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女博士让红薯空中结

2014-03-07

科学之友 2014年1期
关键词:结薯水培营养液

女博士让红薯空中结

1 初见长生不老的红薯树

中国农业科学院有很多实验基地,其中很多基地都在承担着国家级高新农业技术攻关的课题。记者走进一座智能化温室,温室里的温度、光照、水、二氧化碳、肥料,全部都是自动控制,按照植物所需适时供给。一进温室,就能看到一大片绿荫架繁盛茂密,远远看去,像夏季庭院里的葡萄,走近仔细看,才惊呼原来是红薯藤、红薯叶。听魏灵玲介绍,这株红薯树已经长了5年,搭起架子后,叶片面积足足能延伸600m2。红薯树的整个根部都浸泡在营养液中,循环的供液系统和不间断的氧气泵让它的根系环境保持自由呼吸,密密麻麻的须根见证了它度过的时间年轮,根部附近的红薯藤已经接近木质,跟树干差不多。

红薯树上的红薯味道有没有变呢?记者第一次采摘了一个长在树上的红薯。切开后,能闻到红薯的清香,小尝了一口,虽然是生的,但和平常吃的红薯味道也差不多,似乎还更甜一些,不知道是不是因为新鲜。魏灵玲说,这株红薯树是由几个好的薯种嫁接起来的,而且红薯树并没有改变红薯本身的性状,所以口感很不错。她还说,这样的红薯树可以随时采收,与常规一年一生的红薯相比,其产量提高了8倍。更加神奇的是,理论上,这种红薯树可以无限制地生长,并且长生不老!

红薯,又名番薯、甘薯、山芋、地瓜、红苕等。据考证,今天人们吃的红薯是在明朝万历十年(1582年),从当时的西班牙殖民地吕宋(今菲律宾)引进中国,由东莞市虎门北栅人陈益从安南首先引入广东。万历二十一年(1593年)五月,福建长乐人陈振龙又从吕宋携带回中国,试种后,“甫及四月,启土开掘,子母钩连,大者如臂,小者如拳”,渐渐成为中国重要的粮食、蔬菜和饲料兼用作物,是我国四大农作物之一。不过几百年来,红薯都是深埋地下,这棵长在藤架上的红薯树是怎么出现的呢?

2 一场商业谈判激发想象

2003年,刚刚从农业科学院读完博士的魏灵玲,选择了农科院下属的一家高新农业科技公司做负责人。公司为山东省寿光市的蔬菜博览会成

传统的红薯是深埋在地下的块状农作物。但她却让红薯空中结,常年采收,绿藤架上长,四季常青。原来深埋在地里的红薯,竟然像葡萄一样挂在了空中。传统红薯一年一生,而这株红薯树却可以长生不老,永远结薯。

她就是农学女博士魏灵玲,她的团队创新成果能让红薯空中结。功培育了国内第一棵黄瓜树,单株黄瓜树能长3 000条黄瓜,让参加博览会的人对先进的蔬菜科技叹为观止,很多观光农业园也因引进新奇的黄瓜树收益不少。在此之后与寿光蔬菜博览会的合作中,魏灵玲和她的团队,陆续培育出西红柿树、西瓜树、甜瓜树、茄子树、辣椒树等品种。

蔬菜树是指果菜类蔬菜的树式栽培,是观光农业的一部分。通过根系的营养液水培,能最大限度满足蔬菜生长发育要求,促进其旺盛生长,植株冠幅能达到8~10m,果实悬挂藤蔓。蔬菜树主要是为了娱乐观赏,某些品种兼具食用性。

蔬菜树的出现,让寿光市在蔬菜博览会上大出风头魏灵玲所在公司也与寿光市政府建立了良好的合作关系。可是就在公司与寿光市政府讨论第3年合作协议时,一位领导半是开玩笑半是下战书地说:“要是能把土里长的红薯也种成树那就了不得了,我们还和你们签合同。”

