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2面上類項目創新性評價和資助結果統計
學科在對受理的項目進行分組的基礎上,選擇3位專家進行同行評議,對評議結果進行分析顯示,2014年度微生物學學科面上項目創新性評價為3A的比例占4.62%,較2013年度略有下降,但高于2012年度和2013年度(2012年3.53%;2013年5.49%);青年科學基金3A的比例為4.30%,比2012年度的2.63%和2013年度的1.99%都有較大上升;地區科學基金3A的比例仍低于面上項目和青年科學基金。2014年度微生物學學科面上項目建議資助為3A的比例占4.10%,與2013年度的4.42%基本持平,高于2012年度的3.06%;青年科學基金建議資助為3A的由2012年度的2.30%和2013年度的2.76%上升至3.70%;地區科學基金3A比例都明顯低于面上項目和青年科學基金。
3微生物學學科評審會前網絡投票試點
為了提高同行評議后項目遴選的科學性、減少學科評審組專家的工作量、會務時間和評審壓力,同時也是為了探索更為科學合理的基金評審程序和模式,2014年度,根據國家自然科學基金委委務會的統一安排,生命科學部一處在植物學和微生物學兩個學科試行面上項目評審會前網絡投票,網絡投票結果作為學科評審會的重要參考。科學處綜合考慮了網絡投票分組大小、指標設定、專家回避、信息保密、計票排序方式、投票平臺、界面設計、專家時間等因素,制定了較為詳細的實施方案,在綜合計劃局、信息中心和相關部門的幫助下,逐步完善了網絡投票方案并進行實施。在綜合考慮研究方向和工作量等因素的基礎上,學科將微生物學按分支學科分為4組進行投票。為了保證項目投票的合理性,學科按照專家的資助意見、創新性評價并考慮非共識、績效、鼓勵研究領域等因素,推薦了209個項目參與投票,推薦率為指標數的146%。每組選擇13位專家進行投票,共有52位專家參與投票。每位專家平均審議投票的項目為50項左右。投票設置了各分支學科的最低和最高投票數,以保證每個分支學科的均衡發展。為了保證投票的科學公正,每個分支學科的投票均為差額投票,另外,所有投票專家都回避本單位和直系親屬的申請項目,做到了投票過程的完全回避。最后的投票結果按照同意率排序。學科按照網絡投票的結果按序推薦建議資助項目,如果遇到贊成票比例相同而又難以做選擇的項目,交由學科評審組討論確定。在學科評審會上,贊成票達到2/3的項目不逐一討論,專家如有疑問可提出討論。第一輪投票前,只重點討論贊成票在1/2到2/3之間的項目,第二輪投票前可以討論所有的項目。對于創新性強的非共識項目,學科和學科評審組通過小額探索項目的形式進行了推薦和資助。從試行的情況看,網絡投票可以大大縮短學科評審會的時間,也能更大程度地發揮專家的集體決策功能,但也存在由于專家需求量大而導致信息保密壓力比較大的問題。學科對網絡投票的做法征求網絡投票專家和學科評審組專家的意見,81.55%的投票專家認為網絡投票可以試行并完善后推廣。
4面上類各分支學科的申請和資助情況
微生物學學科涉及多個研究層次,各分支代碼的申請和資助情況差異很大。在25個分支學科中,C010103、C010201、C010301、C010803等4個分支學科申請數量較大,均超過100項,占總申請項目的43.71%;C010702、C010104、C010901、C010902、C010601等5個分支學科申請數量較少,均少于15項,占總申請項目的3.16%(表4)。在申報項目多于10項的分支學科中,同行評議全同意比例較高的有:C010103真菌資源、分類及系統發育的面上項目(35%),C010301微生物功能基因的面上項目(37.33%)。在申報項目多于10項的分支學科中,全同意比例較低的有:C010101細菌資源、分類及系統發育面上項目(15.38%),C010101細菌資源、分類及系統發育青年項目(13.79%),C010501陸生環境微生物學面上項目(10.34%),C010502水生環境微生物學面上項目(10.00%),C010503其他環境微生物學面上項目(13.33%),C010602動物病原細菌與放線菌生物學面上項目(9.09%),C010703人類病原真菌學青年項目(14.29%),C010802動物病毒學面上、青年項目(均為12.5%)。為扶持弱勢學科,培養微生物分類學年輕人才,學科對從事微生物分類學研究的項目進行了傾斜。在平均資助率基礎上,共傾斜資助項目17項,經費907萬。其中,微生物分類學面上項目傾斜了7項,經費595萬,平均資助率為54.5%;青年科學基金也傾斜了7項,經費168萬,資助率為57.1%;地區科學基金傾斜了3項,經費144萬,資助率為46.2%。同時,學科還對鼓勵研究的領域如噬菌體(資助率31.6%)、支原體(資助率27.3%)、衣原體和立克次體(資助率36.4%)等進行了傾斜。
5國際(地區)合作與交流項目的申請和資助情況
與2013年度相比,2014年度國際(地區)合作與交流項目從資助類型、數量以及金額上都有較大增加。資助金額由2013年的603.5萬元,上升為1378萬元,資助項目數量由10項上升為20項。其中,(1)組織間合作研究10項:NSFC-ISF(中以)4項,每項200萬元,經費800萬元;NSFC-NRF(中南)項目6項,每項80萬元,經費480萬元。(2)合作交流NSFC-RFBR(中俄)1項,經費9萬元。(3)在華召開國際(地區)學術會議6項,每項5–8萬元,經費39萬元。(4)國家自然科學基金外國青年學者研究基金3項,經費50萬元。雖然國際合作的總資助經費有大幅提升,但是,重點國際(地區)合作研究項目的資助情況不理想,希望申請者在今后的申請中能夠緊密圍繞雙方合作的領域選擇合適的研究內容,突出雙方互補的優勢,體現良好的前期合作基礎,另外還要重視合作方案的的可行性。
6重點項目的申請和資助情況
