從冬季到春季，植物在干什么？

劉海明

咱們拿中國北方的植物來舉例吧。

北方的冬天很漫長，大雪紛飛，天氣非常寒冷，地面被白雪覆蓋，土壤中的水分也都結成了冰。在這種情況下，人們或躲在溫暖的室內，或到暖和一些的南方城市過冬。人們有辦法避寒，可植物不會跑啊。植物該怎么辦呢？

植物的冬眠

動物有兩種過冬方式：一種方式是搬家避寒，就像人類一樣，搬到暖和的地方去。另一種方式則是睡覺，睡長覺，又叫冬眠，即通過睡長覺的方式，不吃不喝，消耗體內的脂肪，以熬過寒冬。

絕大多數北方地區的植物都采取和動物冬眠一樣的方式來度過漫漫寒冬。冬季里，溫度太低，水分太少，如果植物在這個季節里生長，較低的溫度可能會把植物幼嫩的枝芽凍壞。因此，只有到了溫度慢慢升高、空氣和土壤中的水分慢慢增加的時候，植物才會慢慢發芽、生長。

植物種子的萌發

科學研究發現，一顆種子的萌發，需要具備三個必不可少的條件：充足的水分、適宜的溫度及足夠的氧氣。

充足的水分

干燥的種子自身含水量非常低，統計分析表明，其水分含量只占種子總重量的10% 左右。在這種情況下，種子內許多重要的生理活動沒有辦法開展。比如，在新鮮種子的細胞中，液泡可以占據80% 以上的體積，而在干燥種子的細胞中，液泡的體積可能連細胞總體積的30% 都不到。干癟的液泡、干癟的細胞，成為種子萌發的障礙之一。

適宜的溫度

適宜的溫度也是種子萌發的重要條件。植物的生長，是植物體內許多酶綜合作用的結果。不同的酶能夠幫助植物合成許多種生命生長所需的重要物質，如氨基酸、糖原、蛋白質、脂類物質等。在較低的溫度條件下，植物細胞內酶的活性比較低，這會導致細胞的生長速度非常緩慢，從而使植物生長得比較緩慢。

那是不是溫度越高，植物生長得越快呢？

當然不是。

前面我們提到過，酶是植物細胞進行各種生理生化反應的基礎，也是植物生長的必要條件。在溫度比較低的情況下，植物體內酶的活性比較低，但在溫度很高的條件下，酶的活性也會受到高溫的抑制，因為過高的溫度會破壞酶的作用，導致酶功能的喪失，這些酶就不能再發揮作用了。

所以說，植物想要正常生長，需要適宜的溫度，而不是較低或者較高的溫度。不同植物在生長過程中所需的適宜溫度是不同的，比如，小麥在正常生長過程中所需的最適宜的溫度是25℃ ；玉米在正常生長過程中所需的最適宜的溫度是35℃ ；甘藍在正常生長過程中所需的最適宜的溫度是15℃—20℃。

不同的植物之所以在正常生長過程中需要不同的適宜溫度，是因為這些植物的原產地不同。比如，甘藍的原產地是中國和地中海地區，所以它生長的適宜溫度比較低，而玉米的原產地是美洲的墨西哥和秘魯，與中國和地中海地區相比，墨西哥和秘魯更靠近赤道，所以玉米生長的適宜溫度稍稍高了一些。

足夠的氧氣

綠色植物不是可以制造氧氣嗎？可為什么種子生長時還需要氧氣呢？

咱們不妨以花生為例?；ㄉ鷦冮_后，能看到兩片厚厚的東西，它們是花生種子的子葉。將子葉用刀片切開，拿起一端，用另一端在紙上劃過，然后對著光看，我們可以看到劃出的痕跡是透亮的，這是因為子葉在紙面上劃過的痕跡中含有大量油脂類物質。我們家中常用的花生油，就是用花生的子葉經加工后壓榨出來的。這些高能量的油脂類物質就是花生種子萌發所需的能量的來源。

不妨假設一下：將花生的種子放在水分充足、溫度適宜的環境中，花生的種子慢慢吸水膨脹，那它一定會萌發嗎？

大家不要忘記，種子萌發還需要一個條件，那就是氧氣。因為植物種子中的酶將油脂類物質轉化成種子生長需要的能量時，需要種子進行呼吸，即呼吸作用，而呼吸作用是需要氧氣的。如果沒有氧氣，種子就沒有辦法進行呼吸作用，也就沒有辦法將含有高能量的油脂類物質轉化成種子萌發需要吸收的能量。

因此，在充足的水分、適宜的溫度和足夠的氧氣條件下，絕大部分種子可以萌發，并發育成幼苗。

那是不是所有種子的萌發都僅需要以上三個條件呢？

也不完全是。因為有些種子的萌發還需要合適的光照，比如杜鵑等植物。

研究表明，在滿足充足的水分、適宜的溫度和足夠的氧氣等三個條件后，想要讓杜鵑這類植物的種子萌發形成幼苗，還需要合適的光照。如果將這類植物的種子放在黑暗的環境里，即便其他條件再合適，它們也不會萌發。

在陽光的作用下，植物的葉片在白天不斷進行光合作用，制造有機物質。這些有機物一方面為其他生物的生長提供原始能量，另一方面也為植物自身的生長提供能量來源。在營養物質的作用下，植物的細胞不斷進行有絲分裂，一個細胞分裂成兩個，兩個細胞分裂成四個，四個細胞分裂成八個…… 植物細胞的數量不斷增加。這些細胞既可能包含植物內部的細胞，也可能包含植物表面的細胞。在生物物理學的作用下，植物的器官慢慢變大。植物的葉子由小變大，莖由細變粗，枝條慢慢伸向遠方，樹木的年輪慢慢增多，樹冠覆蓋的面積慢慢增大，形成的樹蔭也慢慢變大。

然后呢？

好了，到現在為止，植物的種子已經萌發，并長成幼苗。接下來呢？

在由冬轉春的季節里，空氣和土壤中的溫度慢慢上升，環境中水的含量逐漸增加，重要的是，在這個時節，植物已經由種子變成幼苗，并伸展開幼嫩的葉片。

葉片的綠色，是由葉片所含有的大量的葉綠素造成的。葉綠體是一個神奇的工廠，它能夠在溫度、光照、二氧化碳等條件都合適的情況下，進行一個在地球上具有重大意義的加工過程—— 光合作用，即葉綠體將二氧化碳與水分合成有機物質，并釋放出氧氣。綠色植物制造出的有機物，成為地球上人類、各種動物的口糧或者使用物；綠色植物制造出的氧氣，則是地球上人類和各種動物等能夠存活的前提和基礎。

春天，是一個萬物萌發的季節。它是許多一年生植物新生命的開始，也是多年生植物生命的拓展。在春季，植物慢慢儲備能量，植物的根從泥土中不斷吸取礦物質，植物的葉不斷制造有機物質，這一切都為植物的下一個生長環節—— 開花—— 做好了準備。