第七日·微观探秘:根瘤菌与土壤菌群的共生密码
7月23日的晨光带着恰到好处的暖意,透过木屋的窗户落在桌面。萧汀一骨碌爬起来,怀里紧紧抱着那个迷你显微镜——这是昨晚萧凡特意调试好的,镜头下能清晰放大200倍。他踮着脚跑到书桌前,把显微镜摆好,又从标本盒里取出昨天挖的大豆根系样本,小脸上满是迫不及待的期待。
“弟弟,等等我!”叶澜揉着眼睛追出来,手里攥着观察册和一套彩色染色剂。她比萧汀早醒两分钟,已经在本子上画好了根瘤菌观察记录表,表头用红笔写着“试验区”“对照区”“根瘤数量”“活性等级”四个栏目。“爸爸说,要先给根瘤染色才能看清活性,我记得步骤是先滴染液,等三分钟再冲掉。”
姐弟俩趴在书桌前忙活时,萧凡正和叶之澜在院子里搭建临时“微观实验室”。萧凡从车里搬下便携式恒温箱和土壤菌群检测试剂盒,叶之澜则铺好防水桌布,摆放好试管、滴管和载玻片——这些都是为了今天的核心实验:验证大豆-艾草共生系统对根瘤菌活性及土壤菌群结构的影响。
“澜澜,汀汀,实验要开始咯。”萧凡走进屋,看着两个孩子正小心翼翼地给根瘤滴染液。叶澜的小手稳稳地捏着滴管,一滴蓝色染液精准落在根瘤上;萧汀则拿着计时器,盯着上面的数字:“还有30秒就可以冲洗了!”
“染色是为了区分活根瘤和死根瘤。”萧凡蹲下来,给孩子们讲解,“活的根瘤菌会吸收染液,呈现深蓝色;死的根瘤菌不会吸收,颜色会很浅。”他接过叶澜手里的冲洗瓶,“来,轻轻冲洗,别把根瘤冲掉了。”
冲洗干净后,萧汀把根瘤放在载玻片上,小心翼翼地放在显微镜载物台上。他学着萧凡教的方法,慢慢调整粗准焦螺旋,小脸几乎贴在镜头上:“姐姐,我看到了!好多深蓝色的小点点!”
叶澜立刻凑过去,眼睛盯着目镜:“真的!试验区的根瘤颜色好深,对照区的好像浅一点。”她拿起笔,在观察册上记录:“试验区根瘤1号样本,颜色深蓝,活性等级高;对照区根瘤1号样本,颜色浅蓝,活性等级中。”
接下来是数根瘤数量。萧汀负责用显微镜观察,叶澜负责记录:“试验区大豆苗主根+侧根,根瘤22个;对照区12个!”他报数时声音都带着兴奋,“姐姐,你看,试验区的根瘤又多又大!”
萧凡拿出专业的根系测量仪,补充测量:“试验区主根长15.3厘米,侧根平均分布密度3.2条\/厘米;对照区主根长10.1厘米,侧根分布密度2.1条\/厘米。”他把数据写在白板上,“这说明大豆-艾草共生系统不仅让根瘤菌更活跃,还促进了大豆根系生长,让它扎得更深、更发达。”
“是因为艾草的根会分泌东西吗?”叶澜托着下巴问,小眉头皱着,像个小研究员。萧汀立刻附和:“对!就像爸爸说的,植物也会互相帮忙,艾草分泌的东西让大豆的根长得更好!”
萧凡笑着点头:“这个猜想很有道理。艾草的根系会分泌抗菌物质和生长促进剂,既能减少土壤里的病原菌,又能刺激大豆根系生长和根瘤菌繁殖。”他从试剂盒里拿出土壤样本,“接下来我们看看土壤里的菌群结构,就能更清楚了。”
叶之澜这时端着托盘走过来,上面放着消毒棉片、试管和培养基:“我已经把试验区和对照区的土壤样本装好了,按照说明书配了培养基,现在可以接种了。”她递给孩子们消毒棉片,“接种前要先给手消毒,避免污染样本。”
姐弟俩认真地用消毒棉片擦手,然后按照萧凡的指导,用无菌接种环蘸取土壤样本,轻轻涂在培养基上。萧汀的手有点抖,接种环差点掉在地上,叶澜赶紧扶住他的手:“慢点,别着急,像画画一样轻轻涂。”
“接种好的培养基要放在恒温箱里培养24小时。”萧凡把培养基放进恒温箱,设置好温度,“明天我们就能看到土壤里的菌群生长情况了,有益菌会形成特定的菌落形态。”
上午的实验告一段落,叶之澜给孩子们准备了水果。萧汀啃着草莓,突然想起什么:“爸爸,我们可以把根瘤菌的样本送到农技站检测吗?这样就能知道它们的固氮效率了!”叶澜立刻点头:“对!还有土壤样本,看看里面有多少有益菌!”