2014年度,微生物學學科的重點項目申請采取立項領域和自由申請相結合的方式進行?!?014年度國家自然科學基金項目指南》公布的立項領域“人類重要病原微生物的生物學特性及致病機制”,受理了15項申請,經同行評議和學部評審會,最終“鼠疫菌致病性和傳播性的遺傳基礎:質粒獲得與基因調控重塑”項目獲得資助。受理重點項目自由申請30項,最終資助5項,分別是“低溫甲烷古菌對冷脅迫的轉錄后響應機制”、“從海洋疣孢菌屬中勘探和挖掘抗結核分枝桿菌活性的小分子”、“放線菌全局性調控蛋白GlnR調控細胞代謝的分子機理”、“微生物合成聚羥基脂肪酸酯調控新機制研究”和“以活性(抗腫瘤和抗感染)與作用機制研究為導向的硫肽類抗生素的生物合成”。
7杰出青年基金和優秀青年基金的申請和資助情況
2014年度國家杰出青年科學基金項目申請的數量較2013年有一定上升,優秀青年科學基金項目也有所增加,最終有2人獲得國家杰出青年科學基金項目資助,4人獲得優秀青年科學基金項目資助。國家杰出青年科學基金項目資助金額由200萬提高到了400萬元。希望符合條件的年輕學者踴躍申請這兩類項目,學科也將積極推薦,努力為申請者爭取更多的機會。
1.1.1畜牧獸醫行政機關或動物衛生監督機構部分領導對動物衛生行政復議工作認識不到位動物衛生行政復議是獸醫行政救濟的一種監督制度,它對防止和糾正違法的或者不當的具體行政行為,保護公民、法人和其他組織的合法權益,促進動物衛生監督機構和畜牧獸醫行政機關依法行政起著非常重要的作用。然而,由于部分被申請人對《行政復議法》的立法宗旨缺乏認識,自覺接受行政復議監督的意識淡薄,對行政復議機構作出的裁決有抵觸情緒,影響了行政復議工作的深入開展。
1.1.2申請人對動物衛生行政復議工作認識不清主要表現在:一是《行政復議法》《動物防疫法》等法律法規宣傳不夠,一些行政相對人特別是農村、邊遠山區的行政相對人,對《行政復議法》等了解少,不知道如何運用法律來維護自己的合法權益;二是有的申請人對行政復議的公正性持懷疑態度,錯誤地認為畜牧獸醫行政主管部門與動物衛生監督機構會“官官相護”,認為解決行政糾紛的途徑只有上訪和訴訟,不愿申請行政復議;三是當事人對為什么要申請復議認識不清晰,因動物衛生監督機構作出行政決定時曾告知其享有復議權利,便稀里糊涂提出復議申請;四是當事人明知動物衛生監督機構的具體行政行為沒有問題,出于不愿履行行政決定義務的心態,借行政復議程序故意拖延時間。
1.2復議機構、人員和經費缺乏一是行政復議機構組織缺失。根據調查統計,目前,全國各級畜牧獸醫行政機關普遍缺乏內設法制機構。就河南省南陽市而言,全市12個縣區畜牧獸醫行政管理機關設立承擔行業法制科室工作的不到二成,動物衛生行政復議的功能因此打折扣。二是行政復議工作人員嚴重缺位。多數畜牧獸醫行政機關無人專門承擔動物衛生行政復議工作,絕大部分工作人員是兼職,法律專業人員缺乏、整體素質不高。三是沒有經費保障。根據《行政復議法》關于“行政復議機關不得向申請人收取任何費用,行政復議活動所需經費由本級財政予以保障”的規定,動物衛生行政復議經費應列入地方財政預算。然而,目前大部分畜牧獸醫行政管理部門法制機構的行政復議經費短缺,沒有開展工作所必備的交通、辦公設備等。
1.3辦理動物衛生行政復議案件的質量不高
1.3.1質量不高的主要表現一是由于部分復議機構不健全,人員少,加之業務水平不高等原因,在處理動物衛生行政復議案件時往往不能及時依法審查,有的行政復議機關在立案審查時不體現“便民”原則,存在推卻受理、超期結案等現象;二是不依法公正裁決,一小部分畜牧獸醫行政復議機關辦案缺乏公正性,對明知應當予以撤銷的行政復議案件予以維持,甚至無原則地維持下級動物衛生監督機構的具體行政行為;三是對被申請人拒不履行或者拖延履行行政復議決定,缺乏制約規定。
1.3.2復雜案件增多,處理難度加大動物衛生行政復議案件包含動物養殖、重大動物疫病防控、動物及動物產品檢疫和畜產品質量安全等領域。所涉及法律關系不僅僅是眾多的行業法律法規,且涉及眾多的公用法律法規。并且,隨著畜禽養殖、生產、經營、運輸和畜禽產品的生產、加工、經營、運輸、儲藏等的快速發展,出現的新情況、新問題增多且復雜多變。同時,隨著國家立法進程的加快,新的法律法規和規范性文件不斷出臺,辦案人員需掌握的法律知識增多。以全國各級畜牧獸醫行政管理部門收到的行政復議申請為例,除動物衛生監督機構作出的罰款、沒收違法所得、暫停營業等行政處罰和查封、扣押等行政強制案件外,近年還收到多起因涉及修路、拆遷、水環境保護等對變更、撤銷防疫條件許可證行政復議等案件,由于有些屬于社會發展出現的新情況,實踐中不易界定和把握,增加了審理此類行政復議案件的難度。而且,有些問題的行政復議結果直接對整個區域性養殖業發展,將產生重大影響。稍有不慎,將影響社會穩定,實際工作中,需做大量的工作協調,化解矛盾。
1.4《行政復議法》部分條款如何便于實際操作,尚有待進一步完善《行政復議法》頒布實施以來,極大地保護了行政相對人的權益,但也存在一些問題。如申請復議期限,《行政復議法》規定自知道該具體行政行為之日起60日內提出。實踐中,一些動物衛生監督機構作出具體行政行為,沒有告知或者不正確告知其權利和申請復議期限的現象時有發生。缺乏補救措施或責任追究辦法。又如:行政復議形式,原則上采取書面審查的辦法,不利于查明事實,也缺乏復議工作的透明度、公開性。同時,《行政復議法》沒有復議人員回避等規定,難以保證行政復議案件的公正審理,都影響了行政復議功能的發揮。
2對動物衛生行政復議工作的有關建議
2.1加強宣傳,提高行政復議的社會認知度,樹立公眾通過復議維權的觀念和意識為使動物衛生行政復議制度在最大范圍內貫徹普及,使動物衛生行政相對人真正懂得如何運用行政復議來維護自己的合法權益,各級政府和畜牧獸醫部門應加強《行政復議法》《行政處罰法》《國家賠償法》等相關法律的廣泛宣傳,不斷增強公眾通過行政復議依法維權的法律觀念和意識。
2.2建立健全畜牧獸醫部門內部法制組織機構體系畜牧獸醫系統內部法制機構的建立和人員配備是否與所承擔的復議工作任務相適應,直接關系到動物衛生行政復議等工作能否正常開展,關系《行政復議法》的實施。目前,我市12個縣區畜牧局多數沒有設立法制工作機構,因此建議,對畜牧獸醫行政管理部門定編、定職,建立法制組織,以適應工作需要,并解決專項復議經費和交通工具等。
二“、理論實驗一體化”整合教學內容
