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第一章 基础知识

耶和华阿，你所造的何其多！都是你用智慧造成的；遍地满了你的丰富。

- 诗篇一百零四篇24节

l 认识菜园植物

到乡间的菜地里看一看，你能认得几种蔬菜？

l 植物的构造

地球上的植物千差万别，即使在一个小小的菜园里，每种植物也各不相同。但是，大部分的植物，尤其是菜园里的植物，都有着相似的构造。它们都有着根、茎、叶、花、果（种子）等器官。而每一器官，按着上帝奇妙的安排，都对植物的生存、繁衍起到某种作用。

l 植物的根

你见过农民在水稻田里插秧吗？那秧苗的根就像老人家的胡须一般。许多植物，如棕榈、小麦、玉米等，也象水稻一样，长着无数纤细的根，向四面八方伸展。这种根叫做须根。

长着须根的植物

另一些植物的根，如胡萝卜、花菜、蒲公英，却不一样。它们长着一条明显的主根，直直的往下生长，主根上又分生出许多侧根，倾斜或水平的伸展。这种根叫直根。

蒲公英的直根

每条根都会长出许多支根，支根又生出许多次级支根。如果把这些根、支根全部连接起来，你猜一猜会有多长？ 不是几厘米、几米，而是几十公里、几百公里长！比如，一棵黑麦的支根总共有1300万-1400万条，如果把它们连接起来，可达623公里长！另外，每条根上还长着细小的根毛。一棵植物的根毛多达140亿条，如果把它们连接起来，总长度可达9654公里呢！

根的顶端部分叫做根冠。根冠非常坚韧，有钻探能力，能穿透土块，绕过石头，甚至能扎入岩石的缝隙，寻找和吸收水分和养分。紧接在根冠后面的是生长区，通过根细胞分裂与增大，不断推动根冠向前进。生长区之后是伸长区。

根的构造

根除了能将植物固定在地上，使其不致东倒西歪，还能通过根毛吸收土壤中的水分和养分，而根毛是通过渗透作用完成这一任务的。

什么叫渗透作用呢？我们知道煮菜的时候，如果在锅里撒盐，不一会儿，菜里的水分就会出来，而汤里的盐分也会渗入菜， 直到菜和汤一样咸。这就是渗透作用的缘故，即物质会从高浓度区向低浓度区扩散，直到两边浓度达到平衡。当土壤中水分和养分的浓度高于根毛细胞内部的浓度时，养分就会穿过根毛细胞壁流入根毛。

由于根毛细胞壁的孔隙非常小，只有水分子，以及溶解于水中的矿物质分子才能穿得过。那些不能溶解于水的养料就不能被根所吸收了。

由于植物的叶子不断的蒸发水分，各部器官不断的消耗养分，一般来说，植物总是从土壤中吸收水分和养分，而不会流失水分和养分。

豆科植物有着非常特别的根。它们的根上长着一些“小瘤”，里面住着根瘤菌。这些微生物能将空气中的氮转换成可溶于水的氮肥，为植物提供养分。

豆科植物的根瘤

小实验：渗透作用

拿一些白萝卜或大白菜叶子，浸泡在浓盐水中，过几个小时后观察，水有没有增多？尝一尝，萝卜或者白菜有没有变咸？为什么？

想一想：如果用很浓的尿液浇蔬菜，会产生怎样的结果？

l 植物的茎 – 输液管道

植物的茎里有许多中空的小管子，能把根吸收的水分和养分输送到叶子、花和果实；也能把叶子制造的糖分输送到花、果和根。

木本植物的茎是坚硬的木质，如各种树木，还有像玫瑰、茉莉之类的花卉。

草本植物的茎是柔软的，如大部分的蔬菜、草药，还有菊花、美人蕉之类的花卉。

还有的植物茎是蔓生的，如南瓜、黄瓜、西瓜、葡萄、豌豆、牵牛花等。

有些植物的茎可以贮存淀粉和养分，如土豆、芋头、甘薯、山药都是茎的地下部分膨大形成的块茎，而不是根。洋葱、大蒜、百合等植物的茎的地下部分则形成球茎。

有些植物，如仙人掌的茎还能贮存水分呢。

叶子吸入二氧化碳，通过光合作用制造葡萄糖，排出氧气和水蒸气；

叶子制造的葡萄糖糖向下运送到花、果和根；

根吸收的水分和养分；

根吸收的水分和养分向上输送到叶、花和果。
植物茎的作用

l 植物的叶 – 神奇的食物制造厂

地球上只有绿色植物、某些海藻和细菌能自己制造食物，而其它所有生物都是靠它们所制造的食物才得以生存。如果没有绿色植物，地球上所有的人和动物都会饿死。

科学家们已经了解绿色植物制造食物的开始和结束阶段，但对于中间的许多环节还不清楚。

1772年，英国化学家约瑟夫．普利斯特利发现，绿色植物会产生一种对人和动物有益的气体。7年后，荷兰物理学家詹．英根豪证明，这种气体只有在日光照射下才产生。后来人们发现，这种气体就是氧气。人和动物都需要呼吸氧气。

