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學(xué)習(xí)動機由學(xué)習(xí)需要與學(xué)習(xí)期待兩個基本成分構(gòu)成,前者為學(xué)習(xí)動機結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)成分,后者指向?qū)W習(xí)需要的滿足。兩者協(xié)同作用,使學(xué)習(xí)活動得以發(fā)動、維持和完成。作為學(xué)生學(xué)業(yè)表現(xiàn)的決定性因素,學(xué)習(xí)動機值得進一步關(guān)注。學(xué)習(xí)動機的分類可以根據(jù)教育工作的需要或研究任務(wù)的需要從不同的角度進行分類。從動機動力的來源可以區(qū)分為外部動機(如自我提高的動機和附屬動機等)和內(nèi)部動機(如認知動機等;從學(xué)習(xí)動機內(nèi)容的性質(zhì)可以區(qū)分為正確的和錯誤的學(xué)習(xí)動機;從動機作用的久暫可以區(qū)分為直接的學(xué)習(xí)動機和間接的學(xué)習(xí)動機。可以看到,除了正確的和錯誤的學(xué)習(xí)動機分類,剩下兩種分類往往可以同時存在于一個學(xué)生身上,它們相互聯(lián)系、相互補充,有機地結(jié)合在一起,從而成為推動學(xué)生努力學(xué)習(xí)的巨大動力。
2、調(diào)查的具體目標和方法
(一)具體目標
1.農(nóng)村初中生的學(xué)習(xí)動機現(xiàn)狀。
2.當(dāng)前農(nóng)村初中生的學(xué)習(xí)動機特點。
3.當(dāng)前農(nóng)村初中生的學(xué)習(xí)動機成因及對策。
(二)調(diào)查方法
問卷調(diào)查之農(nóng)村初中生問卷,內(nèi)容涵蓋教育價值取向、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)動機四個方面。問卷調(diào)查在本縣的3所初級中學(xué)進行,共發(fā)問卷850份,回收有效問卷789份,接近理想的高效樣本數(shù)。
座談會及個案調(diào)查。整個調(diào)查共召開了兩次教師座談會,三次農(nóng)村初中生座談會。這些座談會,不僅為我提供了大量生動的典型材料,而且為理性分析提供了基礎(chǔ)。
3、調(diào)查結(jié)果分析
(一)教育價值取向
調(diào)查顯示,大部分農(nóng)村初中生具有較為明確的教育價值取向。74%的農(nóng)村初中生認為學(xué)習(xí)的作用是提高自身素質(zhì),10%的農(nóng)村初中生認為學(xué)習(xí)的作用是為了考中專和大學(xué),16%的初中生沒有考慮。
(二)學(xué)習(xí)態(tài)度
調(diào)查結(jié)果表明,67%的農(nóng)村初中生對學(xué)習(xí)的熱情較高,24%的農(nóng)村初中生對學(xué)習(xí)的熱情中等,9%的農(nóng)村初中生害怕學(xué)習(xí)。這與他們“考中?;虼髮W(xué)”意識淡化是相一致的。值得注意的是,害怕學(xué)習(xí)的農(nóng)村初中生數(shù)占相當(dāng)份額。
(三)學(xué)習(xí)的需求
當(dāng)前,“特長”是師生共同關(guān)心的熱門話題,許多教育工作者甚至把“特長”看作是“素質(zhì)教育”的代名詞。在調(diào)查中我發(fā)現(xiàn),大部分農(nóng)村初中生對“特長”有正確的認識,其中,92%的農(nóng)村初中生有自己感興趣的目標,且有52%的農(nóng)村初中生希望得到教師的指導(dǎo)。48%的農(nóng)村初中生認為“學(xué)校老師能力有限,希望得到名師指點”。對于這一結(jié)果,也許我對信息的有效度產(chǎn)生懷疑,或者強調(diào)它的地域性特點,但需要特別指出的是,“教師行為滯后”已經(jīng)得到越來越多的農(nóng)村初中生的認同,并越來越嚴重地影響著他們的學(xué)習(xí)。
(四)學(xué)習(xí)動機
調(diào)查結(jié)果表明,對于初中畢業(yè)后的打算,55%的農(nóng)村初中生選擇讀高中或中專,18%的農(nóng)村初中生選擇就業(yè),27%的農(nóng)村初中生還沒有考慮。有讀大學(xué)愿望的占37%。農(nóng)村初中生對于“務(wù)農(nóng)”的態(tài)度是我調(diào)查的重要目標之一。調(diào)查結(jié)果表明,農(nóng)村初中生大部分不愿意務(wù)農(nóng),其比例隨年級變化,且該心態(tài)呈現(xiàn)出一種特殊的波動,其波動特點為:初一為69%,初二為58%,初三為72%。
4、對調(diào)查結(jié)果的思考
(一)增加投入,創(chuàng)造良好的教育教學(xué)環(huán)境
當(dāng)前,農(nóng)村初中生已經(jīng)感受到了社會進步的快節(jié)奏,初步了解了滲透于社會生活各個領(lǐng)域的高科技。但在日常的學(xué)習(xí)中,他們接觸的卻是落后的儀器設(shè)備、簡陋的實驗場所、過時的科技知識,這種強烈的反差必然使他們感到厭倦并產(chǎn)生抵觸。因此,只有增加硬件和軟件的投入,使儀器設(shè)備、實驗場所、科技知識具有鮮明的時代特征,才能對農(nóng)村初中生產(chǎn)生求知的誘惑和刺激。
(二)幫助農(nóng)村初中生準確地了解和把握未來
由于主客觀方面的原因,農(nóng)村初中生對國家市場經(jīng)濟發(fā)展、高等教育改革、素質(zhì)教育實施等的了解既不全面也不深入,所以有必要以專題報告的形式,向他們介紹國家市場經(jīng)濟發(fā)展所取得的輝煌成就和存在的困難以及未來的美好前景;向他們介紹高等教育改革中招生制度的合理性、科學(xué)性,收費制度的公平性、保護性,分配制度的靈活性、公正性;向他們介紹素質(zhì)教育實施的具體內(nèi)容、價值和未來取向,以幫助他們明辨是非,消除誤導(dǎo)。進行職業(yè)指導(dǎo),幫助農(nóng)村初中生了解不同職業(yè)(主要是務(wù)農(nóng))的特點、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,從而使他們在學(xué)習(xí)期間確定自己的學(xué)習(xí)目標,在畢業(yè)時選擇自己適合的就業(yè)崗位。開設(shè)心理輔導(dǎo)課程,對農(nóng)村初中生進行學(xué)習(xí)動機、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)能力、考試心理、學(xué)習(xí)適應(yīng)性等內(nèi)容的輔導(dǎo)是當(dāng)務(wù)之急。
(三)在普通教育中滲透職業(yè)教育,使農(nóng)村初中生成長為適應(yīng)農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展要求的復(fù)合型人才。1986年,原國家教委等四部委聯(lián)合召開的全國職業(yè)教育工作會議明確提出,農(nóng)村教育“應(yīng)該從辦學(xué)為了升學(xué)轉(zhuǎn)到以為本地區(qū)物質(zhì)和精神文明建設(shè)服務(wù)為主,兼顧向高一級學(xué)校輸送新生這個方向上來”。我可以嘗試在農(nóng)村初中進行初中后職業(yè)教育——學(xué)期職業(yè)培訓(xùn)或“3+1”制的培訓(xùn)。但我應(yīng)該引以為鑒的是:傳統(tǒng)的也是落后的農(nóng)村職業(yè)高中教育,當(dāng)前步入了關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)的境況。那么,在農(nóng)村初中實施職業(yè)教育,則必須致力于追求教學(xué)內(nèi)容的科技化和教學(xué)方法的科學(xué)化。
