春天來了,看著農田里人們忙碌的身影,你可能會隨口背出這句詩:“春種一粒粟,秋收萬顆子。”
那么,你有沒有想過這樣一個問題:一粒小小的種子,怎么能變出那么多糧食呢?
其實,早在400年前,有些人就思考過這個問題。很早的時候,有學者認為,植物不斷生長,重量也不斷增加,增加的那部分,應該就是植物吸收的水。
你肯定會搶著回答:不能。的確,我們都知道,種莊稼很辛苦,要播種、澆水、松土、施肥、除雜草……付出很多辛勤的勞動,莊稼才能長得好,一粒種子才有可能變成很多糧食。
那么,植物生長的“魔法”到底是什么呢?
為了破解植物生長的“魔法”,科學家們做了大量科學實驗,經過100多年的不斷研究,終于在1771年發現了綠色植物的光合作用。原來,綠色植物在光的照射下,會通過氣孔吸收二氧化碳,放出氧氣。
1804年,一位科學家通過實驗,證明水也參與了綠色植物的光合作用。
那么,除了二氧化碳和水,還有什么參與了光合作用?光合作用的產物除了氧氣,還有什么呢?
又經歷了60年的科學研究,1864年,一位德國學者觀測到葉片里有一個小小的“化工廠”。
原來,葉片細胞中有一種叫作葉綠體的結構,在光照的作用下,葉綠體中竟然有糖和淀粉的積累。要知道,它們都是植物生長離不開的營養物質。
哇,原來光合作用就是植物生長的“魔法”!
后來,科學家進一步研究發現,光合作用發生的場所是葉綠體,原料是二氧化碳和水(它們都屬于無機物),能源是陽光,產物是氧氣和碳水化合物(糖或淀粉)等有機物,正是這些有機物構成了植物的軀體。
你看,這樣的科學發現是多么不容易啊!科學家們花費了很多年的時間,才對光合作用有了一個初步的認識,知道了光合作用的基本原理。
光合作用真是太神奇了,它是地球上最重要的化學反應,對生物界和農業生產具有重大作用。可以說,擁有葉綠體的眾多綠色植物,是世界上最龐大的綠色化工廠,它們從種子萌發開始,依靠光合作用,使根、莖、葉不斷生長,直到開花、結果,最后形成多種多樣的種子。這些植物的產物,一部分作為農產品,滿足了我們的需要。
你可能想不到,科學家發現,農作物的干物質有90%~95%都來自光合作用。因此,提高農作物的光合作用效率,是獲得農業豐收的關鍵所在。
經過多年研究,科學家們找到了一些好辦法。你可能也想到了,要提高農作物的光合作用效率,當然要讓農作物多一些。對,這的確是一個好辦法,科學家們把這種方法叫作合理密植,就是在種植農作物的時候,行與行之間、株與株之間,距離都要合理,密度要適當。這樣,每株農作物都能充分接受陽光,有利于光合作用的發生。
順著這個思路,你可能會想,還有一個好辦法,就是讓農作物多曬太陽。光合作用的能源的確是陽光,那么,是不是陽光越充足越有利于農作物的生長呢?
不是的。科學家們研究發現,有些農作物屬于陽生植物,比如水稻、玉米、向日葵等,它們進行光合作用時需要較強的光照,也就是說,想讓它們長得好,就要把它們種在陽光充足的地方;有些農作物屬于陰生植物,比如胡椒、人參,它們進行光合作用時不需要太強的光照,想讓它們長得好,就要把它們種植在光照不太強的地方。
科學家們還發現,不同顏色的光對農作物光合作用有不同的影響。在能量相等的情況下,紅光和藍紫光有利于提高綠色植物的光合作用效率,而黃綠光不利于提高光合作用效率。而且,不同顏色的光對光合作用產物的成分也有影響:在藍紫光照射下,光合作用產物中蛋白質和脂肪的含量較多;在紅光照射下,光合作用產物中糖類的含量較多。所以,人們可以用不同顏色的光進行人工光照,或者用不同顏色的塑料薄膜搭建大棚,來調節農作物生產。
對了,是二氧化碳,因為它是光合作用的原料嘛。但是,二氧化碳的濃度越高越好嗎?
也不是。科學家們發現,二氧化碳到了一定濃度以后,再給農作物“吸”更多的二氧化碳,光合作用效率反而降低了。所以,種植農作物的時候,可以使用二氧化碳發生器,讓二氧化碳保持合適的濃度,這樣有助于提高農作物的光合作用效率。
還有一點你可能沒想到,就是合理施肥。因為光合作用中,糖和淀粉的積累還需要氮、磷、鉀等礦質元素,所以,種植農作物時合理施肥,也有利于提高農作物的光合作用效率。
以上這些好辦法,已經在農業生產中被廣泛使用了。隨著農業科技的發展,科學家們研究發現了更多的好辦法,提高農作物的產量。
來源: 重慶市產學研合作促進會