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植物“肠胃”

已有 5113 次阅读 2020-12-13 11:02 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦

植物“肠胃”

1.动物的消化吸收系统

动物都有复杂的消化系统。人的消化系统主要包括口腔,胃,肠,肝脏,胆囊等消化器官。食物从口腔摄入,进入胃,进行初步加工,磨碎后与胃液搅拌均匀进入小肠;肝脏、胰脏分泌的消化酶同步进入小肠。经口腔摄入,通过胃,进入小肠的淀粉、蛋白质等食物,分子量很大,人体组织无法直接吸收,必须在小肠内进行复杂的水解反应,将食物的有机大分子用“酶刀”分解成人体能吸收利用的小分子营养物质。如将淀粉水解为葡萄糖,蛋白质水解为氨基酸,脂肪水解为小分子脂肪酸等。这些小分子水解产物被小肠吸收后进入血液,通过血液循环系统运输到全身各个器官,组织和细胞,为人体生命活动提供营养和能量。

小肠内食物水解剩余的残渣,进入大肠。大肠内生活着大量各种各样的细菌,这些细菌利用来自小肠的食物残渣中的营养物质生长繁殖,在细菌细胞内合成并向胞外分泌多种小分子代谢产物,这些代谢产物和残渣中的水分被大肠吸收,也进入血液循环系统,被运输到全身各器官组织。

大肠内剩余食物残渣以粪便的形式排出。

成年人的小肠长度约7米,大肠约3米。小肠是人体主要的食物消化和营养物质吸收器官;大肠,则是肠道细菌的“发酵罐”,兼有水分和少量养分的吸收功能。

2.植物的吸收器官

植物不具备动物复杂的消化系统,但植物生长繁殖也需要吸收营养和水,也需要养分消化吸收系统。植物没有消化器官,只有吸收器官。因此,植物对外界提供给它们的营养物质非常“挑剔”:只接受水溶性无机物和小分子有机物,“拒不接受”动植物残体等大分子营养物。面对土壤中的大量动植物残体,植物最大的吸收器官根系,却“束手无策”,“老虎吃天”,“望食物兴叹”。

自然界有大量动植物残体,可以作为植物的营养物质。如农作物收获后残留的秸秆和根系,枯枝落叶,动物的排泄物等。要想让植物将这些大分子有机物作为营养物,必须对这些“有机大分子”进行预“消化”处理:将其分解为植物可以利用的矿质元素及小分子有机物。

植物自身没有消化器官,动植物残体大分子的分解“消化”工作由自然界的微生物完成,主要是土壤微生物。土壤微生物相当于给植物根系做饭的“大厨”,承担着土壤中动植物残体的分解消化任务。

植物很“聪明”,将动物复杂的食物摄入、消化及吸收三个阶段简化,将类似于动物的食物摄入和吸收器官合并,仅保留吸收器官,专门负责营养物质的吸收,而将食物的消化任务,“外包”给土壤微生物。

植物有两种吸收器官,一是地下吸收器官根系,是植物的主要吸收器官;二是地上吸收器官叶片,是植物的辅助吸收器官。根系与叶片,是两个形态完全不同的器官,功能不同,但却具有共同之处:都具有养分吸收功能。分布于土壤中的根系,主要功能是吸收土壤中的矿质营养元素和水分。分布于空气中的叶片,主要功能是吸收空气中的二氧化碳。除了上述营养成分外,根系和叶片,都能吸收氨基酸等小分子有机物。

按吸收器官的形状,将分布于土壤中的吸收器官称为植物的“根状肠胃”,将分布于空气中的吸收器官称为植物的“叶状肠胃”。

3.“根状肠胃”的功能

植物的“根状肠胃”,具有多种功能,是植物的主要养分吸收器官。植物一生所需要的水分和矿质营养元素,都由根系吸收。生产1公斤稻谷,大约需要800公斤水,生产1公斤小麦,约需要350公斤水,这些水分主要通过根系吸收。溶解于土壤溶液中的氮磷钾等矿质养分,也靠根系吸收。除了矿质元素和水外,根系还能吸收土壤溶液中的小分子含碳有机营养物和氨基酸,吸收溶解于土壤溶液中的二氧化碳。

除了吸收功能外,根系还能合成多种有机物质供植物代谢使用。如氨基酸,生物碱,植物激素,维生素和促进开花的代谢产物;在受到病原菌等有害生物攻击时,根系还能合成“植保素”,启动植物的“自卫反击战”,防御有害生物侵染。

