這有趣
https://www.facebook.com/groups/1740456962932937/permalink/2171341106511185/
[玉米的固氮機制]
十幾年來科學家痴心妄想把豆科植物的固氮根瘤菌系統移到穀物上,但是成效都不好。
村中長老:為什麼不找一些長在貧脊土地上、原生種、又長的很好的玉米,然後看他們有沒有固氮能力呢?[1]
鄉民:幹話王啊。
結果還真的有。
Howard-Yana Shapiro博士在墨西哥的山區發現一種當地特有品系[2]的原生玉米。山區的土壤貧脊,但不需施肥,這種玉米也能長的比一般的玉米高大,最特別之處在於這種玉米有氣根,氣根分泌大量的黏液,產量大的時候黏液甚至會滴下來。 [影片:從1:28開始看 https://youtu.be/5A-FMRqictE?t=88]
這些黏液富含醣類,又能隔絕氧氣,可能提供適合固氮的環境。而整株玉米只有黏液的部分能測到nitrogenase的活性(acetylene reduction assays)。使用人工模擬的黏液:0.2% agar混合醣類,加入已知的固氮菌,也能在合成的黏液中測到nitrogenase的活性,顯示黏液能提供適合的固氮環境。
接著作者利用同位素證明這種玉米的氮來自固氮作用。空氣中的同位素N15含量比土壤中少,與不能固氮的植物比較,這種特殊玉米確實含有較低的N15,證明玉米的氮確實來自空氣。
玉米的遠房祖先大芻草(teosinte)也有類似的氣根系統和黏液,黏液裡也可以測到nitrogenase的活性,推測共同祖先就有固氮系統。
把這種玉米種子帶到美國威斯康辛大學種植,玉米還是具有固氮功能,表示這些細菌可能經由種子遺傳,或者玉米能從環境中招募固氮細菌。
不過這篇研究並沒有找到某群特定的細菌,nif genes的量和nitrogenase的活性也沒有直接相關,玉米的固氮系統應該還有一些驚奇!
論文:Nitrogen fixation in a landrace of maize is supported by a mucilage-associated diazotrophic microbiota
https://tinyurl.com/ybt24r6z
報導:https://news.wisc.edu/corn-that-acquires-its-own-nitrogen-…/
[1] Triplett EW. Diazotrophic endophytes: Progress and prospects for nitrogen fixation in monocots. Plant and Soil. 1996;186(1):29–38.
[2] landrace 馴化後適應當地物候的品種
固氮根瘤菌 在 文茜的世界周報 Sisy's World News Facebook 的最佳貼文
《文茜的世界周報》氣候變遷系列報導:治沙變綠海
【庫布齊沙漠是中國大陸第七大沙漠 現任億利資源集團董事長王文彪從小生長在此 兒時記憶就是沙子與饑餓 發願回到故鄉創業造林.打造沙漠經濟 30年的時間 庫布其沙丘高度下降一半 六千平方公里荒漠變綠州.佔總面積1/3 2017年並獲聯合國授予最高環保獎項“地球衛士終身成就獎”】
「我從1998年開始拍攝沙漠,當時我去了撒哈拉沙漠,我遇到了一個在阿拉善沙漠工作的科學家,他給我看了一些照片,我意識到我一定要來這裡,我第一次來大陸,差不多是2001年,2002年,幫<國家地理>雜誌,拍攝戈壁灘和沙漠的主題,這是我在大陸第一次用機動滑翔傘。」
喬治是國家地理雜誌的攝影記者,15年前他曾經記錄下庫布其沙漠,15年後他舊地重遊,再次按下了快門,展現在他眼前的不再是黃沙蔽日的景象,「他們一直在保護基礎設施和鐵路,似乎在不斷努力下他們真的築起了牆,擋住了沙子。」
位於內蒙古自治區的庫布其沙漠,是大陸第七大沙漠,這裡距離北京800公里,是京城沙塵暴的源頭,在這大漠之中有一條刻度尺,紀錄了過去30年來,庫布其人,如何苦心打造出這片綠世界,「我們現在看到這兩根標桿,最上頭那跟標桿,那是1988年這個沙丘的高度,到目前現在降到2016年,2017年的還沒有,現在已經降了5米多,在沙丘的3/4處進行造林,1/4高處就先不造,這樣的話樹在長起來的時候,沒有種樹的這個沙丘,一年一年(沙粒被風)推到這個下邊,坑子裡面,所以你到了庫布其沙漠現在一看,站在沙丘高處上一看,多生了一片綠色的海洋。」
