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植物生长有昼夜周期
众所周知,植物的生长有其自身的周期性.
植物生长的周期性是指植株或器官生长速率随昼夜或季节变化发生有规律变化的现象,主要包括生长大周期、昼夜周期和季节周期等.
在植物的生长过程中,个别器官或整个植物体的生长速度,都表现出“慢—快—慢”的基本规律,即开始时生长缓慢,以后逐渐加快,达到最高点,然后生长减慢至最后停止的过程,称为“生长大周期”.
季节周期是指植物在一年中的生长随季节的变化而呈现一定的周期性规律,如温带树木的生长,随着季节的更替表现出明显的季节性.
植物的生长速率按昼夜变化发生的有规律的变化为“昼夜周期性”.影响植物昼夜生长的因素主要是温度、水分和光照.在一天的进程中,由于昼夜的光照强度和温度高低不同,体内的含水量也不相同,因此就使植物的生长表现出昼夜周期性.例如茎的伸长、叶片扩大和果实的增大等都有这种特性.至于植物在白天长得快,还是晚上长得快,要具体分析,这取决于诸因素中最低因素的限制.从玉米植株生长昼夜周期性的变化可以看到,在不缺水的情况下,生长速率和温度的关系最密切,植株在暖昼生长得比寒夜快.日光对生长的作用,主要是通过提高空气的温度和蒸腾速率来影响植株的生长,中午,适当的水分亏缺降低了生长速率.因此,一天中玉米的生长速率呈现两个高峰.但在水分不足的情况下,白天蒸腾量大,光照又抑制植物的生长,所以生长会较慢,而黑夜较快.昼夜的周期性变化在很大程度上取决于环境条件的周期性变动.
植物生长的昼夜周期,不仅受昼夜交替的影响,而且受植物内生机制——生物钟的影响的调节.“生物钟”是指植物在长期进化过程中形成的生理活动随昼夜交替呈现周期性变化的内在控制机制.生物钟是生物的内生计时系统,生物钟的计时周期是近似24小时,因此也称为“近似昼夜节奏”.植物的生长、运动、细胞分裂以及某些酶活性都受生物钟的调节,受生物钟调节的最典型例子是菜豆叶片的就眠运动.菜豆叶片在白天呈水平状态,夜间下垂,称为“就眠”,如菜豆连续光照,或连续黑暗,并使温度处于恒定,菜豆叶片仍然在白天时平展,夜间时下垂.这种运动的周期不是24小时,而在22～28小时,说明菜豆叶片的就眠运动受体内的一种内生机制控制,这就是生物钟.生物钟的重要特点是可以调拨的,调拨生物钟的因子主要是光照,因此,生物钟的周期总是近似24小时.
夜间呼吸作用更明显
植物和人一样,也在日夜不停地呼吸.虽然植物没有明显的呼吸器官,但是植物的根、茎、叶、花、果实、种子的每一个细胞都会呼吸.
植物有两个主要的生理反应：光合作用和呼吸作用.光合作用只在白天进行,由于白天光照充足,植物吸收水分、二氧化碳后,借由阳光和叶绿素的化学作用合成有机物质（淀粉）,并且释放出过剩的氧气,这个过程就是光合作用.呼吸作用则是日夜进行,由于白天光合作用旺盛,呼吸作用所产生的二氧化碳远远不够光合作用所需要的,所以还要从空气中吸收大量的二氧化碳,才能促使光合作用正常进行.到了夜间,光合作用完全停止,此时植物和人类一样,只吸人空气中的氧气,排出二氧化碳.
植物虽靠光合作用提供能量形成有机物,但非绿色部分（以及处于黑暗中的绿色部分）都是通过呼吸作用,将光合产物中的化学能释放出来,以ATP中高能键的形式供各种生理活动之用,其基本反应与动物及微生物的相似,而且电子传递和磷酸化也在线粒体上进行.与高等动物不同之处在于：植物叶片扁而薄、气孔众多,与大气间气体交换方便,除沼泽植物如水稻有通气组织之外,没有肺鳃等呼吸器官.
呼吸速率因植物种类、发育时期和生理状态而异.幼嫩的、旺盛生长着的组织呼吸速率高,长成的和衰老的组织呼吸速率低.影响呼吸速率最显著的环境因素有温度、大气成分、水分和光照等.
呼吸对植物正常生活和产量形成必不可少.特别是低洼渍水地区,土壤中氧气不足使根系呼吸受阻,影响根系生长和对水与无机离子的吸收,种子和果实在贮藏中呼吸旺盛会消耗贮藏物质,影响种子寿命和果实的品质.常用控制含水量的办法降低种子的呼吸速率.对新鲜水果、蔬菜可以用降低氧气浓度(至3%)和提高二氧化碳浓度(至5%)的气调贮藏法来降低呼吸速率.
植物夜间也睡眠
其实,植物也跟我们人类一样,白天精神抖擞地舒展在空气中,晚上需要睡眠来补充体力,以更好的精神迎接新的一天.
合欢树、含羞草、睡莲、蒲公英、花生、胡萝lh的花等,它们晚上之所以睡眠,是一种自我保护的本领,是为了自身能更好生存.
