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第16章 作物栽培与育种(5)

催熟果实:并不是所有的西红柿均能按期成熟,恰恰是成熟期很不一致,而且在采摘以前,成熟度很慢,人们不得不将一些还发青的西红柿一并摘下,这就大大降低了商品价值。

应用植物生长调节剂,这个问题的解决轻而易举。人们发现,当果实开始成熟时,果肉中会产生一种气体——乙烯,如果把果实放在充满乙烯的环境中,果实便能很快地成熟。由于乙烯是气体,使用起来不便,而采用人工合成的植物生长调节剂乙烯利就非常简单,按配比浓度将乙烯利用水稀释后喷施在水果上即可,它被果实吸收后,能促使果实释放出乙烯,达到催熟作用。

关闭气孔:在干旱状态下植物出现萎蔫,这时脱落酸含量升高,最高可以增加40~50倍,实际上脱落酸的含量只要加倍,就会引起气孔关闭,保存能量和水分,从而减少蒸腾作用并降低光合效率。而20世纪70年代末期发现的防腐酸效果更好,它对气孔有明显的反应,减小气孔开张度可达50%左右,而且有效期可达20天左右,从而确保了进行光合作用的CO2的含量,使光合作用加强,从而使抗旱节水增产效果更佳。

选择除草:“野火烧不尽,春风吹又生”,杂草的顽强使人们不得不担负繁重的体力劳动,不过这都是过去的事情了,今天人们只要运用植物生长调节剂就可以进行选择性的除草。如在禾本科类作物的农田中喷施2,4-D,宽叶杂草吸收后,其生长很快受到抑制而死亡,而稻、麦作物却安然无恙。那么如果用甲酰苯胺异丙脂,它的作用和2,4-D恰恰相反,可选择性地杀灭宽叶作物里的禾本科杂草。

插枝插条:甘薯、花木、果树大多数依靠插枝的方法进行繁殖,被称之为无性繁殖。如松树、橡树、枞树、桦树、枫树等用扦插的枝条长出新根新芽繁衍。然而在移植苗木时,常常遇到一个令人伤脑筋的问题,那就是成活率低。为了使枝条尽快发根生长,采用植物生长调节剂会又一次大显威力。100万根插枝,仅用β-吲哚乙酸类的植物生长调节剂1千克,配制成十万分之一到百万分之一的β-吲哚乙酸溶液,经该液浸根24小时的松树苗木,移栽成活率为84%,而对照组仅为65%。

果实无籽:对一些绽开的花朵,用植物生长调节剂处理后,不用授粉也会结果,而且结出又大又甜的无籽果实,如无籽西瓜、无籽黄瓜、无籽南瓜、无籽西红柿和无核葡萄等。

四、无限广阔的应用前景植物激素从发现到现在已经过70年的历程,除了五大类植物激素外,近年从植物、动物和微生物中又发现一些对植物生长发育有调节作用的物质,如油菜素内脂、三十烷醇、月光花素、半支莲醇、石蒜素等。至于人工合成的植物生长调节剂已有100多种,对植物的生长和发育全过程,直至每一阶段都能找到相应的生长调节剂。从诱导种子萌芽、生根,直到控制株型、促进开花、控制性别、促进坐果、催熟和防止或促进果实脱落、保鲜、化学除草、增强抗性等,几乎应用到所有的生产环节上。如休眠剂、打破休眠剂、促进生长剂、生长抑制剂、生根剂、增糖剂、催熟剂、增蛋白质剂、增脂剂、光呼吸抑制剂、杀雄剂、矮化剂、修剪剂、疏花疏果剂、坐果剂、防落果剂、性诱剂、抗蒸腾剂、防寒剂、抗冻剂、落叶剂、再诱变剂、增色剂、保种剂、抑芽剂、拒食剂、解毒剂等等,在农业生产中发挥越来越重要的作用。

更为重要的是,为了实现农业现代化的宏伟目标,而提出了高产、优质、高效的要求,要达到这个要求并不容易,需要高投入,而以高水肥、高密度和高复种为技术的超高产农业,既带来了高产的新希望,也产生或激化了许多新的问题。突出的是气象逆境易感、营养失调、缺素和光饱饿等,并日益成为困扰农业现代化的主要障碍。

