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培育太空番茄,研究種葉得花!北京紀家廟小學里藏著植物工廠

2019-11-13 11:16 編輯:TF010 來源:北京日報客戶端

種瓜不得瓜,種葉子想得花。這種“夢話”被一群小學生們實現了。不僅如此,他們還在校園里培育太空種子,太空番茄、太空蛋茄、太空杭椒等,年年豐收。校園里還有一條植物工廠“流水線”,不用種子不用土,一株植物的一段莖或者一片葉就能培育出很多株新植物。

這所神奇的小學是紀家廟小學,就藏在西南三環的拐角處。校長王紅說,學校從2007年就開發了花卉主題的校本課程,每個年級都有花卉課。100多平方米的“植物教學園”里,孩子們不僅是花匠,更是小科學家。 我們希望每一朵花都精彩綻放,讓校園成為師生快樂的百花園。

給太空番茄“號脈”

趙湘雯、李木梓和凌安琪是太空番茄種植小能手。靠著給太空番茄“號脈”,仨人還捧回了北京市中小學生太空種子種植小能手大賽一等獎。

輔導老師董曉嬌說,種出果實只是過程,更關鍵的是讓學生們在培育植物過程中學會研究方法,養成觀察生活的好習慣。別看她們還是小學生,但是完成的調查報告里,從數據測量、統計到分析,還有大量文獻資料查閱,整個過程和大學生寫論文沒有差別。

這仨小學生抽到的兩款番茄太空種子學名分別叫航彩櫻1號和航黃櫻2號。種植活動前,三個小姑娘和老師一起開會,確定選題方向,最終敲定研究課題是:隨著科技進步,宇宙番茄開始在很多地方種植,未來推廣哪一種更有價值?以航彩櫻1號和航黃櫻2號兩種櫻桃番茄為例,在生長中有什么不同?生長出來的果實有什么優缺點?

“3月16日,航彩櫻1號和航黃櫻2號都發芽了!1號一口氣兒長出10棵幼芽,最高的4厘米,最短矮的3厘米,兩片嫩綠嫩綠的子葉像是小水滴。還有3棵不愿意摘下自己的‘帽子’”“3月20日,太空番茄又長高了,但是還沒有長出真葉。我們測量發現航彩櫻1號最高的已經到了5厘米,航彩櫻2號最高的是3.5厘米”……觀察日記里,既有嚴謹數據測量,也有生動的描寫。

浸種、播種、長葉、定植、生長、開花、結果……太空番茄碩果累累的時候,三個小姑娘開始做分析報告。趙湘雯說,我們發現兩種太空櫻桃番茄出苗率可能與覆土的厚度有關,覆土較厚,不易出苗,而且容易導致種子腐爛。

不僅有成績,還有失敗原因分析。“兩種太空櫻桃番茄都出現了落果。”趙湘雯說,經過查閱資料和自己研究,我們認為太空櫻桃番茄開花期如果遇上比較長時間的低溫陰雨天,日照不足,加上雨水對花朵的沖淋,有機物無法通過正常的光合作用產生,花朵發育不良,所以出現落花落果。不僅怕沒太陽,太空番茄開花結果期對水分也十分敏感,土壤過干,特別是由濕潤轉干或植株短時間內失水過多,都會引起落花落果。

最終,觀察報告給兩種太空番茄的下“定論”:航彩櫻1號是暗紅紋底間綠色條紋,長勢強,橢圓形,亮度好,平均單果重25克,硬度好,口感好,產量高,抗線蟲。航黃櫻2號果實橢圓形,成熟果黃色,單果重20克左右,大小均勻,品質優良。兩種太空櫻桃番茄的出苗率高,管理方便,抗病蟲,航彩櫻1號屬于“早熟型”的,開始竄得快。航黃櫻2號是“慢熱型”,雖然開始長得慢,但開花結果早于航彩櫻1號。

用彩光給植物“施肥”

單靠改變光的顏色,影響植物的長勢。這不是變魔術,而是小學生們在實驗室里得出的結論。郭佳頎、李鑫琦和藺逍祺是這個課題的小研究生。

“光是影響植物生長的重要因素之一。光質影響,在農業生產方面的研究較多,取得了一些成果。在穿心蓮栽培方面,雖然有了相關的報道,但是目前對穿心蓮試管苗的影響方面研究較少,然而現階段人們對穿心蓮的需要日益增加,于是,我們就萌生了一個想法,如果能夠利用光質對植物生長的影響,來提高穿心蓮試管苗的產量,那就能夠有效應對人們對穿心蓮需求量的日益增加了,為此,我們設計了本次實驗。”開題報告中,小學生們解釋了研究原因。

做實驗,前期準備工作是要選取幼嫩的穿心蓮莖尖,然后給它“洗澡”。聽上去不難,洗的過程卻要持續一至兩個小時,小學生們要在超凈工作臺上用75%酒精將幼嫩的穿心蓮浸泡20至30秒,然后用無菌水沖洗3次,再用0.1% 氯化鈉浸泡10分鐘,然后用無菌水沖洗3至5次。董曉嬌解釋,必須要無污染的植物才可以進行下一步的“組培”。