合欢树的叶片到了夜晚闭合,可以减少水分和热量的散发,具有保持湿度和保持温度的作用.如果遇到大风大雨时,也会逐渐合拢,以防柔嫩的叶片受到暴风雨的摧残.太阳一出来,睡莲的花瓣就慢慢地展开,太阳落山时,又渐渐合拢,进入了梦乡.夜晚关闭,是为了防止娇嫩的被冻坏.由于它这种“昼醒晚睡”的规律性特别明显,故而得此“睡莲”芳名.蒲公英在入睡时,所有的花瓣都向上竖起闭合,看上去像一个的鸡毛帚.胡萝卜的花则垂下来,像正在打瞌睡的小老头.花生也是一种爱睡觉的植物,它的叶子从傍晚开始便慢慢地向上关闭,表示它要睡觉了.
那么,植物的睡眠是由什么引起的呢？部分植物的睡眠其实并不受温度和光线的控制,而是由叶柄基部中一些细胞的膨压变化引起的.叶子在夜间的闭合,可以减少热量的损失和水分的蒸发,起到保温保湿作用.因此,在相同的环境中,睡眠的植物生长速度较快,与那些不睡眠的植物相比,具有更强的生存竞争能力.
植物的夜间传粉现象 大多数植物的花朵要结出果实,需要包括昆虫在内的一些动物来传播花粉,这就是传粉过程.花粉相当于植物的精子,植物自身不能移动,只能借动物的力量（少数是借助风力）来实现精卵结合而繁育后代.这些动物来到花上取食花蜜和花粉,也会把部分花粉从一朵花携带到另一朵花甚至另外一棵植物上.动物为植物提供传粉服务而植物为动物提供食物,因此这是个互惠互利的过程.
植物在开花的时候引来蜜蜂、蝴蝶、蝇子和蜂鸟采集花蜜和花粉是大家司空见惯的景象,然而到了晚上,花朵上会有什么故事,绝大多数人可能从未注意过.虽然晚上这些动物会休息而不再访花,但有些访花的动物却像猫头鹰一样专门在晚上出来活动,包括蛾子、小型哺乳动物、甲虫和蓟马等.晚上活动的主要原因是不容易被大家注意到,但这并不代表它们的传粉作用不重要.实际上有不少植物甚至已经进化出了高度适应这些夜间活动的动物传播花粉的花朵.这些花通常在晚上开始开放（尽管多数在白天也并不再闭合）,颜色不鲜艳,常有明显的气味,从而可以在光线不佳的夜晚吸引嗅觉灵敏的上述动物.夜间传粉的植物只有少数生长在温带,而大多数生长在热带、亚热带.
在全国各地,夜间传粉的植物以蛾子传粉最为常见.通过蛾子传粉的植物花色常常是白色、、淡绿或其他浅色.它们最为突出的特点就是具有宜人的香甜气味,比如从美洲引进的水鬼蕉、月光花和夜香树,云南产的某些忍冬、百合、茉莉、栀子、姜花、杜鹃、蝇子草、瑞香、栝楼、丁香、滇丁香和少数兰花.此外,这些植物多具有明显的长管状结构,可以容纳蛾子喜爱的丰富而稀薄的花蜜.没有足够细且长的舌头就无法从这些花中吸取花蜜,蛾子正是具备这样的舌头的访花动物.甲虫和蓟马传粉的植物,在亚洲、大洋洲的热带和亚热带较为常见,比如番荔枝科、木兰科和龙脑香科的不少物种.这些植物的多数是夜间开放并具备显著的香气,如云南产的云南含笑、黄兰和依兰.部分食腐性甲虫传粉的花气味腥臭,显然也是迎合其传粉者的喜好.
夜间由哺乳动物传粉的植物在大洋洲和美洲更常见,包括仙人掌科、龙舌兰科和桃金娘科植物等.在亚洲热带亦有少数代表,比如云南南部产的某些紫葳科植物很可能是由蝙蝠传粉.哺乳动物传粉的花往往比较大且强烈的伸出,花蜜极为丰富,有的摇动一下就会流出,气味一般比较难闻.原产美洲的龙舌兰是典型的蝙蝠传粉植物,目前在云南、四川多地已经野化,成为当地乡村景观的一部分.某些并不具备上述典型特征的花朵在白天能够吸引传粉者,在夜间也常常能够吸引夜间动物传粉,属于“昼夜兼备”的类型,例如云南沙参等.
夜间传粉植物因其极具特点的气味、颜色和形态而在园艺上扮演着不可或缺的角色,是芳香类花卉的主要成员,深受人们的喜爱.其中不乏栀子、丁香、黄兰、忍冬和百合等原产我国且已被全世界普遍栽培的著名花卉.
从生态角度讲,植物的夜间传粉现象是生物圈内一类重要的动植物相互作用,保证了很多植物的正常繁殖,这些植物的果实和种子又是许多动物的食物来源.比如,亚洲热带森林里的一些榴莲和菠萝蜜就是由夜间活动的动物传粉,其果实是猴子、猩猩和松鼠的美味佳肴.在生产实践中,夜间传粉现象也发生在多种农作物或经济作物上,这是夜间传粉动物对人类的直接贡献.云南和两广地区常见栽培的番木瓜已被证实是夜晚由天蛾（一类大型蛾子）传粉才可以结实,热带水果榴莲则主要是由蝙蝠传播花粉.研究者发现,在温带新兴水果“蓝莓”的传粉过程很可能和夜间访花动物有关,尽管蜜蜂在白天也能起到部分作用.
（张金平）
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参考文献：
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