那么，绿色植物制造食物需要什么原料呢？1800年左右，科学家们找到了答案：原料就是水和二氧化碳，而制造工厂就是植物的叶片。虽然绿色植物叶子的形状、大小和叶脉纹路都不一样，但它们的叶片中都含有叶绿素。叶绿素在日光照射下能将水和二氧化碳合成碳水化合物，人们把这一过程称为光合作用。19世纪中叶，科学家们才确定这种碳水化合物就是葡萄糖，分子式是C6H12O6。

光合作用产生的葡萄糖有一部分被转换成淀粉，储存在根茎和果实中；另一些糖则被转换成纤维素，用来形成植物的纤维。还有一些糖被输送到植物体内各个部分，在那里分解成二氧化碳和水，并释放出能量，供给细胞来完成各种生命所需的工作，这个过程叫呼吸作用。与光合作用正相反，植物的呼吸作用是吸入氧气，呼出二氧化碳。

植物的光合作用与呼吸作用

叶子除了能为植物制造食物外，还有着美丽的脉络以及不同的形状和排列次序。

A、羽状网脉 B、掌状网脉 C、直出平行脉 D、横出平行脉 E、直出平行脉

叶子的不同叶脉结构

叶子的不同形状

叶子的不同排列次序

（图片引自《中国高等植物图鉴》）

想一想：叶脉对植物有什么用呢？

动手做：叶子标本
请采集不同形状的叶子，数一数，你找到了多少种？可以将叶子放在书页中压平，作成叶子标本。

动手做：叶脉书签
采集桂树叶子，放在洗衣粉溶液（大约一牛奶锅水配2勺洗衣粉）里煮一刻钟，捞出，放在清水中漂洗。然后用牙刷轻轻的、仔细的刷去叶肉，留下叶脉，夹在旧书页中，晾干后系上丝带，就是美丽的叶脉书签了。

l 植物的花

植物开花是为了结果，果子里包着种子，种子落在地里，又长起来，这样植物的生命就得以繁衍。这种繁殖方式叫做有性繁殖。当然，有些植物也可以用插枝的方法繁殖，或者将其块茎埋在土中来繁殖，这种繁殖方式叫做无性繁殖。在人们已知的35万余种植物中，有25万多种是有性繁殖的。

植物的花是由花萼、花托、花瓣和花蕊等部分构成的。这几个部分都具备的花叫做完全花，但许多植物的花并不完全。

花蕊有雄蕊与雌蕊之分。有的植物的花里既有雌蕊又有雄蕊，如桃树、西红柿、油菜的花；但有的植物的花里只有雌蕊或只有雄蕊，如玉米、南瓜、黄瓜的花。有的植物是雌雄同株，如玉米、南瓜、蓖麻，一棵植物上既开有雄花又开有雌花；有的植物是雌雄异株，如银杏、桑树、芦笋，一棵植物上只开雄花或只开雌花。

雄蕊顶端是花药，会产生花粉粒。雌蕊顶端是柱头，通过花柱连接着子房。

花的构造

去观察：花的构造

请采一朵花来观察。它是完全花吗？它有雌蕊吗？有雄蕊吗？

柱头会分泌一种粘质，当花粉粒落在柱头上时，就被粘住。于是花粉粒受刺激而长出花粉管，同时在管内发育出两个精细胞。花粉管逐渐伸长，进入胚珠后，一个精细胞与卵细胞结合，形成胚，另一个精细胞与胚珠中其它细胞结合，形成储存营养的胚乳。

蜜蜂、蝴蝶等昆虫，还有风，都能把雄蕊的花粉带到雌蕊柱头上，起到授粉的作用。在蜜蜂、蝴蝶比较少见的地方，人们往往要进行人工授粉。

花的受精过程：1、这是一朵有6个胚珠的花；2、蜜蜂将花粉带到雌蕊的柱头上；3、花粉粒伸出花粉管进入子房；4、花粉管进入胚珠，使胚珠受精，形成种子。图中只画出了一个胚珠的受精，其它也一样。

l 植物的种子

成熟的种子由种皮、胚和胚乳组成。胚由胚根、胚芽、胚轴和子叶组成。有的植物种子有胚乳，如玉米、小麦、水稻等。有的植物种子的胚乳退化，其中的营养物质转移到子叶中，如豆类。