微生物學是一門實驗性和應用性很強的學科,微生物學實驗是該門課程的重要組成部分,實驗課的設置目的是使學生對微生物學的認識從理性上升為感性,在充分理解、掌握理論知識的基礎上,提高學生們的操作技能。微生物學教學傳統的教學模式是理論教學與實驗教學分段進行,即理論講授到一定的階段后進入到實驗教學中。這種教學模式優點是能突出理論知識的系統性和完整性,并對后續的實驗教學起到較好的理論指導作用。但這種這種重理論系統完整性,而輕實踐技能的培養模式,已不能更好地滿足當今社會對高職院校人才的具有良好的實踐能力的要求。我們將實驗技術及相關理論知識按相關性原則進行了一體化整合,在滿足實用、可接受深度原則的前提下,對一些對學生將來相關工作技能形成相關性不大的專業理論大膽舍棄,采取邊實驗邊講授對應理論知識的教學策略,具體安排見表1。整合后的教學實踐利于同學們將理論知識與實踐技能有機結合起來,使同學們既可以理解這些知識技能具體的應用,又會對理論知識有具象化的理解。微生物學是以實驗為基礎的科學,它的概念和規律是通過實驗來形成的,微生物學實驗是對課程理論的驗證與升華,將實驗教學與相應的理論內容結合,可以有效地提高微生物學教學效果。
三、以學生為主體,安排獨立設計綜合應用實驗
傳統的微生物教學內容安排彼此孤立,缺乏連貫性,造成學生的基本知識不扎實,基本技能訓練少,基本技能掌握不牢固;再加上設計實驗少,沒有研究實驗,學生的綜合能力得不到有效的鍛煉和培養,學生缺乏學習興趣。因此在教學內容中加入了兩個綜合應用實驗,要求學生分組獨立設計完成,以達到學以致用的效果。每組學生自行查閱文獻、進行獨立設計、自行實驗。在實驗過程中,定期組織全班性的交流匯報,以便教師可以及時監督實驗進度,對學生實驗過程中出現的問題給出解決的建議;學生最后以論文的形式進行總結報告。學生不但通過設計完成工作任務融會貫通了相關的實驗技術和理論知識,而且會提高實際工作能力。例如:學生在遇到問題時,需通過網絡或圖書館查閱相關文獻資料,學生的分析及自學能力得到提高。在實驗計劃實施過程中,不同學生可能面臨并解決不同的問題,學生獨立運用已有知識技能解決實際問題的能力增強、思維能力得以鍛煉。實驗中所需的材料的制作(例如無菌器材的準備、培養基的配置等)及實驗操作均由學生自己完成,學生動手能力得到充分鍛煉。實驗以小組為單位完成,實驗自始至終需要團隊每名成員的參與,成員之間必須通力合作,確保實驗順利完成,培養了學生的團隊工作意識。
二、積極興建公共衛生服務網絡建設均等化工程
為實施基本公共衛生服務均等化,確保廣大人民群眾享有基本公共衛生服務,把政府的惠民政策落到實處,區衛生局把基本公共衛生服務納入全年工作重點,對公共衛生服務工作進行統籌安排,明確分工,責任到人。其主要做法:
1.建立建全公共衛生管理機制。區衛生局與承擔基本公共衛生職能的各級醫療衛生單位簽訂目標責任書,建立督導責任制,定期督查工作進展情況,推動各項工作有序平穩發展。各基層醫療衛生單位與村衛生所(室)及社區衛生服務站也鑒定了工作目標責任書。衛生局成立了公共衛生管理督查小組、專業指導小組,由疾病預防控制、衛生監督、婦幼保健等專業衛生機構進行業務指導、技術支撐、監督管理,確保公共衛生服務穩步進行。
2.分級管理工作規范化。建立健全分級負責責任體系。區衛生局專門成立了基婦股、公共衛生管理辦公室,明確了專職人員。各鄉鎮建立公共衛生管理中心,按轄區服務人口3/10000的標準配備業務人員,在行政村(居),由標準化村衛生室(社區衛生服務站)的工作人員擔任本村(居)公共衛生協理員,推進公共衛生服務項目工作的實施。
1.1城市垃圾生物處理技術
固體廢棄物的處理方法有很多種,例如堆肥、填埋、焚燒、發電等,垃圾堆肥是利用垃圾中原有的微生物進行自然發酵,這種方法的處理時間比較長,并且處理量比較?。焕盥裥枰ㄙM很長的時間,并且還會占用大量的土地,同時填埋的垃圾還有可能污染地下水源;而垃圾焚燒會產生大量的廢氣,引起二次污染,同時還有可能引起火災隱患;因此,較好的垃圾處理方法是垃圾發電。隨著科技的不斷發展,新的城市垃圾生物處理技術逐漸被研發出來,這只給技術是先經過篩選,將可以回收的資源進行回收,然后加入具有特定功能的微生物進行厭氧發酵或者好氧發酵,并收集發酵過程中產生的沼氣。充分發酵后的垃圾能當做肥料,用于農業生產中,這種處理方法的處理量,能自動控制發酵過程,并且發酵形成的肥料質量可以得到保證。
1.2污水生物處理技術
污水的處理方法也可以分為化學法、物理法、生物法三種,目前,在進行污水處理時,經常會使用生物法或者生物法與其他方法相結合的形式進行污水處理。根據污水處理系統中微生物的狀況可以將生物法分成生物膜法、活性污泥法、懸浮細胞法等幾種情況,其中活性污泥法在城市污水處理中應用最廣泛;而生物膜法的效率是最好的,在一些特殊行業的廢水處理中比較常見。
2微生物對環境修復的作用
2.1生物修復
對于污染嚴重的環境,是不能利用垃圾處理或者廢水處理的方法進行修復的,近年來,環境治理的專業人士研究出一種能治理大面積環境污染的技術,也就是生物修復技術。生物修復技術也可以稱為生態恢復技術,這種技術是利用處理系統中的微生物的代謝活動,將污染現場的污染物濃度降低、轉化、降解,將這些污染物轉化為無害化物質或者元素,生物修復技術可以分為環境條件修飾和講解污染物兩種情況,目前,生物修復技術主要用于農田農藥污染和石油污染中。
2.2生物殺蟲劑
在進行農業生產時,采用化學農藥很容易形成污染物富集的現象,而采用生物農藥則能有效地避免這種現象出現。目前,生產運用最多的生物農藥是由蘇云金芽孢桿菌生產的BT生物殺蟲劑,這種殺蟲劑中含有有毒蛋白質,昆蟲吞食后會中毒死亡,同時這種殺蟲劑的主體是蘇云金芽孢桿菌,不會對環境產生危害。BT生物殺蟲劑是一種高效、安全的生物殺蟲劑,能有效地防治農作物害蟲,同時還能殺滅蚊蟲,因此,在進行農業生產時,可以采用生物殺蟲劑,從而有效地緩解環境污染的現象,促進環境修復。
2實驗教學準備工作幾項準則
2.1嚴格進行每個實驗項目的預實驗
預備實驗是保證實驗教學質量的前提,其目的是:檢驗實驗技術方法及操作規程是否準確無誤,所用溶液、試劑和藥品是否合格;進一步確定實驗所需時間,探索可能出現的問題并擬定解決問題的方案,根據實驗難易程度確定評分標準等[6]。另外,制片及染色技術實驗,特別是微生物的生長與培養實驗,常常出現許多意外現象或不理想的實驗結果。諸如,某種溶液和試劑失效,或某種微生物生長不好等等。因此,每個實驗項目都應當提前預做一次,確保實驗結果準確、無誤,以保證實驗教學質量。
