實驗室裡每個人的課題都是不一樣的,大家都有自己的相關領域來攻克,老爺子爲了讓我鍛鍊我,給了我三個任務,一個是給博士師哥生提供水稻在苗牀期間,在不同的土壤溫度下,它的養分數據,生長數據,另一個就是給博士後做土壤中就中國不同的圖紙來做測土配方肥的配比數據,缺氮,葉面肥等。第三個就是老爺子讓我自己研究的課題,怎樣在旱地種植水稻。
這個課題是有緣由的,老爺子是中科院院士,工程院院士袁老爺子找過老爺子,與老爺子進行過幾次深夜徹談,研究雜交水稻的適宜土壤,研究理論下,實驗條件下的土壤條件,爲雜交水稻實驗提供適宜的土壤,提供必要的條件。
土壤是植物生長髮育的主要載體,土壤理化性質是評價土壤質量的重要指標,PH值、含水率、電導率、以及N、P、K等元素的含量和土壤酶性質是土壤理性化的重要指標,研究雜交水稻和土壤中微生物的關係,土壤生態系統的穩定與否直接關係到賴以生存的作物的生長和發育並最終影響到整個農業系統的穩定性,而主要的是土壤微生物,土壤微生物參與有機分解、腐殖質形成、養分轉化和循環,是土壤生態系統的重要組成部分。
老爺子在和袁老爺子探討的時候,心裡就生出這個課題,水稻是否在旱地可以成長或是在海水中是否能成長?
我國國土面積約960萬平方公里,在遼闊的大地上,有雄偉的高原、起伏的山嶺、廣闊的平原、低緩的丘陵,還有四周羣山環抱、中間低平的大小盆地,如果這個技術領域得到擴展或者就算沒有什麼成果,也算是爲以後做出一個表率,可謂是開拓了一個全新的領域,也算是在自己的能力範圍內爲國爲民做一些實事。
水稻,世界上近一半人口以大米爲主食。水稻除可食用外,還可以釀酒、製糖作工業原料,稻殼和稻稈可以作爲牲畜飼料。中國水稻主產區主要是長江流域、珠江流域、東北地區。水稻屬於直接經濟作物,大米飯是中國居民的主食,中國是農業大國,民以食爲天,而且對於中國來講,尤其重要,中國在探索屬於自己的社會主義的道路上,初期走了彎路,犯了點錯誤,加上其他國家和我國關係的破裂,對我國提出的一些苛刻要求,各方面的因素造成了饑荒問題,後來國民一心,撥亂反正,一起度過了難關,但還是心有餘悸,談虎色變,所以造就了那一代人節省的品質。
中國的土地,有黃土地、黑土地,鹽鹼地、沙土地,但水稻成長需要水,需要水田自然水,東北江岔子很多,黑土地土地肥沃,特別適合水稻生長,還有就是南方江浙一帶,氣候溫和,土地溼度高,靠河是水稻生長必備條件,方便澆灌。
但老爺子給我這麼一個課題,是否可以在旱地種植水?不但要求水稻可以在旱地裡面可以正常生長,而且要求水稻結實之後,顆粒飽滿,養分充足,研究鹽鹼灘地、高原、草原、海水、山區,如何畝產萬斤,這個課題非常難,需要解決的問題很多,我拿到這個課題,一邊幫師兄時姐提供實驗數據,一邊開始蒐集大量資料,開始着手這個課題。
爲此我前幾個月一直在翻閱資料,研究土壤的結構,研究水稻的生長週期所必要的元素和成份,前期只有做大量的實驗,才能收集到實驗可能用到的數據和理論上的支持與設想,最後我決定開始初步實驗,從選種,秧苗,配種,培土上開始實驗,選了四種土,黃土、沙土、鹼土、黑土,在四種土裡面分別種上種子,根據四種不同種子的生長情況,結合來分析,分析影響因素,得出結論,找出解決辦法,繼續實驗,驗證結論。
選種,是一個基礎,尤其是實驗情況下,必須要考慮各方面的因素,首先要保證種子的絕對成活率,才能讓實驗進行的順利。各方面因素必須綜合考慮,溫度、抗瘟稻病能力、水稻株型、水稻穗型、豐產性和米性。
