克重的沙子,依然不会下沉。1959年,王莲被移种到北京植物园,因为它只能在温水中生长,植物园还特意为它盖了一个温室,王莲在那儿生长得可好哩。

一粒小小的种子长成一棵参天大树,体重增加了成千上万倍,它那茂密的枝叶和粗壮的树干,究竟是由什么东西变成的?在很久以前,人们一直以为植物生长完全依靠吸收“土壤汁”。直到1648年,荷兰科学家海尔蒙特做了个有趣的实验,才把以往根深蒂固的观念打破。实验很简单,他把一棵2.2千克重的柳树苗栽种到一个木桶里,桶里盛着事先称过重量的土壤。打这以后,他只用纯净的雨水浇灌树苗。为了防止灰尘落人,他还专门制作了桶盖。经过5年的时光,柳树逐渐长大,海尔蒙特称了一下,结果使他大吃一惊,柳树的重量增加了70多千克,而桶内的土壤仅仅减少了60多克。这个实验可以证明一点:树木并不全是由“土壤汁”变化而来的。海尔蒙特认为,水分是植物体建造自身的原料,可惜,他当时并没有考虑到空气和阳光。

时隔一百多年,英国科学家普利斯特利做了一个实验。他把老鼠放在一个用水隔离的大气钟罩里,里面还放一盆植物,‘几天后,老鼠活了下来。而另一只老鼠被投进没有植物的隔离钟罩中,很快就被活活闷死。这个发现说明,绿色植物能释放氧气。后来,又经过许多科学家的研究,植物的光合作用现象终于被人发现了。

光合作用是一个很复杂的过程,树叶好像一座座绿色工厂,里面充满了细小的叶绿体,当太阳光照射到树叶上,叶绿体就开始了繁忙的工作。它们捕捉阳光充当能量来源,然后把水和二氧化碳制造成有机营养物,送往身体的各个部分,同时还释放出氧气。也正是由于绿叶的光合作用,才保证了动植物所必需的食物、有机营养和氧气,形成了自然界的物质平衡。绿色的叶子,为整个地球做出了不可缺少的贡献。

如果有人问,树叶是什么颜色?我们会毫不犹豫地回答说:“绿色”。但这个答案不够完整。虽然生长旺盛的叶子绝大多数都呈绿色,但到了衰老阶段,它们就会变为桔黄。除此以外,黄栌和枫树的绿叶,秋天还会变成红色,而鸭跖草的叶子一年四季都是紫红色。同样都是叶子,为什么会有这么多的颜色变化呢?

原来,叶子除了含有绿色的叶绿素外,还有一些其他的色素,如橙黄色的胡萝卜素和黄色的叶黄素。平时,叶子中的叶绿素含量最多,其他色素较少,各种颜色完全被叶绿素遮盖住了,因此,呈现在我们眼前的就是绿色。

不过,叶绿素有个弱点,就是特别害怕低温寒冷,每当秋风四起,气温逐渐下降时,叶子中的叶绿素就开始分解消失,数量越来越少。而胡萝卜素和叶黄素却不怕低温,等到叶绿素大量消失后,它们便“重见天日”,显示出自己的本色。秋天叶子变黄,就是这个原因。

那么红叶又究竟是怎么回事呢?红叶的典型代表是枫树,它的叶子有一项独特的本领:每当气温下降,叶绿素分解消失时,枫叶里面的糖分大量地转变成红色的花青素,使叶子变得红艳可爱。而鸭跖草又与枫树不同,它叶子里面的花青素,不管春夏秋冬,始终占据着优势地位,将其他色素完全遮盖,所以常年都是紫红色的。

现在我们已经知道,叶子颜色的操纵者是色素,它就像奇妙的化妆师,给树叶涂上种种漂亮的色彩,把大自然打扮得五光十色。园林学家对这方面最感兴趣,他们巧妙地利用色素的特点,精心设计各种图案,种植各种树木,美化公园,美化城市。

种子旅行

一株植物少则有几十颗种子,多则有几十万颗种子。如果它们都只停留在原地,挤着一堆,那很难想像怎么生活下去。而且一旦有自然灾害,如干旱、洪涝、火灾等等,集中在一块就容易遭到灭绝的危险。因此,种子必须以各种方式迁移到别处安家,这也是长期自然选择的结果。

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