呼吸作用的类型及其在农业生产与生活中的应用

张丽娜

摘要阐述了呼吸作用的类型、影响呼吸作用的外界因素，并对呼吸作用在粮食储藏、果蔬储藏和农作物栽培等方面的应用做了研究，对农业生产和生活有重要的意义。

关键词呼吸作用；农业生产；生活；应用

中图分类号S311文献标识码B文章编号 1007-5739（2009）03-0253-01

呼吸作用是一切活细胞内经过某些代谢途径使有机物氧化分解，从而释放能量的过程，除了绿色细胞可直接利用太阳能进行光合作用外，一切生命活动所需要的能量都依靠呼吸作用，呼吸是活细胞共同的特征。有生命，就有细胞呼吸。

细胞呼吸既能释放能量满足农作物各种生理过程的需要，它的中间产物又是农作物体合成其他重要物质的原料，植物体内各种有机物之间的相互转变就是通过细胞呼吸联系起来的。生物的一切生命活动都离不开能量，细胞呼吸是提供能量的主要途径。理解呼吸作用的原理和影响呼吸作用的影响因素等知识对农业生产和生活有很重要的意义。

1呼吸作用的类型

1.1有氧呼吸与无氧呼吸

按照是否有氧气参加，可以把植物的呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸2种类型。在通常情况下，呼吸作用都有氧气的参加；植物在缺氧情况下，可进行无氧呼吸。无氧呼吸是植物在进化中保留的对短暂缺氧的一种适应，以暂时维持生存。但是植物不能长期生活在缺氧环境下，否则会导致死亡。刚刚收获的种子长期堆放而变质等就是由于植物细胞进行了无氧呼吸的结果。

1.2维持呼吸与生长呼吸

生长旺盛和生理活性高的部位如新叶呼吸作用所产生能量及中间产物，大多数用来建造构成细胞生长的物质，因而呼吸效率很高。但在另一些已生长成熟的组织或器官内，生长活动已经停止，这时呼吸作用消耗物质所产生的能量除部分用于维持细胞的活性外，有相当部分产生的能量以热能形式散失，因而呼吸作用的效率低。根据上述情况，可以把植物呼吸分为2类，一类是维持呼吸，其作用仅仅是保持细胞的活性；另一类是生长呼吸，包括结构大分子合成、离子吸收等。

2影响呼吸作用的外界因素

2.1水分

细胞的含水量对呼吸作用的影响很大，在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱。植物体一般生活在水分充足的环境中，吸水较多，呼吸作用有增强的倾向。禾谷类种子在风干状态下，呼吸作用很微弱，当种子含水量超过15%时，呼吸作用急剧加强。

种子含水量增加、呼吸强度增强的原因是种子中自由水很少，细胞质为凝胶状态，当自由水超过一定的量，细胞质转化为溶胶状态，呼吸酶的活性就加强了。

2.2温度

呼吸作用是一系列极其复杂的生化反应组成，生化反应都是酶促反应，温度影响酶的活性，主要是影响呼吸酶的活性，从而影响呼吸作用。一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强。呼吸作用的最适温度为30～40℃，这比光合作用和生长的最适温度高。因此，在呼吸最适温度下对植物的生长不利。根据温度对呼吸强度的影响原理，在生产实践中贮藏蔬菜和水果时应该降低温度，以减少呼吸消耗。

2.3氧气与二氧化碳

当外界环境中的二氧化碳浓度增加时，不能及时给植物提供分子氧，有氧呼吸强度减慢。有氧存在的情况下，无氧呼吸往往会受到抑制。在一定范围内有氧呼吸的强度随氧气浓度的升高而增大，氧气对无氧呼吸有抑制作用。

3呼吸作用原理在农业生产与生活中的应用

3.1在粮食贮藏中的应用

种子是有生命的有机体，不断进行呼吸作用。若呼吸速率太快，会引起有机物的大量消耗；呼吸释放的水分和呼吸放出的能量，都会使呼吸进一步加强，最后导致发热霉变，使粮食变质。因此，在贮藏过程中，必须降低呼吸速率，确保贮粮安全。

粮油种子的贮藏，必须降低含水量，晒干使种子呈风干状态，使呼吸降至最低，以减少有机物消耗。如果种子含水量过高，呼吸加强，使贮藏的种子温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸，使种子品质变坏。另外，粮库要干燥通风。有条件的粮库可以采用充氮保粮技术，通过调节气体成分抑制种子的呼吸，同时又起到杀灭害虫和抑制微生物活动的作用，储藏效果比较理想。

3.2果蔬贮藏中的应用

果蔬贮藏不能干燥，因为干燥会造成皱缩，失去新鲜状态，但柑橘、白菜、菠菜等贮藏前可轻度干燥，以减少呼吸。根据氧对呼吸作用影响的原理，在贮存蔬菜、水果时降低氧的浓度，一般降到无氧呼吸的消失点；如降得太低，植物组织就进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物（如酒精）往往对细胞有一定的毒害作用，影响蔬菜、水果的贮藏保鲜。

在水果和蔬菜的保鲜中，常通过控制呼吸作用以降低它们的代谢强度，达到保险的目的。例如，某些果实和蔬菜可在低温下或降低空气中的氧含量及增加二氧化碳的浓度，减弱呼吸作用，使整个器官代谢水平降低，延缓衰老。

3.3在农作物栽培中的应用

因为细胞呼吸对农作物的生理过程有如此广泛、重大的影响，所以很多农业栽培和田间管理措施都是为了保证农作物的细胞呼吸正常进行。在生产实践中，根据需要常采取一定措施促进或抑制呼吸作用。例如在作物栽培中，采取中耕松土、防止土壤板结等措施，以保证根的正常呼吸作用。农作物栽培中有许多生理障碍，也是与呼吸有直接关系的。涝害淹死植株，是因为无氧呼吸进行过久，累积酒精而引起中毒；干旱和缺钾能使农作物的氧化磷酸化解偶联，导致缺乏能量供给，造成植物生长不良甚至死亡。

4参考文献

[1] 李文惠.“有机物的分解和利用——呼吸作用”一节教学设计[J].生物学教学，2002（9）：19-21.

[2] 俞建.未萌发的活种子也进行呼吸作用的演示[J].生物学教学，2000（2）：26.