2.2認真做好實驗教學前期準備工作
實驗教學的前期準備工作,除嚴格進行預實驗外,尚需認真檢查顯微鏡和儀器設備、玻璃器皿及溶液、試劑等,以及實驗桌凳的完好狀態。2.2.1顯微鏡的檢查要點實驗課前認真檢查:普通光學顯微鏡機械部分的鏡臂、物鏡轉換器、載物臺、標本夾、粗細調節器,以及光學系統的目鏡、物鏡和聚光鏡的完好情況,尤其是要仔細檢查調節器的靈敏度和油鏡的清晰度。2.2.2實驗用儀器設備完整性的檢查實驗課前應當認真檢查儀器設備的完整性。在實驗教學過程中最忌諱出現缺東少西,以及儀器設備和物品質量不合要求的現象[7]。每堂實驗課所需的所有物品,都應當備足有余,所用儀器設備都要保持運轉良好。實驗用儀器及物品完整性檢查工作是相當繁瑣的,工作量也很大。舉例說明,微生物學實驗課的前3個實驗項目,即光學顯微鏡的使用與革蘭氏染色法、細菌運動性及其莢膜觀察、酵母菌的死活鑒別,以及放線菌、霉菌制片與細菌計數,所用的滴瓶總計200多個,需要逐個地進行嚴格檢查:膠頭是否漏氣,瓶中的試劑是否失效、夠用,滴芯是否能順利地取出(發現沉淀和結晶應及時清洗),標簽變色嚴重的還要及時更換。其他儀器設備及實驗桌凳的完好狀態也都應當進行認真檢查,如逐一檢查每個實驗凳腳是否松動,并及時擰緊等。2.2.3玻璃器皿一定要洗刷干凈微生物實驗教學所用的玻璃器皿數量很大,如試管、培養皿和三角燒瓶及載玻片等數以千計。用來盛裝微生物培養基的大量試管、培養皿和三角燒瓶,有一丁點不干凈就會生長霉菌;有的如載玻片上黏附了香柏油,洗刷難度很大。所以,玻璃器皿的洗刷工作是十分重要而艱巨的。玻璃器皿的全部洗刷工作都是教師與同學們共同完成的。洗刷后的檢查工作采用對著陽光以流水沖洗的方式進行,確保每一個玻璃器皿干凈明亮。其具體安排程序如下:玻璃器皿經學生洗刷后,再由同學進行檢查,最后由教師抽樣檢查。這樣,不僅保證了玻璃器皿的干凈度,還培養了學生掌握高精度清洗器皿的基本技能及嚴謹的科學作風。
3重視并完善解決實驗課堂上出現的問題
對于在微生物實驗教學過程中經常出現的一些問題,必須認真分析原因,并及時想辦法解決。在出現的問題中,有些是屬于實驗內容及其技術方法問題,但常常碰到的是一些由于學生缺少應有的素質或經驗所造成的,都應該及時分析并適當解決之。諸如,有的顯微鏡粗鑼旋縫隙里有許多油漬,究其原因是由于同學們的手不夠清潔所造成的;為此,便要求學生在使用顯微鏡之前,一定要洗手。再如,個別同學有時將實驗用的標本片丟落在載物臺上,為了避免類似情況再次發生,便要求學生每次實驗結束后一定要清點一下標本片的數量。第三,當發現個別學生把臺微尺扔到放有載玻片的鍋里,為此便不再將其擺放到學生的座位上,而是現場把臺微尺發放給每一組同學,并講明其價格昂貴,應當細心使用,輕拿輕放,課后由課代表統一交給老師核查。第四,有的學生把雙層瓶(重層瓶)的玻璃帽和裝有結晶紫的滴蕊擰碎,為了避免類似情況再次出現,每次上課前都要把其逐一擦拭,并檢查每一個滴瓶的滴蕊是否松動。
1.2檢驗方法采用食品安全國家標準《食品微生物學檢驗方法》,GB4789.2、3、4、10-2010和GB4789.5-2012[4]。
1.3評價標準按NY/T273-2012《綠色食品啤酒》微生物的限量指標,菌落總數≤50CFU/mL;大腸菌群≤3MPN/mL;沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、志賀氏菌等腸道致病菌不得檢出。
2結果
162份成品啤酒樣品中,菌落總數合格率為91.98%,大腸菌群合格率為90.74%,沙門氏菌合格率為99.38%,金黃色葡萄球菌合格率為98.76%,志賀氏菌合格率為100.00%,見表1。從表2中可以看出,3類不同的包裝中,聽裝啤酒45件,合格41件,合格率為91.11%,瓶裝啤酒102件,合格96件,合格率為94.12%,桶裝啤酒15件,合格9件,合格率為60.00%??偤细衤蕿?0.12%,見表2。
3討論
菌根共生體在強化植物個體對環境的適應性、提高植物營養水平以及塑造植物種群和群落結構與動態等方面均起著重要的調節作用.在菌根菌與植物相互作用過程中,一方面植物可以向菌根菌提供更多的碳水化合物,另一方面菌根菌可以為植物提供氮和磷等營養,提高植物對環境中水的利用效率,增強植物對一些病原微生物侵染的抗性.因此,外來植物若能與入侵地的菌根菌形成共生體,將大大提升其入侵潛力.目前的研究表明,菌根共生可能是促進外來植物成功入侵的一個重要原因.如NI-JJER等在研究烏桕(Sapiumsebiferum)成功入侵的機理時發現,與土著植物相比,其根系中的叢枝菌根真菌(Arbuscularmycorrhizafungi,AMF)是提高烏桕生長率、促進其進一步入侵溫帶濕地系統的重要原因.HARNER等研究了AMF在斑點矢車菊(Cen-taureastoebe)入侵過程中的重要性,結果發現AMF極大地促進了斑點矢車菊對氮的吸收,從而有利于其在河漫灘地的泛濫生長.目前,AMF在外來植物入侵中的作用已被大量試驗證實.如楊如意等認為菌根真菌在加拿大一枝黃花(Solidagocanadensis)入侵過程中起著關鍵作用.MARLER等對入侵美國西北部草地的斑點矢車菊的研究揭示:外來植物如能與AMF形成共生體大大提高了其入侵潛力.FUMANAL等在研究從北美傳入法國的豚草(Ambrosiaartemisiifolia)時發現,接種其根系中的AMF顯著增加了豚草的株高、基莖、葉片數、根生物量干重、地上生物量干重以及總生物量干重,從而進一步促進其入侵.為了說明菌根共生如何促進外來植物入侵的機理問題,CAR-EY等采用同位素標記的方法研究了菌根共生對斑點矢車菊與本土植物愛達荷狐茅(Festucaidahoen-sis)的營養競爭關系,結果表明,菌根菌通過地下菌絲網絡將碳水化合物由本土植物愛達荷狐茅向斑點矢車菊進行轉運,進而抑制了愛達荷狐茅的生長,促進了斑點矢車菊的入侵,但此機制是否適合于其他入侵植物尚不清楚.此外,有研究發現,本地植物與菌根菌之間存在碳素競爭,從而抑制了本地植物的生長.那么菌根菌是否對入侵植物也具有負反饋作用還需要大量的實驗證明.總體而言,目前關于入侵植物與菌根菌相互關系的研究大多采用溫室盆栽試驗,所以仍需大量的野外證據來支持.
