植物学 第八章 营养器官之间的互相联系及互相影响

第八章营养器官之间的互相联系及互相影响

以上各节分别阐述了根、茎、叶三种营养器官的形态、结构及其生理功能的一般规律。然后，必须明确一株植物的各营养器官在结构及功能上并不是孤立的，而是相互联系、相互影响的，充分体现着植物的整体性及生长相关性。

一、根、茎、叶之间维管系统的相互联系

在种子植物体中，维管组织在植物体内成为复杂而完整的体系，贯穿于植物体的各个部分，构成植物体的骨干，形成维管系统。

1. 根、茎间维管系统的相互联系

种子萌发时，胚轴的一端发育为主根，另一端发育为主茎，二者之间通过下胚轴连接。所以根与茎是一连续的植物体轴。然而，虽然根茎的初生维管组织是连续的，但其发生及结构特点却是不同的（根的初生维管组织是间隔排列，外始式木质部，茎的初生维管组织却是相对排列，内始式木质部。因此，在根茎的交界处，维管组织必须从一种形式逐步转变为另一种形式。这种使维管组织从一种组织形式转变为另一种形式的区域，特称为转变区（过渡区）。在此区域，表皮、皮层、中柱鞘及次生维管组织都是直接相连续的。

轴变区一般发生在下胚轴的一定部位，在这里，由于维管组织要从根部的初生维管组织转变为茎的初生维管组织，所以中柱的范围相当扩大，而且维管束按某种形式分叉、转位或合并。一般，根据维管束的变化情况，可将转变区分为四种类型：挂图P157 P127

属A种：如棉花

B种：南瓜、菜豆、早金莲、槭树

C种：苜蓿

D种：知母

然而，事实上，很多植物转变区的结构远比上述复杂，而且变异也多。如向日葵的根茎转变区，根中为四原型中柱，但茎却为六原型的结构。

但不论怎样，通过转变区，使根茎中的维管组织相连。

2. 茎、叶间维管系统的相互联系

叶、茎的维管束也是连接在一起的，而且以一定的规律相连接。

叶着生在茎的节上，茎维管束在节中分枝，进入叶柄，而后进入叶片并反复分枝形成各级叶脉。

茎中，维管束为外韧维管束，即木质部在内方，韧皮部在外方，二者并生，相对排列；当维管束进入叶后，叶脉中维管束则表现为木质部位于腹面（即靠近上表面），韧皮部位于背面（即靠近下表面），二者也为并生，相对排列。由引可见，茎、叶间的维管组织并未发生如根、茎间维管组织结构上的转位。

进入叶的维管束，从茎中分枝起穿过皮层到叶柄基部为止，这一段叫叶迹。每一叶的叶迹数目，从一个至多个，但每一种植物具有一定的数目。

由于维管束的分枝，在茎中叶迹的上方出现一个由薄壁细胞所填充的区域，称为叶隙。

枝的维管束，同样是从主干的维管束分枝而来的。主茎维管束分枝穿过皮层进入枝的部分叫枝迹。每一枝的枝迹一般为两个，也有一个的。

在枝迹的上方，也同样再现为薄壁细胞填充的区域，叫枝隙。

由上可见，植物体内维管组织，从根通过过渡区与茎相连，再通过枝迹和叶迹与所有枝、叶中的维管束相连，构成了完整的维管系统。从而保证了植物生活中所需水分、矿质元素及有机物质的输导和转移。

二、营养器官之间主要生理功能的相互联系

1. 植物体内水分的吸收、输导及蒸腾

水分在植物的生活过程中必不可少的，它维系着植物的生命，保证着植物的生长。

植物（尤其是陆生植物）对水分的吸收，主要是由根部的根毛区进行的，即：

土壤中的水分被根毛及根表皮所吸收，通过皮层、内皮层进入中柱，并由其木质部中的导管输送到地上部（茎、叶）中，其中输送到叶中的水分，98％又通过蒸腾作用散布到大气中。在植物体对水分的吸收、输导及蒸腾过程中，需要有一定的动力，这种动力来自两方面：一是由于根毛细胞产生的渗透压造成的主动吸收（根压）；另一是由于地上部分，尤其是叶子的蒸腾作用所产生的蒸腾拉力，从而进一步提高根部细胞的吸水强度。二者中以后者更重要。由此可见，根系的吸水活动与茎的输导、叶的蒸腾密切相关。

2. 植物体内有机营养物质的制造、运输、利用及贮藏

植物--绿色植物通过光合作用，把大气中的CO2和H2O，转变成为有机物，并把光能转变成为化学能并贮藏在有机物中。由此制造的有机物及贮藏的能量是植物生命活动中必需的物质基础及能量源泉。

植物进行光合作用的重要器官是叶。叶子制造的有机物，除少数供自身利用外，大多数都被运输到根、茎、花、果、种子等器官中去，这种有机物的运输，是通过贯穿于植物体各器官的韧皮部的筛管进行的；而筛管之所以可运输有机物，就在于筛管两端所具有的渗透压不同。渗透压高的一端，从其周围的细胞中吸水，从而又使该端的膨压加大，在一定膨压的作用下，筛管内所含的有机物便从一端（高的）压送到另一端（较低），这样，导致了有机物在筛管里的运输。

因此，植物在生长过程中，如果韧皮部受到破坏，也即筛管受到破坏，如像环割、剥皮，这样也就破坏了运输途径，从而影响到植物的生长，甚至导致死亡。

在根系中合成的氨基酸、酰氨等含氮有机物也是经筛管运输到地上各器官中。

在植物体中，有机物的运输方向有一定的规律，通常与植物的生长有关。一般，幼嫩的、生长旺盛的、陈新代谢较强的器官及组织，常常是有机物运输的主要方向。因此，随着植物的生长、发育，在不同的生育期，有其不同的生长中心，从而也促使体内有机物运输方向的不断改变。例如：小麦在分蘖期，其上层成长叶片中的光合产物主要转移到主茎上的幼叶及幼小的分蘖，而下层叶则为根系的发育提供养料；而到了拔节期，光合产物主要运输到生长旺盛的叶及正在伸长的节间，其次是小分蘖。

此外，许多植物都具有贮藏有机物质的能力，大凡这类植物通常都具有发达的块根、块茎等贮藏器官。如马铃薯（块茎）、甘薯（块根）等。

从上述的有机物在植物体内的制造、运输及贮藏过程，是与植物体内所进行的光合作用、输导作用、吸收作用及生长发育等各项生理功能密切相关的，从而说明了各器官的主要生理功能的相互联系。

三、营养器官的生长相关性

植物的每一个器官的发育，在一定程度上都要受到其他器官生理活动过程的影响。这种影响导致了植物各器官之间，在生长过程中存在着相互促进或相互抑制的关系，这便为生长相关性。

表现在几方面：

（一）地上部与地下部的生长相关性--根条比率

正如所知，植物体所需的水及盐类由根部吸收，所需的有机物则由地上部（主要由叶）来提供。地上部与地下部这种生理上的相互关系，必然导致二者在生长上出现一定的比例关系，称为根条比率。

一般来说，种子萌发时，胚根先生长，待其长到一定程度时，胚芽才伸出土层形成地上部分。由此说明，地上部的生长依靠于地下部。以后的生长也依然如此，根系的发育密切地关系着地上部的发展。同时，在耗尽了种子中所贮藏的有机物以后，根生长发育所需要的有机物，就必然依靠地上部分。