1-1植物的構造

  地球上的植物種類繁多,但是大部分的植物,都有著類似的構造。那就是它們都有根、莖、葉、花、果(種子)等器官。而每一器官都對植物的生存、繁衍有著特定的作用。

 

1-2植物的根

  水稻其秧苗的根就像老人家的鬍鬚一般。許多植物,如棕櫚、小麥、玉米等,也像水稻一樣,長著無數纖細的根,向四面八方伸展。這種根叫做鬚根

 

長著鬚根的植物

 

 

 

  另有一些植物的根,如胡蘿蔔、花菜、蒲公英,卻不一樣。它們長著一條明顯的主根,直直的往下生長,主根上又分生出許多側根,傾斜或水準的伸展。這種根叫直根每條根都會長出許多支根,支根又生出許多次級支根。如果把這些根、支根全部連接起來,你猜一猜會有多長?不是幾釐米、幾米,而是幾十公里、幾百公里長!比如,一棵黑麥的支根總共有1300-1400萬條,如果把它們連接起來,可達623公里長!另外,每條根上還長著細小的根毛。一棵植物的根毛多達140億條,如果把它們連接起來,總長度可達9654公里呢!

蒲公英的直根根的構造  

 

  根的頂端部分叫做根冠。根冠非常堅韌,有鑽探能力,能穿透土塊,繞過石頭,甚至能紮入岩石的縫隙,尋找和吸收水分和養分。緊接在根冠後面的是生長區,通過根細胞分裂與增大,不斷推動根冠向前進。生長區之後是伸長區根除了能將植物固定在地上,使其不致東倒西歪,還能通過根毛吸收土壤中的水分子和養分離子,而根毛是通過滲透作用完成這一任務的。什麼叫滲透作用呢?我們知道煮菜的時候,如果在鍋裏撒鹽,不一會兒,菜裏的水分就會出來,而湯裏的鹽分也會滲入菜,直到菜和湯一樣鹹。這就是滲透作用的緣故,即物質會從高濃度區向低濃度區擴散,直到兩邊濃度達到平衡。當土壤中水分和養分的濃度高於根毛細胞內部的濃度時,養分就會穿過根毛細胞壁流入根毛。由於根毛細胞壁的孔隙非常小,只有水分子,以及溶解于水中的礦物質離子才能穿得過。那些不能溶解于水的養料就不能被根所吸收了。由於植物的葉子不斷的蒸發水分,各部器官不斷的消耗養分,一般來說,植物總是從土壤中吸收水分和養分,而不會流失水分和養分。

 

豆科植物的根瘤  

 

 豆科植物有著非常特別的根。它們的根上長著一些“小瘤”,裏面住著根瘤菌。這些微生物能將空氣中的氮轉換成可溶于水的氮肥,為植物提供養分。

 

1-3植物的莖輸液管道

 

  植物的莖裏有許多中空的小管子,能把根吸收的水分和養分輸送到葉子、花和果實;也能把葉子製造的糖分輸送到花、果和根。木本植物的莖是堅硬的木質,如各種樹木,還有像玫瑰、茉莉之類的花卉。草本植物的莖是柔軟的,如大部分的蔬菜、草藥,還有菊花、美人蕉之類的花卉。還有的植物莖是蔓生的,如南瓜、黃瓜、西瓜、葡萄、豌豆、牽牛花等。有些植物的莖可以貯存澱粉和養分,如土豆、芋頭、甘薯、山藥都是莖的地下部分膨大形成的塊莖,而不是根。洋蔥、大蒜、百合等植物的莖的地下部分則形成球莖。有些植物,如仙人掌的莖還能貯存水分。

 

植物的莖及其功能  

 

1-4植物的葉神奇的食物製造廠

 

  地球上只有綠色植物、某些海藻和細菌能自己製造食物,而其他所有生物都是靠它們所製造的食物才得以生存。如果沒有綠色植物,地球上所有的人和動物都會餓死。科學家們已經瞭解綠色植物製造食物的開始和結束階段,但對於中間的許多環節還不清楚。1772年,英國化學家約瑟夫.普利斯特利發現,綠色植物會產生一種對人和動物有益的氣體。7年後,荷蘭物理學家詹.英根豪證明,這種氣體只有在日光照射下才產生。後來人們發現,這種氣體就是氧氣。人和動物都需要呼吸氧氣。那麼,綠色植物製造食物需要什麼原料呢?1800年左右,科學家們找到了答案:原料就是水和二氧化碳,而製造工廠就是植物的葉片。雖然綠色植物葉子的形狀、大小和葉脈紋路都不一樣,但它們的葉片中都含有葉綠素。葉綠素在日光照射下能將水和二氧化碳合成碳水化合物,人們把這一過程稱為光合作用19世紀中葉,科學家們才確定這種碳水化合物就是葡萄糖,分子式是C6H12O6

