大家好,欢迎收看科技苑。今年年初,我们国家很多地区遭遇了几十年不遇的干旱天气,许多正处在返青时期的麦田都受到了不小的打击。可在同样受旱的山东省济宁市,却有一片特殊的麦田,这里小麦的生长不但没有受到旱情的影响,长势更是喜人。
四月中旬,普通的小麦还悄无声息的长着叶子,而这块地里的小麦竟然已经开始出穗了。生长期的提前,预示着这些小麦能有个大丰收。可是,为什么在生长关键时期受到旱灾的麦子,长势还能这么旺盛,提前就孕育麦穗了呢?原来啊,这些小麦吃的和别人家的不一样,专家给这些麦子开了“小灶”。
那么,这“小灶”里到底什么好东西呢?其实,科学家们是在这“小灶”里放进了一种“秘密武器”—一功能因子,这些神奇的功能因子能够发出某种特殊的信号,唤醒植物身体里的一些沉睡着的基因,就好像能发出芝麻开门的咒语一般,而那些沉睡的基因一旦被唤醒,就能够在帮助植物抵御外界恶劣环境、促进植物生长方面发挥出神奇的作用。不仅是小麦,大棚里的蔬菜也享受到了同样的特殊待遇,病害少了、长得也特别精神。
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说到这里,您可能会问了,这么有用的基因,为什么不能主动发挥作用,而必须通过特殊的信号才能启动呢?要搞清楚这个问题,咱们还得从植物自身的特性讲起。
韩立本教授:各种生物各种性状都是由基因控制的,基因又分两种,一种叫基础代谢基因,就是种上植物,它就从生到死,周而复始,生长繁衍,按照自己的进化过程要走下来
基础代谢基因负责的是遗传方面的工作,也就是把植物原有的各种基本特性,原原本本地复制给下一代,一代代的传下去。相对于这种活跃的基础代谢基因,植物体内还有一种比较迟钝,总是处于沉睡状态的基因,叫作次生代谢基因。如果能唤醒这种次生代谢基因,它就可以辅助基础代谢基因,促进植物更顺利的生长,提高植物抵御外界恶劣环境的能力,保证植物良好的品质。那么,要如何唤醒和开启次生代谢基因呢,得给它来个特殊的刺激才行。
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韩立本教授:不开动不开启,它的开启受特殊的信号物质的控制。
生物学专家韩立本多年以来,一直在不断的寻找着能够唤醒次生代谢基因的功能因子,以及把功能因子的信号传递到植物体内的通道,并且已经有了令人欣喜的发现。
韩立本教授:有特殊的信号,还有特殊的信使,信号传到细胞表面,从表面传到细胞内,细胞内还有个信使物质再达到基因里面去,变成转录状态也就是活化状态。
就像是一把钥匙开一把锁,一一对应上了,才能发挥作用。正是经过这一系列的传递和转化,沉睡的次生代谢基因被激活和唤醒,真正进入了工作状态。
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您看,这启动了次生代谢基因的植物,就能在大旱之中扛下来,而且长势喜人,其实,抗旱还只是这好处之一呢,现在咱们就到大棚里去看一看,它还给作物带来了哪些更多的好处。
济宁市石桥镇的菜农杨桂省,种大棚蔬菜已经有好几个年头了,可是以往每年不是西红柿闹病,就是辣椒减产,总不能一帆风顺。今年,他家的辣椒吃上了含有特殊功能因子的小灶,不但病害大大减少,而且早早的就结上果子了。不过,当初专家韩立本教授刚给杨桂省讲功能因子的时候,老杨也是将信将疑,特意留下几棵苗子,没给加含有功能因子的小灶。结果几个月下来一对比,没吃小灶的要弱很多。
农户杨桂省:它始终就不长,缓苗的时候,缓苗的时间太长了。
移栽过来的苗子都要有一个缓苗期,这段时间是光长根,不长苗,等小苗适应了新环境,重新扎了根才能活下来继续生长。如果缓苗的时间太长,说明根系的营养跟不上,长势比较弱,就会耽误茎杆和叶子的生长,也就是植物的营养生长。
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植物的营养生长阶段,就好比人的青春期,是专门蹿个儿长骨架的关键时期,要好好地补营养,但大多数情况下补充的营养都没能被很好的吸收、白白的流失掉了。这个时候,如果唤醒了帮助植物吸收营养的基因,吸收的能力就大大提高,自然长的又高又壮。而老杨留下的那几棵没吃小灶的辣椒苗,个子根本没长起来,白白错过了生长的最佳时期。