“这个想法很好。”萧凡拿出手机,给农技站的张老师发消息,“张老师说下午可以帮我们检测,我们现在准备好样本。”他看着孩子们,“你们去把今天的根瘤样本和土壤样本装好在密封袋里,记得做好标记,别搞混了。”
姐弟俩立刻行动起来,叶澜负责给样本贴标签,上面写着“试验区-根瘤”“对照区-土壤”,字迹工整;萧汀则负责把样本放进密封袋,小心翼翼地排掉空气,生怕样本受到污染。
下午,萧凡带着孩子们和样本来到农技站。张老师看着两个四岁半的孩子,忍不住笑着说:“这是我见过最年轻的科研助手!”他接过样本,带着他们来到检测室,“我们先用液氮研磨根瘤,提取根瘤菌,然后用仪器检测固氮酶活性。”
叶澜和萧汀趴在检测室的玻璃窗外,眼睛一眨不眨地看着张老师操作。萧汀指着仪器屏幕上的曲线:“姐姐,那个曲线在动!是不是固氮酶在工作?”叶澜点点头:“应该是!爸爸说过,固氮酶活性越高,曲线波动越大!”
检测结果出来时,张老师的脸上满是惊讶:“萧凡,你们试验区的根瘤菌固氮酶活性是对照区的1.8倍,土壤里的有益菌数量(如芽孢杆菌、放线菌)是对照区的2.3倍!这个共生系统对土壤改良的效果太明显了!”
萧汀兴奋地跳起来:“我们的实验成功了!艾草和大豆真的能让土壤变得更好!”叶澜则拉着张老师的手,认真地问:“张老师,根瘤菌的固氮效率高,是不是就能减少化肥的使用呀?”
“当然可以。”张老师笑着说,“根瘤菌固定的氮气能满足大豆生长所需的大部分氮肥,还能给周围的稻苗提供养分,这样就能减少化肥用量,既环保又省钱。”
回家的路上,姐弟俩坐在车里,叽叽喳喳地讨论着实验结果。叶澜在观察册上写下:“根瘤菌固氮活性高1.8倍,有益菌多2.3倍,共生系统=天然肥料厂!”萧汀则画了一个大大的笑脸,旁边写着“土壤变健康啦”。
回到试验田时,夕阳已经西下。萧凡把检测报告递给叶之澜,叶之澜看着上面的数据,笑着说:“没想到孩子们的猜想是对的,艾草和大豆的共生不仅能防虫、保墒,还能改良土壤。”她看着孩子们在田埂上奔跑的身影,“这就是最高级的实验,从宏观的长势观察,到微观的菌群分析,一步步揭开自然的奥秘。”
萧凡点点头,目光落在试验田的大豆苗和艾草上。晚风拂过,稻叶沙沙作响,像是在诉说着共生的秘密。“明天我们还要继续观察培养基上的菌落生长情况,然后开始准备水分蒸发速率的对比实验。”他看着孩子们,“你们还有什么新的想法吗?”
叶澜跑过来,指着观察册上的记录:“爸爸,我们可以做一个‘根瘤菌-大豆-艾草’的关系图,看看它们是怎么互相帮助的!”萧汀也跑过来:“还有还有,我们可以测试不同密度的艾草对根瘤菌的影响,看看种多少艾草最好!”
萧凡笑着摸摸他们的头:“这些都是非常好的研究方向。科学探索就是这样,不断提出问题,不断验证猜想,才能有新的发现。”他看着夕阳下的试验田,心里充满了期待——下一个实验,又会有什么惊喜在等着他们呢?