1.2固氮微生物共生對外來植物入侵的促進作用
土壤氮是決定生態系統穩定性的最重要因素之一.研究表明,外來固氮植物通過與土壤中的固氮微生物共生,顯著提高了入侵地土壤氮的含量與可獲得性,進而提高了入侵種類的豐富度.火樹(Myricafaya)是生長于大西洋加那利群島上的一種能共生固氮的木本植物,該植物侵入夏威夷后,與土壤放線菌Frankia共生,其每年所固定的氮是本地植物固氮量的4倍,為其進一步入侵創造了有利的土壤條件.XU等在研究入侵中國西南部的外來植物紫莖澤蘭(Ageratinaadenophora)的根際土壤特性和固氮細菌群落時發現,重度入侵地土壤的土壤肥力、固氮細菌數量和種類多樣性顯著高于輕度入侵和非入侵地.牛紅榜等的研究結果亦顯示外來植物紫莖澤蘭重度入侵區土壤中氮元素的含量和土壤中自生固氮菌的數量都顯著高于輕度入侵區和未入侵區.YELENIK等比較了黃羽扇豆(Lupinusluteus)和金環相思樹(Acaciasaligna)2種外來共生固氮植物與入侵地土壤氮循環之間的關系,結果表明:2種外來植物均顯著提高了土壤中植物的可獲得性氮含量,進而有利于其進一步入侵.然而固氮植物入侵對土壤氮可獲得性的影響不僅取決于其本身的生物學特性,還與被入侵生態系統的生境特征等因素有關.如入侵南非的豆科金合歡屬植物金環相思樹和海岸金合歡(Acaciacyclops),在養分充足的土壤中氮礦化速率加快,而在貧瘠土壤中卻沒有.此外,外來固氮植物與入侵地土壤根瘤菌共生要比與本土根瘤菌共生更有利于其生長.如PARKER等對由美國入侵到北澳大利亞的含羞草(Mimosapigra)的根瘤菌進行分類鑒定,結果發現,入侵的含羞草中一些根瘤菌品系完全不同于生長于美國本土的含羞草根瘤菌品系,且這些澳大利亞根瘤菌品系對含羞草的入侵具有明顯的促進作用.綜上,固氮微生物能提高入侵地土壤中氮的含量與可獲得性,創造出有利于外來入侵植物生長的土壤微環境,促進外來植物成功入侵.
1.3土壤病原微生物的釋放有利于外來植物入侵
盡管“天敵逃避假說”遭遇了一些研究的挑戰,認為入侵植物逃避天敵不一定會提高入侵植物對群落的破壞作用,因而“天敵逃避假說”可能不是外來植物成功入侵的重要機制.然而,該假說目前仍然是最能解釋外來植物成功入侵的重要機制之一.該假說認為外來植物的成功入侵是因為其在入侵地成功逃避了本土的天敵(主要指食草性動物),從而充分發揮了其潛在的競爭優勢.最近的研究進一步認為外來入侵植物逃避的天敵還包括原產地的土壤病原菌、寄生蟲、食根性原生動物等微生物.KLIRONOMOS通過接種病原體進入滅菌與未滅菌的土壤來研究入侵植物和本土植物的生長與病原體侵染的關系,結果表明,土壤病原微生物對本土植物具有負反饋作用.CALLAWAY等研究了入侵植物斑點矢車菊在本土與入侵地土壤上的生長與土壤微生物群落總體作用之間的關系,發現在未滅菌的本土土壤上栽培斑點矢車菊,其生長速度明顯低于滅菌的本土土壤,而斑點矢車菊栽培在入侵的未滅菌的北美土壤上,其生長速度明顯地高于滅菌的土壤.由此推測:本土土壤病原微生物的侵染對斑點矢車菊的生長具有負反饋作用,而在入侵地由于缺乏相應的土壤病原微生物,斑點矢車菊的入侵更容易.VANDERPUTTEN等在研究入侵博茨瓦納共和國稀樹干草原的印度蒺藜草(Cenchrusbiflorus)時指出,逃避本土土壤病原微生物也許是其成功入侵的原因.“天敵逃避假說”是基于扎實的生態學理論提出的,但該假說也有自身的局限性.BECKSTEAD等在研究入侵美國加州的歐洲海濱草(Ammophilaare-naria)時發現,入侵地與原產地的土壤微生物對歐洲海濱草的生長均表現為負反饋作用.也有研究表明,入侵植物在入侵地可以通過富集對本地植物有害的土壤病原菌來影響本地植物的生長,從而成功入侵.如MANGLA等[52]發現入侵印度的飛機草(Chromo-laenaodorata)可以富集入侵地土壤生態系統中的土傳致病真菌-半裸鐮刀菌(Fusariumsemitectum),抑制本地植物生長,促進其成功入侵.
1.4土壤微生物群落總體結構的改變促進外來植物進一步入侵
在土壤總群落結構與功能水平上,土壤微生物群落組成與地上植物群落組成密切相關.外來植物入侵常常導致本土植物群落組成劇烈改變,進而引起根系分泌物和凋落物的化學組成發生變化,最終使土壤微生物群落結構發生相應的演替,且改變后的土壤微生物群落有利于外來植物的進一步入侵.目前,關于土壤微生物群落與入侵植物相互作用的研究主要集中于以下2個方面:
(1)外來植物入侵與土壤微生物群落具體組成的關系.SI等在研究南美蟛蜞菊(Wedeliatrilobata)入侵程度與其根際土壤微生物群落結構的關系時,發現輕度和重度入侵顯著增加了南美蟛蜞菊根際土壤真菌群落的豐富度,而對細菌群落未造成明顯影響.此外,南美蟛蜞菊的入侵也對參與土壤氮循環的微生物群落結構產生了明顯影響.KOURTEV等研究了日本小檗(Ber-beristhunbergii)和柔枝莠竹(Microstegiumvimineum)的入侵對土壤微生物群落結構的影響,結果表明2種植物的入侵顯著改變了土壤微生物的群落結構,尤其是代表細菌與菌根菌的脂肪酸含量均隨著入侵的深入顯著提高.BATTEN等研究了外來植物黃矢車菊(Centaureasolstitialis)和鉤刺山羊草(Aegilopstri-uncialis)與土壤微生物群落結構的關系,發現植物入侵顯著提高了土壤硫還原細菌、硫氧化細菌等的脂肪酸含量.此外,我國學者對紫莖澤蘭和薇甘菊(Mika-niamicrantha)的研究也得到了類似的結論.
(2)外來植物入侵與土壤微生物群落多樣性的關系.外來植物之所以能成功入侵是因為其能夠促進根際土壤微生物群落結構的演替,進而創造出有利于自身生長的土壤微環境,從而加快了入侵進程.DUDA等和LI等的研究表明,鹽生草(Halogetonglomeratus)和薇甘菊入侵均顯著提高了土壤微生物群落的功能多樣性.針對土壤微生物群落結構多樣性,祖元剛等研究了喜樹(Camptothecaacu-minata)替代紫莖澤蘭過程中根際微生物的群落特征,結果表明,紫莖澤蘭的入侵顯著提高了土壤真核微生物群落的多樣性,對細菌多樣性沒有明顯的影響.這些研究結果的差異一方面可能與采用的研究方法有關,另一方面也可能與研究的入侵植物種類有關.