(四)充分重視情緒的內(nèi)在驅(qū)動和自我調(diào)節(jié)功能,加強教學(xué)過程本身的情緒吸引力,使學(xué)生能從學(xué)習(xí)中獲得盡可能多的積極情緒滿足,從而在學(xué)習(xí)過程中不斷使得學(xué)習(xí)動機得到強化。其次,針對情緒的“趨樂避苦”特征,要想糾正學(xué)生的問題行為,方法之一就是使他們從學(xué)習(xí)過程本身獲得積極的情緒體驗。再次,所謂的“寓教于樂”也是有前提條件的,應(yīng)該是利用情緒的積極作用來保證教學(xué)目標的順利實現(xiàn),而不是一味地單純迎合學(xué)生的情緒傾向,脫離教學(xué)目標,這樣只會降低學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性。
(五)改善教師待遇,改革教育系統(tǒng)的人事制度,營造一個合理、高效的競爭環(huán)境,解決“教師行為滯后”問題發(fā)展經(jīng)濟學(xué)家的研究指出,第三世界國家的初等教育和中等教育“學(xué)習(xí)方法簡單和學(xué)習(xí)內(nèi)容貧乏是與大多數(shù)教師能力差和缺乏主動性密切相關(guān)的,他們往往得不到應(yīng)有的工資,沒有興趣,也沒有機會更新自己的知識,提高自己的教學(xué)水平”。
解決“教師行為滯后”問題的有效辦法一是提高教師的工資水平,為他們提供接受繼續(xù)教育和進行終身學(xué)習(xí)的經(jīng)濟保障;二是改革教育系統(tǒng)的人事制度,保證教師考核的公開性、公正性、科學(xué)性,營造一個合理、高效的競爭環(huán)境;三是提高繼續(xù)教育和終身學(xué)習(xí)的質(zhì)量,改變當(dāng)前繼續(xù)教育中的形式主義和低效局面。
(六)教師采用豐富多彩的教學(xué)方法和教學(xué)活動,從而盡可能地創(chuàng)造機會來提高學(xué)生的素質(zhì)。例如,習(xí)慣于課堂口頭講授的教師,可以適當(dāng)采用課堂討論、小組活動、經(jīng)驗性的練習(xí)作為教學(xué)的補充,教法越多、越靈活的教師會更受學(xué)生的歡迎。在開放式教學(xué)中,教師要多鼓勵學(xué)生進行發(fā)散性思維,即在針對某個話題的同時,要敢于逾越話題的界限進行思考,例如教師可以通過分配任務(wù)引導(dǎo)并給出相關(guān)領(lǐng)域的鏈接,對學(xué)生的自我組織和自律等盡責(zé)行為及時做出獎勵,學(xué)校課程也要對初中生強調(diào)這些成功的特質(zhì)。
【摘要】隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和不斷繁榮,城市、縣城和鄉(xiāng)村的經(jīng)濟文化差距比較過去逐漸縮小,使得城市、縣城和鄉(xiāng)村的初中生在學(xué)習(xí)的動力方面漸趨一致。而國內(nèi)早期研究認為,城市學(xué)生的成就動機水平顯著高于農(nóng)村學(xué)生,其原因主要是經(jīng)濟條件和社會文化背景的不同。時至今日,國內(nèi)城市、縣城和鄉(xiāng)村的初中生學(xué)習(xí)動機的現(xiàn)狀如何,有無顯著差異等等問題為本研究打開了一扇探究的大門。于是,在國內(nèi)外心理學(xué)工作者的有關(guān)學(xué)習(xí)動機的研究基礎(chǔ)之上,本研究主要以影響初中生學(xué)習(xí)動機的因素為出發(fā)點,初步探討了農(nóng)村初中生的學(xué)習(xí)動機因素的特征與發(fā)展趨勢,并提出了相應(yīng)的對策。
【關(guān)鍵詞】農(nóng)村初中生學(xué)習(xí)動機問題及對策
參考文獻:
[1]劉晨華.農(nóng)村生源新生大學(xué)英語學(xué)習(xí)動機調(diào)查及激發(fā)策略.湖北教育學(xué)院學(xué)報.2007,9.
農(nóng)田化學(xué)除草作為一項簡化栽培措施,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。隨著使用面積的不斷擴大,除草劑藥害的問題也越來越突出?,F(xiàn)就除草劑產(chǎn)生藥害的癥狀、原因、預(yù)防措施以及產(chǎn)生藥害后解除藥害的途徑展開分析,以供參考。
1除草劑藥害的癥狀與危害
藥害是指在農(nóng)田化學(xué)除草過程中,由于除草劑的作用,導(dǎo)致作物受害。從整株來看,主要表現(xiàn)為植株矮縮、畸形、叢生;從根系上看,主要是根系生長受抑制,根尖膨大,根短而粗,無次生根或很少,無根毛;從莖上看,主要是莖縮短、變粗、彎曲、脆弱易折斷;從葉片上看,皺縮、卷曲、失綠、變黃、干枯;從芽上看,生長點壞死或畸形,導(dǎo)致生長停滯;從花上看,萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊數(shù)增多或減少,形狀異常,花而不實,由此造成減產(chǎn),甚至死苗絕產(chǎn)。其種類有以下4種:一是對當(dāng)茬作物產(chǎn)生藥害;二是對敏感作物產(chǎn)生藥害;三是對下茬作物產(chǎn)生藥害;四是“二次藥害”。
2除草劑藥害產(chǎn)生的主要原因
2.1用藥不對路
除草劑具有很強的專一性和選擇性,其防除對象有一定的范圍,一旦用錯就會產(chǎn)主藥害。如2,4-D丁酯主要是在麥田使用防除闊葉雜草的除草劑,如果錯用于棉花、瓜菜等,就會產(chǎn)生藥害。如果把滅生性除草劑草甘膦或克蕪蹤錯誤地當(dāng)成選擇性除草劑使用,噴到作物上,也會產(chǎn)生藥害。
2.2用藥時間不當(dāng)
除草劑的適用期是很嚴格的,有些除草劑只能是播種前或播后苗前使用,苗后使用就會產(chǎn)生藥害。有的除草劑需在苗期使用,在苗較大時用就會產(chǎn)生藥害。如麥田除草劑用在春天防除雜草,必須在小麥苗期至拔節(jié)前使用,小麥拔節(jié)后再用就會發(fā)生藥害;玉米田使用的2,4-D丁酯,用晚了就會產(chǎn)生藥害。
2.3隨意加大用藥量
除草劑的使用量是有規(guī)定的,任意加大用藥量也會造成藥害。當(dāng)前農(nóng)民在購買和使用除草劑時,為了保證除草效果,隨意加大用藥量,這勢必造成一定的藥害。
2.4環(huán)境不適
除草劑的使用是有一定環(huán)境條件要求的。如果把除草劑用于砂性土地,則很容易產(chǎn)生藥害,特別是水溶性大、移動性強的除草劑。在溫度過高或低溫時作物抗逆性差,此時使用除草劑也易造成藥害。不同作物品種對除草劑敏感性也有差異,敏感性強的品種也容易產(chǎn)生藥害。在大豆田應(yīng)用甲草胺、異丙甲草胺以及乙草胺時,噴藥后如遇低溫、多雨、寡照、土壤過濕等,會使大豆幼苗受害,嚴重時還會出現(xiàn)死苗現(xiàn)象。
2.5土壤殘留
在土壤中持效期長、殘留時間久的除草劑易對輪作中敏感的后茬作物造成傷害。如玉米田施用西馬津或阿特拉津,對后茬大豆、甜菜、小麥等作物有藥害;大豆田施用廣滅靈、普施特、氟樂靈、氟磺胺草醚,對后茬小麥、玉米有藥害;小麥田施用綠黃隆,對后茬甜菜有藥害。此種現(xiàn)象在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中易于發(fā)生而造成不應(yīng)有的損失。
2.6藥械性能或清洗不徹底
如多噴頭噴霧器流量不一致、噴霧不均、噴幅連接帶重疊、噴嘴后滴等,造成局部噴液量過多,使作物受害。用過除草劑的噴霧器,沒經(jīng)徹底清洗,又噴殺蟲劑或其他藥劑,往往致使敏感作物發(fā)生“二次藥害”。
2.7霧滴揮發(fā)與漂移
高揮發(fā)性除草劑,如短側(cè)鏈苯氧羧酸類、二硝基苯胺類、硫代氨基甲酸酯類、苯甲酸類等除草劑,在噴灑過程中,<100μm的藥液霧滴極易揮發(fā)與漂移,致使鄰近被污染的敏感作物及樹木受害。而且,噴霧器壓力愈大,霧滴愈細,愈容易漂移。在這幾類除草劑中,特別是短側(cè)鏈苯氧羧酸酯類的2,4-D丁酯表現(xiàn)得最為突出,在地面噴灑時,其霧滴可漂移1000~2000m。禾大壯在地面噴灑時,霧滴可漂移500m以上。