 

        光合作用產生的葡萄糖有一部分被轉換成澱粉儲存在根莖和果實中;另一些糖則被轉換成纖維素,用來形成植物的纖維。還有一些糖被輸送到植物體內各個部分,在那裏分解成二氧化碳和水,並釋放出能量,供給細胞來完成各種生命所需的工作,這個過程叫呼吸作用。與光合作用正相反,植物的呼吸作用是吸入氧氣,呼出二氧化碳。

植物的光合作用與呼吸作用  

 

1-5植物的花

 

  植物開花是為了結果,果子裏包著種子,種子落在地裏,又長起來,這樣植物的生命就得以繁衍。這種繁殖方式叫做有性繁殖。當然,有些植物也可以用插枝的方法繁殖,或者將其塊莖埋在土中來繁殖,這種繁殖方式叫做無性繁殖。在人們已知的35萬餘種植物中,有25萬多種是有性繁殖的。

 

        植物的花是由花萼花托花瓣花蕊等部分構成的。這幾個部分都具備的花叫做完全花,但許多植物的花並不完全。花蕊有雄蕊雌蕊之分。有的植物的花裏既有雌蕊又有雄蕊,如桃樹、番茄、油菜的花;但有的植物的花裏只有雌蕊或只有雄蕊,如玉米、南瓜、黃瓜的花。有的植物是雌雄同株,如玉米、南瓜、蓖麻,一棵植物上既開有雄花又開有雌花;有的植物是雌雄異株,如銀杏、桑樹、蘆筍,一棵植物上只開雄花或只開雌花。

 

        雄蕊頂端是花藥,會產生花粉粒。雌蕊頂端是柱頭,通過花柱連接著子房。

花的剖面圖  

花的受精過程  

柱頭會分泌一種粘質,當花粉粒落在柱頭上時,就被粘住。於是花粉粒受刺激而長出花粉管,同時在管內發育出兩個精細胞。花粉管逐漸伸長,進入胚珠後,一個精細胞與卵細胞結合,形成,另一個精細胞與胚珠中其他細胞結合,形成儲存營養的胚乳

 

 

  蜜蜂、蝴蝶等昆蟲,還有風,都能把雄蕊的花粉帶到雌蕊柱頭上,起到授粉的作用。在蜜蜂、蝴蝶比較少見的地方,人們往往要進行人工授粉。

 

1-6植物的種子

 

  成熟的種子由種皮胚乳組成。胚由胚根胚芽胚軸子葉組成。有的植物種子有胚乳,如玉米、小麥、水稻等。有的植物種子的胚乳退化,其中的營養物質轉移到子葉中,如豆類。

 

豆類種子的構造

  種子在適宜的溫度、濕度下,就會發芽生長。先是胚根生出往下紮,繼而胚芽伸出往上長,冒出地面後長出幼葉、幼莖,形成幼苗。

 

大豆種子發芽過程

  胚乳或子葉裏儲存著營養物質,是種子的“奶瓶”。種子在發芽生長初期所需要的營養物質都是由胚乳或子葉供給的,直到根長大能從土壤中吸收水分和養分。

 

1-7大自然中生命的迴圈

  人和動物吃植物,糞便和屍體歸回土壤,植物的殘枝落葉也歸回土壤;土壤中的微生物、真菌、蚯蚓將這些動、植物的殘體腐化分解,變成植物可以吸收的養份;植物從土壤中吸收水和這些養份,長大,供給人和動物食用。這個迴圈中的任何一個環節出了問題,都會造成整個系統的紊亂,生出許多令人頭痛的問題。

 

1-8人在栽種中應盡的本份

  光、空氣和雨露是大自然賜予的,人當盡的本分就是:學習和遵循大自然的法則,預備土地,按時撒種,辛勤耕耘,細心照料。人要與大自然密切的合作,才能從地裏收穫豐富的出產。

 

