呼吸作用的類型及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生活中的應(yīng)用

張麗娜

摘要闡述了呼吸作用的類型、影響呼吸作用的外界因素，并對呼吸作用在糧食儲藏、果蔬儲藏和農(nóng)作物栽培等方面的應(yīng)用做了研究，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活有重要的意義。

關(guān)鍵詞呼吸作用；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；生活；應(yīng)用

中圖分類號S311文獻(xiàn)標(biāo)識碼B文章編號 1007-5739（2009）03-0253-01

呼吸作用是一切活細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過某些代謝途徑使有機(jī)物氧化分解，從而釋放能量的過程，除了綠色細(xì)胞可直接利用太陽能進(jìn)行光合作用外，一切生命活動所需要的能量都依靠呼吸作用，呼吸是活細(xì)胞共同的特征。有生命，就有細(xì)胞呼吸。

細(xì)胞呼吸既能釋放能量滿足農(nóng)作物各種生理過程的需要，它的中間產(chǎn)物又是農(nóng)作物體合成其他重要物質(zhì)的原料，植物體內(nèi)各種有機(jī)物之間的相互轉(zhuǎn)變就是通過細(xì)胞呼吸聯(lián)系起來的。生物的一切生命活動都離不開能量，細(xì)胞呼吸是提供能量的主要途徑。理解呼吸作用的原理和影響呼吸作用的影響因素等知識對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活有很重要的意義。

1呼吸作用的類型

1.1有氧呼吸與無氧呼吸

按照是否有氧氣參加，可以把植物的呼吸作用分為有氧呼吸和無氧呼吸2種類型。在通常情況下，呼吸作用都有氧氣的參加；植物在缺氧情況下，可進(jìn)行無氧呼吸。無氧呼吸是植物在進(jìn)化中保留的對短暫缺氧的一種適應(yīng)，以暫時(shí)維持生存。但是植物不能長期生活在缺氧環(huán)境下，否則會導(dǎo)致死亡。剛剛收獲的種子長期堆放而變質(zhì)等就是由于植物細(xì)胞進(jìn)行了無氧呼吸的結(jié)果。

1.2維持呼吸與生長呼吸

生長旺盛和生理活性高的部位如新葉呼吸作用所產(chǎn)生能量及中間產(chǎn)物，大多數(shù)用來建造構(gòu)成細(xì)胞生長的物質(zhì)，因而呼吸效率很高。但在另一些已生長成熟的組織或器官內(nèi)，生長活動已經(jīng)停止，這時(shí)呼吸作用消耗物質(zhì)所產(chǎn)生的能量除部分用于維持細(xì)胞的活性外，有相當(dāng)部分產(chǎn)生的能量以熱能形式散失，因而呼吸作用的效率低。根據(jù)上述情況，可以把植物呼吸分為2類，一類是維持呼吸，其作用僅僅是保持細(xì)胞的活性；另一類是生長呼吸，包括結(jié)構(gòu)大分子合成、離子吸收等。

2影響呼吸作用的外界因素

2.1水分

細(xì)胞的含水量對呼吸作用的影響很大，在一定范圍內(nèi)，呼吸作用強(qiáng)度隨含水量的增加而加強(qiáng)，隨含水量的減少而減弱。植物體一般生活在水分充足的環(huán)境中，吸水較多，呼吸作用有增強(qiáng)的傾向。禾谷類種子在風(fēng)干狀態(tài)下，呼吸作用很微弱，當(dāng)種子含水量超過15%時(shí)，呼吸作用急劇加強(qiáng)。

種子含水量增加、呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)的原因是種子中自由水很少，細(xì)胞質(zhì)為凝膠狀態(tài)，當(dāng)自由水超過一定的量，細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶膠狀態(tài)，呼吸酶的活性就加強(qiáng)了。

