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简述植物各部分生长的相关性
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作者：李晓玲 来源：www.weisanli.com
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植物的生长是指植物在体积、重量、数目等形态指标方面的增加，是一种量的变化。植物分化是指植物细胞在结构、功能和生理生化性质方面发生的质的变化，发育则是植物生长和分化的总和，指植物生长分化的动态过程。高等植物是多细胞有机体，构成植物体的各部分之间存在着相互依赖和相互制约的关系。在植物的生长发育过程中，不同器官间的相关性是通过植物体内的营养物质和信息物质在各部分之间的相互传递或竞争来实现的。 一、植物地上部分与地下部分的相关性 植物的地上部分和地下部分处在不同的环境中，两者之间有维管束的联络，存在着营养物质与信息物质的大量交换。地下部分的活动和生长有赖于地上部分多提供的光合产物、生长素、微生素等，而地上部分的生长和活动则需要地下部分提供水分、矿质、氮素以及根中合成的植物激素、氨基酸等。通常所说的“根深叶茂”、“本固枝荣”就是指地上部分与地下部分的协调关系。一般情况下，植物的根系生长良好，其地上部分的枝叶也较茂盛；同样，地上部分生长良好，也会促进根系的生长。 在种子植物个体发育过程中，根、茎、叶、花、果实和种子在植物体内有一定的形态结构，担负着一定的生理功能，是构成植物体的六大器官。其中，根、茎、叶与植物营养物质的吸收、合成、运输和贮藏有关，被称之为营养器官，植物体的生长为营养生长；而花、果实、种子与植物产生后代密切相关，被称为繁殖器官，这个时期是植物的生殖生长时期。一般来说，种子植物是由营养生长而后进入生殖生长，即首先是形成具有根、茎、叶分化的植物体，进一步生长发育形成花、果实和种子。 植物各器官间的组织是相互联系的，虽然根、茎、叶的结构不同，但其表皮、表层和维管组织共同构成一个统一的整体，彼此互相联系。根、茎、叶的表皮形成了表面的保护体系，表皮之下是皮层，表皮和皮层的联系都比较简单，而维管组织的联系则比较复杂。植物体内的维管组织，从根通过下胚轴的根茎过渡区与茎相连，再通过枝迹与叶迹和所有侧枝相连，构成了一个连续的维管系统。 对于植物地上部分与地下部分常用根冠比(root-top ratio)作指标来衡量。所谓根冠比是指植物地下部分与地上部分干重或鲜重的比值，它能反映植物的生长状况，以及环境条件对地上部分与地下部分生长的不同影响。不同物种有不同根冠比，同一物种在不同的生育期根冠比也有变化。例如，一般植物在开花结实后，同化物多用于繁殖器官，加上根系逐渐衰老，使根冠比降低；而甘薯、甜菜等作物在生育后期，因大量养分向根部传输，贮藏根迅速膨大，根冠比反而增高；多年生植物的根冠比还有明显的季节变化。 影响植物根冠比的因素较多，主要有土壤水分状况、光照条件、矿质营养供应情况、温度、栽培措施等等。土壤中常有一定含量的可供植株吸收利用的水，所以根系相对不易缺水。而地上部分则依靠根系供给水分，又因枝叶大量蒸腾，所以地上部分容易亏缺。因而土壤水分不足对地上部分的影响比对根系的影响更大，使根冠比增大。反之，若土壤水分过多，氧气含量减少，则不利于根系的活动与生长，使根冠比减少。在一定范围的光照条件下，光强提高则光合产物增多，这对根与冠的生长都有利。但在强光下，空气中相对湿度下降，植株地上部分蒸腾增加，组织中水势下降，茎叶的生长易受到抑制，因而使根冠比增大；光照不足时，向下输送的光合产物减少，影响根部生长，而对地上部分的生长相对影响较小，所以根冠比降低。在农业生产上，可通过肥水供应来调控根冠比。 二、主茎与侧枝的相关性 植物的顶芽长出主茎，侧芽长出侧枝，通常主茎生长很快，而侧枝或侧芽则生长较慢或潜伏不长。这种由于植物的顶芽生长占优势而抑制侧芽生长的现象称为顶端优势(apical dominance)。顶端优势现象普遍存在于植物界，但不同植物的表现不尽相同。同一植物在不同生育期，其顶端优势也可能会有变化。许多树木在幼龄阶段顶端优势明显，树冠呈圆锥形，长成后顶端优势变弱，树冠变成圆形或平顶。生产上有时需要利用和保持顶端优势，如麻类等作物以及用材树木，需抑制其侧枝生长，而使主茎强壮，挺直；有时则需要消除顶端优势，以促进分枝生长。 三、营养生长与生殖生长的相关性 营养生长和生殖生长是植物生长周期中的不同阶段，通常以花芽分化作为生殖生长开始标志。 种子植物的生殖生长可分为开花和结实两个阶段。根据开花结实次数的不同，可以把植物分为两大类：一次开花植物和多次开花植物。一次开花植物的特点是营养生长在前，生殖生长在后，一生只开一次生。营养器官所合成的有机物，主要向生殖器官转移，营养器官逐渐停止生长，随后衰老死亡。多次开花植物的特点是营养生长和生殖生长有年重叠。生殖器官的出现并不会马上引起营养器官的衰竭，在开花结实的同时，营养器官还可继续生长。无论是一次开花植物还是多次开花植物，营养生长和生殖生长并不是截然分开的。营养生长和生殖生长的关系主要表现在以下两个方面： 1.依赖关系 生殖生长需要以营养生长为基础花芽必须在一定的营养生长的基础上才分化。生殖器官生长所需的养料，大部分是由营养器官供应的，营养器官生长不好，生殖器官的发育自然也不好。 2.对立关系 如果营养生长和生殖生长之间不协调，则造成对立。主要有两方面的表现： ⑴ 营养器官生长过旺，会影响到生殖官的形成和发育。 ⑵ 生殖生长抑制营养生长。 四、植物的极性与再生 植物体的极性在受精卵中已形成，并延续给植株。当胚长成新植物体时，仍然。明显地表现出极性。例如，将柳树枝条悬挂在潮湿的空气中，枝条基部切口附近的一些细胞可能由于受生长素和营养物质的刺激而恢复分生能力，形成愈伤组织，并分化出不定根。这种在伤口再生根的现象与枝条的极性密切相关。极性产生的原因一般认为与生长素的极性运输有关。由于生长素在茎中的根性运输而使形态学下端的IAA/CTK的比值较大，从而促进下端发根，上端发芽。另外，由于不同器官IAA的极性运输强弱不同，如茎>根>叶，因此不同器官的极性强弱也存在差异。植物的极性现象在生产上早就受到了人们的注意。在扦插、嫁接以及组织培养时，都需将其形态学的下端向下，上端朝上，避免倒置。 参考文献： 周云龙主编 《植物生物学》 第二版 北京 高等教育出版社 2004年9月 武维华主编 《植物生理学》 北京 科学出版社 2003年4月 |