2.8混用不當(dāng)
不同除草劑品種間以及除草劑與殺蟲劑、殺菌劑等其他農(nóng)藥混用不當(dāng),也易造成藥害。如酯類除草劑與磷酸酯類殺蟲劑混用,會嚴重傷害棉花幼苗,敵稗與2,4-D丁酯、有機磷、氨基甲酸酯及硫代氨基甲酸酯農(nóng)藥混用,能使水稻受害等。此類藥害,往往是由于混用后產(chǎn)生的加成效應(yīng)或干擾與抑制作物體內(nèi)對除草劑的解毒系統(tǒng)所造成的。
2.9除草劑質(zhì)量差
除草劑質(zhì)量差,含有一些對作物有害的物質(zhì)或雜質(zhì),也會發(fā)生藥害。
2.10除草劑降解產(chǎn)生有毒物質(zhì)
在通氣不良的稻田土壤中,過量或多次施用殺草丹會形成脫氯殺草丹,嚴重抑制水稻生育,造成水稻矮化。
3避免產(chǎn)生藥害的有效措施
3.1做好噴藥前的準備工作
首先根據(jù)作物種類和防除對象,購買對路除草劑,依據(jù)標鑒上的說明,弄清藥劑名稱、劑型、有效成分含量和使用量;其次,搞好藥械檢修,做好試運轉(zhuǎn),進行清水模擬試噴,計算好噴幅,行走速度和1噴霧器(1桶)水應(yīng)噴的面積;再次,準確丈量土地面積,按實測面積計算藥量,防止藥量過大或不足。
3.2嚴格掌握用藥適期
根據(jù)除草劑的性能,播前土壤處理,播后苗前、苗期莖葉處理都必須掌握好用藥適期,如播前施藥要在播種前7d左右噴灑混土,播后苗前應(yīng)在播種后3d內(nèi)噴藥,莖葉處理要在苗期進行。
3.3嚴格掌握用藥量
用藥量要根據(jù)雜草密度、大小以及氣候條件等確定用藥量,特別是一些高效除草劑,必須嚴格控制用藥量,防止發(fā)生藥害。
3.4農(nóng)田化除作業(yè)區(qū)要遠離敏感作物田
要根據(jù)除草劑的性能、對某種作物的敏感度確定間隔距離(至少500m以上),避免除草劑飄移到敏感作物上發(fā)生藥害。
3.5選擇適宜環(huán)境條件用藥
要根據(jù)土壤溫度、濕度、土壤質(zhì)地、整地狀況等正確選擇施藥,在大風(fēng)天和炎熱中午禁止用藥。砂性土壤應(yīng)適當(dāng)減少用量或不用。
3.6搞好藥劑稀釋
使用除草劑最好采用二次稀釋法,即先把原藥用少量水稀釋攪拌均勻,然后再按稀釋倍數(shù)加足水量,噴藥時做到均勻周到。
3.7用藥器械要徹底清洗干凈
噴過除草劑的噴霧器械要認真徹底清洗干凈,改噴殺蟲劑或殺菌劑前要用清水試噴,確定無藥害時再用。除草劑和殺蟲劑不宜混噴。
3.8注意除草劑的合理輪用
因為連年使用同一種長效除草劑有累積作用,容易造成雜草產(chǎn)主抗藥性或產(chǎn)生藥害,影響下茬作物,要合理輪用不同的除草劑。
3.9要熟悉除草劑的藥性
使用滅生性除草劑時,要在噴霧器噴頭上加戴防護罩,定向噴霧,避免將藥液噴到作物上,發(fā)生藥害。
3.10搞好藥劑試驗
在推廣使用新的除草劑之前,要搞好田間試驗,檢驗除草劑的除草效果和對農(nóng)作物的安全性,防止發(fā)生藥害。
4除草劑藥害補救方法
一些農(nóng)民由于缺乏除草劑使用知識和經(jīng)驗,有的甚至用1個噴霧器噴用多種除草劑,因此導(dǎo)致除草劑藥害農(nóng)作物的嚴重后果。一旦農(nóng)作物受害,應(yīng)及時采取相應(yīng)補救措施,減輕或避免損失。
4.1迅速用清水反復(fù)沖洗
噴除草劑過量或鄰近作物的敏感葉片遭受藥害時,要立即用干凈的噴霧器裝入清水,對準受藥害植株噴灑3~5次,可清除或減少作物上除草劑的殘留量。對于一些遇堿性物質(zhì)易分解失效的除草劑,可用0.2%的生石灰或0.2%的碳酸鈉清水稀釋液噴洗作物,效果較好。對藥害連片的田塊,除進行葉面噴水沖洗外,還應(yīng)足量灌水,促使根系大量吸水,以降低作物體內(nèi)藥物濃度,緩解藥害。對于施藥過量的田塊,應(yīng)及早灌排洗田,將大量藥物隨水排出田外,能有效減輕藥害。
4.2噴施植物生長調(diào)節(jié)劑
用1500倍液云大-120用量為375~450mL/hm2,或用225mL/hm2的1000倍植物動力2003;500倍或綠風(fēng)95,在上午露水干后或傍晚用噴霧器噴在作物葉片的正反面上,可收到“起死回生”的效果。針對藥害性質(zhì),應(yīng)用與其性質(zhì)相反的藥物中和緩解。如小麥、水稻噴施2,4-D丁酯過量時,可噴施20mg/kg的赤霉素稀釋液,用量為600~750kg/hm2,噴后7d,莖葉生長即恢復(fù)正常,比未噴施赤霉素的增產(chǎn)10%以上。
4.3追施速效肥料
土壤學(xué)作為土地資源管理專業(yè)、地理科學(xué)專業(yè)和一些農(nóng)學(xué)類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,要求學(xué)生要在教學(xué)規(guī)定的課時內(nèi)學(xué)會土壤學(xué)的基礎(chǔ)理論知識和相關(guān)實踐技能,還需要實時地了解土壤學(xué)科的發(fā)展動態(tài)和先進的應(yīng)用技術(shù)。只有這樣學(xué)生在日趨激烈的市場人才競爭中才能脫穎而出。因此,針對土壤學(xué)課程的整體安排與設(shè)計,本文借鑒了國內(nèi)外先進的土壤學(xué)研究成果以及一些優(yōu)秀的土壤學(xué)教材,同時也對土壤學(xué)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進行大刀闊斧的改革,在教學(xué)方法與手段的創(chuàng)新方面進行了一些大膽的嘗試,在課堂教學(xué)和實踐中采取更加多樣化的教學(xué)手段,使得培養(yǎng)學(xué)生的能力與理論知識的教授更加同步。
一、順應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展,改進土壤學(xué)教學(xué)內(nèi)容
根據(jù)本專業(yè)特點以及社會發(fā)展的需求,土壤學(xué)課程組將土壤學(xué)的教學(xué)大綱進行了進一步的補充和修訂。與之前的對比,完善之后的大綱更加彰顯出了土壤學(xué)自身的鮮明特點和重難點,從而在宏觀上區(qū)別于其他學(xué)科,對土壤學(xué)獨特的系統(tǒng)性加以重點強調(diào),內(nèi)容上重點講解土壤物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和功能。并且,還要突出對人類的地球生存環(huán)境的影響的重要因素,如土壤圈、生物圈、水循環(huán)圈以及大氣圈的物質(zhì)交流和能量轉(zhuǎn)換等因素,更加彰顯出在資源與環(huán)境科學(xué)的領(lǐng)域中土壤學(xué)科的基礎(chǔ)地位和重要作用。從整個生態(tài)系統(tǒng)綜合的角度,不僅要傳授關(guān)于土壤圈中各物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識,還要介紹土壤圈與其他圈層之間重要的物質(zhì)交流與能量轉(zhuǎn)換對人類生存的地球環(huán)境的影響,這些過程中包括了土壤的形成過程、土壤的具體分類以及土壤的分布特點。
二、革新教學(xué)方法,促使知識教授與能力培養(yǎng)相融合
1.比較教學(xué)。這種教學(xué)方式大多在土壤學(xué)實驗課和課外實踐中采用,可以用來檢驗學(xué)生對實驗和實踐的準備情況,能夠有效地反饋學(xué)生對課堂上所傳授知識的掌握情況。
2.課后自學(xué)。這種方式是為了解決土壤學(xué)學(xué)時變少的問題,主要是教師可以把一些簡單易懂的容易自學(xué)的知識交給學(xué)生們課后自學(xué),然后在合適的時間進行課堂討論以檢查學(xué)生的自學(xué)效果。