豆类种子的构造

种子在适宜的温度、湿度下，就会发芽生长。先是胚根生出往下扎，继而胚芽伸出往上长，冒出地面后长出幼叶、幼茎，形成幼苗。

A．一粒大豆种子
B．种皮破裂，胚根生出
C．胚根向下生长，并长出根毛
D．胚轴拱出地面
E．胚轴伸直延长，牵引子叶出土
F．胚芽长大
G．胚轴继续伸长，两片胚芽张开，幼苗长成
大豆种子萌发过程（引自华东师范大学编《植物学》）

胚乳或子叶里储存着营养物质，是种子的“奶瓶”。种子在发芽生长初期所需要的营养物质都是由胚乳或子叶供给的，直到根长大能从土壤中吸收水分和养分。

豌豆的发芽过程（子叶留在了地下）

玉米的发芽过程

去观察：种子的构造

将黄豆或蚕豆的种子用水浸泡一夜，等种皮破裂后，掰开两瓣子叶，认一认哪里是胚芽，哪里是胚根，哪里是胚轴。

l 大自然中生命的循环

人和动物吃植物，粪便和尸体归回土壤，植物的残枝落叶也归回土壤；土壤中的微生物、真菌、蚯蚓将这些动、植物的残体腐化分解，变成植物可以吸收的养份；植物从土壤中吸收水和这些养份，长大，供给人和动物食用。

这个循环中的任何一个环节出了问题，都会造成整个系统的紊乱，生出许多令人头痛的问题。

l 人在栽种中应尽的本份

光、空气和雨露是上帝赐予的，人当尽的本分就是：学习和遵循大自然的法则，预备土地，按时撒种，辛勤耕耘，细心照料。人要与创造者密切的合作，才能从地里收获丰富的出产。

许多人似乎花了很大的力气，也投入了很多的金钱，却没有取得好的收成。他们抱怨土地不好，其实是因为自己工夫下的不够，或是方法不正确的缘故。人若马马虎虎的耕耘，不按时候撒种，粗心大意的栽种，不花力气的施肥，就不能从地里得到什么。

l 常用农具

即使我们怀着满腔热忱开始园艺劳作，如果我们使用的工具又粗笨又沉重，恐怕没干几天，我们心里就会感到厌烦了。

许多时候，一件笨重不合用的工具会使我们对工作产生憎恶之感，而一件可爱合用的工具却会使我们把本来不怎么喜欢的工作做得津津有味。孩子们尤其如此。其实，长辈们经常责骂孩子们懒惰，却往往没有考虑到给孩子们用的工具既不合适他们的身量，也不合适他们的体力。

我曾经认识几个孩子，他们的父母带他们去买铁锹时，明智的为他们选择了小号的铁锹头，并为他们特别配置了适合他们高矮的木柄。孩子们拿到铁锹欢天喜地，从此那铁锹就成了他们爱不释手的宝贝，只要一有空，他们就拿出来挖地！

所以在购买园艺工具时，一定要考虑使用者的体力与身量，不要买太大太沉重的，尤其是给孩子们买的工具，一定要小巧可爱些。

另外，工具的质量也是非常重要的。没有人喜欢用一把会常常脱柄的锄头，或是一用劲就卷刃的铁锹。与其买一大堆用不了多久的工具，不如只买几样必需、却十分好用的工具。

其实，一开始时我们并不需要买很多工具，只要买几件必需的就可以了，其余的等以后觉得非常需要了再逐渐添置。这样，就可以花不多的钱，却能买到称心如意的工具。

那么，一开始时，需要买哪些工具呢？

1. 一把锄头：是一件多功能的工具，可以用来挖地、耙草等等；
2. 一把铁锹：用来铲土，挖地；
3. 一只小铲子：用来移栽；
4. 一只网眼为2-3毫米的筛子：用来筛土；
5. 一把耙子：用来把田面耙得平整；
6. 一只喷水壶：用来浇水；
7. 一双园艺手套和一顶草帽：用来保护手和头。