所謂組培,全稱是植物組織培養,是近幾十年發展起來的一項無性繁殖新技術。植物組培的理論基礎是“植物細胞具有全能性”。通俗點將,就是從植物本體選取一部分組織或者細胞,然后通過消毒燈操作,在無菌條件下用各種營養物質和植物激素等,將其培養成一株完整的植物。

消毒好的穿心蓮組培過程也很復雜。100%干凈的莖尖要先吸干水分,然后接種到特定濃度的培養基上并放置于培養室。“基本培養基加入7 克/升的瓊脂,蔗糖濃度35 克/升,pH 值設定為5.8。”郭佳頎說起組培過程頭頭是道,預培養5天后,隨機將試管苗放置在不同顏色塑料膜覆蓋的培養架上培養,試驗設紅膜組、藍膜組、黃膜組、綠膜組和熒光燈(CK組)作為白光對照組,每個組重復4 次, 每次處理12 瓶。 仔細統計觀察和測量不同光質下穿心蓮的葉片數、株高、分蘗數的動態變化。

最終小學生們得出的結論是:穿心蓮試管苗接種一周后,在不同光質條件下培養,黃膜、綠膜、紅膜和CK組試管苗的葉芽就開始萌發了。在第二周的時間里,綠膜、紅膜處理下試管苗的葉片數量明顯多于其他組,而紅膜處理下的試管苗葉片長勢不好。同時,他們指出,由于培養時間較短,穿心蓮試管苗的分蘗數和株高沒有明顯的變化。“我們的研究還會繼續。”李鑫琦說,希望我們的研究能夠大大提高穿心蓮的產量,為花卉產業和中草藥方面出一份力量。

靠橘子皮“致富”

除了學和研,產也成為小學生們的“必答題”。五年級的藺逍琪和小伙伴將目光聚焦在橘子皮身上。她說:“我和同學們看到,有時候家長會使用精油護膚、熏香等等,但是一瓶的價格很昂貴,我們就想能不能利用所學知識自己制作精油。”

老師會全程參與指導,但更多充當的是“軍事”的角色,真正動手操作和設計實驗的都是小學生們。

經過反復討論修改,整個制作過程環環相扣:先用電子天平稱取100克新鮮橙子皮;剪成0.3厘米長方的小塊,用果汁機打碎裝入蒸餾燒杯中; 在蒸餾燒杯中加入100mL水,連接好裝置;點燃酒精燈,加熱蒸餾燒杯中的混合物,水蒸氣蒸餾后,錐形瓶中將收集到乳濁液; 2小時后,反應結束,停止加熱。 之后,向白色乳濁液中加入氯化鈉,增加鹽的濃度,出現明顯的分層;用注射器或滴管輕輕吸取上層淡黃色液體,精油大功告成。

在結題報告中,他們寫到“利用蒸餾法從香橙皮中提取精油,具有安裝方便、操作簡單以及節省能源、減少污染等優點”。在研究中,我們發現蒸餾時許多因素都會影響精油的提取效果。例如,蒸餾溫度太高、時間太短,提取的精油品質就比較差,如果要提高品質,就需要延長蒸餾的時間。

同樣是五年級的韓冰雨和同伴們則通過制作天然花草精油手工皂,尋找“賺錢”的機會。推銷起自己的產品,韓冰雨打開話匣子,精油是從植物的花、葉、莖、根或果實中,通過水蒸氣蒸餾法、擠壓法、冷浸法或溶劑提取法提煉萃取的揮發性芳香物質,利用天然花草精油制作的手工皂,能夠保留天然成分,對皮膚的養護作用尤為突出,既可用作洗面,卸妝,又可沐浴用,保濕效果超凡,且對肌膚十分溫和,無刺激。泡沫細膩豐富,其中所含的甘油能在清潔污垢的同時,形成一層保護膜,達到保護肌膚的效果。能夠促進細胞新陳代謝及細胞再生功能。

小花農想搭“火箭”便車

學植物學出身的董曉嬌是花卉課的主講老師,她說,農林科學院的博士也會進校園和孩子們一起研究。

“很多研究其實是失敗了,這個過程對于學生而言也是一種體驗,我們會鼓勵他們繼續嘗試,并且積極分析原因。”丁超也是孩子們的植物老師。她說,最開始組培的成活率只有20%,隨著經驗的積累,大孩子帶小孩子,現在成活率達到了80%至90%。

除了科學方法,“土辦法”也要用。丁超舉例,栽植太空蛋茄的時候,遇到一次長了飛蛾。因為植物對于環境要求高,不能通過撒藥的方式滅蟲,孩子們就找來粘蒼蠅的黏板。學校一位校工曾經在老家種過地,他支招用跑了煙蒂的水熏。“每一種方法都要試一試,還要總結出經驗。”

最近,小學生們有了新想法,如果組培苗可以去太空遨游一圈,會發生什么變化?王紅說,孩子們希望能搭個“便車”。

 

 

來源:北京日報客戶端 作者:劉冕

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