文|陳俊廷
最近我參加了北京市科協(xié)主辦的第39 屆北京青少年科技創(chuàng)新大賽。我和我的小伙伴雷揚(yáng)同學(xué)很幸運(yùn)地獲得了北京市優(yōu)秀青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)。
我們的項(xiàng)目名稱是《北京市入侵樹種火炬樹抑菌能力初步分析》。對(duì)大多數(shù)同學(xué)來說,這個(gè)項(xiàng)目有一點(diǎn)生僻,它不像AI 那樣炫酷,也不像實(shí)用小發(fā)明那樣貼近生活。但是,這些都不重要,重要的是,我們通過這個(gè)項(xiàng)目,親自動(dòng)手回答了心中的疑惑,探尋了生命的奧秘,得到了鍛煉和成長。
我熱愛樹木,熱愛大自然是有原因的。我的爸爸從事林業(yè)工作,我家也住在北京林業(yè)大學(xué)附近。北京林業(yè)大學(xué)是全北京市最美的校園之一,校園里有120 多種綠化樹木,每一種樹木都掛有精致的樹牌。萬木蔥蘢的校園就像我家后花園,我在那里玩耍,在那里認(rèn)識(shí)世界。校園里時(shí)常會(huì)有老師帶著學(xué)生現(xiàn)場講課,樹木就是教材。久而久之,小小的我也對(duì)植物產(chǎn)生了濃厚的興趣。植物世界實(shí)在太奇妙了,每一種植物都是一個(gè)傳奇。它們既是自然基因的載體,又是人類生存發(fā)展的天然盟友。比如說,銀杏是中國特有的活化石,樹形優(yōu)美,且渾身是寶;刺愧不僅是重要的造林樹種,且花可以食用,味道鮮美;無患子的花果奇特,觀賞價(jià)值高,而且還能提煉生物柴油,是清潔能源的潛力股。城市里幾乎所有的植物都能吸收PM2.5 顆粒,世界上大約有500多種植物能捕食昆蟲……這樣的趣事讓我腦洞大開,讓我對(duì)大自然充滿了好奇。
最近,我從北京新聞看到一則報(bào)道,內(nèi)容是北京地區(qū)的火炬樹具有特別強(qiáng)的入侵特性,在一些地方已經(jīng)威脅到本地草本植物與木本植物的正常生長,甚至有些火炬樹泛濫的地方很難見到別的植物的蹤影了。
我很早就認(rèn)識(shí)火炬樹了。它火紅的果穗直立枝頭,直到來年,就像一把火炬傲然風(fēng)霜中,而且秋天的時(shí)候,火炬樹的樹葉也會(huì)變紅,是北京紅葉的重要組成部分。
聽說火炬樹已經(jīng)危害到其他植物生長,我剛開始還不敢相信。不過,想起我們秋天在北京郊游時(shí)的畫面,似乎真的是漫山遍野都長滿了火炬樹,山路兩邊全被一叢一叢的火炬樹霸占了。
表面上看,火炬樹與其它樹種沒什么不同,可小小的火炬樹為什么就能稱霸一方呢?通過百度搜索,我了解到火炬樹具有極強(qiáng)的繁殖能力和適應(yīng)能力。當(dāng)它離開原產(chǎn)地后,失去了天敵,就會(huì)瘋狂生長,排除本地物種,降低了本地的生物多樣性水平。火炬樹的分泌物還會(huì)造成過敏人群的不良反應(yīng)。
可是,這仍然不能解釋火炬樹排除異己的特異功能。我去請(qǐng)教爸爸,爸爸也說不清道不明。于是,他指導(dǎo)我使用中國知網(wǎng)(CNKI)檢索科學(xué)家們的研究成果。
通過閱讀文獻(xiàn),我了解到現(xiàn)在針對(duì)火炬樹的科研工作大部分是研究如何抑制或消滅火炬樹的生長繁殖。僅有極少數(shù)的資料顯示,火炬樹對(duì)一些菌物有抑制作用。學(xué)習(xí)了幾篇關(guān)于植物對(duì)某些微生物抑制作用的相關(guān)文獻(xiàn)后,我萌生了一個(gè)想法,是否可以通過一些科學(xué)實(shí)驗(yàn)來深入探究火炬樹的抑菌作用呢?這樣可以促進(jìn)大家對(duì)火炬樹的關(guān)注,變廢為寶啊。我把初步的想法和學(xué)校科學(xué)課代立超老師進(jìn)行了交流,在得到她肯定的鼓勵(lì)后,我開始啟動(dòng)這個(gè)實(shí)驗(yàn)研究。