韩立本教授:一旦你错过这个季节长了,再想让它起来,它过了这个发育阶段了,你看它那么小,怎么结的果,个子小,年龄到了,就是这么个事,过去这个生长发育阶段了,跟人一样,十五六岁长不成个儿,二十五六岁再长个儿,那就晚了。
这些辣椒青春期没把底子打好,不光产量低,而且作物本身的体质也比较弱。
韩立本教授:往往认为是疫病,叶片小,好像是疫病,早疫病或者晚疫病,实际上不是,是缺钙。
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其实,植物的很多病状,都是因为体内缺少一些元素造成的,尤其是缺钙,带来的麻烦最多。一旦缺了钙,植物的免疫力就会降低,容易感染各种病害,开花结果都会受影响。
韩立本教授:你看这个花有柱头,看着像传粉了,花粉上去了,但是里面没有钙,这个花粉管就走不到子房里面去,它迷了,迷失方向,那等于不受粉,就会落花。
钙这么重要,可是补起来却特别难。主要就是因为钙元素的运动能力很差,有个爱趴窝的毛病,就算是吸收到了根部,又很容易滞留在那里,很难流动到茎、叶、花里面去。
韩立本教授:有的钙在根里面有,但是果子里运不上来,有的看着叶子里面有,但是到不了花里面去,就像道路不畅通对,不畅通。
其实,植物本身就有能够解决这个问题的基因,只是没有被启动起来而已。
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韩立本教授的办法就是,给植物注入相应的功能因子,把负责帮助植物吸收钙的次生代谢基因启动起来,不仅能够促使植物根系增加对钙的吸收能力,而且能帮助钙在植物体内的流动更顺畅了,哪个地方缺,植物自身就把钙调动到哪个地方去。当然,前提是必须开启吸收钙离子的通道。
韩立本教授:细胞有好多通道,吸收离子的通道,有钾的通道,镁的通道,开启钙的通道最困难,我们开启了钙的通道。钙一吸收就刺激它根尖的生长,根尖生长就促进钙的吸收,钙的吸收在体内的量一多,细胞一开启钙通道,很容易流动。
除了帮作物吸收到充足的钙,次生代谢基因在促进坐果方面,也特别有效果。
菜农李建新以前种的大棚茄子总是有个毛病,容易疯长,就是俗话说的“光长个儿不结果”。所有养分都用在了营养生长上,生殖生长就没法保证了,所以,这茄子坐果后劲不足,落花落果的情况很常见。今年老李给茄子吃上了含有功能因子的小灶,情况就大不一样了,植株刚长到半人高,门茄就开始开花坐果了,比别人家的足足早了7天,后面的对茄、四角茄、满天星相应的坐果期都提前了,而且坐果率也非常高。
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从植株上看,以前每层茄子之间的茎间距离比较远,也就是说花费在长茎杆上的时间和营养都比较多。而今年早早的就开花坐住了果子,营养都集中到果实上,就不会往茎杆儿上转移了。
韩立本教授:为什么开花早,就是因为诱导了雌性激素,提前开花,提前进入生殖生长。
功能因子启动了控制植物雌性激素分泌的基因,这种次生代谢基因活跃起来,履行职责,让植物从营养生长阶段提前进入了生殖生长,也就是可以提前开花结果了。
您看,通过某类特定的次生代谢基因,可以开启植物体内钙的传输道路,缓解植物缺钙的问题,通过另外一类特定的次生代谢基因,能控制植物雌性激素的分泌,促进早开花早结果,这些可都给植物生长繁殖帮了大忙。不过,您可不要以为,随便唤醒哪个沉睡的基因都有好处。一旦叫错了对象,醒来了反而是帮倒忙。
就比如说,我们种植作物大多都是希望得到果实,可如果启动了促进植物花色艳丽、延长花期的基因,就会耗费掉大量营养,反而耽误坐果的时间。所以,对于种类繁多的沉睡中基因,咱们还得有选择的唤醒它们。
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功能因子不仅能促进了植物钙的吸收,提高坐果率,保证品质,还能帮助植物均衡的吸收营养。那么,这种平衡是如何实现的呢?