1.5土壤微生物群落功能改變對外來植物進一步入侵的作用差異
土壤微生物群落的功能主要表現在對有機物的礦化作用和無機物的轉化,并由此影響著土壤營養的可獲得性,而土壤營養的可獲得性又直接影響著植物的個體生長和種群或群落動態.現有研究表明,外來植物有選擇地改變土壤微生物群落的某種功能可能是其成功入侵的重要機制之一.如BAJPAI等證實:與非入侵地土壤相比,紫莖澤蘭入侵地土壤具有較高的微生物活性和速效氮含量,對紫莖澤蘭生物量積累具有積極的作用.LORENZO等發現,銀荊(Acaciadealbata)的入侵使土壤碳、氮和可交換磷含量持續增加,從而為銀荊的進一步入侵創造了有利的土壤營養條件.SUN等發現,紫莖澤蘭的重度入侵顯著增加了土壤總磷和硝態氮含量.EHRENFELD等分別研究了入侵植物日本小檗和柔枝莠竹對土壤微生物群落功能的影響,結果表明,伴隨著植物入侵,土壤總氮的礦化作用和硝化作用均顯著提高,從而為植物的進一步入侵創造了有利的營養條件.不同入侵植物對土壤微生物功能的影響不盡相同,如EVANS等研究了旱雀麥(Bromustectorum)入侵對草地氮素營養動態的影響,結果表明,旱雀麥通過提高氮素在植物體中的滯留量而降低了土壤氮的可獲得性,從而降低了土壤總氮的礦化速率.DRENOVSKY等研究了鉤刺山羊草入侵與土壤營養循環之間的關系,結果表明,植物入侵顯著降低了入侵土壤中碳與氮的循環.這些研究結果的差異一方面可能與研究的入侵植物種類有關,另一方面也可能與入侵生境有關.因此,今后要擴大外來植物種的研究范圍,探索不同物種入侵與土壤微生物群落的功能關系,為揭示入侵機理提供更多的證據.
2植物入侵的內生菌生態學機制
植物內生菌(endophyte)泛指那些在其生活史中的某一段時期寄居在植物體內,對植物組織沒有引起明顯病害癥狀的微生物,包括那些對宿主暫時沒有傷害的潛伏性病原菌、菌根菌以及營表面生的腐生微生物.植物內生菌可增強宿主的抗逆性、抗病性、抗蟲性、提高植物的生產力,以及對其他植物的排斥性等,但大多數研究都是針對本土植物進行的.近年來,研究者開始從內生菌的角度研究外來植物成功入侵的相關機理.有研究證明,內生菌能夠增強入侵植物的入侵性,如SHIPUNOV等發現,入侵北美草原的斑點矢車菊體內定居了多種內生真菌,并且部分內生真菌直接提高了斑點矢車菊在入侵地的競爭力,進而增強其入侵性.ASCHEHOUG等研究了內生真菌對入侵植物斑點矢車菊化感作用的影響,發現感染內生真菌的斑點矢車菊對本土植物(Koeleriamacrantha)的化感強度很高,感染數是沒感染數的2倍多,從而進一步提高了斑點矢車菊的競爭能力.此外,假高粱(Sorghumhalepense)體內定居多種內生固氮細菌,這些內生固氮細菌的存在進一步提高了土壤中堿金屬(Ca2+、Mg2+、K+、Na+)、微量元素(Zn2+、Fe3+、Cu+、Mn2+)以及可被利用的氮、磷元素的濃度,從而提高了假高粱的入侵能力.此外,人們還發現,內生菌的存在可以通過改變入侵植物的根際微生物群落結構來修飾其入侵性.如RUDGERS等發現內生真菌(Neotyphodiumcoenophialum)的存在提高了外來植物高羊茅(Loliumarundinaceum)根際微生物群落的多樣性,從而進一步促進其入侵.然而,人們也發現了一些相反的結果.如NEW-COMBE等發現斑點矢車菊體內的部分內生菌是病原菌,這些病原菌的存在抑制了斑點矢車菊種子的發芽、生長,并延緩其開花.不難看出,植物內生菌在外來植物入侵過程中可能起至關重要的作用,尤其是對入侵植物的促進作用.因此對入侵植物與其內生菌之間的相互作用開展深入研究可能會發現新的規律,為控制入侵植物提供新的解決途徑.
3入侵植物的微生物學機制研究面臨的問題
國內外關于外來植物入侵的微生物學機制研究也發揮了重要作用,但仍然存在一些問題:
(1)由于入侵植物的種類不同,與土壤微生物群落相互作用的過程與機理亦不盡相同,爭議仍然存在,目前很難提煉出具有普遍意義的結論;
2微課教學的優勢
2.1微課教學提高了實驗操作的成功率
在做一些實驗教學,你可以實驗原理,實驗演示中顯示的視頻動畫的形式,連同解釋,使一些問題無法厘清的傳統教學已經成為簡化,學生容易理解??梢杂蓪W生自己和實驗操作等關鍵信息的原則進行控制,如果學生不理解的部分,可反復觀看這一部分,教師需要作出必要的解釋和指導,減少對演示的復雜性操作時,在實驗的成功率通常將改善。
2.2微課教學提高了學生對實驗的興趣
興趣是最好的老師。實踐證明,學生感興趣的學習內容可以激發學生的學習熱情,使學生變被動學習為主動學習,但不覺得學習是一種負擔。主要由微縮文字,圖像,動畫,聲音和教學等手段來實驗教學,可以使實驗具體,生動,動態顯示方式,便于學生觀察,探究實驗產生的直覺,感知和思維,激發學生的學習興趣在學習上。
2.3微課教學有助于反饋實驗信息
作為一個完整的實驗教學的教堂,應該貫穿于整個教學過程的評價反饋,所以老師在課件設計過程中,根據學生的實驗中,利用微課教學方法相結合的實驗教學過程。通過成像技術,將展示在大屏幕上的學生實驗操作,讓學生進行討論,實驗操作的分析是標準化的,實驗結果是合理的,這與傳統的測試,直觀,生動的對比。通過這些互動,學生的思維能力的提高,培養學生的創新能力,同時也有效地檢測實驗教學效果和學生掌握知識的程度。
3運用微課教學的注意事項
3.1課件設計突出重難點,切忌繁瑣、冗長、過于華麗
傳統醫藥微生物學教學的教師由參考書,口語教學的重點,難點的手段來解釋,這是困難的學生在課堂上留下深刻的印象,不利于知識的掌握程度。合理利用微型教學,解決一些傳統教學的問題。利用微課,教師要備課時要注意,教學內容設計合理的幻燈片,緊扣考試大綱,抓住重點,突出難點。如使用的不同的字體顏色,大小不同的文字,但也樂音斑點,視頻等。在此基礎上,再加上容易理解老師的講解,學生很容易弄清楚的重難點內容,容易掌握。微課的課件設計應清晰,美觀,有層次感,短,但并不復雜。沒有太多的文字,字體要清晰,厚重,要與背景色對比強烈,以及為避免視覺疲勞要注意色彩搭配協調。你可以使用一些小插曲,但不是太夸張了??傮w來講,涉及微課課件畫面,然后選擇你要簡單,明了,沒有過多繁瑣的新奇的電影,太華麗,以避免分散學生,學生的注意力,以教學內容的干擾的注意。
