指北草
有趣的是地球上不但有以上所说的会指示南北方向的植物,在非洲南部的大沙漠里还生长着一种仅指示北向的植物,人们称它为指北草。
指北草生长在赤道以南,总是接受从北面射来的阳光,花朵总是朝北生长。可它的花茎坚硬,花朵不能像向日葵的花盘那样随太阳转动,因此,总是指向北面。
在草原或沙漠上旅游,如果了解了这些能够指示方向的植物的习性,就不会迷路了。
指南树
不仅草能指南北,而且还有指南的树。马达加斯加位于南半球,是非洲最大的岛国。在这个美丽的岛上生长着一种奇特的烛台树,这种树有7米多高,树干上长着一排排细小的针叶。让人惊奇的是,这种奇树不论长在山顶、山坡,还是山坳,也不论长到多高,那细小的针叶总是指向南极。
因此,当地人总是把这种树当作指南针。出没在茫茫森林里的大人和孩子,从不会迷路,看看烛台树的针叶,就可以确定方向了。
大家知道,指南针是利用磁铁在地磁中定向运动的原理制成的。这种树的树叶和草不是金属,更不会有磁性,是什么力量让它总是指向南极呢?答案还在进一步的研究当中。
能探矿的植物
有去无回的谷
在美洲一个神秘的山谷,那里土壤肥沃,风和日丽,但到那里居住的人,都很难逃脱死亡的命运,因此,当地的印第安人称它为“有去无回谷”。后来,欧洲移民来到那里,耕耘播种,种出了庄稼,获得了丰收。可是好景不长,一种莫名其妙的怪病使他们惊恐不安。患了这种病的人,眼睛慢慢失明,毛发逐渐脱落,最后体衰力竭而死亡。这个山谷又荒芜了。
直至第二次世界大战结束后,地质人员到那里探矿,才揭开了其中之谜。原来,那里地层和土壤中含有大量的硒,同时又缺少硫,植物为了能正常生长,就拼命地从土壤中吸收性质与硫相近的硒,以补充硫的不足。硒有毒,庄稼中富集了大量的硒,人们吃了之后就会患这种怪病而死亡。
地质学家弄清了“有去无回谷”的真相后,受到了很大的启发,并发现植物可以帮助人们找矿。在我国和朝鲜的边界地区,生长着一种铁桦树。它木质坚硬,甚至连铁钉都很难钉进去,这是由于它吸进了大量硅元素的缘故。因此,在铁桦树生长茂盛的地方,就有可能找到硅矿。
能预测矿种的植物
在我国的长江沿岸生长着一种叫海州香薷的多年生草本植物,茎方形,多分枝,花呈蓝色或蔚蓝色。科学家研究证明,它的花的颜色是铜给染上去的。海州香薷很喜欢吸收铜元素,当吸收到体内的铜离子形成铜的化合物时,便将花染成蓝色。所以,凡是这种草丛生的地方,就有可能找到铜矿。1952年,我国地质工作者从海州香薷大量生长的地方发现了大铜矿,因此,香薷又有了“铜草”的美名。
在乌拉尔山区,地质学家以一种开蓝花的野玫瑰为向导,发现了一个很大的铜矿。有人还根据一种叫灰毛紫穗槐的豆科植物,找到了铅矿。根据堇菜找到了锌矿。
此外,地质工作者还发现,在大量生长七瓣莲的地方,可能找到锡矿;在密集生长长针茅或锦葵的地方,可能找到镍矿;在茂盛生长喇叭花的地方,可能找到铀矿;在开满铃形花的地方,可能找到磷灰矿;在忍冬丛生的地方,可能找到银矿;在问荆、风眼兰生长旺盛的地方,地下往往藏有金矿;在羽扇豆生长的地方可能找到锰矿;在红三叶草生长的地方,可能找到稀有金属钽矿。
有趣的是一些生长畸形的植物,也往往是人们找矿的好向导。有一种猪毛草的植物,当它生长在富含硼矿的土壤中时,枝叶变得扭曲而膨大。青蒿生长在一般土壤中时,植株高大;而生长在富含硼的土壤中时,就会变成“小矮老头”。根据它们的这种畸形姿态,便可能找到硼矿。有的树木会患一种巨枝症,枝条长得比树干还长,而叶片却变得很小,这种畸形的树可指示人们找到石油。