3.針對性寫作式教學(xué)。這種教學(xué)方式可以有助于提高學(xué)生的分析問題、解決問題以及寫作的能力。就是當(dāng)老師講完一個章節(jié)的理論知識后,可以從中總結(jié)出若干方面的問題,然后讓學(xué)生們針對這些問題查閱資料后撰寫論文。論文完成后讓老師批閱。例如教師在講完土壤污染后,針對土壤重金屬污染、土壤農(nóng)藥污染的嚴峻形勢提出若干問題,然后分派給學(xué)生,讓他們在課后通過查閱文獻資料得到的信息撰寫論文來討論解決這個問題。這種方式不但提高了學(xué)生查閱資料、分析問題以及寫作的能力,還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性以及培養(yǎng)愛國主義精神。
4.專題講座。這種教學(xué)方式是在教師教授完一段完整的理論知識后,可以邀請一些知名學(xué)者開展相關(guān)的課題講座,如土壤重金屬污染與防治的專題講座、土壤質(zhì)量改良的專題講座、黃土高原水土流失與治理的專題講座等。
5.試驗設(shè)計。這種教學(xué)方式主要是教師在一段理論課程結(jié)束后,根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的與土壤質(zhì)量、水分、施肥等相關(guān)實際問題要求學(xué)生去嘗試設(shè)計出解決問題的試驗方案[1]。在這個過程中鍛煉學(xué)生科研和解決實際問題的能力。
三、重視教學(xué)實踐,增強學(xué)生課外實踐能力
1.結(jié)合社會中的農(nóng)業(yè)問題設(shè)計實驗。在土壤學(xué)的實驗課程中,針對目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題,減少一些更偏向理論的實驗,如驗證土壤離子交換現(xiàn)象、實地考察土壤結(jié)構(gòu)實驗,增加關(guān)于土壤肥力方面的實驗,如土壤肥力的測定、影響土壤肥力因素的測定等[2]。
2.結(jié)合教師科研項目和研究生論文進行實踐。可以將教師正在進行的科研項目和研究生的論文與學(xué)生的課外實踐相結(jié)合,從而使得學(xué)生可以參與到相關(guān)實驗的設(shè)計、采集樣品、處理樣品、分析及數(shù)據(jù)處理、歸納總結(jié)的完整過程。在完整地參與整個過程后,學(xué)生的綜合素質(zhì)、分析和解決實際問題的能力都會有一個質(zhì)的飛躍。通過讓學(xué)生們的實踐學(xué)習(xí)很好地融入到教師們的科研中來,可以分擔(dān)教師的一些工作,節(jié)約他們的時間和精力。從學(xué)生的角度,他們可以通過這個過程熟悉科研項目的模式,使得學(xué)生能更好地理論聯(lián)系實際。
綜合運用以上這些方法,可以使得學(xué)生們在土壤學(xué)的學(xué)習(xí)過程中,切實感受到土壤學(xué)的魅力所在,體會到學(xué)習(xí)的快樂,從而激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效率。這樣也有助于提高土壤學(xué)的教學(xué)質(zhì)量,使得土壤學(xué)教學(xué)質(zhì)量有一個質(zhì)的飛躍[3]。
參考文獻
在許多植物組織培養(yǎng)過程中,常遇到褐變問題。褐變主要發(fā)生在外植體,在植物愈傷組織的繼代、懸浮細胞培養(yǎng)以及原生質(zhì)體的分離與培養(yǎng)中也經(jīng)常發(fā)生。褐變產(chǎn)物不僅使外植體、細胞、培養(yǎng)基等變褐,而且對許多酶有抑制作用,從而影響培養(yǎng)材料的生長與分化,嚴重時甚至導(dǎo)致死亡。本文探討植物組織培養(yǎng)中褐變現(xiàn)象的影響因素、機理及防范措施,對我們進行科學(xué)研究或工廠生產(chǎn),包括植物組織的培養(yǎng),原生質(zhì)體、懸浮細胞和植物器官的培養(yǎng)都有著十分重要的現(xiàn)實意義。
1褐變原因及危害
褐變是指外植體在培養(yǎng)過程中,自身組織從表面培養(yǎng)基釋放褐色物質(zhì),以致培養(yǎng)基逐漸變成褐色,外植體也隨之進一步變褐而死亡的現(xiàn)象。褐變的發(fā)生與外植體組織中所含的酚類化合物數(shù)量多少及多酚氧化酶活性有直接關(guān)系。很多植物,尤其是木本植物都含有較高的酚類化合物,這些酚類化合物在完整的組織和細胞中與多酚氧化酶分隔存在,因而比較穩(wěn)定。在切割外植體時,切口附近的細胞受到傷害,其分割狀態(tài)被打破,酚類化合物外溢。對于外植體本身來講,酚類物質(zhì)從外植體切口向外溢出是一種自我保護性反應(yīng),可誘導(dǎo)植保素或無物理屏障的形成,以防止微生物侵染組織。但酚類很不穩(wěn)定,在溢出過程中與多酚氧化酶接觸,在多酚氧化酶的催化下,迅速氧化成褐色的醌類物質(zhì)和水,醌類物質(zhì)又會在酪氨酸酶等的作用下,與外植體組織中的蛋白質(zhì)發(fā)生聚合,進一步引起其他酶系統(tǒng)失活。從而導(dǎo)致組織代謝活動紊亂,生長停滯,最終衰老死亡。此外,由于組織的老化病變也會使多酚氧化酶激活而引起褐變。
2 褐變產(chǎn)生的機理
2.1 非酶促褐變
非酶促褐變是由于細胞受脅迫或其他不利條件影響所造成的細胞程序化死亡或自然發(fā)生的細胞死亡,即壞死形成的褐變現(xiàn)象,并不涉及酚類物質(zhì)的產(chǎn)生。徐振彪等[1]將生長正常的愈傷組織轉(zhuǎn)移到含NaCl的培養(yǎng)基中,組織周圍尤其是接觸培養(yǎng)基部分發(fā)生褐變,但培養(yǎng)基中沒有看到擴散的褐化物質(zhì)。當(dāng)溫度升高時繼代保存時間過長,也會發(fā)生此類現(xiàn)象。但這種褐變?nèi)舨扇∵m當(dāng)措施或者愈傷組織適應(yīng)了脅迫環(huán)境就不再發(fā)生了[3]。
2.2 酶促褐變
目前認為植物組織培養(yǎng)中的褐變主要是由酶促褐變引起的,培養(yǎng)材料變褐主要是由傷口處分泌的酚類化合物引起的[4]。酶促褐變?nèi)缤话愕拿复俜磻?yīng),其發(fā)生必須具備三個條件,即酶、底物和氧。引起褐變的酶有多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶等。從初次培養(yǎng)和繼代培養(yǎng)過程中試管苗的褐變程度和PPO的活性來看,表明PPO活性的高低是引起培養(yǎng)材料褐變的關(guān)鍵。引起褐變的酶的底物主要是酚類化合物,按其組成可分成3類:苯基羧酸(包括鄰羥基苯酚、兒茶酚、沒食子酸、莽草酸等),苯丙烷衍生物(包括綠原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、單寧、木質(zhì)素等),第三類是黃烷衍生物(包括花青素、黃酮、蕓香苷等),但并非所有的酚類物質(zhì)都是PPO的底物。
在正常發(fā)育的植物組織中,底物、氧氣、PPO同時存在并不發(fā)生褐變,是因為在正常的組織細胞內(nèi)由于多酚類物質(zhì)分布在細胞的液泡內(nèi),而PPO則分布在各種質(zhì)體或細胞質(zhì)中,這種區(qū)域性分布使底物與PPO不能接觸。而當(dāng)細胞膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化和破壞時,則為酶創(chuàng)造了與PPO接觸的條件,在氧存在的情況下使酚類物質(zhì)氧化成醌,進行一系列的脫水、聚合反應(yīng),最后形成黑褐色物質(zhì),從而引起褐變。
3 褐變產(chǎn)生的影響因素
影響植物組織培養(yǎng)褐變的因子是復(fù)雜的,因植物的種類、基因型、外植體部位及生理狀態(tài)等不同,褐變的程度也有所不同。
3.1植物種類及基因型 不同的植物和不同的基因型決定了不同的褐化程度。在組織培養(yǎng)中,品種褐化難易可能是與該品種中多酚類物質(zhì)含量的多少及多酚氧化酶(PPO)活性的差異有關(guān)。
3.2 外植體部位及生理狀態(tài) 外植體的部位及生理狀態(tài)不同其褐化程度不同,同時,不同時期和不同年齡的外植體在培養(yǎng)中褐變的程度也不同。
