绿叶的秘密(中国青少年科普分级阅读书系)
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第2章 植物王国寻趣(2)

把各个植物器官烧成的灰再分析一下,我们又会发现,它们含有的元素成分也不同。在种子中,含磷比较多,对于以收获种子为主的农作物来说,必须供给足够的磷肥;在马铃薯、甜菜等肥大的块茎和根中,含钾比较多,这说明钾对于地下贮藏器官的形成,有很重要的作用。

经过以上的分析,我们知道,植物体内不仅有碳、氧、氢、氮,而且含有其他许多元素。它们都是植物需要的营养品。

有位叫诺浦的学者,经过许多次植物培养试验,找到了一个“单方”。这个单方是2克硝酸钙,0.5克硝酸钾,0.5克硫酸镁,0.5克酸性磷酸钾,还有几滴含有铁的化学药品与7000克水。把植物栽在用这个单方配成的药水里,不需要土壤,也不需要再加别的肥料,就可以生长得很好,而且能开花结果。这些药品中含有7种元素:氮、磷、钾、钙、铁、镁、硫,再加上构成水的氢和氧,还有二氧化碳气中的碳,恰巧是10种。

这些元素,对植物来说,是一种也不能缺少的。缺少了,就发育不好,还会生病。比如,植物缺少氮,叶子就会发黄,茎长得很细,果实结得很小。植物缺少磷,它一定是个小矮个儿,而且叶子容易脱落,果实成熟很晚。植物缺少钾,叶子干枯,根又细又短,种子很小或者根本不结种子。

你看看,这些化学元素对植物来说是多么重要啊!

对于一般植物来说,有了这十种元素就够了。但是有些植物还需要一些别的元素。你吃过海带吗?那里面含有碘。竹子很坚硬,那是因为含有硅的缘故。土壤中含的硼虽然不多,但是如果没有硼,向日葵就不能很好生长。如果土壤中缺少锌,柑橘的叶上就会出现花斑,玉米就会出现“白芽”。植物需要的钼极少极少,含量只有百万分之一;但是,莴苣如果缺少钼,产量就会降低60%。也有一些植物可以少要一两种元素,例如兰草,就不需要钙;蘑菇,就不需要铁。

不同植物所需要的各种元素的量也不一样。大白菜需要的氮比较多,磷可以少些;马铃薯需要的钾比较多,氮可以少些。山东农民有句谚语,叫做:“麻饼瓜,豆饼花,灶坯炕土种地瓜。”西瓜喜欢芝麻饼肥,棉花喜欢豆饼肥,而地瓜(白薯)喜欢灶坯炕土做肥料。你看,它们的“胃口”还不一样哩!

知道了各种植物含有哪些成分,每一种成分有多少,就能掌握各种植物的“胃口”。掌握了各种植物的“胃口”,就可以给它们准备丰美的食物,使它们长得壮壮的。

人们给植物准备了三类“食品”:一类是有机肥料。粪肥、厩肥、绿肥、河泥等,都是有机肥料。这些肥料的肥效长,可以在比较长的时间里供给植物吸收。人们给植物准备的第二类“食品”是化学肥料。这是一种速效肥,施肥以后见效很快。硝酸铵、硫酸铵、过磷酸钙等都是化学肥料。二类是细菌肥料。细菌能做肥料?细菌本身不是肥料。可是它能在土壤里制造肥料。比如根瘤菌,它可以从空气中吸收氮气,制成氮肥。此外硝化细菌、硫化细菌、磷细菌等都是“生产”肥料的能手。

俗话说:“庄稼要好,肥料上饱。”人们给植物“吃”足了肥料,它们也就会给人们制造更多更好的食物。

但是,如果你以为植物能把一块硬邦邦的铁或碳给吞下去,那就错了。这些元素必须与其他元素结合成化合物,溶解在水里,才能被植物吸收,制造成各种养分。

落叶和常绿的叶

◎仇春霖

冬天到了,不论是大得像手掌一样的梧桐叶,还是细得像眉毛一样的杨柳叶;不论是鲜红似火的枫叶,还是金光灿灿的银杏叶,都渐渐干枯了。疾风一过,红叶黄叶纷纷飘落,这些树就只剩下一条条光光的枝干。

看到落叶的萧条景象,有些人感叹不已。其实,落叶是植物保护自己生命的一种办法,并不是不好的现象。

你知道,叶子的表面有许多气孔,不断地在蒸发水分,空气愈干燥,水分蒸发得愈快。秋天的空气不像春夏那么湿润,叶子内的水分便大量地向外蒸发。叶子的水分是由根供给的。到了秋天,根的作用减弱了,吸收的水分供应不上。这样下去,植物体内的水分就会逐渐感到不足,有整株枯死的危险。因此,进入秋季以后,叶柄和枝相连的地方就形成离层,使水分不再输入叶子内。叶子缺乏水分,就逐渐干枯,经风一吹,便从离层处脱落。叶子脱落减少了水分的消耗,植物才能安全地过冬。所以落叶对植物来说是一种保护措施。