對於溫度,有一個原則,高溫地區選早熟品種株高會下降,穗型會變小,熟期變早產量會降低,反之低溫地區選晚熟品種株高會提高,穗型會變大,熟期變得更晚,正常成熟產量會提高,所以必須選一個熟期適中的一個品種,又能正常成熟又不浪費積溫,高溫的時候更高產,低溫的時候更穩產,在實驗情況下,控制溫度就成了主要考慮因子;稻瘟病是垂直抗性,所以不是主要影響因素,但也必須要考慮,作爲影響因子;水稻的株型、穗型和水稻抗倒伏能力、耐寒能力、整精米率、分櫱能力密切相關,因爲涉及到分孽能力,所以也必須要作爲主要考慮因子。
從天時地利來講,根據本田土壤類型選種,必須要先做合適土壤的種子來進行實驗,雖說可能會對實驗有干擾因子,但是我們的這項實驗,不僅僅是實驗,而是要爲百姓做實事,是一項社會實踐實驗。還有就是水源的選取,不同的種子,不同的土壤,可能需要的水源是不同的,如何我們需要實驗證明水稻是否可以在旱地生長,那水稻的根系吸收水分的方式和結構就是我們考慮的對象,水稻根部的分生區、伸長區、根毛區的細胞就要進行對比。還有氣候條件包括光照、降雨、風等條件,雖是在實驗條件下進行,但這些因子也要納入考慮範圍之內。
育種,育種的方法有很多種,利用基因突變的誘發育種,利用基因重組的雜交育種,利用染色體變異的單倍體育種,利用染色體變異的多倍體育種,利用基因重組的基因工程育種,也就是轉基因育種,還有植物細胞的全能性植物細胞的全能性、植物細胞膜的流動性動物細胞核的全能性的細胞工程育種,以及適宜濃度的生長素可以促進果實的發育的植物激素育種。
我們採取的是植物激素育種,用吲哚乙酸來育種,植物體內產生的激素有六大類,即生長素、赤黴素、細胞分裂素、脫落酸、乙烯和油菜素甾醇。從影響細胞的分裂、伸長、分化到影響植物發芽、生根、開花、結實、性別決定、休眠和脫落等,植物激素對植物的生長髮育有重要的調控作用。生長素、赤黴素、細胞分裂素能促進植物生長和發育過程,而脫落酸和乙烯的作用則是抑制植物生長,促進成熟和衰老。
浸種,採取日浸夜露,採取的是流動清水浸泡,沒有選用直接浸泡,浸泡的具體時間根據種子的情況、氣溫、水溫而定,以種子吸足水分爲準—穀殼透明,米粒腹白可見,剝去穎殼米粒易折斷而無響聲,用手能碾碎。而浸種前必須進行曬種,曬種能利用太陽光譜的短波光殺死附着在種子表面的病菌,同時,曬種後能增進種子內酶的活性,進而提高發芽勢,使其出芽快整齊。曬種之後種子裡面的水分也是會減少的,最終的作用就是抑制水稻的生長,其實這主要還是爲了後期的催芽,種子是必須要通過催芽才能夠播種的,要是沒有催芽的話會影響到種子的出芽。
水稻浸種過程就是種子的吸水過程,種子吸水後,種子酶的活性開始上升,在酶活性作用下胚乳澱粉逐步溶解成糖,釋放出供胚根、胚芽和胚軸所需要的養分。當稻種吸水達到谷重24%時,胚就開始萌動,稱這爲破胸或露白。當種子吸水量達到谷重40%時,種子才能正常發芽,這時的吸水量爲種子飽和吸水量。所以實驗室要嚴格控制好水量,
催芽,將之前全部處理好的種子裝在網紗的袋子裡面去,催芽的時候溫度也是一定要控制好,只有合適的溫度才能夠保證種子順利的出芽。催芽時的溫度最好是種子適應的溫度,不同的種子對環境的要求是不同的,等到芽根長到2毫米左右拿出來放在陰涼的地方了,這個時候也是可以播種了。