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大家好,歡迎收看科技苑。今年年初,我們國家很多地區遭遇了幾十年不遇的乾旱天氣,許多正處在返青時期的麥田都受到了不小的打擊。可在同樣受旱的山東省濟寧市,卻有一片特殊的麥田,這裡小麥的生長不但沒有受到旱情的影響,長勢更是喜人。
四月中旬,普通的小麥還悄無聲息的長著葉子,而這塊地裏的小麥竟然已經開始出穗了。生長期的提前,預示著這些小麥能有個大豐收。可是,為什麼在生長關鍵時期受到旱災的麥子,長勢還能這麼旺盛,提前就孕育麥穗了呢?原來啊,這些小麥吃的和別人家的不一樣,專家給這些麥子開了“小灶”。
那麼,這“小灶”裏到底什麼好東西呢?其實,科學家們是在這“小灶”裏放進了一種“秘密武器”—一功能因子,這些神奇的功能因子能夠發出某種特殊的信號,喚醒植物身體裏的一些沉睡著的基因,就好像能發出芝麻開門的咒語一般,而那些沉睡的基因一旦被喚醒,就能夠在幫助植物抵禦外界惡劣環境、促進植物生長方面發揮出神奇的作用。不僅是小麥,大棚裏的蔬菜也享受到了同樣的特殊待遇,病害少了、長得也特別精神。
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説到這裡,您可能會問了,這麼有用的基因,為什麼不能主動發揮作用,而必須通過特殊的信號才能啟動呢?要搞清楚這個問題,咱們還得從植物自身的特性講起。
韓立本教授:各種生物各種性狀都是由基因控制的,基因又分兩種,一種叫基礎代謝基因,就是種上植物,它就從生到死,週而复始,生長繁衍,按照自己的進化過程要走下來
基礎代謝基因負責的是遺傳方面的工作,也就是把植物原有的各種基本特性,原原本本地複製給下一代,一代代的傳下去。相對於這種活躍的基礎代謝基因,植物體內還有一種比較遲鈍,總是處於沉睡狀態的基因,叫作次生代謝基因。如果能喚醒這種次生代謝基因,它就可以輔助基礎代謝基因,促進植物更順利的生長,提高植物抵禦外界惡劣環境的能力,保證植物良好的品質。那麼,要如何喚醒和開啟次生代謝基因呢,得給它來個特殊的刺激才行。
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韓立本教授:不開動不開啟,它的開啟受特殊的信號物質的控制。
生物學專家韓立本多年以來,一直在不斷的尋找著能夠喚醒次生代謝基因的功能因子,以及把功能因子的信號傳遞到植物體內的通道,並且已經有了令人欣喜的發現。
韓立本教授:有特殊的信號,還有特殊的信使,信號傳到細胞表面,從表面傳到細胞內,細胞內還有個信使物質再達到基因裏面去,變成轉錄狀態也就是活化狀態。
就像是一把鑰匙開一把鎖,一一對應上了,才能發揮作用。正是經過這一系列的傳遞和轉化,沉睡的次生代謝基因被激活和喚醒,真正進入了工作狀態。
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您看,這啟動了次生代謝基因的植物,就能在大旱之中扛下來,而且長勢喜人,其實,抗旱還只是這好處之一呢,現在咱們就到大棚裏去看一看,它還給作物帶來了哪些更多的好處。
濟寧市石橋鎮的菜農楊桂省,種大棚蔬菜已經有好幾個年頭了,可是以往每年不是西紅柿鬧病,就是辣椒減産,總不能一帆風順。今年,他家的辣椒吃上了含有特殊功能因子的小灶,不但病害大大減少,而且早早的就結上果子了。不過,當初專家韓立本教授剛給楊桂省講功能因子的時候,老楊也是將信將疑,特意留下幾棵苗子,沒給加含有功能因子的小灶。結果幾個月下來一對比,沒吃小灶的要弱很多。
農戶楊桂省:它始終就不長,緩苗的時候,緩苗的時間太長了。
移栽過來的苗子都要有一個緩苗期,這段時間是光長根,不長苗,等小苗適應了新環境,重新紮了根才能活下來繼續生長。如果緩苗的時間太長,説明根係的營養跟不上,長勢比較弱,就會耽誤莖桿和葉子的生長,也就是植物的營養生長。
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植物的營養生長階段,就好比人的青春期,是專門躥個兒長骨架的關鍵時期,要好好地補營養,但大多數情況下補充的營養都沒能被很好的吸收、白白的流失掉了。這個時候,如果喚醒了幫助植物吸收營養的基因,吸收的能力就大大提高,自然長的又高又壯。而老楊留下的那幾棵沒吃小灶的辣椒苗,個子根本沒長起來,白白錯過了生長的最佳時期。