在天气变冷的时候,植物进行光合作用的能力也减弱了。植物进行光合作用的最低温度,一般在0摄氏度至5摄氏度之间。随着温度升高,光合作用不断增强,到20摄氏度至28摄氏度的时候,光合作用最强烈。但是温度再升高,光合作用反而要减弱,到40摄氏度至50摄氏度的时候,便完全停止。当然,这也不能一概而论,不同植物进行光合作用所需要的温度是不同的。热带的许多植物,到40摄氏度以上仍然有进行光合作用的能力。有些针叶树在零下15摄氏度的时候,也能进行光合作用。但是不论什么植物,在温度太低的时候,叶绿素总要受到破坏,光合作用能力总要减弱。到了秋天,许多树叶为什么会发黄呢?那就是因为叶绿素渐渐被破坏了,而叶内原来存在的另一种色素——叶黄素显出来了,所以绿叶变成了黄叶。

但是,在北风凛冽、大雪纷飞的冬天,你也可以看到一些植物,例如松柏,它们仍旧叶色青葱,不怕严寒也不畏冰雪,就像坚贞不屈的战士,挺着胸膛坚守在自己的岗位上。在漫天风雪、水冻山寒的日子里,看到一丛丛苍翠的松柏,是多么令人鼓舞啊!

松柏的叶子为什么总是绿的?为什么冬天也不脱落呢?这也是一个有趣的问题。

你拿一片落叶树的叶子,比如白杨树的叶子和松树的叶子来比较一下,就会发现松树的叶子比白杨树的叶子细而且厚,它像针一样,水分蒸发的面积很小。你再把松树的叶子的横切片放在显微镜下观察,会看到它的表皮是一层很厚的角质层。常绿树的叶子大都和松树的叶子一样,蒸发的面积小,外面还有角质表皮保护,所以水分就不容易蒸发。常绿树的叶子蒸发水分的能力,一般只有落叶树的叶子的几十分之一。所以松柏虽然冬天不落叶,也不会因为缺水而干枯。

但是,你不要以为松柏的叶子是永远不落的。永远不落叶子的植物是极少的,只是松柏的叶子的寿命比较长罢了,它们一般能生活2年到5年。到了春夏之间,松柏会长出一批新的叶子来,那些上了年纪的老的叶子就枯落了。松叶的叶子不是同时全部凋落,而是一部分一部分地枯死的,不仔细观察就看不出来。所以有人误认为松柏是永远不落叶的。

松柏的叶子在冬季虽然还是绿色的,但是比起在春天、夏天和秋天,颜色要差多了。这是由于冬天气温低,叶内叶绿素的生成受到了限制,而花青素相对增加了,所以叶子就有些发红。这种颜色的变化,也是松柏保护自己的一种手段。因为叶绿素减少了,就能减弱叶内的光合作用,使得树木的生理活动变得缓慢,这对保证常绿树安全过冬,是非常有利的。

不过,并不是所有针状叶的树木都是常绿的。有些松树,如金钱松、落叶松等,到了深秋,叶子也会落光的。生长在中国东北大兴安岭的落叶松,一到秋季,叶子就逐渐变红,寒风一吹更纷纷脱落,到了冬天,只剩下一条条光秃秃的枝干。因为在大兴安岭冬天很冷,一般都在零下30摄氏度左右,地层的上部封冻了,地层下部的水也大大减少。在这种情况下,这些松树若不抛去叶子,即使水分的蒸发量减到很小,也会有因为缺乏水分而枯死的危险。

另外,也不是所有阔叶的树木都是落叶植物。例如山茶花,它是阔叶植物,但是山茶叶子一年到头绿油油的,可以三年不落。还有南方人常用来作为篱笆的阔叶树冬青和女贞等,它们的叶子冬天也是不落的。这些叶子蒸发水分的面积虽然比较大,但是表皮上都有一层很厚的角质,能减少水分蒸发。所以它们不怕寒冷,不畏冰霜,永远生气勃勃,精神焕发,一年四季充满了旺盛的生命力。

叶子的寿命也各不相同。落叶植物的叶子一般都是在生长季节初期开始发育,到生长季节末期凋落。常绿树的叶子的寿命相差很大,冷杉的叶子可以生长12年,紫杉的叶子的寿命是6年到10年,松树的叶子是3年到5年,女贞的叶子只能生存200多天。世界上寿命最长的叶子,要数非洲西南部沙漠中的“百岁兰”了。据说它的叶子生出后,直到植物枯死才凋落。这种植物的茎很短,只有一二十厘米高,可是茎干十分粗大,周围长达4米。叶子长在茎的底部,有3米左右长,很像一条宽皮带。叶子靠茎的部分又硬又厚,叶尖部分很软而且比较薄。百岁兰的叶子能活100年左右。

