植物是自然界中的主要形態(tài)之一,是我們身邊最熟悉的事物,它們往往靜靜佇立或是提供給人類必須的食物、工業(yè)原料。植物的生長在內部生理狀態(tài)方面,主要表現(xiàn)在莖流速度、激素、葡萄糖等小分子和pH的變化。因此就發(fā)明了許多可以監(jiān)測研究以上變化的一起。比如利用植物莖流測量儀來測量植物的莖流速度,以西瓜為例,科研人員發(fā)現(xiàn)了西瓜更喜夜間生長。
科研人員在西瓜莖稈上幾個關鍵位點部署了莖流傳感器,長期無損地觀察了水分在西瓜葉片、果實、莖稈等不同器官上的動態(tài)分配情況。通過對莖流數(shù)據(jù)的分析,研究團隊首次發(fā)現(xiàn)了西瓜果實生長與光合作用不同步的現(xiàn)象。
科研人員解釋,西瓜果實的組成絕大部份是水(95%左右),然而莖流傳感器測量發(fā)現(xiàn):在白天只有極少部分水被運輸入果實用于生長(5%),絕大部分水被葉片蒸騰作用消耗掉;但是到了夜間,幾乎所有的水分都被運輸?shù)焦麑?,絕對莖流量相對日間增加了10倍。“白天積累的光合產(chǎn)物導致的滲透勢差應該是夜晚莖流激增的主要原因。同時,夜晚沒有蒸騰作用消耗水分,促使大量徑流輸入到西瓜果實,從而實現(xiàn)了果實的重量增加與體積膨大。
科研團隊表示,水是珍貴的農(nóng)業(yè)資源,基于莖流對西瓜等耐旱作物體內水分運輸和抗旱機理的解析,將為全球干旱地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、節(jié)水灌溉、抗旱作物選育提供新的理論依據(jù)和技術支持。