放大100倍的世界里,科学小记者一睹微生物真容
记者/刘昭 编辑/刘昭 摄影/张星海
到目前为止,绿色的地球是唯一为人类所认知的一块生命的栖息地。在这个目前对人类仍有太多未知的生命世界里,除了我们熟知的动物、植物,还有一个神秘的群体。它们大多数都太微小了,以至用肉眼看不见或看不清楚,它们的名字叫微生物。
2017年11月25日,参加“科学小记者+探秘房山”活动的15名小记者,来到了北京航天恒丰科技股份有限公司,进行了与微生物的第一次“亲密接触”。
▲科学小记者在航天恒丰楼前合影
名虽航天,心系微生物菌剂
北京航天恒丰科技股份有限公司(以下简称“航天恒丰”)是北京市科委和中关村科技园区认定的高新技术企业,前身隶属于中国航天科工七院。虽依然名叫“航天”,但他们的“主业”却与土地有关。
其以5项发明专利和6项计算机软件著作权作为技术支持,微生物菌种成功进行了“神舟八号”飞船的太空搭载,目前已开发出有效活菌数高达6000亿个/克的高含量菌剂产品,是国内有效活菌数最高的产品,超国家标准的3000倍,处于世界领先水平。当前,航天恒丰已与十余家微生物肥料生产厂家结成合作关系,每年为二十余家肥料生产厂家提供各种微生物菌剂两万吨。
▲墙上的展示柜里摆放着不同的微生物菌剂,但除了标签上的名称,外观上看不出任何区别
黑土、红土、黄土……傻傻分不清
一进入航天恒丰的展示大厅,映入眼帘的是一幅巨大的中国地图沙盘,展示着我国土壤类型的分布。东三省的黑土、内蒙古大草原的草甸土、华北地区的褐土、黄土高原的黄土、南方地区的红土,还有四川地区独有的紫土……想不到平时脚踩的土地,竟然也是如此的丰富多彩。
并且,这些土壤可不光只是颜色不同。沙盘旁边的触摸屏上可以点击地图进行操作,带上3D眼镜,小记者们可以一目了然地在沙盘后面的展示屏上看到各个省份的土壤特点以及适合种植的作物。像黑土有机质含量最多,东三省亦是我国大豆的主产区;海南省的红土偏酸性,适合木瓜等热带作物的生长等。小记者们认真仔细地看着各个地区的土壤类型,算是了解了“一方水土养一方人”其背后的意义。
▲我国土壤类型分布沙盘
从粪便到菌剂,见证我国农业70年发展历程
参观完沙盘,小记者们来到另一块大屏幕前。这里展示了我国近70年来的农业发展历程。建国之初,我们的肥料还是以动物的粪便为主,农作物的产量极低,我们也经历了一段艰难的发展时期;随着尿素等化学肥料的生产和运用,我国粮食和农作物的产量飞速提高,人民的温饱问题基本得到解决,可以说化肥对农作物种植产生了革命性的影响。
但连年的施肥种植也让土壤不堪重负,菌群失调、重金属元素富集、酸化加剧……随之而来的是土壤板结、水质污染等一系列问题。而利用微生物菌剂拌种或蘸根,具有直接或间接改良土壤、恢复地力、预防土传病害、维持根际微生物区系平衡和降解有毒有害物质等作用,在保证农作物种植的同时也保护了生态环境,代表着未来的发展方向。
那么,微生物菌剂是如何在土壤中产生作用的呢?展厅中的一套VR系统就能告诉我们答案。从微生物的裂解繁殖、生长代谢,到修复盐碱地,再到作物生长丰收,小记者们戴着VR眼镜,“身临其境”地感受到了整个过程。
杆菌、球菌……为何“都长一个样”?