前面说,天气冷了,植物就会落叶。那么,热带的树木是不是不会落叶呢?不。热带的树木也一样要落叶。热带虽然没有严寒的威胁,但是有的季节气候很干燥。生长在热带的树木,由于气温高,叶子蒸发水分的作用很旺盛,需要的水量很大。像菩提树,在空气潮湿的季节,它那些桃形的叶片,常常会从叶尖上滴下水来,可见蒸发的水分是很多的。在干燥的季节,这些树木就往往感到水分供应不足。与这种条件相适应,所以许多热带树木也会落叶。中国广东、云南等地,二三月份是旱季,许多树木就在这个时期落叶。

深秋时节,一阵西风吹过,遍地都是落叶。人们在打扫落叶的时候,也许觉得它有些讨厌。但是,落叶对人类也是有贡献的。森林中的枯枝落叶,经过细菌的作用就成为腐殖质和无机盐类,可以使土壤肥沃。落叶还能保护植物的根和落在地面上的种子,使它们不致遭受冻害,帮助它们减少水分的蒸发。在北极冻土地区,初春的时候仍然是雪封大地,夜间的温度常在零下10摄氏度左右。但是这时候,你能够看到一种金黄色的美丽的花朵,它叫做西维尔夏。西维尔夏怎么能够在这么冷的天气里开花呢?这里有个秘密。西维尔夏是多年生的草本植物,它的寿命很长,可以活到150年以上。在这么漫长的岁月中,它四周堆积了许多枯枝落叶。一到春天,这些腐烂的枝叶就放出热来,使周围的积雪融化。西维尔夏得到了适当的温度,就开出美丽的花朵。

有些植物的叶子还是药物呢。比如梧桐叶就是药材,把它放在厕所里可以防止蝇蛆的繁殖;桑叶也可以作药;枇杷叶能治咳嗽;桂叶是调味的佳品;茶叶可以当饮料;榆叶、柳叶等许多树叶可以作饲料。树叶的用处多得很,对人类来说它也是一种财富。

植物的寿命

◎仇春霖

你看过《白蛇传》吗?那里面有一段“盗仙草”的故事,说白蛇(白素贞)到南极仙翁那里偷来了一种仙草——灵芝草,把她已经死去的丈夫许仙救活了。灵芝草在中国民间的传说中,一向被认为是一种能够起死回生、长生不老的神药。

灵芝草确实是一种贵重的药材,它能促进新陈代谢,治疗神经衰弱、心脏衰弱、失眠、虚劳等病症。但是说它能把死人治活,使人长生不老,那是没有的事。生活在地球上的一切生物,不论是动物还是植物,它们的生命总是有限的,总是要死亡的。

生物必然要死亡,但是它们的寿命并不一样。中国有句古话,叫做“人生五十,树活百年”。在旧社会,人民由于受到剥削和压迫,生活非常贫苦,寿命也就十分短促,许多人活到50岁左右就衰老或死亡了,所以有这样的话:“人生七十古来稀。”今天,在一般国家里,50岁正是人们精力很旺盛的时候,是生活中的壮年,70岁的老人也不算稀奇了。随着卫生条件的不断改善,生活水平的不断提高,人类的寿命一定会进一步延长。有位科学家叫弗罗林斯,他认为动物的寿命一般应该等于它们的生长期的5倍。人一般要到20至25岁之间才完全长成,所以人的寿命应该是100至125岁左右。

有些动物的寿命比较短。鸡如果一直饲养下去,能活12年;兔子能活8年到10年;猪能活20年至25年,不过这么老的猪肉就很难吃了;一只猫活到15年就成老废物了,别说去逮老鼠,就是老鼠爬到它跟前来,也只能看着老鼠眨眼睛。大牲口的寿命也长不了多少,马能活40岁就不错了;牛一般只能活30岁左右;驴子的寿命还到不了30岁。动物中寿命比较长的要算大象,它能活上百年。可是比起树木来,还应该算是短命的。

“树生百年”是一点也不稀罕的。许多树木的寿命都在百年以上。杏树、柿树可以活100多年;生长200年的苹果树并不算稀奇;樱桃能够达到400岁;板栗、无花果可以活1000岁。松柏一般可以活五六百年,北京天坛的古柏已经600多岁了。高龄的,像南京的一株六朝松已有1400年的历史了。苏州结草庵的白皮松也有1000岁。但是它们并不算老,曲阜的桧柏还是2400年前的老古董呢。台湾的花柏也有几千年的寿命了。庐山黄龙寺有晋朝的银杏,山东聊城有唐代的老槐树,重庆有宋桂,杭州有宋梅。如此说来,把“树生百年”改成“树生千年”,我看倒比较符合事实。