根据植物花的颜色变化人们也可以找到相应的矿藏。比如,铜可以使植物的花朵呈现蓝色,锰可以使植物的花朵呈现红色,铀可使紫云英的花朵变为浅红色,锌可以使三色堇的花朵蓝黄白三色变得更加鲜艳,而锰又可使植物的花朵失去色泽。
由于植物具有将土壤中或水中的矿质元素浓集到体内的奇特本领,所以,它们不仅可帮助人们找矿,而且还是采矿能手。
能提取矿的植物
在地球上,有些矿物质比较分散,有的矿藏含量很低,提炼起来比较困难,开采需要付出很大代价,于是人们就用一些植物来帮助开采。例如,地质学家在揭示了有去无回谷的奥秘之后,就在那里种上许多紫云英,紫云英从土壤中吸收大量硒,积存在体内,然后人们把它割下来,晒干,烧成灰烬,再从灰中提取硒,每公顷紫云英可得到2000克的硒。
在巴西的缅巴纳山区,生长着许多暗红色的小草。这种草嗜铁如命,在体内富集了大量的铁元素,它的含铁量甚至比相同重量的铁矿石还高,因此,人们称它为铁草。把这种草收割起来,经提炼后即可得到高质量的铁。
无独有偶,有一种锌草喜欢生长在含锌丰富的土壤中,它的根系从土壤中吸收锌,然后贮存在体内。用锌草来提炼锌,从燃烧后的每千克锌草的灰烬中可得到294克锌。
黄金是贵重金属,将玉米种植在含有金矿的地方,便可以从玉米植株中提取金子。捷克科学家曾从1000克玉米灰里获得了10克金子。最近,日本地质学家发现马鞭草科的一种叫薮紫的落叶灌木,对金元素具有极强的吸收能力,所以,从这种植物体中也可以提炼得到金子。
钽是一种稀有金属,提炼很困难,但价格昂贵。紫苜蓿具有富集钽的本领,人们将它种植在含有钽的土壤中,从大约0.4平方千米的紫苜蓿中可提炼出200克的钽。另有一种亚麻植物,对铅元素具有较强的吸收能力,从它燃烧后的灰里,氧化铅含量可高达52%,简直成了植物矿石。
人们还可以利用水生植物从水中采矿或回收废水中的贵重金属。如生长在大海里的海带,能从海水中富集大量的碘元素,因此,人们就把它作为向大海要碘的好帮手。又如,水凤莲能从废水中吸收金、银、汞、铅等重金属。据测定,一亩水浮莲每4天就可从废水中获取75克的汞。
有些植物甚至还能替人们采矿呢!有一种植物叫红车轴草,又名红花苜蓿,它是一种很好的牧草,也可当作绿肥。它有一个特殊的本领,能吸收土壤中的稀有金属--钽。这种金属是机械工业和电子工业中不可缺少的物质,但天然的钽在地壳里不但很少,还很分散,很难采集。科学家曾想从红车轴草叶子中提取钽,由于耗费太大,不便推广。后来又有人发现红车轴草的花中含有大量的钽。于是培养了一种蜂,专门吃这种花的花蜜,然后再从蜂蜜中提取钽。700千克蜂蜜中可提取200克钽,而且蜂蜜的质量并不降低,仍可供人类食用。真是钽、蜜双丰收,一举两得。
正是因为植物具有富集一些矿质元素的本质。所以,人们可以有目的地筛选和培育出适当的植物,来帮助人类采矿。
植物探矿的奥秘
人们通过寻找“锌草”发现了锌矿,通过海州香薷发现了铜矿,通过某地区的向日葵冷杉等植物发现了一座金矿。那么,植物为什么能够指引人们探矿呢?
道理并不复杂。植物在生长发育过程中,必须从土壤中吸收各种矿物质。土壤中某种矿物质过多必然会影响到植物的生活。比如,开红花的野玫瑰如果吸收了大量的铜,就会开出蔚蓝色的花,这一异常变化就会提醒人们在当地可以寻找铜矿。又如海州香薷在含铜多的土壤中长得特别茂盛,人们追寻海州香薷的踪迹,就能够发现铜矿。
能预测环境的植物
神奇的指示植物
姹紫嫣红,满园鲜花;青松、翠竹,绿海无涯。在植物这个奇妙的王国里,还有些植物具有神奇的指示作用。如果你稍加留意的话,就可以发现一个有趣的现象:牵牛花的颜色早晨为蓝色,而到了下午却变成了红色。这是为什么呢?