韓立本教授:一旦你錯過這個季節長了,再想讓它起來,它過了這個發育階段了,你看它那麼小,怎麼結的果,個子小,年齡到了,就是這麼個事,過去這個生長髮育階段了,跟人一樣,十五六歲長不成個兒,二十五六歲再長個兒,那就晚了。
這些辣椒青春期沒把底子打好,不光産量低,而且作物本身的體質也比較弱。
韓立本教授:往往認為是疫病,葉片小,好像是疫病,早疫病或者晚疫病,實際上不是,是缺鈣。
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其實,植物的很多病狀,都是因為體內缺少一些元素造成的,尤其是缺鈣,帶來的麻煩最多。一旦缺了鈣,植物的免疫力就會降低,容易感染各種病害,開花結果都會受影響。
韓立本教授:你看這個花有柱頭,看著像傳粉了,花粉上去了,但是裏面沒有鈣,這個花粉管就走不到子房裏面去,它迷了,迷失方向,那等於不受粉,就會落花。
鈣這麼重要,可是補起來卻特別難。主要就是因為鈣元素的運動能力很差,有個愛趴窩的毛病,就算是吸收到了根部,又很容易滯留在那裏,很難流動到莖、葉、花裏面去。
韓立本教授:有的鈣在根裏面有,但是果子裏運不上來,有的看著葉子裏面有,但是到不了花裏面去,就像道路不暢通對,不暢通。
其實,植物本身就有能夠解決這個問題的基因,只是沒有被啟動起來而已。
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韓立本教授的辦法就是,給植物注入相應的功能因子,把負責幫助植物吸收鈣的次生代謝基因啟動起來,不僅能夠促使植物根係增加對鈣的吸收能力,而且能幫助鈣在植物體內的流動更順暢了,哪個地方缺,植物自身就把鈣調動到哪個地方去。當然,前提是必須開啟吸收鈣離子的通道。
韓立本教授:細胞有好多通道,吸收離子的通道,有鉀的通道,鎂的通道,開啟鈣的通道最困難,我們開啟了鈣的通道。鈣一吸收就刺激它根尖的生長,根尖生長就促進鈣的吸收,鈣的吸收在體內的量一多,細胞一開啟鈣通道,很容易流動。
除了幫作物吸收到充足的鈣,次生代謝基因在促進坐果方面,也特別有效果。
菜農李建新以前種的大棚茄子總是有個毛病,容易瘋長,就是俗話説的“光長個兒不結果”。所有養分都用在了營養生長上,生殖生長就沒法保證了,所以,這茄子坐果後勁不足,落花落果的情況很常見。今年老李給茄子吃上了含有功能因子的小灶,情況就大不一樣了,植株剛長到半人高,門茄就開始開花坐果了,比別人家的足足早了7天,後面的對茄、四角茄、滿天星相應的坐果期都提前了,而且坐果率也非常高。
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從植株上看,以前每層茄子之間的莖間距離比較遠,也就是説花費在長莖桿上的時間和營養都比較多。而今年早早的就開花坐住了果子,營養都集中到果實上,就不會往莖杆兒上轉移了。
韓立本教授:為什麼開花早,就是因為誘導了雌性激素,提前開花,提前進入生殖生長。
功能因子啟動了控制植物雌性激素分泌的基因,這種次生代謝基因活躍起來,履行職責,讓植物從營養生長階段提前進入了生殖生長,也就是可以提前開花結果了。
您看,通過某類特定的次生代謝基因,可以開啟植物體內鈣的傳輸道路,緩解植物缺鈣的問題,通過另外一類特定的次生代謝基因,能控制植物雌性激素的分泌,促進早開花早結果,這些可都給植物生長繁殖幫了大忙。不過,您可不要以為,隨便喚醒哪個沉睡的基因都有好處。一旦叫錯了對象,醒來了反而是幫倒忙。
就比如説,我們種植作物大多都是希望得到果實,可如果啟動了促進植物花色艷麗、延長花期的基因,就會耗費掉大量營養,反而耽誤坐果的時間。所以,對於種類繁多的沉睡中基因,咱們還得有選擇的喚醒它們。
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功能因子不僅能促進了植物鈣的吸收,提高坐果率,保證品質,還能幫助植物均衡的吸收營養。那麼,這種平衡是如何實現的呢?
