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什么是植物休眠?
在自然界中,植物为了生存必须适应环境条件。冬季的寒冷天气、夏季的极端干旱或其他不利的环境因素,可能需要植物减缓或完全停止其生长过程。这一过程被称为休眠。休眠是植物在恶劣环境条件下生存的一种自然机制。
休眠有哪些类型?
休眠状态根据植物的遗传结构和环境条件,可以以不同的形式出现。通常分为两大类:强制性休眠和环境(可选性)休眠:
- 强制性休眠: 这是植物在特定时间内停止生长的生物学必然性。例如,苹果和桃树等一些果树在寒冷的冬季会进入一段特定的休眠期。在完成这一过程之前,它们无法重新开始生长。以有意义的方式翻译
- 环境(可选性)休眠: 植物因环境条件不适宜而停止生长,但当提供适宜条件时,它们可以迅速重新开始生长。例如,生长在干旱地区的某些植物在缺水时会进入休眠状态,当第一场雨降临时,它们会重新开始生长。
导致休眠的因素
植物的休眠状态(dormansi)是生长和发育暂时停止的一种情况。这种机制有助于适应不利因素。导致休眠的因素分为两个标题进行研究:
1. 环境因素
环境条件
- 低温: 特别是在冬季,许多植物为了保护自己免受寒冷胁迫,会进入休眠。
- 高温: 极端高温和干旱条件可能会导致生长停滞,以防止水分流失。
日照长度(光周期)
白昼长度的变化,特别是在秋季,会导致植物休眠。长日照花卉在白昼变短时可能进入休眠;短日照花卉在白昼变长时可能进入休眠。
水分和湿度缺乏(干旱休眠)
缺水会减缓代谢,导致进入休眠。一些生活在干旱地区的植物会保持休眠状态,直到下雨。
养分缺乏
土壤中氮、磷等基本养分的缺乏可能导致进入养分休眠。
- 低氧缺乏
在由于洪水或重质土壤结构导致根部缺氧的情况下,植物可能会进入休眠。
2. 生理(内在)因素
激素平衡
植物激素在休眠的开始和结束中起着重要作用:- 脱落酸 (ABA):是导致休眠的主要激素,抑制生长。
- 赤霉素 (GA):打破休眠并促进生长的激素。
- 细胞分裂素和生长素:使植物从休眠中恢复。
遗传结构:一些植物在遗传上被编程为在特定时期进入休眠。
生长点的保护:休眠对于多年生植物尤为重要。在此期间,芽的发育受到某些激素的抑制,生长暂时停止,并受到保护以应对不利的气候条件。
植物打破休眠的过程
当环境条件变得有利时,植物会逐渐退出休眠并继续积极生长。植物的苏醒作为这一过程的称呼,是通过各种关键因素和生理变化实现的。
导致休眠终止的环境因素
植物通过依赖来自外部环境的信号来确定它们退出休眠的时间。最重要的因素如下:
- 温度升高: 对于生长在温带地区的植物,天气变暖标志着冬季休眠的结束。
- 日照增长: 许多植物在春季白昼变长时开始生长。
- 湿度增加: 对于因干旱而进入休眠的植物,降雨或高湿度水平可以触发苏醒。
- 需冷量完成: 一些植物在开始生长前需要暴露在寒冷中一段时间。这种机制防止休眠过早打破。
触发生长的激素变化
当休眠结束时,植物内部的激素平衡会发生变化:
- 赤霉素 (GA) 水平升高: 促进细胞伸长,使芽萌动和种子发芽。
- 脱落酸 (ABA) 水平降低: 由于 ABA 抑制生长,其水平的降低使得休眠能够结束。
- 细胞分裂素和生长素水平上升: 促进根系和新梢生长,支持新组织的发育。
芽肿胀和叶片展开
- 处于休眠状态的芽随着内在活动的增加开始肿胀。
- 保护性的芽鳞展开,新叶出现。
- 树木中的树液流动增加,确保养分输送到发育中的组织。
根系重新激活
- 根系重新开始吸收水分和养分,以支持新的生长。
- 多年生植物中储存的碳水化合物被用于支持早期新梢的发展。
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