3.3 培養(yǎng)基成分 培養(yǎng)基成分中的無機鹽、蔗糖濃度、激素水平等對褐變的程度的影響尤為重要。另外,其pH值也與褐變程度有較大關(guān)系。
3.4 培養(yǎng)條件 溫度過高或光照過強,均可加速被培養(yǎng)組織的褐變。不利環(huán)境條件都能造成細胞的程序化死亡,溫度是誘導(dǎo)程序化死亡的主要因素[1]。
4 防止外植體產(chǎn)生褐變的對策
從理論上講,酶促褐變可以通過以下三種方法加以抑制:一是除去引起氧化的物質(zhì)——氧;二是捕捉或減少聚合反應(yīng)的中間產(chǎn)物;三是抑制有關(guān)的酶。實際操作上,下列措施是被認為行之有效的。
4.1 適當(dāng)外植體的選擇
取材時應(yīng)注意選擇褐變程度較小的品種和部位作外植體。成年植株比幼苗褐變程度厲害,夏季材料比冬季及早春和秋季材料的褐變要嚴重。冬季的芽不易生長,宜選用早春和秋季的材料作為外植體。王異星[5]用荔枝無菌苗不同組織的誘導(dǎo)試驗表明,莖最容易誘導(dǎo)出愈傷組織,培養(yǎng)2周后長出淺黃色的愈傷組織;葉大部分不能產(chǎn)生愈傷組織或誘導(dǎo)出的愈傷組織中度褐變;而根極大部分不產(chǎn)生愈傷組織,誘導(dǎo)出的愈傷組織全部褐變。
4.2 對外植體的處理
通過對較易褐變的外植體材料的預(yù)處理能減輕醌類物質(zhì)的毒害作用。處理方法如下:外植體經(jīng)流水沖洗后,在2-5℃的低溫下處理12-24小時,再用升汞或70%酒精消毒,然后接種于只含有蔗糖的瓊脂培養(yǎng)基中培養(yǎng)5-7天,使組織中的酚類物質(zhì)部分滲入培養(yǎng)基中。取出外植體用0.1%漂白粉溶液浸泡10分鐘,再接種到合適的培養(yǎng)基中。若仍有酚類物質(zhì)滲出,3-5天后再轉(zhuǎn)移培養(yǎng)基2-3次,當(dāng)外植體的切口愈合后,酚類物質(zhì)減少,這樣可使外植體褐變減輕或完全被抑制。何瓊英等[6]用抗壞血酸預(yù)處理香蕉吸芽外植體,能減輕外植體褐變,從而提高芽叢誘導(dǎo)率。
4.3 適宜的培養(yǎng)基
培養(yǎng)基的成分與褐變程度有關(guān),要考慮所選培養(yǎng)基的狀態(tài)和類型。
4.3.1 適當(dāng)?shù)臒o機鹽濃度 張妙霞等[7]在柿樹組織培養(yǎng)防止褐變所進行的試驗中,4種培養(yǎng)基的無機鹽以改良MS(大量元素減半) 和1/2MS的效果最好,MS的效果較差,結(jié)果證明低濃度的無機鹽可促進外植體的生長與分化,減輕外植體褐變的程度。徐振彪[1]在對玉米幼胚耐NaCl愈傷組織的篩選表明,隨NaCl濃度升高,褐變現(xiàn)象加重。
4.3.2 適當(dāng)和適量的激素 王異星[5]在荔枝的組織培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)基中添加1 mg/L BA + 0.5mg/L 2,4-D時,愈傷組織較堅硬,增殖緩慢,易產(chǎn)生褐變。培養(yǎng)基中添加1mg/L BA+1mg/L 2,4-D 時,愈傷組織淺黃疏松,增殖也快。
4.3.3 培養(yǎng)基的硬度 在一定范圍內(nèi),瓊脂用量大,培養(yǎng)基硬度大,褐變率低[8],這可能是培養(yǎng)基的硬度影響了酚類物質(zhì)的擴散速度的緣故。
4.3.4 培養(yǎng)基中水的硬度的影響 硬度低的蒸餾水褐變率低,而使用硬度較高的自來水,褐變嚴重,甚至?xí)霈F(xiàn)褐變死亡[8]。這可能是配制培養(yǎng)基的水改變了培養(yǎng)基中無機鹽的濃度,間接地影響了植物外植體的褐變。
4.3.5 培養(yǎng)基的pH值 在水稻體細胞培養(yǎng)中,pH值為4.5-5.0 時MS液體培養(yǎng)基可保持愈傷組織處于良好的生長狀態(tài),其表面呈黃白色,而pH值為5.5-6.0時,愈傷組織嚴重褐變[9]。一般來說,酸性環(huán)境(pH值為4.5-5.0)不利于褐變過程的發(fā)生[10]。
4.3.6 培養(yǎng)條件 如溫度過高或光照過強,光照會提高PPO的活性,促進多酚類物質(zhì)的氧化,從而加速被培養(yǎng)的組織褐變。高濃度CO2也會促進褐變,其原因是環(huán)境中的CO2向細胞內(nèi)擴散,細胞內(nèi)CO32-增多,CO32-與細胞膜上的CO32-結(jié)合,使有效CO32-減少,導(dǎo)致內(nèi)膜系統(tǒng)瓦解,酚類物質(zhì)與PPO相互接觸,產(chǎn)生褐變[11]。因此,初期培養(yǎng)要在黑暗或弱光下進行。
4.4 添加褐變抑制劑和吸附劑
褐變抑制劑主要包括抗氧化劑和PPO抑制劑。在培養(yǎng)基中加入偏二亞硫酸鈉、L-半胱氨酸、抗壞血酸、檸檬酸、二硫蘇糖醇等抗氧化劑都可以與氧化產(chǎn)物醌發(fā)生作用,使其重新還原為酚[12]。由于其作用過程均為消耗性的,在實際應(yīng)用中應(yīng)注意添加量,其中L-半胱氨酸和抗壞血酸均對外植體無毒副作用,在生產(chǎn)應(yīng)用中可不受限制。在水稻細胞的培養(yǎng)基中,添加植酸(PA),可防止褐變,PA分子中眾多的羥基產(chǎn)生抗氧化作用,使生色物質(zhì)的含量下降或PA與PPO分子中的Cu2 +結(jié)合,從而降低了其活力。陳學(xué)森等[13]在對植酸在銀杏組織培養(yǎng)中應(yīng)用的研究中也證實了植酸具有抑制多酚氧化酶活性的作用。
常用的吸附劑有活性炭和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)?;钚蕴渴且环N吸附性較強的無機吸附劑,能吸附培養(yǎng)基中的有害物質(zhì),包括瓊脂中的雜質(zhì)、培養(yǎng)物在培養(yǎng)過程中分泌的酚、醌類物質(zhì)以及蔗糖在高壓消毒時產(chǎn)生的5-羥甲基糠醛等, 從而有利于培養(yǎng)物的生長。粉末狀的活性炭與顆粒狀的活性炭相比吸附性更強,一般在培養(yǎng)基中加入1-4g/L的活性炭。在使用過程中應(yīng)注意,盡量用最低濃度的活性炭來對抗褐變的產(chǎn)生,因為活性炭的吸附作用是沒有選擇性的,在吸附物質(zhì)的同時,也會吸附培養(yǎng)基中的其他成分,對外植體的誘導(dǎo)分化會產(chǎn)生一定的負面影響[14]。而聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是酚類物質(zhì)的專一性吸附劑,在生化制備中常用作酚類物質(zhì)和細胞器的保護劑,可用于防止褐變[15]。
4.5 進行細胞篩選和多次轉(zhuǎn)移
在組織培養(yǎng)過程中,經(jīng)常進行細胞篩選,可以剔除易褐變的細胞。在外植體接種1-2天后應(yīng)立即轉(zhuǎn)移到新鮮培養(yǎng)基中,能減輕酚類物質(zhì)對培養(yǎng)物的毒害作用,降低抑制作用,使外植體盡快分生,連續(xù)轉(zhuǎn)移5-6次,可基本解決外植體的褐變問題。
參考文獻
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[4] 顏昌敏編著,植物組織培養(yǎng)手冊,上海科學(xué)技術(shù)出版社,1990.
[5] 王異星.荔枝細胞培養(yǎng)的初步研究.暨南大學(xué)學(xué)報,1997 ,18 (5):84~85.
[6] 何瓊英等.抗壞血酸預(yù)處理阻止香蕉吸芽外植體褐變的研究初報.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1995,16(3):79~82.
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[8] 金堅敏.水稻幼穗和成熟種子誘導(dǎo)胚狀體時的有關(guān)因子探討.植物學(xué)通報,1992,9(2):53~54.