这些问题的解决,仅仅依靠品种和常规管理技术已远远不够,需要第三种因素的加入,这就是植物生长物质。通过农作物化学调控栽培工程,向农作物输入某种物理信号或化学信号,从而调控作物的激素水平、修饰基因的表达、塑造理想的个体造型和群体发育进程,为解决上述问题和障碍提供了新的途径和手段。关键是把植物生长物质的应用作为一项必备的常规措施导入种植业,虽然这种物质的能量微不足道,但作为某种调节作物生长发育的生理信号,却足以使作物的生长发育发生极大的变化,并朝着高产、优质、高效的方向发展。从而形成品种、常规管理措施和植物生长物质三要素的全新栽培技术体系,使农业更接近现代化目标,其显著特点是工程的可调控性和技术的综合性。

我国在农业化学调控栽培工程上取得了重大突破和进展,突破了晚稻育壮秧的技术难题,1990年推广330多万公顷,增收稻谷12.5亿公斤,增值7.5亿元。解决了油菜育秧高脚苗及冬季冻害难题,累计推广50多万公顷,增收油菜籽1.2亿千克,增值1.68亿元。1991年棉花化控面积达330多万公顷,累计增值20亿元以上。化控技术还解决了小麦高产密植倒伏、密植果园适龄不结果等许多过去难以解决的技术关键。

国外有人预言,新型化学调节剂的出现和成功应用,是第二次绿色革命的开始,是超高产农业的三项措施之一。美国早在1984年出版的《二十一世纪农业》一书中,就已将植物生长调节剂的广泛应用,列为21世纪美国农业取得重大增产的新技术之首。而作为农业大国的中国,农业化控栽培工程取得了举世瞩目的成就,极大地推动了我国农业现代化的进程,并已成为20世纪90年代后我国农业技术的新潮流,展现了无限广阔的应用前景。

计算机能帮助农业增产

随着高新技术在农业生产中的运用,“传统农业”正朝着“精确农业”的方向发展。特别是计算机和其他先进技术的配合使用,不仅能够自动监测土壤的墒情、肥力以及生长环境中的气温、湿度和风速等,而且,还能预测病虫害的发生,并随时发出警报。农民有了这些可靠的数据,便能适时适量地灌水、施肥,在病虫害刚刚出现时就采取措施扑灭,从而为农业生产的高产稳产奠定了基础。

大家知道,植物遇到干旱就要进行灌溉。如何及时进行灌溉,用多少水既满足农作物需要又不造成浪费,人们往往难以把握。如果把土壤的含水量、作物生长状况等有关数据输入计算机,这个难题便迎刃而解了。俄罗斯费尔平原的一些农民,就用计算机来控制灌溉系统,计算机能科学地选择最佳灌溉方案,使每块地都得到所需要的水量。美国佛罗里达州一家公司,采用一种计算机管理系统,能用埋在地下的传感器,按时计算出作物所需的水和肥料的精确数量,这样既满足了作物对水分和肥料的生长需要,又节约了30%的灌溉费用和50%的肥料费用。另外,还可根据计算机提供的数据,来决定施肥的种类,从而有效地促进了农作物的增产增收。

病虫害是农业生产的大敌。以往,农民用药灭虫往往会出现盲目性。为此,日本科学家近几年运用计算机提供的数据来防治病虫害。他们将害虫的虫口密度、生长繁殖状况、分布区域等有关数据输入计算机,由计算机计算出施药的最佳时间、数量和次数,收到了事半功倍的效果。实践证明,用这种方法防治稻瘟病、稻飞虱等病虫害,其效果令人十分满意。美国利用计算机防治苹果园的虫害,所用的杀虫剂比原来减少32.9%,每年施药次数由12次减少到5次,每亩农田可节省开支30美元,既提高了经济效益,又保护了生态环境。

正确地预报天气变化状况,也是保证农业增产的一项重要措施。法国农业部电脑管理系统既能随时准确地提供年、月温度变化的曲线图解等资料,又可统计出降水变化率和无霜期保护率,并绘制出整个法国农业气象季节图集用于指导农业生产。

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