  許多人似乎花了很大的力氣,也投入了很多的金錢,卻沒有取得好的收成。他們抱怨土地不好,其實是因為自己工夫下的不夠,或是方法不正確的緣故。人若馬馬虎虎的耕耘,不按時候撒種,粗心大意的栽種,不花力氣的施肥,就不能從地裏得到什麼。

 

 

 

 

 

 1-9農業史話

  工業革命之前:在工業革命之前,各國的農業基本上是自給自足的家庭化農業,一戶人家所生產的往往只夠自家用,剩餘的很有限,只能用來交換一些自己不能生產的物品。當時的農業規模比較小,用的勞力是人力和畜力,有時也利用風力和水力,用的肥料是有機肥料,病蟲害靠益蟲益鳥、天然殺蟲劑和人工的方法治理,每家的土地上往往既種菜,又種花,還種些草藥和果樹。

 

  工業革命之後:工業革命把機械、化肥和農藥引進了農業生產,加上大量的人口湧入城市,在農村務農的人日趨減少,使得農民們不得不耕種大面積的土地,以養活越來越多的非農業人口。近代生物技術的飛躍又將基因工程、分子生物等新發明引進了農業,使得農業技術變得越來越複雜。農業靠少數的專家進行研究、指導,普通的農民只是盲目的跟從。農業規模越變越大,人們越來越多的依賴機械,廣泛的使用化肥、激素,病蟲害則主要靠噴灑農藥來治理,而且為了耕作的方便,也為了短期的經濟利益,人們喜歡大規模的種植單一作物。

 

  傳統農業與現代農業的比較:許多人認為人類在農業上取得了空前的進步,但是少數有遠見的人卻早已在繁華中看到了危機。他們將西方現代農業與中國古代農業做比較,提出許多令人深思的問題:為什麼中國人在中國大地上耕耘了幾千年,土地卻仍然保持活力和肥力;為什麼中國人也比西方人少受癌症、心臟病、中風、糖尿病等疾病的折磨;為什麼中國人雖被稱為異教徒,卻比許多自稱信奉基督教的西方人更忍耐,更節制,更愛好和平,更有耐力呢?他們發現,這是因為西方現代農業濫用化肥和農藥,使土地失去活力、肥力,濫用高科技發明和技術,使生態遭到破壞,因而人和動物也就百病從生。而中國人遵循其古老的農業智慧,注意保持土壤的活力肥力;他們不使用化肥和農藥,而是盡可能將糞便、草木灰、毛髮、骨頭等各種自土而出之物歸回土壤;他們使用人力、畜力和其他清潔的能源,而不使用污染環境的能源設備。肥沃的土壤造就健康的人。這是問題的根源。除此之外,現代農業的大規模和單一化種植也隱伏著可怕的危機,因為一旦出現病蟲害就會造成巨大的損失。例如,十九世紀愛爾蘭農民大量種植土豆,後來一場土豆疫病致使許多人餓死,一半的愛爾蘭人被迫移民美洲。而古代人小規模和多樣化的種植,不但起到防治蟲害的作用,就是出現蟲害,也不至損失所有的作物。

  早在二十世紀初,俄羅斯作家列夫.托爾斯泰就對中國發出預言性的警告說,西方工業革命所帶來的改變不全是進步,如果中國人拋棄自己古老的農業文明,盲目的效法西方的工業革命,必然會導致國家的敗落,文明的沒落。可悲的是,這個預言現在已經成了現實。中國大地經過祖祖輩輩幾千年的耕耘,卻仍然保持肥力活力,但現在,由於人們濫用化肥、農藥和各種現代化農業技術,在最近短短的幾十年中,就變得貧瘠荒蕪,百病叢生,而且森林被砍伐,河流、湖泊遭到污染,生態平衡遭到嚴重的破壞。

  現代有機農業的興起:既已看出問題所在,就有人開始著手改革。在英國、美國、澳洲,都興起了一批人,如英國的阿伯特.郝德爵士,美國的羅戴爾,他們從西方傳統的農業和中國、印度那樣文明古國的農業中汲取智慧和經驗,結合現代科學對生態平衡的理解,對傳統農業技術加以改進和提高。這樣就發展出了現代有機農業。如今,越來越多的西方人接受有機農業的理念,園藝也愈來愈成為一種高尚的愛好。而曾給予西方人啟示的中國人呢,是否現在反而要拾起他們將要拋棄的垃圾呢?

 

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