3.2微課教學是輔助工具,教師是主導,學生是主體
微課教學的應用和發展,在文字,圖像,聲音等信息的集成,同步輸出,同時超越了時間和空間的界限,帶領學生到微觀的現實世界,感受真正的實驗環境。如果忽略微類是一個輔助工具,以教師為主導,學生主體這一點上,整個教學過程中全部使用CAI播放模式,這將導致在一個單一的教學模式,導致學生在盯著文字,圖像屏幕上,聽著語音音頻,形成了典型的計算機為主導的模式,老師只是計算機操作員,像一個劇場觀眾的學生,這種機械枯燥的教學,不僅模式降低了學習的學生的利益,也影響智力發育學生。因此,使用微課教學是不是教學的唯一模式,教學方法和微課教學的教學方法仍是傳統的組合,以確保教師為主導,而學生主體地位,配套使用微課教學。形成生動活潑,豐富多彩的教學環境。
二、談實驗思維和能力培養的策略
實驗教學和實驗活動是高中生物教學的重要組成部分,學生基礎知識的夯實、基本原理的掌握、學科學習思維的形成都離不開實驗。針對目前演示居多、少做漏做、驗證為主的實驗教學現象,我們必要適當放手,調動學生實驗興趣,提升學生實驗與操作的思維能力,讓他們在實驗中提升知識的運用與水平。
1.民主實驗教學,讓學生思維動起來。新時期的生物教學,我們要讓學生成為課堂的主體。因此,在課堂演示實驗,我們可以讓學生在充分預習的基礎上參與實驗活動。如“酶高效性”的演示實驗我們就可以讓學生說說實驗的器材,試驗中可能出現的問題,讓他們討論。而這一演示實驗也可以交給學生自己完成。當然,我們也可以和學生一起討論這一實驗創新的方法;如此,學生對這一實驗的原理能有更好的掌握。當然,讓學生自主進行驗證、探究實驗的時候,我們老師也成為學生實驗活動的伙伴,關注學生們的分組實驗進展與問題,和諧地推進實驗有效開展。民主實驗教學是和諧課堂的重要途徑,只有讓學生敢質疑、勇提問、能操作,他們的思維才能活躍,嘗試才能大膽,實驗才能達成預設效果甚至能有創新的生成;學生生物學習活動便能以課堂主人的姿態參與全程教學與活動,主動獲取新知。
2.多邊互動實驗,讓學生能思維交流。我們組織學生在實驗室進行實驗的時候,多是分組實驗,讓他們小組合作的進行實驗活動。以往的實驗活動,是我們老師教會學生如何做、應該注意什么、對實驗現象和結果如何分析;有效的實驗和學生實驗思維能力提升應該是學生自己在閱讀中思考,在操作中發現。如“觀察植物細胞的質壁分離和復原”實驗教學之前,我給學生出示2014年高考題(江蘇高考生物卷第15小題),該題是“觀察植物細胞的質壁分離和復原”實驗的結果分析,我沒有簡單地讓學生去對給出的選項進行選擇,而是讓他們結合教材內容,自己對實驗原理、步驟與實驗中的問題進行思考和談論,交流質壁分離與復原要注意的問題從而選出答案。然后,組織學生實驗進行驗證并探討“當紅細胞細胞膜兩側的溶液具有濃度差時,紅細胞會質壁分離情況會怎樣?”等問題。如此,他們對該實驗理解就更到位、更深刻,也能提升他們對信息的處理、分析與概括的能力,獲得實驗思維的提升。當然,多邊互動要注意自主實驗的合理有效分組,要做到能力激發學生實驗興趣的分組。有效分工確保實驗的高效完成,鼓勵學生對實驗中出現的現象進行分析和探討,鼓勵他們進行創新實驗。如在“影響酶活性的條件”的探究實驗之后,我先讓他們進行常規的操作,然后,讓他們就自己實驗中的問題進行改換條件進行實驗,并分析、修正實驗的問題,獲得探究能力的提升。可見,互動教學應該成為我們實驗教學的重要抓手。我們在實驗中應該讓學生討論辯論或者競賽中提升對實驗的認識深刻,問題研究的深入,使學生邏輯性、敏捷性與創造性思維與語言表達能力和應變能力得到鍛煉和訓練。另外,我們生物實驗教學要重視問題情境的創設來啟動學生思維。實驗活動中要提升一些問題激起學生的求知與探索的欲望,并思考對現實中實際問題的解決;而在學生實驗活動與實驗分析中,我們應該加強思維的引導,采用鼓勵他們進一步實驗探究活動的開展。如“PH對酶活性影響”實驗中,學生會發現PH為9的燒杯中所需時間最短的形象。提出問題:為什么會這樣呢?如何使得這一實驗結果穩定呢?這一問題的解決以及“酶活性的影響因素”對解決生產、生活中實際問題又有哪些幫助呢?
前言
阿魏是傘形科植物新疆阿魏Ferulasinkiangensis和阜康阿魏Ferulafukanensis的樹脂[1]。含揮發油、樹脂及樹膠、阿魏酸和法尼弗醇等,是國內僅分布在新疆的一種重要珍稀藥用植物資源,是維吾爾醫常用藥物之一,由于缺乏管理和采收不當,已經到了瀕臨滅絕的地步。阿魏味辛、溫,有理氣消腫、活血消疲、祛痰和興奮神經的功效,其藥用歷史已有一千多年。維吾爾醫還用來驅蟲、治療白癜風、胃病、關節炎等[2]。國內外只有5種具蒜樣異臭的臭阿魏,才可供藥用。新疆全有這5種臭阿魏,載入《中國藥典》的有兩種[3]。在石河子市南部山區,生長在帶有礫石的黏質略帶沙土壤和石質干山坡上,分布著一種呈葦狀的野生臭阿魏,野生阿魏是早春短命植物,8年才能開花結果。一株阿魏的雙懸果有9000粒種子左右,但發芽率僅為0.3%,第1年的主根僅如筷子粗細,3月中旬出苗,5月上旬開始回苗,留下膨大的肉質根以度嚴寒酷暑。如此往復,到第8年4月底,則迅速抽出粗壯幼嫩的莖,4月底始花,里面充滿白色乳液狀樹脂。本研究從新疆阿魏的生物學特性入手,摸清新疆阿魏的生長習性,繼而進行人工栽培試驗及藥材提取加工試驗。使保護與利用緊密結合,挽救瀕臨滅絕的新疆阿魏這一珍稀藥用植物資源,使其永久地為人類健康服務。
一、內容和方法
2005~2006年對生長于石河子南山的野生阿魏跟蹤觀測,對其生物學特性進行了觀測和實驗分析。
1.1物候期觀察從3月底萌芽到5月中旬地上部分枯敗、6月開花結實的不同時期,地上部分生長狀況,形態特征變化進行觀測記錄。
1.2開花結果習性觀測按文獻[4]方法于20060426開花初期,選取石河子南山阿魏原生地標記5株,每4天觀測記錄1次花序開放數,直到開花末期,然后進行統計分析。
