优美动听的音乐,不但使人得到美的享受,而且能使人大脑皮层松弛,内脏和躯体能得到调节,从而有益于健康,使人延年益寿。
有趣的是植物也爱“听”音乐,并能产生奇妙的作用。法国一位园艺家把耳机挂在番茄植株上,按时播放优美乐曲,每天让它“欣赏”3个小时音乐,番茄猛长,果实长到2公斤重,成为当今世界上的“番茄王”。前苏联一个农场,对温室的蔬菜每天播放两次优美的音乐,结果产量提高了两倍。
印度生物学家辛夫曾做过这样一个实验:他让一些凤仙花每天“听”25分钟优美动听的乐曲,而另一些凤仙花不听乐曲,15个星期后,“听”音乐的凤仙花比不“听”音乐的凤仙花长得快,其叶子平均多长了72%,株高平均增长20%。他又对一些作物进行实验发现,优美的乐曲可使水稻增产25—60%,花生和烟草的产量可提高50%左右。
但是,植物并不是爱“听”所有的音乐,而对带有噪声的乐曲是讨厌的。实验还证明,优美的乐曲对植物有益,而噪声和带有噪声的乐曲对植物反而有害。
美国坦普尔大学生物系的两位学生,用收音机对两组西葫芦分别播放噪声大的摇滚乐和优美的古典音乐。结果“听”摇滚乐的西葫芦,它们的藤蔓爬离播放乐曲的收音机,似乎表示“不爱听”,而“听”古典音乐的西葫芦,却用藤蔓去缠绕收音机,似乎表示对乐曲的“喜欢”。
美国勃尔曼教授和他的学生做了一个有趣的实验:在装有同样泥土的花盆里播种茄科观赏植物,将它们分别放到能自动调节光、空气和温度的室内,每个房间并装有音量相同的扩音器。当长成植株后,第一个房间播放摇摆舞音乐,第二个房间播放轻音乐。一个星期后,“听”摇摆舞音乐的植物没有吐出一个花蕾,“听”轻音乐的植物却开出了6朵鲜花。两个星期后,第一房间的植物停止了生长,一个月后全部死去;而第二个房间的植物却长得生机勃勃,显得青翠欲滴,充满活力。
印度有两位音乐爱好者,每天早晨定时给一部分黑藻播放宁静优美的《小夜曲》;而给另一部分黑藻播放刺耳的喧哗声。过一段时间后,“听”优美乐曲的黑藻,长得朝气蓬勃;“听”噪音的黑藻,变得萎靡不振。
更令人惊奇的是,一种人耳不能分辨的超声波(每秒钟振动2万次以上的声波),植物也喜欢“听”,“听”了之后,会促进种子萌发,加快生长,还能使作物产量大大提高。
植物爱“听”超声波是在一个偶然的情况下发现的。在法国国家科学研究中心的实验室附近,有人发现那里的花草长得特别快,甘薯和萝卜也要比别处的要大得多。这种奇妙的现象引起了科学家的兴趣。经过一番研究才知道,原来是实验室使用的超声波刺激植物生长的结果。于是,这家研究中心建立了实验园,实验超声波培植法。经过两年的研究,试制成了一种农用超声波播放器,通过定时播放超声波,各种蔬菜生长得又快又大,一般增产2—3倍。
其它国家也进行了类似的研究和实验。英国用超声波培植法,培育出了2。7公斤重的卷心菜和6。4公斤重的甜菜。美国和德国将超声波用于花卉生产,经超声波处理的花卉,花朵大,色彩艳丽,花期长。
我国对超声波培植法的研究,也取得了可喜的成果。水稻、玉米、白菜、黄瓜等经超声波处理后,可大大提高产量。用超声波处理小麦种子,可提高出苗率,缩短生长发育期,提高产量8—10%。棉花经超声波处理后,提高了结桃率,并提前3天吐絮。
那么,音乐和超声波对植物为什么有如此奇妙的作用呢?科学家认为,音乐声波和超声波都是一种能量,可使植物细胞膜透性增大,从而促进植物的生长。但是,其中真正的奥秘,还有待于科学家去进一步探索和研究。
植物喜欢不同色光
大家都知道,绿色植物在光照下才能进行光合作用。植物学家在研究光合作用时,发现了一个有趣的现象:不同植物喜欢不同颜色的光,有的喜欢红光,有的喜欢蓝光,有的喜欢黄光。如果满足了它们各自的喜好,就生长得根深叶茂,否则就生长得不好。科学家通过进一步研究,揭开了其中的奥秘。原来,植物细胞中的叶绿体含有各种不同色素,有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、花青素、类胡萝卜素等,这些色素有的善于捕捉红、橙光,有的擅长捕捉蓝、紫光。不同植物所含的色素也不尽相同,因此使得它们表现出对不同色光的爱好。例如,向日葵、烟草、棉花等一类阳生植物,叶片中含有较多的叶绿素a,特别善于捕捉直射阳光中的红、橙光,所以只有在阳光充足的地方才能生长好;而人参、生姜、胡椒等一类阴生植物,叶片中含叶绿素b较丰富,生长在荫蔽的环境中,漫射光线中的紫、蓝色光,正是它们所喜欢的。