[9] 金堅敏.水稻幼稿和成熟種子誘導(dǎo)胚狀體時的有關(guān)因子探討.植物學(xué)通報,1992.
[10] 王東霞等,如何對抗植物組織中的組織褐變,中國花卉盆景,2002,12:29~30.
[11] 姚洪軍,羅曉芳,田硯亭.植物組織培養(yǎng)外植體褐變的研究進展.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報,1999,21(3):78~83.
[12] 蔡金星等.不同品種梨多酚氧化酶特性及其抑制劑的研究.河北農(nóng)業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報,1999,13(1):55~57.
在許多植物組織培養(yǎng)過程中,常遇到褐變問題。褐變主要發(fā)生在外植體,在植物愈傷組織的繼代、懸浮細胞培養(yǎng)以及原生質(zhì)體的分離與培養(yǎng)中也經(jīng)常發(fā)生。褐變產(chǎn)物不僅使外植體、細胞、培養(yǎng)基等變褐,而且對許多酶有抑制作用,從而影響培養(yǎng)材料的生長與分化,嚴重時甚至導(dǎo)致死亡。本文探討植物組織培養(yǎng)中褐變現(xiàn)象的影響因素、機理及防范措施,對我們進行科學(xué)研究或工廠生產(chǎn),包括植物組織的培養(yǎng),原生質(zhì)體、懸浮細胞和植物器官的培養(yǎng)都有著十分重要的現(xiàn)實意義。
1褐變原因及危害
褐變是指外植體在培養(yǎng)過程中,自身組織從表面培養(yǎng)基釋放褐色物質(zhì),以致培養(yǎng)基逐漸變成褐色,外植體也隨之進一步變褐而死亡的現(xiàn)象。褐變的發(fā)生與外植體組織中所含的酚類化合物數(shù)量多少及多酚氧化酶活性有直接關(guān)系。很多植物,尤其是木本植物都含有較高的酚類化合物,這些酚類化合物在完整的組織和細胞中與多酚氧化酶分隔存在,因而比較穩(wěn)定。在切割外植體時,切口附近的細胞受到傷害,其分割狀態(tài)被打破,酚類化合物外溢。對于外植體本身來講,酚類物質(zhì)從外植體切口向外溢出是一種自我保護性反應(yīng),可誘導(dǎo)植保素或無物理屏障的形成,以防止微生物侵染組織。但酚類很不穩(wěn)定,在溢出過程中與多酚氧化酶接觸,在多酚氧化酶的催化下,迅速氧化成褐色的醌類物質(zhì)和水,醌類物質(zhì)又會在酪氨酸酶等的作用下,與外植體組織中的蛋白質(zhì)發(fā)生聚合,進一步引起其他酶系統(tǒng)失活。從而導(dǎo)致組織代謝活動紊亂,生長停滯,最終衰老死亡。此外,由于組織的老化病變也會使多酚氧化酶激活而引起褐變。
2褐變產(chǎn)生的機理
2.1非酶促褐變
非酶促褐變是由于細胞受脅迫或其他不利條件影響所造成的細胞程序化死亡或自然發(fā)生的細胞死亡,即壞死形成的褐變現(xiàn)象,并不涉及酚類物質(zhì)的產(chǎn)生。徐振彪等[1]將生長正常的愈傷組織轉(zhuǎn)移到含NaCl的培養(yǎng)基中,組織周圍尤其是接觸培養(yǎng)基部分發(fā)生褐變,但培養(yǎng)基中沒有看到擴散的褐化物質(zhì)。當(dāng)溫度升高時繼代保存時間過長,也會發(fā)生此類現(xiàn)象。但這種褐變?nèi)舨扇∵m當(dāng)措施或者愈傷組織適應(yīng)了脅迫環(huán)境就不再發(fā)生了[3]。
2.2酶促褐變
目前認為植物組織培養(yǎng)中的褐變主要是由酶促褐變引起的,培養(yǎng)材料變褐主要是由傷口處分泌的酚類化合物引起的[4]。酶促褐變?nèi)缤话愕拿复俜磻?yīng),其發(fā)生必須具備三個條件,即酶、底物和氧。引起褐變的酶有多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶等。從初次培養(yǎng)和繼代培養(yǎng)過程中試管苗的褐變程度和PPO的活性來看,表明PPO活性的高低是引起培養(yǎng)材料褐變的關(guān)鍵。引起褐變的酶的底物主要是酚類化合物,按其組成可分成3類:苯基羧酸(包括鄰羥基苯酚、兒茶酚、沒食子酸、莽草酸等),苯丙烷衍生物(包括綠原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、單寧、木質(zhì)素等),第三類是黃烷衍生物(包括花青素、黃酮、蕓香苷等),但并非所有的酚類物質(zhì)都是PPO的底物。
在正常發(fā)育的植物組織中,底物、氧氣、PPO同時存在并不發(fā)生褐變,是因為在正常的組織細胞內(nèi)由于多酚類物質(zhì)分布在細胞的液泡內(nèi),而PPO則分布在各種質(zhì)體或細胞質(zhì)中,這種區(qū)域性分布使底物與PPO不能接觸。而當(dāng)細胞膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化和破壞時,則為酶創(chuàng)造了與PPO接觸的條件,在氧存在的情況下使酚類物質(zhì)氧化成醌,進行一系列的脫水、聚合反應(yīng),最后形成黑褐色物質(zhì),從而引起褐變。
3褐變產(chǎn)生的影響因素
影響植物組織培養(yǎng)褐變的因子是復(fù)雜的,因植物的種類、基因型、外植體部位及生理狀態(tài)等不同,褐變的程度也有所不同。
3.1植物種類及基因型不同的植物和不同的基因型決定了不同的褐化程度。在組織培養(yǎng)中,品種褐化難易可能是與該品種中多酚類物質(zhì)含量的多少及多酚氧化酶(PPO)活性的差異有關(guān)。
3.2外植體部位及生理狀態(tài)外植體的部位及生理狀態(tài)不同其褐化程度不同,同時,不同時期和不同年齡的外植體在培養(yǎng)中褐變的程度也不同。
3.3培養(yǎng)基成分培養(yǎng)基成分中的無機鹽、蔗糖濃度、激素水平等對褐變的程度的影響尤為重要。另外,其pH值也與褐變程度有較大關(guān)系。
3.4培養(yǎng)條件溫度過高或光照過強,均可加速被培養(yǎng)組織的褐變。不利環(huán)境條件都能造成細胞的程序化死亡,溫度是誘導(dǎo)程序化死亡的主要因素[1]。
4防止外植體產(chǎn)生褐變的對策
從理論上講,酶促褐變可以通過以下三種方法加以抑制:一是除去引起氧化的物質(zhì)——氧;二是捕捉或減少聚合反應(yīng)的中間產(chǎn)物;三是抑制有關(guān)的酶。實際操作上,下列措施是被認為行之有效的。
4.1適當(dāng)外植體的選擇
取材時應(yīng)注意選擇褐變程度較小的品種和部位作外植體。成年植株比幼苗褐變程度厲害,夏季材料比冬季及早春和秋季材料的褐變要嚴重。冬季的芽不易生長,宜選用早春和秋季的材料作為外植體。王異星[5]用荔枝無菌苗不同組織的誘導(dǎo)試驗表明,莖最容易誘導(dǎo)出愈傷組織,培養(yǎng)2周后長出淺黃色的愈傷組織;葉大部分不能產(chǎn)生愈傷組織或誘導(dǎo)出的愈傷組織中度褐變;而根極大部分不產(chǎn)生愈傷組織,誘導(dǎo)出的愈傷組織全部褐變。
4.2對外植體的處理
通過對較易褐變的外植體材料的預(yù)處理能減輕醌類物質(zhì)的毒害作用。處理方法如下:外植體經(jīng)流水沖洗后,在2-5℃的低溫下處理12-24小時,再用升汞或70%酒精消毒,然后接種于只含有蔗糖的瓊脂培養(yǎng)基中培養(yǎng)5-7天,使組織中的酚類物質(zhì)部分滲入培養(yǎng)基中。取出外植體用0.1%漂白粉溶液浸泡10分鐘,再接種到合適的培養(yǎng)基中。若仍有酚類物質(zhì)滲出,3-5天后再轉(zhuǎn)移培養(yǎng)基2-3次,當(dāng)外植體的切口愈合后,酚類物質(zhì)減少,這樣可使外植體褐變減輕或完全被抑制。何瓊英等[6]用抗壞血酸預(yù)處理香蕉吸芽外植體,能減輕外植體褐變,從而提高芽叢誘導(dǎo)率。