以前老百姓经常认为自家庄稼长得不好,是因为肥不够,但很多时候并不是肥少了,而是没有合理施肥,造成了土壤的疲劳。
韩立本教授:过去你施一斤肥料,换回来7斤粮食,现在你用一斤肥料,3斤粮食都不一定能换回来。严重营养失衡,有些需要的东西根本没有了,它不需要的又给它施进去让它吃。
营养一混乱、一失衡,就导致土壤的生态失衡。
韩立本教授:生态失衡什么意思呢,过量的使用化肥土壤板结了,有益的微生物得不到繁殖,致病的微生物,厌气型的微生物反而拼命繁殖,土传病很多。
解决这个问题最有效的办法,就是保证土壤所需的各种微量元素。缺了微量元素,就会导致生长不良。
韩立本教授:它这种情况老百姓往往不认识,就认为是病,结果就拼命用农药喷,越喷越弱,一弱,它就认为缺肥了,再上肥。所以肥料、农药用量越来越大。
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种植大棚西红柿的菜农席成军就遇到了这么个问题,西红柿的叶片泛黄,还蔫巴巴的,像是得了病,于是请韩教授到大棚来给它做诊断。
韩立本教授:你看叶片不舒展,跟鸡爪子一样,也不厚,而且花坐不住果,明显像是缺乏营养的样子,营养不良
韩立本教授:这个黄叶,缺素,里面又缺钾,可能是原来磷肥上多了。就是磷肥过量了,造成的,就是花了钱,买了病
可是这植株里面缺少微量元素,跟磷肥用多了有啥关系呢?
韩立本教授:氮肥如果需要一斤,磷只需要0.3到0.4斤,磷肥多了就坏了,磷肥多了土壤里面很多的微量元素都会被磷肥拮抗了,变成了不溶解于水的磷酸盐,这个就会缺素。
你看,植物对氮磷钾以及微量元素的需求量都是有一定比例的,太多或者太少都会出问题。这个时候,如果启动了能够帮助植物合理吸收微量元素的基因,需要多少就吸收多少,从而达到营养的均衡。
平衡用肥带来了一系列的连锁反应,不光作物长的好,慢慢的,土壤的生态平衡和营养平衡也都能得到恢复。
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调动植物自身的潜能,充分发挥基因的作用,用这种方法来提高作物的产量,改善土壤环境,在科学家们看来也是个比较先进、新颖的路子。那么,对于这种新鲜事物,在给植物加入功能因子,以及给次生代谢基因传递信号究竟该如何操作,使用的时机又该如何把握呢?
其实,给作物补充功能因子并不难,因为最难的找寻功能因子的问题,科学家们已经帮我们找到了方法。我们只要直接拿来使用就可以了。用韩教授的话说,它最大的特点就是个傻瓜型的方法。
韩立本教授:什么叫傻瓜呢?越简单越好,我们这个东西跟什么都一块混着用都行,掺在底肥里用行,跟我上底肥的时候用上几桶就行了,冲施型,你看我们有冲施的。跟其他农药混,行,跟小麦的除草剂,你看这样的除草剂一类的,只要是不伤苗的除草剂就可以混用。
韩教授告诉我们,给作物补充功能因子的工作不用单独进行,可以随着浇水、施肥一起完成,不会增加劳动量。方法简单,不过,给植物补充功能因子的时机却很有讲究,那就是越早越好。
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韩立本教授:早说的就是拌种,浸种、拌种用上了,这个增产10%绝对没问题了,你别看拌种就这一条,就把这个启动物质及早的就进到植物体里面去了。
也就是说,功能因子在第一时间就进到种子体内,打个好基础。不过,如果您错过了这个最佳时机,也有办法补救。
韩立本教授:能拌种就拌种,不能拌种的你在苗床上就喷,苗床上不能喷的,你就蘸根,移栽那时候蘸根,蘸根没来得及你就是赶紧把这个缓苗时浇浇根,你再来不及了,你叶片喷施的时候你也有意识的叫它接触上根。
功能因子没有和种子亲密接触上,那就及时从调理根系入手,因为作物的根系要是不给劲儿,其它的都是空谈,所以先得让根系吃饱喝足、营养全面了,才能为植物生长多出力不是。
正是有了像韩立本教授这样的科学家们,不断地在农业科技的前沿领域探索和创新,进行着种种有益的尝试,才为我们的农业生产不断地注入科技的活力,带来令人惊喜的改变。
韩教授说,他找到的这些功能因子和信号物质,一直给植物提供的是在线服务,哪里有问题,随着植物体内的循环,靠植物自身的力量都能顺利解决。这正是“植物开小灶,想法很巧妙,操作不麻烦,用过都说好!”
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责编:刘岩
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