红薯是块根类作物,几百年来红薯都是长在地里的。像黄瓜和西红柿这样的蔬菜,原本就生长在地上,要做成树式栽培难度不算大,可是要把土里的红薯种到树上去,这在当时似乎是异想天开。在竞争激烈的市场中,只有不断出新才能留住客户。虽然魏灵玲当时也没有十足的把握研发红薯树,可是为了公司利益,也为了证明科技实力,她一口答应下来这个苛刻的要求—一年时间里,培育出红薯树。

3 水培红薯开启第一步

因为之前所有蔬菜的树式栽培都是通过水培方式取得成功,所以红薯树的研发也是从水培开始。“因为我们已经做了很多年水耕栽培,所以当时想的还是从水培入手,如果红薯水培能够成功的话,基本上还是有机会让它结到空中的”,魏灵玲回忆起最初的想法。

研发团队几个园艺经验非常丰富的小伙子找了一些好的枝条,用常规水培方式培育红薯,想试验红薯水培的可行性。

红薯树的水培是怎样一个过程呢?园艺师为记者演示了整个过程。首先就是要配好给红薯水培的营养液。营养液含有植物生长所需的氮、磷、钾、钙、镁等离子状态营养元素,能代替自然土壤向植物体提供水分、养分,每种水培植物都有其特定的营养液比例。接下来要找一棵合适的红薯藤作扦插。一般情况下选择茎尖部位,取17~18cm,把下面叶片剪掉,让它作为之后红薯树的根系定植在培养箱中。因为茎尖优势,红薯藤很快就能茁壮成长,营养液里的红薯藤会长出根系,在营养液之上长高,并长出密密的叶子。红薯的水培成功没有太多悬念,不过真正令研发团队放心的是,他们在观察了一段时间后,发现在水培的红薯根系上没有结出薯块!这个现象意味着在红薯树的培育上,至少成功了一半。不过接下去的任务更为艰巨,如何让红薯结到树上去呢?

4 一个细节成就空中结薯

红薯水培成功后,研发团队碰到了瓶颈。每天只看见红薯藤不断地长,红薯叶子密密麻麻地叠加,却怎么也不见红薯的出现,这一任务的完成变得遥遥无期。研发团队的焦躁情绪也如疯长的红薯藤、叶,无所傍依,经过一段时间的观察等待后,研发团队发现水培解决不了结薯问题,那空中结薯的技术关键点究竟在哪里呢?

现代农业是观念和方法的创新,可是任何创新首先还是要尊重自然规律。水培红薯树打破了红薯本身的成长方式,必然不会像传统红薯那样结薯。但是,传统红薯是怎样结薯的呢?红薯有什么生长特性呢?

一个很小的细节引起了研发团队的注意。一般每年4月份把红薯苗扦插到土里,经过五六个月的时间,通过叶子光合作用的产物积累到根部长成红薯,一般到10月份或11月份就可以收获。红薯生命力旺盛,基本不需要特殊管理,但是在七八月份时,农民会进行一个叫“翻秧”的重要工作。因为那个时间雨水丰盛,红薯秧子会随着雨水的重量,深入地里,而不久之后这些秧子上也会结出小红薯,这些小红薯会瓜分底下最大的那个块根,农民为了收获一颗大红薯,会把枝节上的小红薯都摘掉,把红薯秧翻起来,不让它长到地里去。

这只是传统红薯耕作中一个最平常的举动了,可是研发人员似乎在这里找到了突破点。既然红薯秧子深入土里都能结出小红薯,这说明红薯秧子有结薯的生长点,结薯似乎还要依靠土壤。如果满足这两个条件,是不是有可能结出红薯呢?