1.3對幼葉及揮發油進行營養化學元素成分分析取新疆阿魏樹脂、基生葉提取揮發油,按國家標準分析方法進行氨基酸、鈣和磷等化學成分分析。
1.4生境條件土壤特性研究取不同生境不同層次的土樣,按國家標準分析方法進行氮、磷、鉀、有機質、總鹽和pH值分析測試。結果見表1。表1土樣記錄(略)
1.5生長量觀測選取生長正常的阿魏5株,于生長季節各期測定其株高、冠幅。
1.6原產地與引種地環境因子比較原產地新疆石河子南山與引種地新疆石河子大學藥學院植物園直線距離10km,位于天山北麓中段,準噶爾盆地南緣,其地理位置處在東經85°~86°30′,北緯43°30′~45°40′之間,地勢相對平坦,且自東南向西北傾斜,地面坡降僅0.74‰,原產地海拔高度約468.2m,引種地海拔高度約442.9m??v伸于沙漠南緣,為溫帶大陸性干旱荒漠氣候,具有夏熱冬冷、降水少而蒸發大、熱量資源豐富、風沙繁多、氣候干燥多變,晝夜溫差大,日照充足,加上天山雪水灌溉等的特點,兩地主要氣候因子見表2。
二、結果
2.1物候期北疆野生阿魏一般在春季3月15日左右始出芽,3~4月為蓮座葉叢期,5月15~20日蓮座葉最大直徑可達123cm(單葉長約1.3cm);3月20日始見抽莖,一直持續到5月上旬;阿魏的初花期為4月29~5月9日,高0.5~1.5m,全株有強烈的蔥蒜樣臭味。復傘形花序生于莖枝頂端,單株總花期8d,盛花期為5月中旬,5月下旬仍有零星花開放;開花后10d,種子開始成熟,長橢圓背腹扁壓,綠色至淺紫色至深褐色,4月中下旬開始枯敗,直至6月下旬;7月至第2年3月中旬為休眠期。阿魏喜溫暖干燥氣候,15~30℃生長尤為迅速,較耐寒,地下肉質根可耐-20~-15℃低溫,夏季生長在潮濕沖溝里的植株,其生長期稍長。兩地主要氣候因子比較(略)
2.2開花規律野生阿魏每日早6:30左右花始開放,約15min全部花序開放,10:30左右達到當日開花高峰。每個花序自開放到閉合延續4h左右,開花時間持續到下午7點左右。如圖1所示,石河子南山野生阿魏從4月下旬初花期開始,每株花序開放數逐漸上升,至5月16日左右達高峰期,延續1周后急劇下降,但開花一直零散見于6月上旬,可見阿魏花期很短。見圖1。
2.3株高、冠幅增長規律見圖2。
2.4樹脂及基生葉化學成分分析阿魏葉柔嫩,葉有微量阿魏膠,特別是處于蓮座葉叢期的植株,其葉量豐富而鮮嫩,總氨基酸含量為24.46%,粗脂肪2.65%,粗纖維11.65%,粗灰分12.25%,鈣1.26%,磷0.68%,17種氨基酸豐富而全面,其含量見表3。表3新疆阿魏樹脂、基生葉氨基酸含量(略)
2.5生境土壤條件分析從野生阿魏兩個不同的生境中取得土壤樣品,對氮、磷、鉀、總鹽、有機質及pH值進行測試,結果見表4。從表4中可以看出,不同生境土壤條件差異不大,阿魏的土壤適應性較強,耐瘠薄能力較強,在有機質不算豐富,氮、磷和鉀含量不高的土壤中,不影響其生長發育。表4不同居群生境中土壤成分分析(略)
三、討論
3.1形態特征與生長特性阿魏ferulalehmanniiBoiss生于夏熱冬寒,氣溫變化劇烈,日照時長,年均降水量僅為200mm左右的荒漠,土壤多為荒漠灰鈣土,伴生植物多為蒿類,其生長氣候要求冷涼、干旱少雨條件,具有耐寒、耐旱、喜光的特性。能充分利用春天雪融化后土壤水分條件良好的短促時間,迅速發育生長開花結實,年生長期僅50d,其余時間為休眠期。3月底出苗,4~5月開花,5~6月結實。為多年生草本,高50~150cm,主根粗大肥厚,圓柱形或紡錘形,有時分枝,表皮黑紫色。上端具有環紋。莖直立,基部有多數纖維狀葉柄殘基?;~有長柄。莖葉互生,3~4回羽狀復葉。小葉片羽狀深裂。復傘形花序頂生,花小黃色,雙懸果扁,卵圓形紫紅色,肋間脂管1~2個,結合面6個。蓮座直徑可達130cm;抽莖期為3月下旬。4月底,未抽莖的阿魏地上部份開始回苗,只剩下抽莖的植株。阿魏每年生育周期短,一年中累計的養分有限,延長生長期限才能開花結實;一半生長周期為8年,在營養生長階段葉子排成蓮座狀,逐年增大,發育成熟時由叢生葉中抽出花莖,開花結實。千粒重7.8g,種子小而輕,易借風力傳播,休眠期長達300d以上。
3.2抗逆性新疆阿魏在原生地石河子南山一帶,最低氣溫達到-33℃。凍土層最深1.5m,最淺1.3m,未見有凍害現象;該植物適宜于土壤水分較好的干旱環境中生存,同時它也能在水分不充足的情況下正常生長開花結果,說明它具有一定的抗寒性、抗逆行;阿魏屬植物耐旱,但土壤水分的多少直接影響植株的高度,如:長在較易積存水分的低凹地和沖溝邊的植株要比其它地方的高大得多。但抗澇性較差,一但淹水時間太長或連陰雨天,就會導致地上嫩枝葉黃化,地下部分發黑腐爛;該植物抗病蟲害,可能是由于本身具有殺蟲作用。
3.3氣候特征原產地石河子南山與引種地石河子大學藥學院植物園均具有強烈的大陸性氣候特征,兩地主要氣候因子(表1)基本相似,說明我們開展這項研究是遵循“氣候相似論”的引種原則,具備引種成功的條件。
3.4生境土壤特性從植物生長發育的另一重要生態因子-土壤條件分析:我們調查了石河子南部山區的阿魏,其生境為黏質略帶沙礫的荒地,土壤條件為旱中生性質,酸堿度中性偏堿,土壤有機質較為豐富,是否有耐鹽堿特性尚需進一步研究。:
3.5營養、藥用價值阿魏幼葉營養價值較高,氨基酸含量較之一些蔬菜和牧草種類,其含量是很高的,且種類齊全,其他營養元素的含量也較高。作為藥用的揮發油成分含量也達到10%。阿魏不僅是國際市場上不可缺少的中草藥之一,而且還是新疆早春荒漠上的重要牧草之一,能否讓8年期間的基生葉不浪費,代替匱乏的阿魏原植物藥材,有待于進一步研究。
深入地研究珍稀植物的生物學特性,對于有效保護和合理開發利用都具有重要意義。利用地產野生種質資源進行原生地保護與引種馴化相結合,在新疆推廣栽培阿魏具有科學依據,也有基礎條件,此項研究表明野生資源原生地生境條件、土壤條件類似于引種地石河子大學藥學院植物園,都適合阿魏生長要求。
【參考文獻】
[1]阿依吐爾汗,王文婕,譚敦炎.新疆阿魏屬植物的藥用價值及應用前景[J].新疆農業大學學報(增刊),2000,23:58.