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为什么有的玉米棒子会缺粒和“秃顶”呢?采收玉米的时候,我们把它的“外套”脱下来,去掉顶上一束“须”,就见玉米棒上满是排列整齐的籽粒。但是往往也发现有的玉米棒子顶上光秃秃的,有的玉米棒上只是零零星星地散生着一些籽粒,像个癞痢头。为什么会产生这种现象呢?要弄清楚这个问题,让我们先了解一下玉米籽粒是怎样产生的。玉米是一种异花传粉的作物,要靠长在秆顶的雄花的花粉落到雌花的柱头上,才能结实。平时,这花粉的“运输”工作是由风来担任的。有时很不巧,当玉米正在开花的时候,遇到了不良的气候条件,如遇上大风,花粉常常被吹得很远,不能很好地落在雌穗的花柱上;有时,如果连日阴雨绵绵,雄穗不能正常开花撒粉,即使能撒粉,但花粉常常因吸水膨胀而破裂或粘结成块,失去活力;有时,在高温而又干旱的情况下,雄穗开花撒粉较早,而雌穗则开花延迟,造成雌雄开花脱节的现象。在以上这些情况下,雌穗很难得到充分的花粉来完成受精作用,所以就形成“秃顶”和缺粒等现象。
要克服这个现象,使玉米棒子长得又大又壮,可以在玉米开花时,帮助它们运输花粉—进行人工辅助授粉。人工授粉的方法很简便,一般用采粉器采集花粉,然后用授粉器或毛笔、刷子,将花粉撒在或刷在雌花的花柱上。
在同一地块里,为什么玉米比小麦容易获得高产呢?在农业生产中,人们发现,在同一块地里种植玉米,往往比种植小麦容易获得高产。同一块地里的土壤、肥力等自然状况基本上是一致的,为什么玉米比小麦容易获得高产呢?这主要与玉米和小麦自身的生物学特性有关。
植物生理学家根据植物的生物学特性,把它们分成两类类是小麦、水稻、大麦等植物,称为C3植物;另一类是玉米高粱等植物,称为C4植物。C3植物是指该植物在进行光合作用时固定二氧化碳形成的第一个产物为三碳糖,而C4植物在进行光合作用固定二氧化碳时,通过一种酶形成第一个产物为四碳糖。由此可见,C3植物和C4植物在固定二氧化碳时,光合作用的第一个产物不同。正因为这个缘故,导致了小麦和玉米一些不同的生理活动特点。玉米与小麦相比,更有独到的特点。
首先,玉米的叶片结构比较特殊。玉米的叶片结构呈花环状,叶内的绿色细胞围绕运送水分和养料的“公路”——维管束,呈放射状排列;而维管束则是两层同心圆环,内层是含有叶绿体的薄壁细胞,像“鞘”一样围在“公路”的周围,外层是多层叶肉细胞,含有大量的叶绿体。内层和外层都含有叶绿体,这样就有助于光合作用产生有机物质。
其次,玉米维管束鞘中的叶绿体比叶片叶肉细胞的叶绿体大,光合作用后能很快积累起淀粉。加上具有运输功能的鞘细胞与叶肉细胞间又有大量的“通道”,可将光合作用产生的有机物及时进行转移,这样C4植物比C3植物的光合效率要高。因此,玉米比小麦更能积累较多的有机物。
再次,玉米等作物的生理活动也较为独特。植物和人一样,也要进行呼吸作用。但是,植物的呼吸作用分为光呼吸与暗呼吸。光呼吸是相对暗呼吸而言的,它指植物在光照条件下,吸收氧气,氧化有机物,释放二氧化碳和能量的过程。暗呼吸与光呼吸不同的是,不需要光。据测定,玉米光呼吸效率比小麦低。这样,玉米氧化自身体内的有机物比小麦要少,相对来讲玉米积累有机物就多了。玉米还有一个特点,就是它光呼吸释放的二氧化碳能被叶肉细胞再利用,所以玉米形成有机物比小麦又多了一些。
总之,玉米比小麦有着较高的光合效率和较低的光呼吸效率,这就导致了玉米积累有机物相对多一些,其产量自然要比小麦高了。玉米等C4植物具有光合效率高、光呼吸效率低等优点给科学家有益的启示。有人提出,将部分C3型叶绿体转化为C4型,也就是说通过生物技术使小麦、水稻等植物的叶绿体发生变化,这样小麦、水稻等C3植物的产量将会同玉米并驾齐驱,获得高产。
今天给大家讲的知识大家都了解到了吗?