原来,牵牛花中含有花青素,这种色素具有魔术师般的本领,当遇碱性时为蓝色,而遇酸性时又变为红色。随着一天从早晨至晚上空气中二氧化碳浓度的增加,牵牛花对它的吸收量也逐渐增加,花朵中的酸性也不断提高,从而造成牵牛花的颜色由蓝变红。由此可见,牵牛花对空气中的二氧化碳的含量具有指示作用,所以,称这类植物为指示植物。
随着人类对原子能的广泛利用,辐射危害也日益受到人们的重视。有一种叫紫鸭跖草的植物,它的花为蓝色,但受到低强度的辐射后,花色即由蓝变为粉红色,所以,紫鸭跖草是测量辐射强度的指示植物。
监测环境污染的植物
利用指示植物还可以监测环境污染的情况。比如,在绿化树种中,树姿优美、常年碧绿的雪松,对二氧化硫和氟化氢很敏感,若空气中有这两种气体存在时,它的针叶就会出现发黄变枯现象。因此,当见到雪松针叶枯黄时,在其周围地区往往可以找到排放二氧化硫和氟化氢的污染源。
科学家研究发现,高大的乔木、低矮的灌木和众多的花草,以及苔藓、地衣等一些低等植物,都可以作为监测环境污染的指示植物。它们是忠实可靠的“监测员”和“报警器”,在空间的不同层次组成了庞大的监测网。这些植物是:紫花苜蓿、雪松、日本落叶松、核桃、向日葵、灰菜、胡萝卜、菠菜、芝麻、栀子花等,可监测二氧化硫。
郁金香、落叶杜鹃、大叶黄杨、桃、杏、唐葛蒲等,可监测氟化氢。海棠、苹果、山桃、毛樱桃、小叶黄杨、油松、连翘、玉米、洋葱等可监测氟化氢。
女贞、樟树、丁香、牡丹、紫玉兰,垂柳、葡萄、苜蓿等可监测臭氧。向日葵、杜鹃、石榴等可监测氧化氮。矮牵牛、烟草、早熟禾等可监测光化学烟雾。
此外,落叶松可监测氯化氢,柳树、女贞可监测汞,紫鸭跖草可监测放射性物质。
指示植物能监测环境污染的奥秘
那么,指示植物为何能监测环境污染呢?因为不同植物在生理上存在着特异性,故对不同的污染物质,表现出的反应和敏感性也不一样,受害后出现的症状各异。当大气受到二氧化硫、氟化氢、氯气等污染时,这些有害气体可以通过叶片上的气孔进入至植物体内,受害的部位首先是叶片,叶片会出现各种伤斑,不同的有害气体所引起的伤斑也不一样。
二氧化硫进入植物体内,伤斑往往出现在叶脉间,呈点状和块状,颜色变成白色或浅褐色:氯能很快地破坏叶绿素,使叶片产生褪色伤斑,严重时甚至全叶漂白脱落。光化学烟雾含有各种氧化能力极强的物质,可使叶片背面变成银白色、棕色、古铜色或玻璃状,叶片正面出现一道横贯全叶的坏死带,严重时整片叶子变色,很少发生点状和块状伤斑。
二氧化氮使叶脉间和近叶缘处,出现不规则的白色或棕色解体伤斑。臭氧往往使叶片表面出现黄褐色或棕褐色斑点。氟引起的伤斑大多集中在叶尖和叶的边缘,呈环状和带状。指示植物不仅能告诉人们大气受到哪种有害气体的污染,同时还能粗略地反映出污染程度的大小。所以,人们称赞这些植物是保护环境的“监测员”。根据监测结果,即可采取有效治理措施。
指示植物监测环境污染的优点
(1)比使用仪器成本低,方法简单,使用方便,预报及时,适于开展群众性监测活动。在工厂的四周栽种上一些指示植物,既可监测污染,又美化了环境,一举两得。
(2)对污染很敏感,在人还未感觉到,甚至连仪器还测试不出来的时候,一些植物却出现了明显的受害症状后,或花朵变色、或叶呈斑点。
(3)植物不仅能监测现时的污染,而且还能指示过去的污染情况。比如,根据一些树木年生长量的变化,尤其是从树干的年轮来测定,估测过去30年中大气污染的程度,结果相当准确。而这些用一般仪器是测不出来的。
奇异的植物
会发“炮弹”的喷瓜
喷瓜是葫芦科喷瓜属植物。它是一种著名的会发射“炮弹”的植物,原产地中海地区,在我国有栽培。喷瓜的果实为圆柱形,长0.04米至0.06米,果实外皮有粗糙毛。
喷瓜的果实成熟后,生长着种子的多浆质的组织变成黏性液体,挤满果实内部,强烈地膨压着果皮。这时果实如果受到触动,就会“砰”的一声破裂,好像一个鼓足了气的皮球被刺破后的情景一样。喷瓜的这股气很猛,可把种子及黏液喷射出10多米远。因为它力气大得像放炮,所以,人们又叫它铁炮瓜。
更有趣的是凡是垂地的果实,其果柄都是倾斜向上,与地面成40度至60度夹角,可将种子喷射出数米甚至12米以外的地方,使数十枚种子遍撒在30平方米左右的面积上。不过,我们应当注意的是喷瓜的黏液有毒,不能让它滴到眼中。
含羞草的“炸药包”
含羞草是豆科含羞草属植物,是人们所熟悉的观赏植物,也是一种药用植物。秋季开淡紫红色的花,组成圆头状花序,在开花之后,能形成几个0.02米至0.03米长的荚果。等种子成熟时,就变成一包“炸药”。这时,只要有只昆虫轻轻地碰一下果壁,荚果里面蜷曲得像钟表发条似的分荚片,会把种子弹射出好几米远。豆科植物的许多种类都有在种子成熟时能炸裂的特性,例如,大豆、绿豆、赤豆等。这些植物当种子即将成熟时要及时收获,否则就会造成经济损失。