“我们选择常用的基质,将草炭、珍珠岩按照一定的比例混合,又加了一些营养液体,把枝条埋在里面试一试。”研发人员在红薯树的架子上挂上基质盆,将红薯枝条插入基质盆,又开始了忐忑不安的观察等待。终于有一天,研发人员在基质盆里摸到了很小很小的红薯块。欣喜若狂的他们打破基质盆,清理掉红薯上的土,一颗树上的红薯诞生了!这道奇异的风景让研发团队高兴不已,终于实现诺言,把红薯种到了空中。

种出红薯树之后,研发团队才得悉红薯生长的秘密:红薯长期生长在土壤中,它生长的条件是,必须营造一个很黑暗的环境。其次膨大的过程中需要一定的压力,把红薯枝条埋进基质盆,实际上就是构成红薯生长的两个环境。这棵结在树上的小红薯可是凝聚了研发团队几个月的苦思冥想和忧心忡忡!按说红薯树培育成功了,研发任务就完成了,可是没想到,这棵红薯树又给研发团队制造难题了。

5 意外让红薯树长生不老

红薯树培育成功后,突然有一天研发团队发现红薯树出现根系腐烂的情况,上面叶子发黄,还有大量的虫子。因为红薯树是水培,它要吸收很多氧气,不断消耗营养液池里的氧,排出的异物又要不断处理,如果是在土壤中生长的植物还有一些缓冲,而完全浸在水里的根系则没有任何缓冲的空间。

为了挽救红薯树,研发团队想了各种办法。他们调整营养液浓度,甚至真的把红薯树当做病人,给它打针吃药。然而,根系腐烂的植物,在自然条件下无力回天。为了不让红薯树夭折,研发团队群策群力拯救红薯树,却见效不大。情急之中,一位经验丰富的园艺师想到了一个办法。“我们一个技术员想到了传统嫁接的模式。原来红薯树的根烂掉了,死掉了没有根了,我们再嫁接一下,如果新的枝条和新的根成活了,还可以发新根。”回忆起当时的情况,魏灵玲也只能用不可思议来形容。经过嫁接的红薯树又形成新的根系,在营养液中开始生长。

传统红薯一年一生,收获红薯时,根系作为果实被采收了,类似于杀鸡取卵,第二年还要重新插秧,重新生长。这样的耕作效率就比较低,供给的大部分时间只能依赖储存的红薯,难以实现鲜薯的周年均衡供应。经过长时间储存的甘薯存在许多弊端,品质会发生改变甚至腐烂,且成本提高,不能满足人们对鲜薯的消费需求和加工原料的均衡供应。而改成红薯树的栽培方式后,采用水培培养出红薯根系,然后通过枝条埋入土里长红薯,收获时只需要收获枝条上的红薯,水培的根系仍可保留,可以常年种植、采收。

当初激将魏灵玲的地方领导,一年后看到了培育出来的红薯树,二话没说就签了合同,并且把红薯树当做蔬菜博览会的压轴项目隆重推出,很多农业观光园都引进这个项目,博得观众的青睐。当然,对魏灵玲来说,农业观光的红薯树并不是她的理想,她希望红薯树能够真正惠及农民。红薯是我国四大农作物之一。块根可直接食用或经煮、烤、蒸熟后食用,曾经是我国很多边远地区农村的主要食物。随着科技的发展,通过提炼红薯中的糖分,可以制酒精、制糖、制丙酮,红薯也成为非常重要的能源作物。所以红薯树的推广将是一件利国利民的大好事。魏灵玲表示,农民如果需要这项技术,可以到中国农科院找到他们,免费获得种植技术。

科技链接:

红薯树采用的是红薯的营养根—块根分离的栽培方法,通过延长红薯的生育期来实现周年或多年的连续栽培,并达到多次结薯的目的。克服了除薯蔓、叶片、嫩尖是可以连续收获外,采收薯块时必须整株收获的弊端,也就是改变了红薯传统栽培在获得薯块时采取的“杀鸡取卵”方法,使薯秧继续生长、继续结薯。让红薯在设施环境下有望获得高产和周年连续采收薯块的目的,是红薯栽培技术的一次创新。

编辑点评

首先,它这种创新培育的方式是省了很多耕地面积。从这个角度,我相信市场还是相当大的。因为魏博士讲的红薯全身都是宝,它可以当粮食,同时也是种生物能源原料。这是一个非常好的投资项目,相对于产出的话,投入产出比是相当吸引人的。

这个技术可以让农民获益,企业能够免费让农民学习,说明企业的社会责任感很强。

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