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培育太空番茄,研究种叶得花!北京纪家庙小学里藏着植物工厂

2019-11-13 11:16 北京日报客户端 TF010

种瓜不得瓜,种叶子想得花。这种“梦话”被一群小学生们实现了。不仅如此,他们还在校园里培育太空种子,太空番茄、太空蛋茄、太空杭椒等,年年丰收。校园里还有一条植物工厂“流水线”,不用种子不用土,一株植物的一段茎或者一片叶就能培育出很多株新植物。

这所神奇的小学是纪家庙小学,就藏在西南三环的拐角处。校长王红说,学校从2007年就开发了花卉主题的校本课程,每个年级都有花卉课。100多平方米的“植物教学园”里,孩子们不仅是花匠,更是小科学家。 我们希望每一朵花都精彩绽放,让校园成为师生快乐的百花园。

给太空番茄“号脉”

赵湘雯、李木梓和凌安琪是太空番茄种植小能手。靠着给太空番茄“号脉”,仨人还捧回了北京市中小学生太空种子种植小能手大赛一等奖。

辅导老师董晓娇说,种出果实只是过程,更关键的是让学生们在培育植物过程中学会研究方法,养成观察生活的好习惯。别看她们还是小学生,但是完成的调查报告里,从数据测量、统计到分析,还有大量文献资料查阅,整个过程和大学生写论文没有差别。

这仨小学生抽到的两款番茄太空种子学名分别叫航彩樱1号和航黄樱2号。种植活动前,三个小姑娘和老师一起开会,确定选题方向,最终敲定研究课题是:随着科技进步,宇宙番茄开始在很多地方种植,未来推广哪一种更有价值?以航彩樱1号和航黄樱2号两种樱桃番茄为例,在生长中有什么不同?生长出来的果实有什么优缺点?

“3月16日,航彩樱1号和航黄樱2号都发芽了!1号一口气儿长出10棵幼芽,最高的4厘米,最短矮的3厘米,两片嫩绿嫩绿的子叶像是小水滴。还有3棵不愿意摘下自己的‘帽子’”“3月20日,太空番茄又长高了,但是还没有长出真叶。我们测量发现航彩樱1号最高的已经到了5厘米,航彩樱2号最高的是3.5厘米”……观察日记里,既有严谨数据测量,也有生动的描写。

浸种、播种、长叶、定植、生长、开花、结果……太空番茄硕果累累的时候,三个小姑娘开始做分析报告。赵湘雯说,我们发现两种太空樱桃番茄出苗率可能与覆土的厚度有关,覆土较厚,不易出苗,而且容易导致种子腐烂。

不仅有成绩,还有失败原因分析。“两种太空樱桃番茄都出现了落果。”赵湘雯说,经过查阅资料和自己研究,我们认为太空樱桃番茄开花期如果遇上比较长时间的低温阴雨天,日照不足,加上雨水对花朵的冲淋,有机物无法通过正常的光合作用产生,花朵发育不良,所以出现落花落果。不仅怕没太阳,太空番茄开花结果期对水分也十分敏感,土壤过干,特别是由湿润转干或植株短时间内失水过多,都会引起落花落果。

最终,观察报告给两种太空番茄的下“定论”:航彩樱1号是暗红纹底间绿色条纹,长势强,椭圆形,亮度好,平均单果重25克,硬度好,口感好,产量高,抗线虫。航黄樱2号果实椭圆形,成熟果黄色,单果重20克左右,大小均匀,品质优良。两种太空樱桃番茄的出苗率高,管理方便,抗病虫,航彩樱1号属于“早熟型”的,开始窜得快。航黄樱2号是“慢热型”,虽然开始长得慢,但开花结果早于航彩樱1号。

用彩光给植物“施肥”

单靠改变光的颜色,影响植物的长势。这不是变魔术,而是小学生们在实验室里得出的结论。郭佳颀、李鑫琦和蔺逍祺是这个课题的小研究生。

“光是影响植物生长的重要因素之一。光质影响,在农业生产方面的研究较多,取得了一些成果。在穿心莲栽培方面,虽然有了相关的报道,但是目前对穿心莲试管苗的影响方面研究较少,然而现阶段人们对穿心莲的需要日益增加,于是,我们就萌生了一个想法,如果能够利用光质对植物生长的影响,来提高穿心莲试管苗的产量,那就能够有效应对人们对穿心莲需求量的日益增加了,为此,我们设计了本次实验。”开题报告中,小学生们解释了研究原因。

做实验,前期准备工作是要选取幼嫩的穿心莲茎尖,然后给它“洗澡”。听上去不难,洗的过程却要持续一至两个小时,小学生们要在超净工作台上用75%酒精将幼嫩的穿心莲浸泡20至30秒,然后用无菌水冲洗3次,再用0.1% 氯化钠浸泡10分钟,然后用无菌水冲洗3至5次。董晓娇解释,必须要无污染的植物才可以进行下一步的“组培”。