植物生理学家通过实验发现,植物在合成不同物质时,所需要的色光也不同:红光照射时,能促进糖的合成;蓝光照射时,能加快蛋白质的合成。有人用红光照射甜瓜,不仅显著地提高了甜瓜中糖分和维生素的含量,而且还提前20天上市。
因此,我们根据植物的这种奇异特性,投其所好,即可在农业生产上加以利用:采用不同色光照射不同的作物,可促进其生长发育,提高作物产量。有色地膜的推广应用正是基于这个道理。对作物覆盖有色透明的地膜,可以起到滤光作用,即排除该作物所厌恶的色光;增加它喜爱的色光,因而可取得良好的增产效果。
水稻秧苗培育在红色的地膜下,生长特别旺盛;把胡萝卜种在红色的地膜下,不仅生长特别快,而且可提高含糖量;甜菜生长在红色的地膜下,就长得特别甜;黄瓜种植在红膜下,生长快、结瓜大,可增产0。5—1倍。这是因为红色地膜透射它们喜爱的红光,同时也阻挡了不利于这些作物生长发育的其它色光透过。
同样道理,用蓝色地膜覆盖小麦,透射进来的大量蓝光,可加速其蛋白质的合成,明显提高籽粒中蛋白质的含量,大大改善小麦的品质。在蓝色地膜下种植的黄瓜和香菜,其维生素C的含量提高很多。
黄色地膜能透过红、黄、橙和淡红色光,可滤去青光和紫光。用黄色地膜覆盖栽培芹菜,生长快而茎粗叶大;莴苣在黄色地膜下生长,不仅植株高大,还能推迟抽薹,延长食用期;用黄色的地膜罩在茶树上,不仅可增加产量,同时茶叶的品质也有所提高。
大多数的植物不喜欢绿色地膜,因为它可以透过绿光,排除红、蓝、黄等色光;而植物本身是绿色的,可以把透射过的绿色光反射出去。因此,在绿色地膜覆盖下,植物就得不到光合作用制造养分所需要的光能而处于饥饿状态,时间长了就会死亡。利用这一道理,可以消灭杂草,如用绿色膜(或黑色膜)覆盖果园和茶园的地面,杂草就会因不能进行光合作用而死去。
紫外光能抑制植物的生长发育和开花结实,大多数植物不欢迎它。因此,使用一种特制的紫外光滤除膜覆盖作物,就能获得一定的增产效果。
植物能预报火山爆发和地震
火山爆发和地震等自然灾害对人类危害极大,因此人们正在积极探索对它们进行预测和预报。奇妙的是,科学家发现,一些“报警植物”却是人类开展这项工作的好帮手。
在印度尼西亚爪哇岛的潘格兰格活火山上生长有一种奇特的野花,对火山爆发极为敏感,能预报火山爆发。人们经过长期观察发现,在火山爆发前它就开出美丽黄色的花朵,这时人们就赶紧离开火山,因此大家叫它“报信花”。
植物不仅能预报火山爆发,而且对地震预测也大有帮助。美国科学家哥尔顿?杰可比发现,树木的年轮具有记录地震的作用。这位植物学家在阿拉斯加州的某地发现松树的年轮长得很不规则,相互挤在一起。于是他查阅了有关资料,果然1899年这里曾发生过大地震,并且地震后地面上升了。杰可比认为,由于发生地震后,树木的生长环境发生了很大变化,从而影响了树木的生长。比如,地面上升或下降,能改变地下水对树木的供应;地面的裂口会损坏树根,从而影响树木对养料和水分的吸收。这些环境变化,都会在树木的年轮上留下痕迹。因此,经历过地下断层活动时期的树木的年轮,将为人们预测地震,提供有益的数据。
我国科学工作者也调查了地震前植物出现的异常现象:1970年宁夏西吉发生5。1级地震前一个月,距震中60多公里的隆德县在初冬蒲公英就提前开了花;1972年长江口地区发生4。2级地震前,附近地方的山芋藤突然开花;1976年8月16日四川松潘地区发生7。2级地震前,平武县境内大面积箭竹开花死亡,使大熊猫遭到了灭顶之灾;1976年唐山大地震前,唐山地区出现竹子开花、柳树枝条枯死等不正常现象。这表明,在地震前植物会出现一些前兆反应。