2.2溫度

呼吸作用是一系列極其復(fù)雜的生化反應(yīng)組成，生化反應(yīng)都是酶促反應(yīng)，溫度影響酶的活性，主要是影響呼吸酶的活性，從而影響呼吸作用。一般而言，在一定的溫度范圍內(nèi)，呼吸強(qiáng)度隨著溫度的升高而增強(qiáng)。呼吸作用的最適溫度為30～40℃，這比光合作用和生長的最適溫度高。因此，在呼吸最適溫度下對植物的生長不利。根據(jù)溫度對呼吸強(qiáng)度的影響原理，在生產(chǎn)實(shí)踐中貯藏蔬菜和水果時(shí)應(yīng)該降低溫度，以減少呼吸消耗。

2.3氧氣與二氧化碳

當(dāng)外界環(huán)境中的二氧化碳濃度增加時(shí)，不能及時(shí)給植物提供分子氧，有氧呼吸強(qiáng)度減慢。有氧存在的情況下，無氧呼吸往往會受到抑制。在一定范圍內(nèi)有氧呼吸的強(qiáng)度隨氧氣濃度的升高而增大，氧氣對無氧呼吸有抑制作用。

3呼吸作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生活中的應(yīng)用

3.1在糧食貯藏中的應(yīng)用

種子是有生命的有機(jī)體，不斷進(jìn)行呼吸作用。若呼吸速率太快，會引起有機(jī)物的大量消耗；呼吸釋放的水分和呼吸放出的能量，都會使呼吸進(jìn)一步加強(qiáng)，最后導(dǎo)致發(fā)熱霉變，使糧食變質(zhì)。因此，在貯藏過程中，必須降低呼吸速率，確保貯糧安全。

糧油種子的貯藏，必須降低含水量，曬干使種子呈風(fēng)干狀態(tài)，使呼吸降至最低，以減少有機(jī)物消耗。如果種子含水量過高，呼吸加強(qiáng)，使貯藏的種子溫度上升，反過來又進(jìn)一步促進(jìn)種子的呼吸，使種子品質(zhì)變壞。另外，糧庫要干燥通風(fēng)。有條件的糧庫可以采用充氮保糧技術(shù)，通過調(diào)節(jié)氣體成分抑制種子的呼吸，同時(shí)又起到殺滅害蟲和抑制微生物活動的作用，儲藏效果比較理想。

3.2果蔬貯藏中的應(yīng)用

果蔬貯藏不能干燥，因?yàn)楦稍飼斐砂櫩s，失去新鮮狀態(tài)，但柑橘、白菜、菠菜等貯藏前可輕度干燥，以減少呼吸。根據(jù)氧對呼吸作用影響的原理，在貯存蔬菜、水果時(shí)降低氧的濃度，一般降到無氧呼吸的消失點(diǎn)；如降得太低，植物組織就進(jìn)行無氧呼吸，無氧呼吸的產(chǎn)物（如酒精）往往對細(xì)胞有一定的毒害作用，影響蔬菜、水果的貯藏保鮮。

在水果和蔬菜的保鮮中，常通過控制呼吸作用以降低它們的代謝強(qiáng)度，達(dá)到保險(xiǎn)的目的。例如，某些果實(shí)和蔬菜可在低溫下或降低空氣中的氧含量及增加二氧化碳的濃度，減弱呼吸作用，使整個(gè)器官代謝水平降低，延緩衰老。

3.3在農(nóng)作物栽培中的應(yīng)用

因?yàn)榧?xì)胞呼吸對農(nóng)作物的生理過程有如此廣泛、重大的影響，所以很多農(nóng)業(yè)栽培和田間管理措施都是為了保證農(nóng)作物的細(xì)胞呼吸正常進(jìn)行。在生產(chǎn)實(shí)踐中，根據(jù)需要常采取一定措施促進(jìn)或抑制呼吸作用。例如在作物栽培中，采取中耕松土、防止土壤板結(jié)等措施，以保證根的正常呼吸作用。農(nóng)作物栽培中有許多生理障礙，也是與呼吸有直接關(guān)系的。澇害淹死植株，是因?yàn)闊o氧呼吸進(jìn)行過久，累積酒精而引起中毒；干旱和缺鉀能使農(nóng)作物的氧化磷酸化解偶聯(lián)，導(dǎo)致缺乏能量供給，造成植物生長不良甚至死亡。

4參考文獻(xiàn)

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