4.3適宜的培養(yǎng)基
培養(yǎng)基的成分與褐變程度有關(guān),要考慮所選培養(yǎng)基的狀態(tài)和類型。
4.3.1適當(dāng)?shù)臒o機鹽濃度張妙霞等[7]在柿樹組織培養(yǎng)防止褐變所進行的試驗中,4種培養(yǎng)基的無機鹽以改良MS(大量元素減半)和1/2MS的效果最好,MS的效果較差,結(jié)果證明低濃度的無機鹽可促進外植體的生長與分化,減輕外植體褐變的程度。徐振彪[1]在對玉米幼胚耐NaCl愈傷組織的篩選表明,隨NaCl濃度升高,褐變現(xiàn)象加重。
4.3.2適當(dāng)和適量的激素王異星[5]在荔枝的組織培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)基中添加1mg/LBA+0.5mg/L2,4-D時,愈傷組織較堅硬,增殖緩慢,易產(chǎn)生褐變。培養(yǎng)基中添加1mg/LBA+1mg/L2,4-D時,愈傷組織淺黃疏松,增殖也快。
4.3.3培養(yǎng)基的硬度在一定范圍內(nèi),瓊脂用量大,培養(yǎng)基硬度大,褐變率低[8],這可能是培養(yǎng)基的硬度影響了酚類物質(zhì)的擴散速度的緣故。
4.3.4培養(yǎng)基中水的硬度的影響硬度低的蒸餾水褐變率低,而使用硬度較高的自來水,褐變嚴重,甚至?xí)霈F(xiàn)褐變死亡[8]。這可能是配制培養(yǎng)基的水改變了培養(yǎng)基中無機鹽的濃度,間接地影響了植物外植體的褐變。
4.3.5培養(yǎng)基的pH值在水稻體細胞培養(yǎng)中,pH值為4.5-5.0時MS液體培養(yǎng)基可保持愈傷組織處于良好的生長狀態(tài),其表面呈黃白色,而pH值為5.5-6.0時,愈傷組織嚴重褐變[9]。一般來說,酸性環(huán)境(pH值為4.5-5.0)不利于褐變過程的發(fā)生[10]。
4.3.6培養(yǎng)條件如溫度過高或光照過強,光照會提高PPO的活性,促進多酚類物質(zhì)的氧化,從而加速被培養(yǎng)的組織褐變。高濃度CO2也會促進褐變,其原因是環(huán)境中的CO2向細胞內(nèi)擴散,細胞內(nèi)CO32-增多,CO32-與細胞膜上的CO32-結(jié)合,使有效CO32-減少,導(dǎo)致內(nèi)膜系統(tǒng)瓦解,酚類物質(zhì)與PPO相互接觸,產(chǎn)生褐變[11]。因此,初期培養(yǎng)要在黑暗或弱光下進行。
4.4添加褐變抑制劑和吸附劑
褐變抑制劑主要包括抗氧化劑和PPO抑制劑。在培養(yǎng)基中加入偏二亞硫酸鈉、L-半胱氨酸、抗壞血酸、檸檬酸、二硫蘇糖醇等抗氧化劑都可以與氧化產(chǎn)物醌發(fā)生作用,使其重新還原為酚[12]。由于其作用過程均為消耗性的,在實際應(yīng)用中應(yīng)注意添加量,其中L-半胱氨酸和抗壞血酸均對外植體無毒副作用,在生產(chǎn)應(yīng)用中可不受限制。在水稻細胞的培養(yǎng)基中,添加植酸(PA),可防止褐變,PA分子中眾多的羥基產(chǎn)生抗氧化作用,使生色物質(zhì)的含量下降或PA與PPO分子中的Cu2+結(jié)合,從而降低了其活力。陳學(xué)森等[13]在對植酸在銀杏組織培養(yǎng)中應(yīng)用的研究中也證實了植酸具有抑制多酚氧化酶活性的作用。
常用的吸附劑有活性炭和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。活性炭是一種吸附性較強的無機吸附劑,能吸附培養(yǎng)基中的有害物質(zhì),包括瓊脂中的雜質(zhì)、培養(yǎng)物在培養(yǎng)過程中分泌的酚、醌類物質(zhì)以及蔗糖在高壓消毒時產(chǎn)生的5-羥甲基糠醛等,從而有利于培養(yǎng)物的生長。粉末狀的活性炭與顆粒狀的活性炭相比吸附性更強,一般在培養(yǎng)基中加入1-4g/L的活性炭。在使用過程中應(yīng)注意,盡量用最低濃度的活性炭來對抗褐變的產(chǎn)生,因為活性炭的吸附作用是沒有選擇性的,在吸附物質(zhì)的同時,也會吸附培養(yǎng)基中的其他成分,對外植體的誘導(dǎo)分化會產(chǎn)生一定的負面影響[14]。而聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是酚類物質(zhì)的專一性吸附劑,在生化制備中常用作酚類物質(zhì)和細胞器的保護劑,可用于防止褐變[15]。
4.5進行細胞篩選和多次轉(zhuǎn)移
在組織培養(yǎng)過程中,經(jīng)常進行細胞篩選,可以剔除易褐變的細胞。在外植體接種1-2天后應(yīng)立即轉(zhuǎn)移到新鮮培養(yǎng)基中,能減輕酚類物質(zhì)對培養(yǎng)物的毒害作用,降低抑制作用,使外植體盡快分生,連續(xù)轉(zhuǎn)移5-6次,可基本解決外植體的褐變問題。
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煤礦是一種主要的社會能源, 帶給社會財富的同時,也留下了嚴重污染的土壤,惡臭有毒的河川以及數(shù)目龐大的廢棄廠房。礦工們?nèi)諒?fù)一日,進入地下采礦,常常不見天日,地面上的礦區(qū)只關(guān)注高效率的生產(chǎn),廢氣排放、環(huán)境污染是日常生活的一部分。礦工們的生活設(shè)施規(guī)劃品質(zhì)低落。工業(yè)區(qū)內(nèi)的勞工住宅大多興建在礦區(qū)和廠房的周遭。這些住宅主要是圍繞煤礦開采而形成特定人口的居住區(qū)域,是煤礦城市在建設(shè)中形成的特定歷史產(chǎn)物。
1 相關(guān)概念和特點
1.1 煤礦棚戶區(qū)的概念和特點
棚戶區(qū)是在社會經(jīng)濟發(fā)展中出現(xiàn)的特定產(chǎn)物,是城市發(fā)展不可回避的現(xiàn)實問題,最早意義上的棚戶區(qū)大多是滯留于城市的流動人口在城鄉(xiāng)結(jié)合部,乘管理松散之際,自己搭建起茅屋窩棚,定居下來而逐漸形成的連片的“棚戶區(qū)”[1]。
為了更規(guī)范地對棚戶區(qū)進行管理,全國各省市對棚戶區(qū)都做了明確的規(guī)定。山西省人民政府關(guān)于實施城市居民棚戶區(qū)改造的指導(dǎo)意見(試行)[2]對棚戶區(qū)做出了這樣的界定:城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)國有土地上和獨立工礦區(qū)內(nèi),使用年限久、房屋質(zhì)量差、基礎(chǔ)設(shè)施不配套、交通不暢、消防隱患大、環(huán)境臟亂差的集中連片平房和簡易樓房。本文中的煤礦棚戶區(qū)是指在煤礦區(qū)周圍的工業(yè)區(qū)內(nèi)形成的房屋質(zhì)量差、人均建筑面積小、基礎(chǔ)設(shè)施配套不齊全、交通不便利、治安和消防隱患大、環(huán)境衛(wèi)生臟、亂、差的區(qū)域。
1.1.1 環(huán)境問題嚴重。煤礦棚戶區(qū)圍繞礦區(qū)興建或者是建設(shè)在廢棄的礦區(qū)上,煤礦的生產(chǎn)以及使用煤礦提煉鋼鐵的過程使土壤、空氣、河流等被嚴重污染,居住區(qū)的生活污水只能排放在被污染的河流以及街巷和陰溝中,滋生了細菌、阻礙通行;居住區(qū)周圍大多有因采礦活動造成的大面積采空區(qū)及塌陷地和廢棄尾礦堆積的山體,生活環(huán)境極其惡劣。
