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为土地寻找可靠的“造血干细胞”:棉花钾高效利用研究

2013-08-30 10:26 本报记者 本报 阅读 0
核心摘要: 本文报道了中国科学院武汉植物园博士汪霄关于棉花钾高效利用的研究。她通过对比钾高效和钾低效棉花品种,探索土壤钾素的活化吸收机制,旨在为缺钾土壤寻找可靠的“造血干细胞”。研究背景显示,中国是贫钾国家,钾肥高度依赖进口,该研究对保障国家钾安全和粮食安全具有重要意义。

湖北是科教大省,武汉是科教重镇,这里汇聚了众多博士。他们正在从事哪些研究?今天起,本报推出“博士在做啥”系列报道,介绍武汉地区一批80后青年学者(博士或在读博士)及其较为冷僻、侧重于生态与科技的研究课题。

人物速写

凋落的花瓣,也要留着称重。

专业解剖

为土地寻找可靠的“造血干细胞”。

背景纵深

为什么要研究棉花“造血”?

80盆棉花,就是80后“棉花博士”汪霄的研究对象。汪霄是中国科学院武汉植物园博士,她研究的课题是“钾高效基因型棉花对土壤钾素的活化吸收及高效利用机理”,这一项目事关国家“钾安全”。

白色T恤,浅灰色裤裙,简单的“一把抓”马尾,略显羞涩的眼睛里透着执着。这是记者在实验室对她的第一印象。当她蹲下来观测这些珍贵的棉花样本时,那看似柔弱的身体充满了智慧的力量。

夏天的9点半到11点半,是作物光合作用最旺盛的时段。汪霄一般在上午10点对棉花进行叶绿素及光合参数的测定。她测量的叶子是从棉株顶端往下数的第四片,行话称为棉花的“功能叶”。此时地面气温已较高,没有风,她淌着汗水,一片片数叶子、量株高,统计何时开花、几时结蕾,并搜集掉落的叶片和花瓣。待持续近半年的棉花生长期结束后,她需要将这些叶片和花瓣连同棉杆等物进行称重和养分测定。

专业解剖

一般土壤的钾含量低于100毫克/公斤称为缺钾土壤,低于50毫克/公斤则为严重缺钾。武汉地区的黄棕土钾含量为70-80毫克/公斤,属于中等缺钾水平。你可能想不到,土地也会因缺钾而“贫血”,从而影响农作物的品质和产量。

汪霄的课题就是研究如何将土壤中的钾元素充分“激活”,便于农作物高效吸收,转化为“血液”,并孕育出更好的“果实”。通俗地说,就是以棉花为样本,为土地寻找可靠的“造血干细胞”。根据棉花对土壤钾的吸收能力高低,前辈学者筛选出两个极端品种,简称为“钾低效”(LEG)和“钾高效”(HEG)棉花。她用这两个品种进行对比试验,从多学科着手,希望找到其中的神秘“造血干细胞”和“造血机理”。

背景纵深

为什么要研究棉花“造血”?汪霄的导师、中科院武汉植物园陈防研究员介绍,氮、磷、钾是作物生长必需的三大营养元素,号称粮食的“粮食”;而钾又称为作物的“品质元素”,对作物的生长和品质起着决定作用。中国是贫钾国家,大部分耕地土壤供钾不足,20%以上耕地土壤严重缺钾。据《中国化肥信息》(2013)的数据,中国钾肥50%以上依赖进口。如果缺钾,往小处说,钾肥价格上涨,加大农民负担;往大了说,我国的“钾安全”将得不到保障,进而影响整个国家的“粮食安全”。

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