风对植物外部形态和解剖构造的影响

人气 1129   2005-4-22 10:10

单向风有人称恒风(Prevailing Wind)[112],即使在中等以上的风速,树木迎风面的新生枝条常受到风干燥作用的伤害,使迎风方向的生长受抑制,而背风面枝条继续发育,造成明显的不对称,形成“旗形树冠”或是弯向地面。这种树木的年轮在迎风面又小又密,背风面则又粗又宽,整个木材断面是偏心的。

长期大风可引起植物矮化,如在大风下,玉米叶面积减小,节间缩短。引起矮化的原因有二:一是风破坏植物的水分平衡,使细胞成熟时未能扩大到正常大小,从而使所有器官小型化;二是根据力学定律,凡一端固定的受力均匀的物体,其所受的扭弯力(风力)越大,则从自由端向固定一端直径增大的趋势也越大。因此,风力越大,树越矮,基部越粗,顶端尖削度也越大。

植物被大风吹倒铺平的现象称为倒伏,也叫风倒(Wind fall)。倒伏的发生与否决定于风、雨等外力施加在植物体上的压力、作用点距地面的高度和作物茎的强度[113]。在谷类作物中,风力主要施加在作物的顶部而产生一转动力矩(T),它会使作物产生弯曲。某一点的力矩为加在此点上的力与此点到地面的垂直距离的乘积(图2—40),其单位为N•m。在作物茎基部的总力矩可表示为:

式中 Cd为决定于风速的拖曳系数;卢为空气的密度;A为风方向的投影面积。平行于风向的扁平叶受的拖曳力是较小的,主要产生于表面摩擦。当叶片垂直于风向时,拖曳力则相当大,风的拖曳占主导地位。对于叶片来说,典型的Cd值为0.03~0.6。

如果在空气流中含有微粒(如雨滴),由于微粒具有更大的惯性,可增加风对植物的压力,加重植物的倒伏。如果风的扰动和植物发生共振,或茎受了病虫害的侵袭,也会加重倒伏。人们从育种角度可以通过降低植株高度来减小转动力矩。

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