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映山紅緣何四季常開
——井岡山大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)攻關(guān)花期調(diào)控技術(shù)紀(jì)實(shí)
井岡山大學(xué)北區(qū)的生物園內(nèi),一叢叢映山紅競(jìng)相怒放。井岡山大學(xué)供圖
“若要盼得喲紅軍來,嶺上開遍喲映山紅……”
提起映山紅,人們會(huì)情不自禁想起那首耳熟能詳?shù)慕?jīng)典歌曲,想起贛南蘇區(qū)那段波瀾壯闊的革命歷史。
映山紅是一種杜鵑花屬植物,因鮮花盛開時(shí)紅遍山野而得名。江西井岡山地區(qū)的映山紅,一般在早春二三月間開放,花期僅一個(gè)多月。
為了讓絢美的映山紅四季常開,井岡山大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)潛心攻關(guān)映山紅花期調(diào)控技術(shù),歷時(shí)13年,終於實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。
打破休眠狀態(tài)
日前,科技日?qǐng)?bào)記者走進(jìn)井岡山大學(xué)北區(qū)的生物園內(nèi),隻見一叢叢映山紅競(jìng)相怒放。該校生命科學(xué)學(xué)院正高級(jí)實(shí)驗(yàn)師胡雪華,正俯身觀察花兒的生長(zhǎng)狀況。
“能否在冬天和夏季,也讓映山紅開滿枝頭?”2011年,胡雪華懷揣這樣一個(gè)夢(mèng)想,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與花期調(diào)控技術(shù)較上了勁兒。
開花是植物生育期內(nèi)一個(gè)重要的發(fā)育階段。植物成花可分為開花決定、信號(hào)傳導(dǎo)、花的發(fā)端和花器官形成四個(gè)過程。在這中間,開花決定是基礎(chǔ),直接關(guān)系到植株開花的時(shí)間。
調(diào)控映山紅的花期,就要找到影響開花決定的所有因素??蛇@些因素在哪裡?
“首先要做的,是打破休眠狀態(tài)?!焙┤A告訴記者,映山紅偏愛陰涼環(huán)境,一旦氣溫攀升至30℃以上,它便進(jìn)入休眠狀態(tài)。在自然條件下,映山紅從花苞發(fā)育到開花,會(huì)經(jīng)歷冬天的低溫。正是這一過程,打破了休眠狀態(tài)。
團(tuán)隊(duì)最初嘗試?yán)美鋷?kù)設(shè)施,模擬冬季低溫條件。然而,他們多次試驗(yàn),屢屢受挫。團(tuán)隊(duì)甚至精細(xì)到以零點(diǎn)幾攝氏度的變化來調(diào)節(jié)溫度,遺憾的是,他們始終無法突破周期限制,僅能將花期提前約一個(gè)月。
“時(shí)間還是太短了?!焙┤A和團(tuán)隊(duì)逐漸意識(shí)到,花期“開關(guān)”的線索,或許隱藏在山野之中。
歷經(jīng)無數(shù)個(gè)日夜,穿梭在實(shí)驗(yàn)室與大山之間,他們與映山紅仿佛成了彼此無言的“朋友”。
在漫長(zhǎng)的探索過程中,團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),映山紅有一個(gè)特殊習(xí)性。
“它非常喜光,但又對(duì)光很敏感?!焙┤A說,“光照超過一定溫度和時(shí)間,花會(huì)曬傷甚至?xí)袼馈!?/p>
原來,光周期是影響映山紅開花的主導(dǎo)因素!“能不能通過控制光照時(shí)間,改變花兒開放的時(shí)間?”胡雪華提出新的思路。
找到最佳公式
在井岡山大學(xué)生物園的花期調(diào)控室裡,記者看到,一排排植物補(bǔ)光燈懸掛在屋內(nèi)。
“我們通過調(diào)節(jié)補(bǔ)光燈的開啟數(shù)量、改變光源高度等方法,讓光照強(qiáng)度在每日不同的時(shí)刻發(fā)生變化,讓映山紅誤以為時(shí)間流轉(zhuǎn)、晝夜交替?!焙┤A說,“當(dāng)然,模擬日照只是花期調(diào)控的手段之一?!?/p>
團(tuán)隊(duì)的另一個(gè)重要嘗試,是生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的使用。
生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,這種人工合成的神奇物質(zhì),具有與植物激素相似的生理和生物學(xué)效應(yīng)。其配制過程是個(gè)“細(xì)活兒”,多一點(diǎn)少一點(diǎn),都會(huì)對(duì)花卉產(chǎn)生顯著影響。
為此,胡雪華和高級(jí)實(shí)驗(yàn)師李曉紅等人,將大量的時(shí)間投入到實(shí)驗(yàn)大棚中。
“經(jīng)過幾年試驗(yàn),我們獨(dú)創(chuàng)出一套針對(duì)映山紅的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配方。”李曉紅對(duì)記者說,“在臨近開花期1到2個(gè)月的時(shí)候,我們根據(jù)花苞成熟度預(yù)估花期,決定加快還是延遲其開花。”
