和黄山松结伴的是一种称作“菌根菌”的真菌,其菌丝交织成鞘套状结构,包围在幼根的外表,菌套内层的菌丝,有少部分侵入根的表皮细胞间隙,但绝不侵入细胞。菌套的外层菌丝,交织得较松散,以绒毛状向四周土壤延伸,代替了根毛作用。由于菌丝数量很多,把土壤和植物根系紧密地联系起来,以其巨大的吸收表面,帮助植物吸取水分、养料,所以比起没有菌根的植物来,自然要强得多了。
正因为有这么一位好帮手,使得黄山松能够从尚未风化的嶙峋悬崖上吸取无机物质,也能从泥炭、腐植质、木质素、蛋白质等有机物质中吸取被分解了的养料。于是它在极端恶劣的条件下,拔地而起,傲然屹立。当然,真菌在这个过程中,也并不是单纯地尽义务,它们从植物体内也获取了一些碳水化合物、氨基酸等,以满足自身生长的需要。所以确切地说起来,这其实是一种典型的共生关系!
树木的“竞争意识”
树木也具有“竞争意识”,这是真的吗?
当你走进一片茂密的森林,只要仔细观察,就不难发现,许多树木都挺直着“腰杆”,较着劲儿,一股劲地向上窜,侧枝很少。有些树木,如杉树,下半截甚至连一根侧枝也没有。而在疏林地带的同种树木,侧枝就明显增多。
为什么会这样呢?原来,一切植物,都要依靠光合作用,制造自身所需要的营养物质。如果没有阳光,树木就会死亡。而在浓密的树林里,哪棵树长得快长得高,就能无遮挡地尽可能多地获得阳光;长得矮小的树,得不到足够的阳光,就不能很好地生长。于是,密林中的树木都有很强的“竞争”意识,将营养物质集中到向上的主枝上,以求长高长快,争取更多的阳光,当然向旁边生长的侧枝也就少了。相反,在林木稀疏开阔的地方,树木不愁得不到阳光,侧枝上的树叶同主枝上的一样进行光合作用,也就缺乏了“竞争”向上意识,自身的营养物质对主枝侧枝平均分配。
正是有了森林这一群体,才有了树木的“竞争”意识,才使树木能积极向上,成为粗直挺拔的优质材。
抗盐、脱盐能力最强的树木
淡水资源的需求,随着现代科学不断的发展和生活、生产水平的提高,日益增多,有些国家和地区已经在闹水荒。地下水源并非取之不尽,用之不竭。过量的抽汲地下水,会带来地面下沉等严重后果。因此,人们不得不向茫茫大海索取淡水。从60年代起,许多国家开始了海水淡化的研究。淡化海水不论利用核能、太阳能还是矿物燃料,都存在设备复杂、投资昂贵、成本太高等难题。近几年来国外学者又找到了一条新路——利用红树,使海水淡化。
红树生长在热带美洲海岸地区,种类繁多,树体高大。分布于美国佛罗里达、厄瓜多尔和哥伦比亚的红树,高达25~30米。我国的广东,广西、福建、台湾沿海地区,也有分布。据调查,美国下加利福尼亚海岸地区的红树分深褐红树、红红树、假红树三种。其中,深褐红树的抗盐、脱盐能力最强。据观测,深褐红树能从海水中吸收盐分,并把盐分送到叶片上形成盐晶体。一席地那么大面积的长势旺盛的灌丛红树林,其叶片上一天能收集60公斤氯化钠,同时把水分储存在自己体内,因此获得了“真正的植物海水淡化器”的美称。假若在海岸与耕地之间种上一片宽度为500米的红树林用以淡化海水,那么流过红树林的海水便可灌溉麦田了。因此驯化和培养一些更能脱盐的红树品种,自然成为海岸荒漠植物学家的重要研究课题。
抗寒力最强的山葡萄
全世界野生的葡萄共约70种,起源于我国的近30种。其中抗寒力最强,能耐—40摄氏度以下低温的是生长于我国的山葡萄。它是培育抗寒品种极为宝贵的育种资源,受到世界葡萄育种学家的高度重视。因为用它做砧木,用其它优良品种做接穗,培育出的新苗木,更通适应北方寒冷地区的生长。这样,葡萄的种植地区和种植面积就可大大扩展了。