我的好朋友雷揚(yáng)也對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)非常感興趣,于是我們組成了一個(gè)分工明確,又通力合作的研究團(tuán)隊(duì):學(xué)術(shù)指導(dǎo)老師是北京林業(yè)大學(xué)菌類專家田呈明教授,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師是田老師的研究生,實(shí)驗(yàn)員是我和雷揚(yáng)。
田老師對(duì)我們的想法十分肯定。在他的指導(dǎo)下,我們選取了北京市常見的3 種樹種進(jìn)行對(duì)比分析,分別是入侵喬木火炬樹,鄉(xiāng)土喬木刺愧,鄉(xiāng)土灌木紫穗愧。
在研究生大哥哥大姐姐的指導(dǎo)下,我們開展了一系列實(shí)驗(yàn):制備培養(yǎng)基、提取菌絲、活化菌種、記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、制作圖表,討論結(jié)果等,實(shí)驗(yàn)做得有模有樣。中間也曾因?yàn)椴僮鞑灰?guī)范導(dǎo)致培養(yǎng)基污染,菌株培養(yǎng)失敗等,后來我們反復(fù)試驗(yàn)、不斷積累經(jīng)驗(yàn),嚴(yán)格無菌操作的每一個(gè)細(xì)節(jié)才得以成功。
通過實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn),火炬樹對(duì)番茄疫霉病和番茄早疫病的抑菌能力遠(yuǎn)高于刺愧和紫穗愧,對(duì)水稻立枯病的抑菌能力也比刺愧強(qiáng)。因此,我們認(rèn)為,與一般鄉(xiāng)土樹種相比,入侵樹種火炬樹具有較強(qiáng)的抑菌能力,在抑制農(nóng)作物病菌方面確實(shí)具有開發(fā)價(jià)值,可以因勢利導(dǎo)控制火炬樹對(duì)本地植物的威脅。
這項(xiàng)研究讓我們有幸初窺科學(xué)的殿堂,與科學(xué)家成了忘年之交,開闊了視野,增長了知識(shí),掌握了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法。中間的小挫折雖然讓我們沮喪,但也讓我們親身體驗(yàn)到科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)。
其實(shí),這并不是我第一次嘗試探索大自然的奧秘,我從小就有各種各樣奇奇怪怪的想法。從2017年起,在代老師的鼓勵(lì)和悉心指導(dǎo)下,我做過一些項(xiàng)目,特別是《通過優(yōu)化北京城區(qū)植被類型減少霧霾的建議》,獲得了第九屆北京市中小學(xué)生科學(xué)建議提名獎(jiǎng),并有幸參加了北京市教委組織獲獎(jiǎng)學(xué)生參加的“北京市中小學(xué)生廣州-深圳研學(xué)活動(dòng)”,更加激發(fā)了我對(duì)科技創(chuàng)新的興趣。
大自然多么神奇,又多么微妙。自然是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),且不說人類的衣食住行樣樣離不開自然資源,就連很多現(xiàn)代發(fā)明也源自大自然的啟示,比如,根據(jù)鯊魚做出了飛機(jī),根據(jù)蝙蝠做出了雷達(dá),根據(jù)鯨魚的外形發(fā)明了輪船,模仿雞蛋的外形,建造了拱形橋……大自然奇妙的構(gòu)建,給我們提供了睿智和創(chuàng)新的空間;大自然豐富的素材,給我們的生活提供了無限樂趣……我們真的要感謝大自然。
老師和爸爸告訴我,喜愛大自然并不意味著以后只能從事林業(yè)工作。達(dá)爾文、牛頓、法布爾等很多偉大的科學(xué)家都有豐富的田園生活經(jīng)驗(yàn),許多人就是在這些經(jīng)歷中產(chǎn)生了探索大自然奧秘的想法,并由此走上了科學(xué)研究的道路。
我希望同學(xué)們也能到美麗的大自然中去,到五光十色的植物王國去,到那里仔細(xì)觀察、用心思考,不懈探索,相信大家會(huì)和我一樣受益匪淺,感悟到自然的奧妙。