日本学者对这些现象进行了深入一步的研究,从细胞学的角度观察和测定了地震前植物机体内的变化。如用高灵敏度的记录仪对合欢的生物电位进行长期测定,并认真分析了记录下的电位变化,发现这种植物能感知火山活动和地震前兆的刺激,出现显著的电位变化和较强的电流。例如,1978年6月10日和11日,合欢连续两天出现异常强大的电流,而当地在11日下午便发生了7。4级地震。余震持续10多天后,合欢的电流也随之变小。她认为,这是因为在地震前,地温、地下水、大地电位、磁场等均发生变化,植物通过根系能捕捉到这些变化,致使植物体内的电位也产生相应的变化。
这些研究还刚刚开始,科学家们预言,随着研究工作的逐步深入,结合其它手段,利用植物所发生的异常现象,肯定会对火山爆发预报和地震预报有着积极意义。
多倍体植物
“多倍体”,是指体细胞中含有三组以上染色体数目的生物体。象三倍体、四倍体……统称为多倍体。
绚丽多彩的各种植物中,多倍体植物尤为神奇:多倍体花卉植物,可以开出比二倍体植物大而鲜艳的花朵;多倍体作物,可以结出比二倍体作物更加丰硕的果实;多倍体的瓜果,还常常产生无籽的果实。
由于多倍体植物细胞内的染色体数目增多,它的细胞体积也明显增大。如四倍体萝卜叶片上的气孔就比二倍体的几乎大一倍;三倍体西瓜的花粉也大约比二倍体的大15%。多倍体植物除了细胞增大之外,生理活动也很活跃,新陈代谢旺盛,这些均为植物生长发育提供了更多的物质基础。所以,多倍体植物常常比二倍体植物要高大,花朵更大更艳,果实更加饱满。例如,世界闻名的郁金香,大约经历了近400年的栽培过程,由二倍体演变为三倍体以后,才以它大而艳丽的花朵赢得了人们的赞誉;水仙在19世纪80年代以前还是其貌不扬的“丑八怪”,直到它由二倍体变成了四倍体以后,才飘飘欲仙一跃而成了“凌波仙子”。多倍体作物在经济性状上也往往发生飞跃地改变。如四倍体“巨峰”葡萄,单果重增加到15—20克;四倍体黑麦、大麦、水稻,其干粒重比二倍体的分别增加38。4%、51。2%和66。8%;三倍体甜菜不但比二倍体甜菜生长发育快,而且可增产15%以上。
在地球上现存的二十多万种被子植物中,有三分之一属于多倍体植物。象东方草莓、智利草莓、麝香草莓、深红草莓以及巨型芋艿、欧州李、华北野红菊、湖北海棠等,都是大自然慷慨奉献给人类的宝贵礼物。
多倍体的植物是怎样形成的呢?经过科学家们长期的研究发现,主要是由于地质、光照、气候,特别是温度等环境因素的急剧变化所造成的。在骤变的外界条件下,就引起植物性细胞减数分裂发生异变,使有的配子失去染色体,有的配子则含有未减数的双倍染色体。特别是在后一种情况,只要未减数的**和卵子结合,就很容易形成多倍体。正因为如此,所以冰川边缘地区、沙漠和高山地带的多倍体植物明显地增多。象帕米尔高原,多倍体植物的比例达85%,在北极的柯尔古耶夫岛上,多倍体植物竟占92。4%。
大自然的启示,为人类提供了打开“多倍体”秘密之门的金钥匙。科学工作者模仿大自然的规律,采用各种物理方法来诱导产生多倍体。如模仿大自然变温的作用,把授粉时的玉米放在25℃的条件下,20小时以后,把温度突然升高到43—45℃,经20—30分钟后,再将温度降至25℃。这样,可促使玉米受精卵细胞的染色体加倍形成四倍体玉米。又如,用切割或嫁接的方法,从产生的愈伤组织上分化出小苗,再从小苗中也可以选出多倍体。再如,对番茄进行反复摘心,在伤口处产生的愈伤组织上也可以分化出四倍体的番茄来。而采用化学药剂诱导多倍体的方法则更为有效。秋水仙素是使用最为普遍和效果最佳的药物。用秋水仙素溶液(1%左右)浸种、涂抹芽、喷雾或注射于植物体上,都可以有效地获得多倍体。
八倍体小黑麦,是典型的人工合成的多倍体新种。我国的农业科学工作者,经过20多年的努力,将优质的六倍体小麦与抗性强的黑麦杂交,得到杂种一代,再将杂种一代染色体加倍,终于育成了体细胞有56条染色体的八倍体黑麦。它适合我国西南、西北等高寒地区栽种,产量分别比阿波、778等小麦品种提高了24%和61%。
多倍体育种,是大有希望的一种技术。在用化学药剂诱导多倍体成功以后,人工创造多倍体已完全成为可能。由于多倍体植物具有优质、抗逆性强、丰产性好等许多优点,所以在农、林、园艺上的应用前程似锦。