呼吸作用的類型及其在農業生產與生活中的應用

張麗娜

摘要闡述了呼吸作用的類型、影響呼吸作用的外界因素，并對呼吸作用在糧食儲藏、果蔬儲藏和農作物栽培等方面的應用做了研究，對農業生產和生活有重要的意義。

關鍵詞呼吸作用；農業生產；生活；應用

中圖分類號S311文獻標識碼B文章編號 1007-5739（2009）03-0253-01

呼吸作用是一切活細胞內經過某些代謝途徑使有機物氧化分解，從而釋放能量的過程，除了綠色細胞可直接利用太陽能進行光合作用外，一切生命活動所需要的能量都依靠呼吸作用，呼吸是活細胞共同的特征。有生命，就有細胞呼吸。

細胞呼吸既能釋放能量滿足農作物各種生理過程的需要，它的中間產物又是農作物體合成其他重要物質的原料，植物體內各種有機物之間的相互轉變就是通過細胞呼吸聯系起來的。生物的一切生命活動都離不開能量，細胞呼吸是提供能量的主要途徑。理解呼吸作用的原理和影響呼吸作用的影響因素等知識對農業生產和生活有很重要的意義。

1呼吸作用的類型

1.1有氧呼吸與無氧呼吸

按照是否有氧氣參加，可以把植物的呼吸作用分為有氧呼吸和無氧呼吸2種類型。在通常情況下，呼吸作用都有氧氣的參加；植物在缺氧情況下，可進行無氧呼吸。無氧呼吸是植物在進化中保留的對短暫缺氧的一種適應，以暫時維持生存。但是植物不能長期生活在缺氧環境下，否則會導致死亡。剛剛收獲的種子長期堆放而變質等就是由于植物細胞進行了無氧呼吸的結果。

1.2維持呼吸與生長呼吸

生長旺盛和生理活性高的部位如新葉呼吸作用所產生能量及中間產物，大多數用來建造構成細胞生長的物質，因而呼吸效率很高。但在另一些已生長成熟的組織或器官內，生長活動已經停止，這時呼吸作用消耗物質所產生的能量除部分用于維持細胞的活性外，有相當部分產生的能量以熱能形式散失，因而呼吸作用的效率低。根據上述情況，可以把植物呼吸分為2類，一類是維持呼吸，其作用僅僅是保持細胞的活性；另一類是生長呼吸，包括結構大分子合成、離子吸收等。

2影響呼吸作用的外界因素

2.1水分

細胞的含水量對呼吸作用的影響很大，在一定范圍內，呼吸作用強度隨含水量的增加而加強，隨含水量的減少而減弱。植物體一般生活在水分充足的環境中，吸水較多，呼吸作用有增強的傾向。禾谷類種子在風干狀態下，呼吸作用很微弱，當種子含水量超過15%時，呼吸作用急劇加強。

種子含水量增加、呼吸強度增強的原因是種子中自由水很少，細胞質為凝膠狀態，當自由水超過一定的量，細胞質轉化為溶膠狀態，呼吸酶的活性就加強了。

2.2溫度

呼吸作用是一系列極其復雜的生化反應組成，生化反應都是酶促反應，溫度影響酶的活性，主要是影響呼吸酶的活性，從而影響呼吸作用。一般而言，在一定的溫度范圍內，呼吸強度隨著溫度的升高而增強。呼吸作用的最適溫度為30～40℃，這比光合作用和生長的最適溫度高。因此，在呼吸最適溫度下對植物的生長不利。根據溫度對呼吸強度的影響原理，在生產實踐中貯藏蔬菜和水果時應該降低溫度，以減少呼吸消耗。

2.3氧氣與二氧化碳

當外界環境中的二氧化碳濃度增加時，不能及時給植物提供分子氧，有氧呼吸強度減慢。有氧存在的情況下，無氧呼吸往往會受到抑制。在一定范圍內有氧呼吸的強度隨氧氣濃度的升高而增大，氧氣對無氧呼吸有抑制作用。

3呼吸作用原理在農業生產與生活中的應用

3.1在糧食貯藏中的應用

種子是有生命的有機體，不斷進行呼吸作用。若呼吸速率太快，會引起有機物的大量消耗；呼吸釋放的水分和呼吸放出的能量，都會使呼吸進一步加強，最后導致發熱霉變，使糧食變質。因此，在貯藏過程中，必須降低呼吸速率，確保貯糧安全。

糧油種子的貯藏，必須降低含水量，曬干使種子呈風干狀態，使呼吸降至最低，以減少有機物消耗。如果種子含水量過高，呼吸加強，使貯藏的種子溫度上升，反過來又進一步促進種子的呼吸，使種子品質變壞。另外，糧庫要干燥通風。有條件的糧庫可以采用充氮保糧技術，通過調節氣體成分抑制種子的呼吸，同時又起到殺滅害蟲和抑制微生物活動的作用，儲藏效果比較理想。

3.2果蔬貯藏中的應用

果蔬貯藏不能干燥，因為干燥會造成皺縮，失去新鮮狀態，但柑橘、白菜、菠菜等貯藏前可輕度干燥，以減少呼吸。根據氧對呼吸作用影響的原理，在貯存蔬菜、水果時降低氧的濃度，一般降到無氧呼吸的消失點；如降得太低，植物組織就進行無氧呼吸，無氧呼吸的產物（如酒精）往往對細胞有一定的毒害作用，影響蔬菜、水果的貯藏保鮮。

在水果和蔬菜的保鮮中，常通過控制呼吸作用以降低它們的代謝強度，達到保險的目的。例如，某些果實和蔬菜可在低溫下或降低空氣中的氧含量及增加二氧化碳的濃度，減弱呼吸作用，使整個器官代謝水平降低，延緩衰老。

3.3在農作物栽培中的應用

因為細胞呼吸對農作物的生理過程有如此廣泛、重大的影響，所以很多農業栽培和田間管理措施都是為了保證農作物的細胞呼吸正常進行。在生產實踐中，根據需要常采取一定措施促進或抑制呼吸作用。例如在作物栽培中，采取中耕松土、防止土壤板結等措施，以保證根的正常呼吸作用。農作物栽培中有許多生理障礙，也是與呼吸有直接關系的。澇害淹死植株，是因為無氧呼吸進行過久，累積酒精而引起中毒；干旱和缺鉀能使農作物的氧化磷酸化解偶聯，導致缺乏能量供給，造成植物生長不良甚至死亡。

4參考文獻

[1] 李文惠.“有機物的分解和利用——呼吸作用”一節教學設計[J].生物學教學，2002（9）：19-21.

[2] 俞建.未萌發的活種子也進行呼吸作用的演示[J].生物學教學，2000（2）：26.