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那么,北方温带地区种黄麻好不好呢?人们根据黄麻的生长特性,大胆地把黄麻逐渐北移,种植到比巴基斯坦的纬度更高的地方去。在我国,湖南、湖北,甚至山东地区都有种植。果然,黄麻在这些地区,在日照长于12小时的情况下,只长茎叶而不开花结实,从而产量提高了好多。通过实践,黄麻北移能增产已得到证实。
黄麻北移能增产,使种麻人感到高兴。但是也带来一个问题,就是它不开花结实,种了一年之后就没法再繁殖了,下一年又得从南方热带去寻找麻种,这样不仅耗费人力,财力上也不太合算。于是人们又琢磨开了,如果用人工方法使北方的黄麻接受短日照处理(每日12小时以下)不就行了吗?经过试验证明,只要选择一块作为留种用的地,用人工方法适当遮光,让它们受光每日不超过12小时,这块地里的黄麻便能开花结实。这样,黄麻的留种问题就顺利地解决了。
醋对植物生长的“保健”作用
植物在生长过程中,不仅需要空气、水分、阳光和温度等基本条件,还要在适当的时候给它施一些肥料,以促进它健康成长。而醋是一种调味品,它对植物生长是风马牛不相及的,但有人用醋溶液喷施植物却获得了意想不到的效果。例如,将200×10-6的醋溶液喷施在西瓜叶片上,西瓜长得又多又大,而且甜度也有所提高;在水稻抽穗扬花期,用150×10-6的醋溶液喷施水稻叶面,水稻结实率提高,千粒重增加;对盆栽花卉喷施醋溶液,可改善花卉长势,增加花朵,而且花色更加艳丽。
为什么醋能促进植物生长呢?这就要从植物的呼吸作用谈起。
植物和动物一样,每时每刻都在不断地进行呼吸。不同的是,动物有专门的呼吸器官,如鼻腔、气管、肺等,并且组成完整的呼吸系统;而植物没有专门的呼吸系统,每个活细胞都能单独地进行呼吸。植物的呼吸作用主要在细胞内的线粒体中进行。线粒体内含有一系列酶,在它们的参与下,共同完成呼吸过程。
植物的呼吸作用对它的生长至关重要。它在酶的催化下,把光合作用积累起来的有机物质逐步氧化分解成简单物质(即二氧化碳和水),同时放出能量,供给植物进行各种生命活动。例如,根系对水、肥的吸收和运转,体内各种物质的合成和分解,植物叶片气孔的开闭调节,生长、开花、受精、结实等,都要靠呼吸作用不断提供能量。但凡事都要有个度,呼吸作用过于旺盛,消耗有机物质太多,光合产物积累就会减少,这样就不利于植物的生长和结实。根据植物生理学家研究,如果呼吸作用被抑制20%~30%,那么,它的光合作用效率便可提高10%~20%。而喷施醋溶液,可适当抑制植物体细胞呼吸过程中乙醇酸氧化酶的生物活性。由于植物体内的物质消耗受阻,而光合作用仍照常进行,这样植物体内的有机物质积累增多,所以植物的长势就会变好,产量也就增加了。
遗传育种
遗传育种就是应用遗传学的理论和方法来为育种服务。育种学是创造新品系的学科,也是遗传学的应用科学。遗传学是育种学最重要的一个科学基础,因为育种学的首要任务就是改造农业动物和植物的遗传性,创造新品种,以提高农业产品的数量和质量。
遗传学中的杂种优势理论是育种的理论基础。50年代我国广东的科技工作者首先选育出水稻“矮脚南特”,接着通过杂交途径开展矮化育种,并于1959年育成了耐肥、抗倒、高产的水稻良种“广六矮”,随后又培育出50多个矮秆良种。这是我国水稻育种史上的第一次突破。
遗传学上把遗传物质的偶然变化叫突变,但需要说明的是只有少数突变是有益的。由于自然突变频率低,所以在育种上可采用诱发突变的方法。现在在生产抗菌素的菌种和其他工业微生物(如酵母菌)的育种中,都已广泛利用诱变方法,取得了良好效果。在植物方面,用X射线、γ射线等处理水稻、小麦种子曾得到一些有益的突变。另外,化学育种、多倍体育种等都是在诱发突变的基础上形成的新的育种方法。
现在的遗传工程研究将为育种开辟一条崭新的途径。人们想从豆科植物细胞中提取某一片段DNA,用遗传工程的方法把它接入到非豆科植物中,产生出符合要求的重组DNA,形成可以省下氮肥的新品种。目前这一研究正在进行之中。
一方面,遗传学的理论和方法被应用来为育种服务;另一方面,育种方面的一些实践反过来也会丰富遗传育种理论。人们通过遗传育种把可遗传的变异选择下来,可创造出能适应新的环境、满足人们需要的新的生物类型。
辐射育种