“如果花苞成熟度不夠,可通過噴施調(diào)節(jié)劑,讓花期提前8到24天﹔如花苞成熟度過快,同樣方法也可讓花期延遲10到20天?!本畬酱髮W(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授賀根和介紹。
此外,他們還綜合運(yùn)用溫度調(diào)整等環(huán)境控制措施,結(jié)合株植的修剪,來精準(zhǔn)調(diào)節(jié)花期。
理論和實(shí)踐都有了,下一步是讓成果走出實(shí)驗(yàn)室,走向真實(shí)的自然環(huán)境。
“這項(xiàng)研究的起點(diǎn),是花芽分化的內(nèi)在生理機(jī)制。我們深入探究了不同光照強(qiáng)度、溫度條件以及各種類型濃度的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)開花狀況的影響,及其生理生化物質(zhì)變化?!焙┤A說,要進(jìn)一步驗(yàn)証這套方法的有效性,沒有捷徑可走,隻能用“笨”辦法——人工觀測(cè)。
胡雪華已記不清有多少個(gè)夜晚,大家通宵守在植株旁,觀察和記錄相關(guān)數(shù)據(jù),並反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
2018年10月,團(tuán)隊(duì)終於迎來重大突破——他們找到了光照、溫度、調(diào)節(jié)劑濃度、生理生化規(guī)律的最佳匹配公式。
至此,映山紅花期調(diào)控的關(guān)鍵技術(shù)堵點(diǎn)打通了!
紅花帶來“紅利”
一個(gè)“關(guān)於美麗的夢(mèng)想”,在團(tuán)隊(duì)的努力下一步步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
2019年4月,中國(guó)北京世界園藝博覽會(huì)開園迎客。在江西園主入口,一叢叢映山紅火紅絢爛,吸引眾多游人駐足觀賞。這些映山紅,是江西園唯一從高校選出的參展花卉。
“套入公式,就能讓映山紅隨時(shí)隨地開花。”胡雪華告訴記者,截至目前,映山紅花期調(diào)控技術(shù)已獲1項(xiàng)國(guó)際專利授權(quán)、2項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)。
四季常開的映山紅,一頭連著鄉(xiāng)村全面振興,一頭連著革命老區(qū)人民對(duì)美好生活的向往。
“2022年,井岡山大學(xué)開始與我們縣合作?!苯魇√┖涂h水槎鄉(xiāng)映山紅種植專業(yè)合作社負(fù)責(zé)人李平說,“兩年來,每年帶動(dòng)本地村民育種苗5萬株,先后為200余位返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)青年提供了支持,整體產(chǎn)值達(dá)1500多萬元,超過2000人從中受益。”
井岡山大學(xué)校長(zhǎng)羅旭彪向記者介紹,目前,該校的映山紅景觀設(shè)計(jì)體系已經(jīng)成功服務(wù)了20所校園、15家紀(jì)念館、50個(gè)美麗鄉(xiāng)村建設(shè)和8個(gè)景區(qū)建設(shè)項(xiàng)目。
同時(shí),他們還開設(shè)了線上公益課堂,積極推廣相關(guān)技術(shù),這些課程的播放量高達(dá)3500萬次。
“在剛剛召開的全國(guó)科技大會(huì)、國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)、兩院院士大會(huì)上,習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào),扎實(shí)推動(dòng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合,助力發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。融合的途徑是促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用。”羅旭彪表示,“接下來,我們將進(jìn)一步開展技術(shù)推廣和應(yīng)用,與政府、企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研對(duì)接和成果轉(zhuǎn)化。通過‘映山紅產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟’,向全國(guó)200個(gè)城市擴(kuò)展。”
而身為科技特派員的胡雪華,正在計(jì)劃和學(xué)校一起打造“映山紅+”產(chǎn)業(yè)鏈,讓“嶺上開遍映山紅”的同時(shí),為各地鄉(xiāng)村振興注入一份四季常開的“紅利”!
(記者 魏依晨)
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