此外,根系还能合成并向土壤中分泌近百种重要物质,如糖类,氨基酸,有机酸,生物素,维生素,核苷酸及多种酶。这些化合物对植物生长,抗病,土壤中动植物残体分解消化及对土壤微生物生长繁殖均有重要作用。根系分泌的各种水解酶,是土壤中动植物残体分解消化的“催化剂”。

如果植物根系庞大发达,在土壤中分布范围广,健康无病,对养分和水分的吸收功能强,就意味着植物“肠胃”功能好,对施入土壤的肥料利用率就高,植物就营养充足,营养均衡,植物就生长健壮,免疫力强,抗病抗虫能力强,自然产量高,品质好。

植物营养不良,长势弱,对病虫害的抗性差,病虫害就严重。

植物的营养状况,决定着植物的健康水平。在土壤养分不缺的情况下,根系大小和吸收能力强弱,决定着植物的营养状况,进而决定着植物的健康水平。

4.“叶状肠胃”的功能

分布在空气中的绿色叶片是植物的“叶状肠胃”,是二氧化碳的专用吸收器官。“叶状肠胃”的主要功能是光合作用:即通过叶片上的气孔,将空气中的二氧化碳吸收进绿色叶片,在叶片中的叶绿体内与水结合,在太阳的“撮合”下合成葡萄糖,再运输到植物的各个组织中,供植物生长,果实与种子形成。

植物的“叶状肠胃”,除了完成二氧化碳吸收任务外,还有一个重要功能:兼职其他可溶养分的吸收任务,能直接快速吸收叶面上的小分子营养物进入植物体。“近水楼台先得月”,叶片吸收和利用营养物质的效率远高于根系。“根状肠胃”的养分吸收量大,但不具备“叶状肠胃”的便捷优势。

“根状肠胃”吸收的营养物质,要通过茎秆进行“长距离运输”,才能到达叶片。如高秆作物中的玉米高粱等,“身高”两米以上,根系吸收的营养物质要到达叶片,需要经过漫长的“跋涉”,从养分吸收到利用,必须经过“漫长的运输线”,远不如“叶状肠胃”简捷:养分的吸收与利用同步进行,“即吸即用”。

在叶片上施肥,营养物质能“一步到位”,直接进入叶片组织内,直接到达光合作用和其他合成作用最旺盛的器官,直接进行一系列生理生化反应,进而制造出植物生长所需的各种生物大分子和小分子物质。

由于“运输距离短”,叶片吸收的营养物质可以快速供给植物利用,效率高。因此,在植物生长的关键时期,通过 “叶状肠胃”给植物补充营养,较之土壤施肥,更高效快速,“好钢用在刀刃上”,且能消除施入肥料在土壤中发生的一系列复杂物理化学反应,从根源上防止了土壤对营养元素的固定和无效化,可大幅度提高养分利用率。

除了提供营养外,科学的叶面施肥还有更重要的作用:对“叶状肠胃”的“滋养保护”作用。如果向叶面肥中加入一些具有抗菌抗虫促生作用的微生物代谢活性物质,就能减少减轻有害微生物和昆虫对叶片的破坏作用,延缓叶片衰老,延长“叶状肠胃”寿命,并增强叶片的多种生理功能,提高叶片光合速率,增加光合产物累积量,实现农作物的优质高产高效。我们研发的放线菌液肥就有上述效果。

因此,可将放线菌液肥称为植物“叶片保护神”

5.土壤微生物对植物营养物质的“消化功能”

植物吸收营养物质时,对“食物”的分子大小要求很严:“根状肠胃”只能直接吸收水溶性氮磷钾钙镁硫等矿质营养元素,及氨基酸等小分子有机营养物质。存在于土壤中的植物所需矿质元素,大部分以可溶性或不溶性矿物态存在,其余部分牢固“藏在”动植物残体中,不溶于水,根系无法直接吸收利用。

植物没有消化器官,自己不能独立将自然界的大分子有机营养物质消化成小分子营养物,需要大量“志愿者”帮忙:预先将其分解“消化”。大自然已给植物安排好“厨师”,已将这个艰巨任务“压”在土壤微生物“肩上”,将需要植物自己承担的“食物”消化任务,分配给土壤微生物完成。

