灵敏的“土壤勘探员”

2020-06-28广州市南武中学何梓莹王思睿

发明与创新 2020年22期

关键词：隐杆浸出液新城

■广州市南武中学何梓莹王思睿

土壤是植物生长的物质基础，近年来，各国的土壤情况不容乐观，甚至威胁生物的正常生存。广州市顺应国家可持续发展战略的号召，提出了广州生态城市规划。

广钢新城是广州最著名的工业用地转型案例，其前身为广州钢铁厂，在土壤治理过程中透明度不高。我们想借助社会调查，真实地反馈大众对土壤情况的认知情况，并借助实验，让大家对广钢新城土壤如何影响生物的生存有直观的认识。

一、社会调查

选取75名广州市民作为调查对象，其中广钢新城居民8名，非广钢新城居民67名，发放问卷75份，有效问卷75份，有效率为100%。调查问卷中有8道题目，其中包括受访者对广钢新城周边土壤信息的获取情况、对土壤的影响认知以及改善措施3个板块。

综合图1至图5的数据，我们认为，群众对广钢新城土壤情况有着高关注度、低了解度。群众普遍认为土壤对环境有一定影响，尤其会影响空气质量、植被生存。

我们尝试通过探究秀丽隐杆线虫在广钢新城土壤浸出液中运动能力的变化，评估广钢新城土壤对生物生存的影响。

图1 对广钢新城一带土壤信息的获取途径

图2 对广钢新城土壤的影响认知情况1

图3 对广钢新城土壤的影响认知情况2

图4 对广钢新城土壤的影响认知情况3

图5 对广钢新城土壤改善措施的建议

二、生物学实验

（一）实验材料

秀丽隐杆线虫（以下简称线虫），大肠杆菌OP50，蒸馏水，氯化钠，牛肉膏，蛋白胨，待检测的广钢新城土样6种。

图6 秀丽隐杆线虫

图7 广钢新城土壤样品取样点 (本次实验的采样点中，1～4号采样点位于北区，5～6号采样点位于南区)

（二）实验过程

1.制作土壤浸出液

取1g土与10ml蒸馏水，混合并置于摇床上摇晃,直至成悬浮状态。过滤悬浊液，得到土壤浸出液。

2.配置培养基

用0.3g氯化钠、0.25g蛋白胨、1.7g牛肉膏、100ml蒸馏水配置培养液。按配方制取大肠杆菌液体培养基，在每100ml液体培养基中加入1ml土壤浸出液。用高压蒸汽灭菌锅高温高压灭菌后取出，在超净工作台上进行倒平板操作。待冷却凝固后，用移液枪移取0.5ml大肠杆菌OP50培养液至培养基上，涂匀。标记后放在培养箱中培养48h。

3.培养线虫

向每个配有不同样本土壤浸出液的培养基中移入10条线虫，常温培养24h。

4.实验设置

设置6个加入同浓度、不同样本的土壤浸出液的培养基，另设1个对照组，移入相同数量的线虫，在同等条件下培养相同时间。

用显微镜观察线虫的头部摆动频率（以线虫头部来回摆动记为1次，每次记录时长为1min），身体弯曲频率（以线虫身体长轴方向上一个弯曲波动记为1次，每次记录时长为1min）。

每个培养基每次选取10条线虫记录指标，重复3次，去掉最高值、最低值以及死亡的线虫数值（对机械刺激无任何反应即视为死亡），求出剩余数值的平均值。

（三）实验结果

广钢新城土壤对线虫头部摆动频率、身体弯曲频率以及存活率的影响如表1所示。

表1 广钢新城土壤对秀丽隐杆线虫运动能力及存活率的影响

实验结果显示，1、2号土壤对线虫运动能力有促进作用，推测其土壤中有促进运动的因子存在，总体治理效果较好。5号土壤对线虫运动能力有抑制作用，推测其含有明显抑制运动的因子，不利于线虫的生存，治理效果欠佳。3、6号土壤中可能存在抑制线虫头部摆动的因子，促进线虫身体弯曲的因子较少。

我们推测，线虫的神经肌肉接头主要集中在咽部、全身肌肉壁组织和生殖孔，土壤中的某些因子阻碍了线虫内部组织的信号传递作用，造成信号丢失和中断，进而加速多巴胺神经元的退变，影响其部分神经系统的功能，最终导致其进食行为缺陷，需要身体弯曲移动弥补。4号土壤中的线虫运动能力与对照组基本一致，说明其土壤情况与正常土壤类似。