30年的時間,庫布其沙丘整體高度下降了一半,六千平方公里的荒漠變成綠州,佔到荒漠總面積的1/3,沒有人能想得到,曾經風沙漫天,一眼望不到邊的死亡之海,竟然真的能變成一片片綠洲,「我們這個水瓶法就是八九十年代,比較先進的種樹方法,它就是找一個廢棄的玻璃瓶,然後沙柳放在這裡面,把那個灌滿水,挖一個坑,把苗子放進去,然後拿這個沙把這個口封住,」「埋在乾沙裡一點濕土也沒有,它不生根 在酒瓶子裡面它是生根的,吸水,吸得快乾的時候,這個時候可能要有一定的降雨,在沙漠裡頭的濕土進行濕潤,濕潤以後,它就從瓶口的上面發根,這時候瓶子裡頭這部分,它就退化了,就開始長上面,現在路兩側的楊樹,基本上就是用這個辦法種的,它的成活率大約在80%以上。」
決心要將荒漠變綠海的推手就是他,現任億利資源集團董事長的王文彪,「我生在庫布其沙漠(邊緣)的一個小村莊,應該說在我的童年記憶中,就有兩個東西是刻骨銘心的,應該說睡覺吃飯,包括讀書,處處都是沙子,第二就是飢餓,總是每天有一種幻想,能不能這沙子不要有,我門前是一片綠洲。」
1988年,29歲的王文彪放棄了鐵飯碗,回到祖祖輩輩都想逃離的庫布其創業,為了挽救瀕臨倒閉的鹽場,他不得不與沙對抗,就此開啟了他的治沙之路,1999年,他獨排眾議,投資過億興建了一條川沙公路,繼而又在黃河邊,大規模種植鎖邊林,向沙漠腹地進軍,「用水管的水壓在沙地沖出一米深的細孔,將樹苗插入孔內,使樹苗與沙土層,緊密結合,挖坑,栽樹,澆水,三步驟一次性完成,僅需10秒鐘,這就是在大規模治沙過程中的法寶之一,水沖植樹法,成本從傳統方法的每畝1千元降到200元 ,成活率則在90%以上。」
1988年至2016年,庫布其沙漠降水量,從每年不足100毫米,增加到456毫米 ,沙塵暴從每年50次減少到每年一次,生物種類也從不足10種增加到530種,他修復的不只是生態,還創造了經濟,「我們通過技術創新,讓甘草順著長而不是豎著長,那麼我們把甘草的綠化面積,由0.1平方米,擴大到1平方米以上,這樣的話它的綠化面積擴大了,甘草是一個固氮的植物,那麼它能夠大量固空氣中的氮,通過固氮根瘤菌的作用,我們把沙子變成土地。」
「甘草可以入藥賣錢,多年種植甘草的黃沙,還被改良成了釐米級厚的黑色土壤,種出了黃瓜,聖女果,密瓜等,經濟價值高的有機瓜果,順著這樣的思路,有機農業,飼料加工和養殖業,光伏(太陽能)發電,以七星湖為代表的沙漠旅遊產業,發展起來,」庫布其這種企業聯合政府,和當地牧民治沙的PPP模式,也向外推廣複製,「應用"光伏+"的模式,就是,板上發電,板下種草,板間養殖,帶動精準扶貧模式,就是2017年我們周邊,建檔立卡57個貧困戶,這樣每個貧困戶2017年,平均收入是3.5萬元,」內蒙古阿拉善盟的烏蘭布和沙漠,6年前就沿黃河成立了,面積1千平方公里的,大陸第一個沙產業示範區,示範區成立的第一件事,就是政府以經濟手段補償游牧民,將要治理的荒漠認定為國有未利用地,並以50年為期,租讓給企業,目前已經有30多家發展沙漠經濟的企業,政府利用企業的治沙技術跟經濟實力,企業則享受到更優化的行政服務,繼而為農牧民提供更多個就業機會,與致富途徑。
「通過發展產業來產生一定的經濟效益,然後這種經濟效益再回哺治沙,它就容易形成一種良性的循環,」庫布其生態修復項目,可估算的生態資產總值達5千億人民幣,開展期間,項目區10萬人口,人均年收從人民幣747成長為1萬7,共為當地創收84億元人民幣,在聯合國防治荒漠化公約,第13次締約大會上,由聯合國環境署起草,最終推出的,<中國庫布其生態財富報告>當中,生態跟財富被放在一起,因為兩者相輔相成,「精神回報的數字是無法計算的,因為我認為它是關於整體的,如果你沒有受到良好的激勵,你就不能很好地工作,所以你看,它們可能沒有被計算,但它們都是相關的,這些關係是非常重要的,因為它們會成為你總的,經濟計畫的一部分,也就是我們所說的GDP,這並不是很好的指標,儘管GDP增長3%,4%,5%,但是這並不精確,如果你把森林的損毀數量計算進去,那應該是負數,GDP並不計算你有多幸福,你有多健康。」
目前全球大約有20億公頃的土地,出現退化,60%的生態服務功能受到威脅,沙漠就是嚴重退化的生態系統類型,截至2013年全球有2/3的國家,1/5的人口受荒漠化影響,但在大陸2009年到2014年間,大陸的沙漠卻以,平均每年2424平方公里的速度縮減,這其中庫布其的治理效果尤為顯著,王文彪也因此在2017年底,被聯合國授與最高環保獎項,地球衛士終身成就獎,「我從開始就知道,治理沙漠,發展沙漠經濟,周期會很長,投資會很大,見效會很難,但是我也很清楚,只要能立得住,站得穩,它一定會走得很遠。」
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