所谓组培,全称是植物组织培养,是近几十年发展起来的一项无性繁殖新技术。植物组培的理论基础是“植物细胞具有全能性”。通俗点将,就是从植物本体选取一部分组织或者细胞,然后通过消毒灯操作,在无菌条件下用各种营养物质和植物激素等,将其培养成一株完整的植物。

消毒好的穿心莲组培过程也很复杂。100%干净的茎尖要先吸干水分,然后接种到特定浓度的培养基上并放置于培养室。“基本培养基加入7 克/升的琼脂,蔗糖浓度35 克/升,pH 值设定为5.8。”郭佳颀说起组培过程头头是道,预培养5天后,随机将试管苗放置在不同颜色塑料膜覆盖的培养架上培养,试验设红膜组、蓝膜组、黄膜组、绿膜组和荧光灯(CK组)作为白光对照组,每个组重复4 次, 每次处理12 瓶。 仔细统计观察和测量不同光质下穿心莲的叶片数、株高、分蘖数的动态变化。

最终小学生们得出的结论是:穿心莲试管苗接种一周后,在不同光质条件下培养,黄膜、绿膜、红膜和CK组试管苗的叶芽就开始萌发了。在第二周的时间里,绿膜、红膜处理下试管苗的叶片数量明显多于其他组,而红膜处理下的试管苗叶片长势不好。同时,他们指出,由于培养时间较短,穿心莲试管苗的分蘖数和株高没有明显的变化。“我们的研究还会继续。”李鑫琦说,希望我们的研究能够大大提高穿心莲的产量,为花卉产业和中草药方面出一份力量。

靠橘子皮“致富”

除了学和研,产也成为小学生们的“必答题”。五年级的蔺逍琪和小伙伴将目光聚焦在橘子皮身上。她说:“我和同学们看到,有时候家长会使用精油护肤、熏香等等,但是一瓶的价格很昂贵,我们就想能不能利用所学知识自己制作精油。”

老师会全程参与指导,但更多充当的是“军事”的角色,真正动手操作和设计实验的都是小学生们。

经过反复讨论修改,整个制作过程环环相扣:先用电子天平称取100克新鲜橙子皮;剪成0.3厘米长方的小块,用果汁机打碎装入蒸馏烧杯中; 在蒸馏烧杯中加入100mL水,连接好装置;点燃酒精灯,加热蒸馏烧杯中的混合物,水蒸气蒸馏后,锥形瓶中将收集到乳浊液; 2小时后,反应结束,停止加热。 之后,向白色乳浊液中加入氯化钠,增加盐的浓度,出现明显的分层;用注射器或滴管轻轻吸取上层淡黄色液体,精油大功告成。

在结题报告中,他们写到“利用蒸馏法从香橙皮中提取精油,具有安装方便、操作简单以及节省能源、减少污染等优点”。在研究中,我们发现蒸馏时许多因素都会影响精油的提取效果。例如,蒸馏温度太高、时间太短,提取的精油品质就比较差,如果要提高品质,就需要延长蒸馏的时间。

同样是五年级的韩冰雨和同伴们则通过制作天然花草精油手工皂,寻找“赚钱”的机会。推销起自己的产品,韩冰雨打开话匣子,精油是从植物的花、叶、茎、根或果实中,通过水蒸气蒸馏法、挤压法、冷浸法或溶剂提取法提炼萃取的挥发性芳香物质,利用天然花草精油制作的手工皂,能够保留天然成分,对皮肤的养护作用尤为突出,既可用作洗面,卸妆,又可沐浴用,保湿效果超凡,且对肌肤十分温和,无刺激。泡沫细腻丰富,其中所含的甘油能在清洁污垢的同时,形成一层保护膜,达到保护肌肤的效果。能够促进细胞新陈代谢及细胞再生功能。

小花农想搭“火箭”便车

学植物学出身的董晓娇是花卉课的主讲老师,她说,农林科学院的博士也会进校园和孩子们一起研究。

“很多研究其实是失败了,这个过程对于学生而言也是一种体验,我们会鼓励他们继续尝试,并且积极分析原因。”丁超也是孩子们的植物老师。她说,最开始组培的成活率只有20%,随着经验的积累,大孩子带小孩子,现在成活率达到了80%至90%。

除了科学方法,“土办法”也要用。丁超举例,栽植太空蛋茄的时候,遇到一次长了飞蛾。因为植物对于环境要求高,不能通过撒药的方式灭虫,孩子们就找来粘苍蝇的黏板。学校一位校工曾经在老家种过地,他支招用跑了烟蒂的水熏。“每一种方法都要试一试,还要总结出经验。”

最近,小学生们有了新想法,如果组培苗可以去太空遨游一圈,会发生什么变化?王红说,孩子们希望能搭个“便车”。

 

 

来源:北京日报客户端 作者:刘冕

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