種植雜談-蔬菜為何怕熱?

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【蔬菜會熱死嗎?】

動物的新陳代謝會釋放大量的熱能所以有體溫,有發熱就需要散熱,當氣溫過高時就會無法散熱而導致體溫過高、新陳代謝無法進行而熱死。但植物的生理運作機制沒有動物那麼複雜,一來沒有這樣的散熱需求、二來就算氣溫過高導致新陳代謝中止也能長時間不死亡。

但這不代表植物不會被「熱死」,同樣是細胞組成的生命體,當溫度超過一定的範圍時蛋白質就會開始出現「變性」(大約60~70℃,也就是肉類開始被煮熟的溫度),因為這種變性是不可逆的(如同蛋白被煮熟硬化即是),所以會導致細胞死亡。所以說植物不是不會被「熱死」,而是植物被熱死前絕大多數動物、尤其是生物中最脆弱的人應該都會先死光,這時候也不需要去擔心植物會不會被「熱死」了。

〔註〕嚴格來說植物不算是「沒有體溫」,如果看過雪地中的植物小苗周圍會有一圈沒有積雪,這就是被植物的「發熱」所溶解,這來自於植物基礎新陳代謝所產生的少許熱量,正好藉此防止體內細胞因水分結冰的破壞而「凍死」。

【大太陽下植物為何不會被曬到發燙】

首先從邏輯上想,自然環境下植物光合作用需要有陽光,億萬年來能在強烈陽光下生存的植物就一定會演化出不被曬到發燙而熱死的機制;從科學與植物生理上講,一來光合作用是一種吸熱反應會消耗掉陽光的能量,二來植物只要有水就能透過葉背的氣孔蒸散水分來降溫、就像人透過流汗來散熱,所以無論陽光多強烈,只要有充足的水分能讓其散熱降溫(天氣熱就要多喝水!)、植物還活著就不會被曬到發燙(自古人們不都喜歡在樹下乘涼嗎?)

【為何會說蔬菜怕熱?】

種植的許多流言往往來自「知其然而不知其所以然」的只聽皮毛,加上自己憑空想像而穿鑿附會一堆似是而非、甚至胡說八道的說法。

  1. 不是所有的蔬菜都怕熱:
    農園藝所種植的植物原本是從世界各地找來的,而每種植物在原生地都適應了當地的氣候環境,就像動物中北極熊、企鵝等必須要演化出很強的抗寒機制才能在原生的極地環境生存、但卻沒有很好的散熱機制而難耐熱帶氣候,反過來說熱帶的獅子、羚羊等就有很好的耐熱機制卻缺乏抗寒能力。同樣如果是原生在炎熱地區的植物如辣椒、空心菜、地瓜、九層塔等在夏天的耐熱性就很好,反而是到了冬天寒流時就難以忍受低溫,會怕熱的植物如多數十字花科、萵苣類等蔬菜其實都是原生於緯度較高的溫帶氣候區。
  2. 問題在於「一年生」:
    地球有四季寒暑,植物無法像候鳥一樣遷移就必須能忍受氣候的變化,其中多年生植物靠的是硬抗或落葉休眠等方式來熬過每一個四季寒暑,但有些植物則是「一年生」、熬不過乾脆自己死亡而以種子的方式來延續族群生命。
    前面說的十字花科、萵苣類植物就是靠種子延續的「一年生」植物,在溫帶的冬季冰天雪地下無法存活,得要在冬天來臨前結出種子、並將所有積蓄的養分都轉移給種子以提高其生存機會而自己死亡,而要能在入冬前結出種子就必須趕在夏季高溫期開花才能來的及在秋天結束前種子成熟落地而不致於絕種。
    〔註〕:細心觀察就可以發現這些蔬菜在春夏季的粗大莖桿中都有滿滿的「肉」(菜心)而儲存了大量養分,但到了開花結子後這些肉都會消失而成為空心的莖。
    所以說起來,這些蔬菜其實不是怕熱,而是怕自己冬天會凍死,所以趕在夏天開始進行傳宗接代的任務後「犧牲小我、完成大我」。
  3. 「人為因素」也是重要關鍵:
    上述的十字花科、萵苣類等蔬菜到了夏季高溫期〔註:一般來說平均氣溫28℃是關鍵〕,但前提是要能先「長大成年」,所以夏季不是不能種植、而是要在還沒成熟前就先行提早採收,但這會造成收成量的減少,此外高溫與強烈日照下水分容易散失而造成纖維粗硬品質下降,不是不能種而是許多農人基於成本效益太低而不願意種。
  4. 植物度過夏季的不同策略:
    夏季高溫對植物其實不是太大問題、最起碼忍受力也比絕大多數動物好,但許多地區的夏季高溫往往伴隨著乾旱就是大問題了。例如在基隆海邊的山崖上常能看到台灣原生種的鐵炮百合與台灣百合,所生長區域在岩石上只有覆蓋薄薄的一點土而無法保有太多水、居高臨下也不會有其他的「水往下流」,這在多雨的冬季不是問題,但到了夏天高溫乾旱下就很難存活,所以這些百合就演化出春天開花、夏天結出種子後「假死」的能力,將養分儲藏於地下莖中而地上的枝葉枯死,等到秋季來臨時再重新發芽生長。
    〔註〕:也有些原生於溫帶的植物採取類似的策略,例如原生於溫帶的桔梗會在冬季枯死,靠著儲存養分的地下莖熬過冬季低溫後再重新發芽,這在植物上稱為「宿根」。

【後記】

也曾有人詢問如何讓萵苣類的種子容易發芽,這同樣要回到其為了適應環境而演化出的特性:上面說的萵苣在原生地的冬季冰雪無法存活,如果秋天種子落地就直接發芽,那在接下來的冬季就會全部凍死而絕後。所以萵苣類的種子大多演化出必須先歷經冬季的低溫,等到春天回暖後才發芽生長的特性,利用這個特性將萵苣種子先冷藏一週後在取出於常溫下播種就能促進其發芽生長。(這在農園藝上稱為「春化」,也就是激發其熬過冬天後在春天發芽的機制。)

2 thoughts on “種植雜談-蔬菜為何怕熱?”

    1. 植物的反應其實只是很單純的生化作用,溫度、光照等的改變都會影響其體內的化學變化而產生相應的不同生長激素,例如有些長日照開花植物在光照下會產生開花激素、在黑暗中則會緩慢被分解,當日照夠長、黑夜夠短時就會累積足夠的開花激素而刺激花苞形成,所以真正的奧妙是在生物演化的過程如何「變出」這些高效率的生理機制。

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