以前老百姓經常認為自家莊稼長得不好,是因為肥不夠,但很多時候並不是肥少了,而是沒有合理施肥,造成了土壤的疲勞。
韓立本教授:過去你施一斤肥料,換回來7斤糧食,現在你用一斤肥料,3斤糧食都不一定能換回來。嚴重營養失衡,有些需要的東西根本沒有了,它不需要的又給它施進去讓它吃。
營養一混亂、一失衡,就導致土壤的生態失衡。
韓立本教授:生態失衡什麼意思呢,過量的使用化肥土壤板結了,有益的微生物得不到繁殖,致病的微生物,厭氣型的微生物反而拼命繁殖,土傳病很多。
解決這個問題最有效的辦法,就是保證土壤所需的各種微量元素。缺了微量元素,就會導致生長不良。
韓立本教授:它這種情況老百姓往往不認識,就認為是病,結果就拼命用農藥噴,越噴越弱,一弱,它就認為缺肥了,再上肥。所以肥料、農藥用量越來越大。
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種植大棚西紅柿的菜農席成軍就遇到了這麼個問題,西紅柿的葉片泛黃,還蔫巴巴的,像是得了病,於是請韓教授到大棚來給它做診斷。
韓立本教授:你看葉片不舒展,跟雞爪子一樣,也不厚,而且花坐不住果,明顯像是缺乏營養的樣子,營養不良
韓立本教授:這個黃葉,缺素,裏面又缺鉀,可能是原來磷肥上多了。就是磷肥過量了,造成的,就是花了錢,買了病
可是這植株裏面缺少微量元素,跟磷肥用多了有啥關係呢?
韓立本教授:氮肥如果需要一斤,磷只需要0.3到0.4斤,磷肥多了就壞了,磷肥多了土壤裏面很多的微量元素都會被磷肥拮抗了,變成了不溶解于水的磷酸鹽,這個就會缺素。
你看,植物對氮磷鉀以及微量元素的需求量都是有一定比例的,太多或者太少都會出問題。這個時候,如果啟動了能夠幫助植物合理吸收微量元素的基因,需要多少就吸收多少,從而達到營養的均衡。
平衡用肥帶來了一系列的連鎖反應,不光作物長的好,慢慢的,土壤的生態平衡和營養平衡也都能得到恢復。
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調動植物自身的潛能,充分發揮基因的作用,用這種方法來提高作物的産量,改善土壤環境,在科學家們看來也是個比較先進、新穎的路子。那麼,對於這種新鮮事物,在給植物加入功能因子,以及給次生代謝基因傳遞信號究竟該如何操作,使用的時機又該如何把握呢?
其實,給作物補充功能因子並不難,因為最難的找尋功能因子的問題,科學家們已經幫我們找到了方法。我們只要直接拿來使用就可以了。用韓教授的話説,它最大的特點就是個傻瓜型的方法。
韓立本教授:什麼叫傻瓜呢?越簡單越好,我們這個東西跟什麼都一塊混著用都行,摻在底肥裏用行,跟我上底肥的時候用上幾桶就行了,衝施型,你看我們有衝施的。跟其他農藥混,行,跟小麥的除草劑,你看這樣的除草劑一類的,只要是不傷苗的除草劑就可以混用。
韓教授告訴我們,給作物補充功能因子的工作不用單獨進行,可以隨著澆水、施肥一起完成,不會增加勞動量。方法簡單,不過,給植物補充功能因子的時機卻很有講究,那就是越早越好。
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韓立本教授:早説的就是拌種,浸種、拌種用上了,這個增産10%絕對沒問題了,你別看拌種就這一條,就把這個啟動物質及早的就進到植物體裏面去了。
也就是説,功能因子在第一時間就進到種子體內,打個好基礎。不過,如果您錯過了這個最佳時機,也有辦法補救。
韓立本教授:能拌種就拌種,不能拌種的你在苗床上就噴,苗床上不能噴的,你就蘸根,移栽那時候蘸根,蘸根沒來得及你就是趕緊把這個緩苗時澆澆根,你再來不及了,你葉片噴施的時候你也有意識的叫它接觸上根。
功能因子沒有和種子親密接觸上,那就及時從調理根係入手,因為作物的根係要是不給勁兒,其它的都是空談,所以先得讓根係吃飽喝足、營養全面了,才能為植物生長多出力不是。
正是有了像韓立本教授這樣的科學家們,不斷地在農業科技的前沿領域探索和創新,進行著種種有益的嘗試,才為我們的農業生産不斷地注入科技的活力,帶來令人驚喜的改變。
韓教授説,他找到的這些功能因子和信號物質,一直給植物提供的是在線服務,哪有問題,隨著植物體內的循環,靠植物自身的力量都能順利解決。這正是“植物開小灶,想法很巧妙,操作不麻煩,用過都説好!”
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責編:劉岩
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