长期以来,农作物的育种,常常采用杂交、系统选育等方法。近几十年来,随着原子能和平利用的发展,才开始了辐射育种的新方法。
辐射育种就是利用放射线(如X射线、γ射线或中子线等),来照射作物的种子或植株,也可以照射离体组织和细胞,促使它们的内部起变化,这种变化有的能遗传给下一代,因而发生了遗传的变异,再经过人工的选择,就可以培育出新的品种。
放射线对动物、植物都有伤害作用,但是,如果我们使用得当,不仅不会伤害作物,而且还能利用辐射来育种哩。
我们知道,生物有机体是由细胞组成的。在显微镜下,你可以看到每个细胞中都有一个细胞核,当核分裂的时候,在核内可以清楚地看到有一些棒状的小体——染色体;染色体是由蛋白质和核酸组成的,每一生物都有它一定数目的染色体。当生物体吸收高能量的X射线、γ射线或中子线时,引起细胞内染色体的各种变化,但变化太大就引起死亡,变化不太大可能表现为植物遗传性状的改变,也就是发生了变异,这为育种提供了条件。
自然界中,有天然的放射性物质存在,还有宇宙线的照射等等,因此,人和一切动植物平时都受到了放射线的照射,不过剂量很低。一般用伦(伦琴)作单位,表示射线的剂量。譬如人们每天所受到的放射线,只有0。004~0。0016伦,这种照射对人体是毫无害处的。如果剂量高了就不行。拿植物来说,用100伦的X射线照射小麦的干种子,可以促进小麦的生长;用600伦,它的生长就会受到抑制;用20000~30000伦会使一部分麦苗死去,一部分活下来的植株会发生各种变异;用50000~60000伦时,全部都要死掉了,这是一般的情况。不同生理状况的植物,对射线的反应是不一样的,以种子来说,种子的含水量越高,反应也越大;一般生长速度快的,而受力就差些。
从育种的要求来看,作物的变化越多,能育出新品种的希望越大。这里就产生了一个矛盾,剂量低了变异就少,剂量高了死亡又多,所以许多人认为用半致死剂量处理植物比较合适。也就是说,所用的剂量要能使大约半数的植物生存下来,另一半死亡。这样,既能保证有一定量的植株活下来,也有相当多的植株发生变异。一般来说,水稻和小麦的干种子用20000~30000伦,棉花用15000伦左右的射线照射效果较好。
免耕的土地能获得高产
自古以来,我国农村在作物播种前都要将农田翻耕一遍,其目的是为了防治杂草和疏松土壤。
但是,近年世界上不少国家却风行少耕或免耕的新耕作方式,被称为“免耕技术”。
过去农业生产讲究精耕细作,这无疑是一种优良的传统耕作方法。然而,这种方法也有不少缺点。首先,耕作对于劳动力的要求很高,尤其是在播种季节,需要投入大量劳动力。由于大多数农作物的最适播种期都很短,这样既要精耕细作,又要及时播种,往往很难两全其美,结果常常延误农时。其次,土壤翻耕后虽然变得疏松,但是也增加了遭受侵蚀的机会。据测定,在略有坡度的土地中,翻耕比起免耕来,土壤流失竟要增加上百倍。由此不难看出,对于地形起伏、排水性能较好的田地,免耕的好处就更加明显了。再说,植物残茬覆盖的田畈比起光秃秃的土壤,其水分流失和蒸发都比较少,这对作物生长是非常有利的。
目前免耕技术越来越受到人们的重视,美国曾用免耕技术大面积播种玉米获得了丰收。具体操作步骤:先在未播种的农田里喷洒除草剂,杀死正在生长的杂草,并抑制土壤中未发芽的杂草种子的萌发。接着,播种机开沟施肥。然后,飞机播下种子,并将种子覆盖起来。这样,农田里除了播种机开掘的一条5~8厘米宽的土带以外,其余土壤都原封不动,一般在收获前不需要其他作业。免耕技术比起常规耕作方法,其效率可提高3倍以上。
美国的一些农场主,在进行免耕技术的同时,还与实施“精确农业”相结合,增产尤为明显。
所谓“精确农业”,就是将传统农业与电脑、卫星、通信、遥感、机械化等高新技术相结合,科学而精确地播种、灌溉、施肥、喷药、收获,这样既减少了浪费,又提高了农作物的产量。
值得指出的是,这种新型农业模式在美国、日本、以色列等国迅速兴起。特别是在美国,一些农场主已在拖拉机上安装了电脑和接收器,接收处理卫星的遥测信息,精确地确定施肥量、浇水量,并计算收获量。
近年,我国南方播种小麦也广泛推广免耕技术。晚稻收割后,将小麦直接播在农田里,既省力,又获高产,深受广大农民的欢迎。
当然,免耕技术也不宜连续应用,因为病、虫、鼠害往往会因作物残茬的掩护而增加为害程度。还有透气性状不好的土壤,长期不翻耕,也会影响作物的生长。所以,免耕与翻耕应该交替进行。