1.1.2 基礎(chǔ)設(shè)施缺乏。煤礦棚戶區(qū)大多是簡易礦工住宅,設(shè)計標準低,而且大部分家庭都是中低收入戶,給排水、道路、小孩子的游戲場所、老人們的活動空間以及周邊的醫(yī)院、學(xué)校等公用配套設(shè)施均沒有進行考慮。生活條件極差。
1.1.3 人口結(jié)構(gòu)復(fù)雜。煤礦棚戶區(qū)的居民主要是常年從事煤礦開采活動的工人及家屬。煤礦開采活動是高危行業(yè),單親母親是煤礦棚戶區(qū)主要的人群之一,上了年紀卻無法保障基本生活保障的老年礦工也比比皆是,加之城市管理對煤礦棚戶區(qū)的約束力相對不足,使得棚戶區(qū)往往成為犯罪嫌疑人的藏匿之處,居民的生命財產(chǎn)安全難以得到保障。
1.1.4 房屋質(zhì)量差。煤礦棚戶區(qū)住宅新建時就只是急就章,品質(zhì)低落,經(jīng)過數(shù)十年的歷史,導(dǎo)致這些住宅屬于維修,無法施工進行修補,在陰雨天氣,只能用一些油氈及塑料布應(yīng)急。
1.2 煤礦棚戶區(qū)景觀規(guī)劃的概念
煤礦棚戶區(qū)的景觀規(guī)劃與其它居住區(qū)的景觀規(guī)劃相比,煤礦棚戶區(qū)景觀從其出現(xiàn)、發(fā)展到最后演變成一種特定的社會格局都與其所在的環(huán)境和區(qū)域,和采礦活動密切相關(guān),其所服務(wù)的特定人群、所處的環(huán)境都與礦區(qū)的繁榮與衰落、與國家和地方政策息息相關(guān)。它所屬的環(huán)境被各種人工礦業(yè)的以及所充斥。由此可見,與采礦活動高度相關(guān)性、礦區(qū)景觀結(jié)構(gòu)、功能及景觀要素間的相互作用的關(guān)聯(lián)性、以及服務(wù)人口的既定性是煤礦棚戶區(qū)景觀重要特征和主要考慮因素。
2 對現(xiàn)有煤礦棚戶區(qū)景觀規(guī)劃的建議
2.1 滿足社區(qū)功能,體現(xiàn)鄰里互動
一個住宅區(qū)應(yīng)該不只是排列整齊的公寓或房子,它必須要像一座小城市、一個社區(qū),也就是說,一棟住宅需要有社會群體的組織,人人守望的功能。在做煤礦棚戶區(qū)景觀改造的同時,我們應(yīng)該要讓房子的居住者,不管男的、女的居民間彼此能夠交談。煤礦棚戶區(qū)的居住者大部分是礦工,礦工長期工作于不見天日的礦坑中,因此棚戶區(qū)的景觀改造應(yīng)該要非常強調(diào)明亮的戶外空間與鄰里生活,并且在同一個煤礦中相互扶持地工作,使得大部分礦工之間都已熟識,在煤礦棚戶區(qū)設(shè)計規(guī)劃時,應(yīng)該使使煤礦住宅區(qū)內(nèi)的鄰里感情,得以更自然地交流,相互之間的感情更為融洽。
2.2 因地制宜,盡量保護未開發(fā)的土地
現(xiàn)在城鄉(xiāng)建設(shè)的居住用地越來越緊張,新的棚戶區(qū)規(guī)劃,應(yīng)盡可能地在原有地基上進行改造,盡量保護未開發(fā)的土地??梢詫⒃械拿涸胶晚肥?,經(jīng)過生態(tài)手法的改造,變成景觀公園或者是居民可以游玩的風(fēng)景景點。結(jié)合植物造景,形成居住區(qū)內(nèi)的休閑綠帶空間。污染的土地的厚度,可以完全鏟除并焚燒掉,再回填土壤并壓平,做住宅的建筑基地和綠化基地。原有的煤礦土地要進行合理利用,重點要阻止雨水經(jīng)由還有殘毒的土壤滲入基地,做防止周邊雨水滲入的設(shè)計,或者進行雨水循環(huán)系統(tǒng),節(jié)約用水。在道路鋪裝上,盡量使用讓雨水下滲的自然鋪面,降低人工鋪面對都市環(huán)境所產(chǎn)生的熱效應(yīng)。
原有的煤礦塌陷地可以用做景觀環(huán)境中的造景點,運用生態(tài)手法制作成水池,滿足棚戶區(qū)親水空間的同時,使建筑景觀大為生動,降低環(huán)境污染,并且改善環(huán)境。總之,在進行棚戶區(qū)規(guī)劃時盡量做到因地制宜,保護未開發(fā)土地的同時,盡量改善原有的環(huán)境。
2.3 以人為本, 滿足不同層次需求
煤礦棚戶區(qū)的居民結(jié)構(gòu)復(fù)雜,礦工收入保持中下水平,雖然全國各地對煤礦棚戶區(qū)的改造如火如荼的進行,但是在整個棚戶區(qū)的景觀改造中,只是簡單地修建一些基礎(chǔ)的生活配套設(shè)施,并不能立足在各階層礦工家庭角度上來考慮問題,在煤礦棚戶區(qū)中,需要特殊考慮的最主要三大社會人群結(jié)構(gòu)為有小孩的家庭、單親母親和年老退休的礦工。
在煤礦棚戶區(qū)的改造中,筆者認為在居住區(qū)的設(shè)計和規(guī)劃時,可以根據(jù)不同的社會人群來進行建筑群體和空間的劃分,來滿足不同層次的需求。有小孩子的家庭,我們的終極關(guān)懷應(yīng)該是小孩子的幸??鞓?。在景觀改造中,我們要以孩子的安全為前提,在社區(qū)的每個空間,可以讓小孩子在一起自由自在的游戲,樓層與建筑之間可以讓小孩子們相互分享。在這個區(qū)域之中,在建筑外墻的使用和鋪裝及小品的使用上,我們可以根據(jù)小孩子的行為和心理來進行設(shè)計,為孩子提供友善的環(huán)境。
2.4 運用自然材料,強調(diào)生態(tài)復(fù)育
大部分的煤礦棚戶區(qū)建在礦廠周邊,方便礦工們的生活,礦廠周邊的自然環(huán)境在采礦煉鋼等一系列活動的影響下,環(huán)境自然惡劣,在進行煤礦棚戶區(qū)的修建時,應(yīng)該盡量避免新的材料形成新的污染,并且盡可能地通過建立新的環(huán)境,來改善現(xiàn)在的生態(tài)環(huán)境。所以在棚戶區(qū)的景觀設(shè)計中,應(yīng)該盡量采用自然材料,這樣一來,舊的環(huán)境和新的環(huán)境都容易恢復(fù)成自然狀態(tài)。在植物的選擇上,也盡量不要使用高大的外來樹種,盡量采用本地樹種,盡可能多的種植抗污染和可以化解污染的植物,在整體規(guī)劃的基礎(chǔ)上進行自然生長,給周邊的環(huán)境一段生息修養(yǎng)的時間,在人類的保護下,讓我們的環(huán)境找回其本來的面貌。
2.5 多采用高密度低層居住模式
雖然煤礦棚戶區(qū)其所處地理位置大多處于郊區(qū)或者是煤礦資源豐富的鄉(xiāng)下,但是在我國現(xiàn)代城鄉(xiāng)住宅的建設(shè)中,土地緊張尤為顯著。對于棚戶區(qū)中居住人群結(jié)構(gòu)分布考慮老人和小孩子的需求來說,低層住宅模式更適合小孩子和老人。綜合兩方面因素,高密度低層住宅建筑以組團方式排列,可節(jié)約更多的土地,還可以給人們帶來親切舒適的私人住宅。
3 結(jié)語
近年來,各省市在國家政策的宏觀指導(dǎo)下,對煤礦棚戶區(qū)的改造制訂了一系列的改造,但是要使煤礦棚戶區(qū)的景觀改造達到真正宜居,真正的以人為本,還需要我們進一步的探索。因此,我們在進行煤礦棚戶區(qū)的景觀改造時應(yīng)該更多地立足于現(xiàn)實基礎(chǔ),更多地關(guān)注各階層人的真實需求,加強景觀的生態(tài)恢復(fù)性,從改善棚戶區(qū)景觀的基礎(chǔ)上入手來改善礦廠周邊的環(huán)境,從整體的景觀規(guī)劃上做到因地制宜,充分發(fā)揮地域特色創(chuàng)造景觀。為棚戶區(qū)居民提供安全、舒適、高品質(zhì)的生活方式。
參考文獻