微生物菌剂那么厉害,那它们到底长什么样?带着疑问,小记者们来到了菌剂展示大厅,四周的平面及球形显示屏展示着各个菌种的名称及形态特征。但一看到实物,小记者们都“蒙圈”了:一个个罐子里,都是白色的砂土状物质。要不是说明牌上的名字不一样,根本看不出任何区别。
“微生物绝大多数都是我们肉眼很难看到的,它们太小了,只能通过显微镜观察。根据它们的形态,我们可以把它们分成杆菌、球菌等几大类别。而罐子中存放的,都是芽孢形态的菌种,相当于在休眠;通过光照、水分、土壤等条件的刺激,它们就可以表达出活性,进行生长繁殖并与土壤发生作用,像种子一样。”讲解员王皎月为小记者们讲道。
接种、涂片……一睹枯草芽孢杆菌“真容”
了解了菌种的前前后后,小记者们收获颇丰,可既然来到了菌种研发基地,能看到真正微小的微生物才能算是不虚此行。3层的实验室为小记者们提供了这样的机会。两名实验员老师早早地就等待着小记者们,来为他们打开微生物世界的“窗口”。
首先两位老师进行了实验的演示及说明,并教小记者们运用显微镜的方法。除了酒精灯的操作,其他全部需要由小记者独立完成。拿起载玻片接种、染色、放置盖玻片,在显微镜下操作,调整粗、细准焦螺旋、目镜下仔细观察……“我找到啦!”“我也找到啦!”小记者们终于在100倍物镜的显微镜下,目睹了枯草芽孢杆菌的“真容”。
▲实验老师演示实验操作
▲放大100倍后的枯草芽孢杆菌
兴奋之余,小记者们还带着各自的问题,对航天恒丰技术研发部经理郑涛进行了采访。实验为小记者们打开了思路,好奇的他们所提出的问题涉及农业、微生物、发酵、生产运用等方方面面。
尝试、坚持、提高……科学小记者的“进阶”之路
体验、记录、收集新闻素材,只是做记者的第一步,下一步还要落实在文字上,写成新闻稿件进行传播。科学小记者当然也不例外。
记录是一回事,创作新闻稿件是另一回事。虽然笔记本上密密麻麻地都记了许多的内容,但还是有小记者犯了难,不知该如何落笔,总害怕写不好。“万事开头难,没有人是第一次就写得完美的。其实并没有那么难,具备几个基本的新闻要素,加上我们记录的事件、知识及采访内容,就能形成一篇基本的新闻报道。关键在于勇敢的尝试,只要能保持一颗好奇心,不断地探索,并坚持训练,我们就一定会逐渐提高,成为一名真正的记者。”新闻培训老师一直在给小记者们加油打气。
▲虽仍有困惑,需“一路前行”
最终,15名小记者全都完成了新闻创作,获得了“科学小记者实践证书”。同时更重要的,他们敲开了通往微小世界的“窗口”,能够更加深入地了解我们这个生命世界。■
神奇的农用微生物
北京小学长阳分校 毋妙宇
农用微生物可以用来制造肥料,改善土壤,使农作物增产提质,促进绿色发展……这是“探秘房山”科学小记者在参观位于房山区窦店镇的“北京航天恒丰科技股份有限公司”获得的信息。
小记者们先是来到农用微生物科普展厅,戴着立体眼镜,通过观看沙盘和立体电子展屏,了解了我国各省区不同的土质特点。之后观看了我国农业发展70年,了解到农用微生物可使盐碱地种上庄稼,使贫瘠的土地增产,还可以减少化肥施用,改善蔬菜质量。观看了农用微生物从裂解、代谢到做成肥料施入土壤、促进庄稼生长全过程的3D模拟影像,了解到农用微生物主要是靠在土壤里“吃”进某些物质,“排”出营养改善土壤的。
接着小记者们参观了标本展厅。那里有很多瓶子,装着不同颜色的像面粉一样的微生物,还有全息投影、液晶显示屏等显示部分微生物的放大模型。据讲解员介绍,这些微生物有150多种,有的像蚯蚓一样,能疏松土壤、“排”出肥料,有的像“小化工厂”,把空气中的氮吸收生成肥料,有的还能把垃圾转化成肥料……