土壤中有数以亿计、种类繁多的微生物。有许多土壤微生物具有分解消化动植物残体的功能。这些 “根状肠胃”的“厨师”,“众星捧月”般围着根系,甘心情愿为根系服务:把土壤中的动植物残体作为“食材”,通过复杂的分解反应,加工消化成根系能直接“食用的”小分子有机养分和植物需求量最大的可溶性氮磷钾等元素。植物的“根状肠胃”过着“饭来张口”,“坐享其成”的生活:只需直接从土壤中将微生物降解释放的矿质元素和有机小分子物质 “吃进去”就行了。

土壤微生物是根系的“厨师”。土壤微生物愈多,分解功能愈强大,做出来的“饭菜”愈多愈可口,根系吸收愈多,生长就愈快。根系愈庞大,植物“根状肠胃”的“胃口”就愈好,对养分的吸收容量就愈大,吸收能力就愈强,植物就愈健康,高产优质高效,“渠成水到”。

在土壤中,动植物残体的“消化”过程,类似于动物胃肠内进行的淀粉和肉类等食物的消化过程。

动物小肠内的消化酶是动物肝脏和胰腺产生,土壤中动植物残体分解所需的“消化酶”,是由土壤微生物提供。故土壤微生物的数量和种类,决定着提供给土壤的“消化酶”的多少,决定着植物营养物质消化速度与数量。想法设法增加土壤微生物的数量,优化微生物种群结构,是增强土壤中植物营养物质消化能力的重要途径。

植物的“根状肠胃”在利用土壤微生物为自己加工可溶性无机物和有机小分子营养物的同时,自身还向根系周围土壤中分泌释放大量有机物,“吸引”来各种各样的微生物。在这些“吸引”的微生物中,有的与根系无关,“鸡犬之声相闻,老死不相往来”;有的微生物对根系生长有益,是根系的“好朋友”,支持和保护根系健康生长;有的微生物对根系有害,抑制根系生长,甚至破坏根系结构,是根系的“敌人”,这些有害微生物会给根系带来“杀身之祸”。

6.土壤优势微生物决定着植物的“命运”

当植物根系分泌物中含有某种特殊成分,吸引来有害微生物,并促进有害微生物大量繁殖,“根状肠胃”就 “大祸来临”。这些数量巨大的“害群之马”,就会抑制有益菌生长,释放出有害物质,阻止根系生长,或破坏根系结构,导致根系腐烂,使“根状肠胃”发生“溃疡”。此时,“根状肠胃”对土壤中养分的吸收能力变差,或丧失,植物就会停止生长或死亡。

如果根系分泌物吸引来的土壤微生物是“善良”的有益微生物时,不仅能使根系保持正常生长,还能刺激根系发育,使根系体积增大,分布范围扩大,吸收能力增强。在此情况下,植物的“根状肠胃”功能好,对水分养分的吸收能力强,植物生长必然健康无病,高产优质。

土壤微生物个头很小,肉眼看不见,但数量巨大,作用强烈。在科学研究中,将土壤中绝对数量大,在所有微生物中所占比例高,处于土壤微生物世界“统治地位”的微生物,称为“优势微生物”。

根系周围土壤中的优势微生物,掌握着对植物的“生杀大权”,决定和控制着植物的命运。

多年来,我们通过对多种作物连作障碍发生机制的系统研究,已发现了这一秘密!

我们已能人为控制植物根系周围土壤微生物的种类数量,让“好微生物”占优势,成为根系周围土壤微生物世界的“主宰者”,让 “坏微生物”永世不得“翻身”,以保证根系健康生长,作物健康生长。

7.拯救和保护植物的“根状肠胃”

虽然植物根系能吸引“善良微生物”,但自然界的真实情况是,植物根系分泌物常常“有眼无珠”,“良莠不辩”,往往“引狼入室”,“引火烧身”,“自掘坟墓”,将有害微生物吸引到根系“身边”,并让这些有害微生物大量繁殖,成为根系周围土壤中的优势微生物。