开始时有这几样工具，就足够了。当然，如果你只是在阳台上或屋顶上种东西，你完全可以把锄头省去。

等以后，如果必要，你或许还要逐渐添置：手推车、剪枝刀、镐、不同规格的锄头和铁锹、镰刀、叉子、柴刀等更多的工具。

开始时需要的农具

以后可能需要的农具

工具需要好好保养，才能用得久并一直好用。

平时，每次收工时，要养成习惯把工具清洗干净，收拾起来，不要放在露天过夜，以免铁器生锈、木柄腐烂。冬季农闲时，要把工具检查一遍，该修理的修理，该上油的上油，该上漆的上漆。铁器的锋刃要用油布擦亮，转动的轮轴要上油润滑，把柄脱落的要重装，部件损坏的要更换。这样，第二年拿出来用时，就好象又是新的一样了。

小资料：农业史话

工业革命之前：在工业革命之前，各国的农业基本上是自给自足的家庭化农业，一户人家所生产的往往只够自家用，剩余的很有限，只能用来交换一些自己不能生产的物品。当时的农业规模比较小，用的劳力是人力和畜力，有时也利用风力和水力，用的肥料是有机肥料，病虫害靠益虫益鸟、天然杀虫剂和人工的方法治理，每家的土地上往往既种菜，又种花，还种些草药和果树。

工业革命之后：工业革命把机械、化肥和农药引进了农业生产，加上大量的人口涌入城市，在农村务农的人日趋减少，使得农民们不得不耕种大面积的土地，以养活越来越多的非农业人口。近代生物技术的飞跃又将基因工程、分子生物等新发明引进了农业，使得农业技术变得越来越复杂。农业靠少数的专家进行研究、指导，普通的农民只是盲目的跟从。

农业规模越变越大，人们越来越多的依赖机械，广泛的使用化肥、激素，病虫害则主要靠喷洒农药来治理，而且为了耕作的方便，也为了短期的经济利益，人们喜欢大规模的种植单一作物。

传统农业与现代农业的比较：许多人认为人类在农业上取得了空前的进步，但是少数有远见的人却早已在繁华中看到了危机。

他们将西方现代农业与中国古代农业做比较，提出许多令人深思的问题：为什么中国人在中国大地上耕耘了几千年，土地却仍然保持活力和肥力；为什么中国人也比西方人少受癌症、心脏病、中风、糖尿病等疾病的折磨；为什么中国人虽被称为异教徒，却比许多自称信奉基督教的西方人更忍耐，更节制，更爱好和平，更有耐力呢？他们发现，这是因为西方现代农业滥用化肥和农药，使土地失去活力、肥力，滥用高科技发明和技术，使生态遭到破坏，因而人和动物也就百病从生。而中国人遵循其古老的农业智慧，注意保持土壤的活力肥力；他们不使用化肥和农药，而是尽可能将粪便、草木灰、毛发、骨头等各种自土而出之物归回土壤；他们使用人力、畜力和其它清洁的能源，而不使用污染环境的能源设备。肥沃的土壤造就健康的人。这是问题的根源。

除此之外，现代农业的大规模和单一化种植也隐伏着可怕的危机，因为一旦出现病虫害就会造成巨大的损失。例如，十九世纪爱尔兰农民大量种植土豆，后来一场土豆疫病致使许多人饿死，一半的爱尔兰人被迫移民美洲。而古代人小规模和多样化的种植，不但起到防治虫害的作用，就是出现虫害，也不至损失所有的作物。

早在二十世纪初，俄罗斯作家列夫．托尔斯泰就对中国发出预言性的警告说，西方工业革命所带来的改变不全是进步，如果中国人抛弃自己古老的农业文明，盲目的效法西方的工业革命，必然会导致国家的败落，文明的没落。

可悲的是，这个预言现在已经成了现实。中国大地经过祖祖辈辈几千年的耕耘，却仍然保持肥力活力，但现在，由于人们滥用化肥、农药和各种现代化农业技术，在最近短短的几十年中，就变得贫瘠荒芜，百病丛生，而且森林被砍伐，河流、湖泊遭到污染，生态平衡遭到严重的破坏。

现代有机农业的兴起：既已看出问题所在，就有人开始着手改革。在英国、美国、澳洲，都兴起了一批人，如英国的阿伯特．郝德爵士，美国的罗戴尔，他们从西方传统的农业和中国、印度那样文明古国的农业中汲取智慧和经验，结合现代科学对生态平衡的理解，对传统农业技术加以改进和提高。这样就发展出了现代有机农业。如今，越来越多的西方人接受有机农业的理念，园艺也愈来愈成为一种高尚的爱好。

而曾给予西方人启示的中国人呢，是否现在反而要拾起他们将要抛弃的垃圾呢？

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