但是这些微生物都很小,单个是用肉眼看不到的。于是,小记者们来到了实验室,在科技人员带领下,用显微镜观察了“枯草芽孢杆菌”。
先是用酒精灯对取标本的金属丝和观察用的玻璃片进行消毒,而后从试管内取出菌液涂在玻璃片上烘干,涂上紫色的染色剂,放在显微镜百倍镜头下观察。这些微生物就像一粒粒透明的小芝麻一样排列着……小记者们亲眼观察了这些神奇的农用微生物。
最后,小记者们隔着玻璃观看了微生物生产车间。据科技研发部经理郑涛讲,这个生产车间采取自动化生产系统,每天能产数十吨微生物,再将这些微生物输送到加工车间烘干保存,发送到全国各地。目前农用微生物已在农田改良、牲畜粪便处理等方面广泛应用,且有很好的前景。
生物科技的魅力所在
良乡第二小学 钟泽鸣
今天我们来探访航天恒丰微科技股份有限公司。在这里,我知道了什么是化肥?什么是粪肥?什么是微生物肥料?使用粪肥与化肥比较,对农作物不良影响很小,所以我国自古耕种田地必用粪肥,它包含人粪、鸡粪、猪粪、牛粪等等。但这些肥料产量少,不能满足生产的需要。使用化肥虽然养分含量高,肥效快,肥劲猛,解决了产量的问题,可是它也有许多坏处:比如引起水域富营养化,使水中氮、磷的含量增加,藻类等水生植物生长过多。长期过量单纯施用化学肥料,会使土壤酸化,使土壤胶体分散,土壤结构破坏,土地板结。化肥的大量使用直接影响农业生产成本和作物的产量和质量的同时,使得食品、饲料和饮用水中有毒成分增加。随着人们生活水平的提高,对健康绿色食品更加青睐。国家对绿色有机食品的需求量也越来越大,所以就要恢复先民做法,重新使用粪肥。
怎么解决粪肥不足的问题呢?航天恒丰人在这里研发了一种微生物肥料,这是一种活体肥料。它主要靠含有大量有益微生物的生命活动代谢来完成。利用微生物的特定功能分解发酵城市生活垃圾及农牧业废弃物而制成微生物肥料,既可以保证粮食的品质和产量,还可以作为土壤净化剂使用。
郑涛总经理介绍说,目前已经有150种微生物肥料可以使用,它们本身就是自然界存在的有益微生物,与植物粘液、矿物胚体和有机胶体结合在一起,可以改善土壤团粒结构,增强土壤的物理性能和减少土壤颗粒的损失,在一定的条件下,还能参与腐殖质形成。所以,施用微生物肥料能改善土壤物理性状,有利于提高土壤肥力,还不会对人类造成危害。
这就是生物科技的魅力所在,用她那细小的身躯创造出人们的美好生活,但也离不开科技工作者的辛勤劳动。
为了让我们更好地了解微生物,在三楼实验室,工作人员还带领我们做了枯草芽孢杆菌的玻片,激发了我们对微生物的研究兴趣。祝愿他们越来越成功,给人们带来更大的福利。
探寻微生物的奥秘
良乡小学 王奕阳
11月25日,北京科技报的老师带领15名小记者来到航天恒丰科技股份有限公司,探寻微生物的奥秘。
微生物有圆有扁,有好有坏,每天做着很多了不起的事情,而航天恒丰就是一家专门和微生物打交道的公司,利用微生物代替化肥为农作物提供养分,来保障我们的食物安全。
跟随着工作人员,小记者们参观了中国土壤分布图;戴VR眼镜体验了微生物裂变和对农作物施肥的过程,最后来到了三楼实验室。
实验室里,小记者们利用显微镜观察了枯草芽孢杆菌。这是一种芽孢杆状菌。为了能更直观地看到它,老师用结晶紫“上色”,滴上香柏油让我们观察。枯草芽孢杆菌是米粒状的,中间是空的,聚在一起,数量很多很多。
观察过微生物,小记者们采访了研发部经理郑涛。他告诉小记者们,微生物分单细胞型、多细胞型和非细胞型,像枯草芽孢杆菌就是单细胞型微生物。微生物不仅用于农业,还可以应用于多种领域,如食品、药品、军工等。
通过今天的参观采访,我才真正了解到微生物虽小,但作用很大。