当植物根系分泌物吸引来的土壤微生物是“邪恶”的有害微生物或病原菌时,根系生长缓慢,或根系组织遭到破坏腐烂,“根状肠胃”功能丧失,植物生长差,或死亡。

农作物发生连作土壤障碍,原因很多,但其中最重要的原因之一,就是有害菌在根系周围土壤中大量繁殖成灾,“祸水横流”,有益微生物大幅度减少或消失造成的。

人类的生存温饱靠农作物提供衣食。

人类不能袖手旁观,任由坏的微生物摧残破坏农作物的“根状肠胃”。

我们已经找到和掌握了从植物根系周围土壤中筛选“武艺高强”,能熟练使用“十八般兵器”的“多功能防病促生放线菌”的方法。

我们已经利用这些方法,从中国西北极端生境中分离筛选出大量的有益放线菌,并经过平皿试验,盆栽试验,田间小区试验,大面积验证试验层层“考试”,选拔出一批具有显著防病促生作用,在生产上有实用价值的“多功能放线菌”。其中,有几株已在生产中推广应用,在不同地区的多种作物上显示出了良好的防病促生效果,证明了,改变和优化作物根区土壤中的优势微生物种群,就能预防根系病害发生,保证作物健康生长,优质高产高效。

我们已经利用工业发酵技术,对这些能保护和增强植物“根状肠胃”功能的放线菌进行人工培养,使这些多功能有益放线菌大量繁殖,以制造出足够多的多功能放线菌剂。

我们已通过施肥接种的方式,把这些有益放线菌“派遣”到农作物根系周围土壤中,阻止有害微生物大量繁殖,刺激帮助根系快速生长,防止“根毁植株亡”悲剧出现。

这些数量巨大,生性“善良”,“救死扶伤”能力强大的放线菌,进入根区土壤后,会猛烈“打击”、消灭或抑制根系周围土壤中的有害微生物,阻止有害菌和有害土壤动物生长,使有害微生物和有害土壤动物数量大幅度减少;分解消除根系分泌的有害自毒物质;刺激根系生长,恢复增强“根状肠胃”功能,尽心尽力为根系服务,使植物能吸收到大量营养物质,使植物生长快,健康强壮,优质高产。

防病促生多功能放线菌,是“根系保护神。”

8.根系是农作物健康高产优质之父

“根状肠胃”是植物矿质营养和水的主要吸收器官,植物生长所需要的氮磷钾钙镁硫等大量营养物质,都是通过“根状肠胃”吸收的。植物生长所需的大量营养物质,主要来自土壤。

因此,植物生长所需的大量营养物质,必须通过土壤施肥提供。

人的肠胃功能好,对食物的消化吸收能力强,人的营养供给充分,人就身体健康,免疫能力强,不轻易得病,即使得病,也很轻,痊愈快。

同样道理,植物根系愈发达,“根状肠胃”愈健康,对土壤中养分和水分的吸收利用能力就愈强,植物生长愈好,抗逆性愈强,产量愈高,品质愈好。

根系,是植物健康无病,高产优质的源头。

养好根系,保护好根系,使根系发达健康,植物健康与高产优质就有了80%的保证。

因此,“根系是农作物健康高产优质之父”。

9.叶片是农作物健康高产优质之母

“叶状肠胃”为植物提供合成碳水化合物需要的碳。“叶状肠胃”是植物制造碳水化合物需要的碳原子的主要来源。幸运的是,空气中有大量的二氧化碳,不需要人们花钱购买。

除吸收二氧化碳外,“叶状肠胃”还能为植物吸收氨基酸等小分子有机营养物质及微量元素。

叶面施肥,排除了土壤对养分的固定失效等不良作用,肥料用量少,利用率高,快速起效。

如果在叶面肥加入某些微量元素和微生物代谢形成的特殊成分,还可产生下列重要作用:

促进植物开花;提高结实率;提高光合效率;延缓叶片衰老,减轻或防止病虫对叶片的危害,保持叶片旺盛的代谢活性。这些功能,对植物健康生长,高产优质,能起到“半两拨千斤”,“画龙点睛”的作用。

碳水化合物,是植物体的主要成分,是蛋白质、核酸、脂肪等植物大分子合成必不可少的骨架,农作物籽粒果实形成之源。“叶状肠胃”是二氧化碳摄入的主要通道,是碳水化合物合成的主要车间。

因此,“叶片是农作物健康优质高产之母”。

10.农作物“肠胃”保卫战

根系发达健康,叶片无病长绿晚衰,农作物则必然健壮生长,优质高产。

农作物的“根状肠胃”功能好,“叶状肠胃”功能好,农作物健康,优质高产。

谁发现了这个秘密,谁能养护好“根状肠胃”,就成功了80%

如果还能懂得“叶状肠胃”的重要性,养护好“叶状肠胃”,高效利用“叶状肠胃”,就能事半功倍!

种植业要优质高产,就必须打胜植物“肠胃”保卫战。

 

薛泉宏于2020.12.13.07:12  陕西杨陵田园居




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