最能贮水的草本植物
茫茫的沙漠中,气候特别干燥炎热,一年的降雨量很少,一般不超过二十五毫米,有的地方甚至整年不下雨。
生长在这些地区的植物,对于干旱有很大的适应能力。有“沙漠英雄花”美名的仙人掌,就有惊人的忍受干旱的能力,这是因为它有特殊的贮存水分的本领。特别是墨西哥沙漠中的巨柱仙人掌,长得像一根分叉的大柱子,通常有六七层楼那样高,粗得一个人抱不拢。有趣的是在它那巨大的身躯里,竟贮存着一吨以上的水。当地过路人常常砍开这种仙人掌,取水解渴,喝个痛快。草本植物里的芦荟、龙舌兰、四季海棠等,它们都有贮存水分的本领,可是没有一种能像巨柱仙人掌那样,贮存这么多的水分。巨柱仙人掌的确是最能贮水的草本植物。
为了适应干旱的沙漠环境,巨柱仙人掌的叶子已经退化成针刺,这样可以减少水分的蒸发。
它有着又深又广的根系,稍有一点雨水,就大量吸收。它的茎生得厚厚的,因此能贮得住大量的水分,成了个小水库。这些,就是巨柱仙人掌能大量贮水的秘密。
最不怕冷与最耐干旱的种子植物
一般种子植物生长活动的最低温度是0℃。每到冬天,千里冰封,大地上几乎找不到红花绿叶。但是,也有一些不怕寒冷的“英雄好汉”。例如:我国西藏高原,生长在5000米高处的雪莲花,能对着皑皑白雪,开出紫红色的鲜花。阿尔泰山的银莲花,能在零下10℃的环境下,从很厚的雪缝中钻出生长。有些松柏类植物,能抵御零下30℃到40℃的低温。在西伯利亚有一种辣根植物,能在零下46℃的低温下开花。在自然条件下,它要算是不怕冷的“英雄”了。
苏联科学家用人工控制的方法,把白桦树放在逐步降温的环境里,它竟能耐得住零下195℃的低温。这真是冻不死的“好汉”!
植物体内最多的是水分。一般植物在生长期间所吸收的水量,相当于它自己体重的300到800倍。一株向日葵,一个夏天要喝500斤左右的水。一株玉米,一个夏天也要消耗400多斤水。
蔬菜需要的水就更多了。如果一亩地长了3000斤白菜,就要消耗240万斤左右的水。水真是植物的命根子!
在自然界里,也有一些植物在长期干旱的环境里,照样能生长、繁殖。这些植物的器官适应干旱的能力很强。例如沙漠中的仙人掌、仙人球等。有人作过一个有趣的试验:把一棵37公斤重的仙人球放在室内,一直不浇水。过了六年,仙人球仍然活着,而且还有26.5公斤重。
比仙人球更耐干旱的植物是生长在非洲沙漠里的沙那菜瓜,有人把它贮藏在干燥的博物馆里,整整八个年头,它不但没有干死,还在每年的夏天长出新芽。在这八年中,仅仅是重量由7.5公斤减少到3.5公斤。这种耐旱的本领,在所有的种子植物中无疑是冠军了。
最耐盐碱土的植物
我们居住的陆地,在远古时候,有很多地方原来是海洋。后来陆地上升,海水干涸,但海水里的盐分仍旧留在土壤里。这些盐碱,是植物生长的大敌。
一般来说,土壤里的含盐量在0.5%以下,可以种普通庄稼;在0.5~1.0%时,只有少数耐盐性强的作物,如棉花、苜蓿、番茄、西瓜、甜菜等才能生长。含盐量超过1%以上的土壤,农作物就很难生长,只有少数耐盐性特别强的野生植物能够生长。
世界上最著名的耐盐植物是盐角草。它能生长在含盐量高达0.5~6.5%高浓度潮湿盐沼中。
这种植物在我国西北和华北的盐土中很多。盐角草是不长叶子的肉质植物,茎的表面薄而光滑,气孔裸露出来。植物体内含水量可达92%,所含的灰分可达鲜重的4%,干重的45%。这些灰分是工业上有用的原料。