启蒙时刻

笔者两个难题纠结十余年，被一句台词化解，好不痛快！

笔者老家在河北东部，自幼生长在老家，没有对比，对老家的气候感觉寡淡，说不出个子丑寅卯来。长大来到兰州，明显感觉兰州的夏天不是那么热，冬天不是那么冷。初到兰州时，因其空气干燥，常流鼻血，口唇干裂，慢慢也就适应了。十余年前因故夏末回老家小住，感觉就是一个“热”字了得！身上衣服终日被汗水浸湿，贴在身上，真个是皮痒。这在兰州是从没遇到过的事情。后来，从天气预报中注意到，老家最热时的气温与兰州相似，全国各地也相差不多。由此，笔者产生了疑问，为什么夏季同样的气温，兰州却不会感到特别热呢？在兰州，很少有家庭购置空调，电扇也不多；河北城镇，以及京津两市家中没有空调的反而少见了。笔者总结，夏季同样的高温天气，兰州比河北及京津一带感觉上要低五六摄氏度；冬季同样的低温，兰州感觉反而要高两三摄氏度。对此，笔者解释，这是兰州空气干燥所致。低温时，湿润空气吸热量大，使人感觉更冷一些；夏季高温天气中，兰州因空气干燥，身上的满水迅速蒸干，使人感觉没有河北一带那样闷热。对于冬季兰州感觉不太冷的解释，笔者自感很满意，因为它符合水的比热大这一物理规律。物质比热大，升高温度吸收的热量更多。潮湿空气含水汽多，比干燥空气更易吸热，人体被其吸夺热量多，自然觉得冷了。但对夏季兰州感觉较凉爽的解释，笔者总觉得未能尽圆其说。因为它的落脚点不是物理规律，而是人的自我感觉。这是笔者始终纠结的地方。

也是十余年前，笔者试验一种柏树嫩枝扦插育苗，剪取其带叶嫩梢直接扦插，没有成功。植物细胞具有全能性，只要是完整细胞，离体后都能恢复分裂能力形成一团细胞，与植物伤口处逐渐形成的细胞团一样，特称为愈伤组织。然后，愈伤组织会在该生根的下侧分化再生出根系，在该生枝叶的上端分化生出芽，进而长成枝条，重新形成一个完整植株幼苗。即使单个细胞也能再生成苗。植物细胞的这个特性与动物的受精卵孵化相似，因而被称为全能细胞。树木扦插育苗，就是将一段枝条或根段，特称插穗，插入苗床基质培育成苗的过程，利用的就是植物细胞的全能性原理，也就是说，只要确保插穗长期存活，它最终总能生根成苗，恢复正常生长。植物生长与动物不同，植物具有轴向无限生长特性，它的茎尖根尖总是不停地生长，以便寻找有利环境，开拓生存空间，解决其植株不能移动的难题。树木的茎和根还需要不停地长粗，以便自我调整并支持树体。一般动物身上只有毛发指甲等个别部分具有这种无限生长特性。植物全株的这种无限生长特性，也是扦插成苗的原理之一。确保插穗长期存活无非四点，不能干死，不能病死，不能冻死热死，不能闷死。后两点就是适宜温度和适量空气，很容易满足，不需特别考虑；第二点是避免病菌侵害，插穗自身具有很强的自我保卫能力，愈伤组织首先就是一种自我保护结构，也不需要特别考虑；第一点是扦插成败的关键。为此，笔者将试验布置在人工气候箱内，补充光照，以利于插穗枝叶光合作用，自产营养。气候箱的玻璃门平时关闭，以保持箱内空气湿度；每日观察扦插基质干湿情况，酌情洒水以免干燥。试验进行到两个多月时，逐渐出现插穗干枯现象。拔出枯穗，观察发现其插入基质的穗段皮层尽数软腐，木质黑死。显然，这部分穗段已经病死丧失了吸收水分的能力，导致全穗枯死。基质湿润，适宜病菌生存，这是扦插育苗中难以避免的事情，要创造无菌的基质环境，代价太高，一般不是扦插育苗所能考虑的事情。当时认为，这些插穗活力较弱，未能抵抗病菌侵害，最终受害。试验进行到三个月时，插穗枯死殆尽，仅个别存活。全面查视发现，枯穗均属病菌侵害致死，活穗则生出新根，已然成苗。以后还同样试验过几次，结果大同小异。试验中，插穗枯死前一直翠绿如新，为什么在长达两三个月的存活期间未能生根成苗呢？笔者查阅了很多资料，也未能释疑。后来，又在温室中进行过同类试验。温室内空气湿度变化较大，成苗率也不理想，但明显比气候箱要高。温室试验中，许多插穗在不到两月时就开始黄枯，尽管如此，最终多数插穗在茬口形成了愈伤组织，有些插穗茬口腐烂坏死，却在茬口上方出现一圈茎杆膨大处，剥皮见到相似的愈伤组织。这就奇怪了，人工气候箱里的试验插穗长期存活良好，插穗反而比温室内更难生根成苗，甚至连愈伤组织也未能形成，而任由病菌侵害致死呢？环境优裕，结果反而不及粗放恶劣的环境，真真令人百思不解！

这次失败萦绕笔者心头十余年，阴魂不散，还源于一次强烈刺激。那是深埋在笔者内心的痛点，哑巴吃黄连，难以启齿。那年进行课题中期评估。笔者汇报课题进展。由于电脑系统不同的原因，笔者的幻灯片放到中段时，图片未能按设计展示，乱成一团，连文字也被淹没了。当时幻灯片的内容正是前面所述的柏枝扦插育苗试验。无奈，笔者只能脱稿汇报，称研究进展是找到了确保插穗长期存活的途径，尚需探索生根成苗的细节。一位资深评估专家突然叫停笔者的汇报，声称，那种柏树扦插育苗已经在东南沿海各地大量用于生产，你的课题却还在探索成苗途径，算什么进展？笔者不服气，加之年轻气盛，插嘴解释，我们西北气候干燥，确保插穗存活是个大难点。专家大怒：“你这是强辞夺理！年轻人，要虚心。你没有成功，就是没有成功，别用客观原因推卸主观不努力的责任。”随之是一通讥讽挖苦。笔者呆立台上，在众目睽睽之下，尴尬之极，恨不得找个老鼠洞钻进去。失败是成功之母，人人都把这句话挂在嘴边。笔者诚实汇报了自己失败的事实，竟然招致如此指责！如此用他人的成功斥责笔者主观不努力，岂有此理！

前天晚上，央视十台电视记录片《求生一加一》中的一句台词启发了笔者，使笔者一下子走出迷蒙，顿感神清气爽。

片中两位野外生存专家穿行在厄瓜多尔热带雨林中，丛林稠密湿热，二人走得极其艰难。其中一位专家科迪解释说：“空气湿度超过百分之七十，人身上的汗水不能蒸发，人体不能通过蒸发降温，特别消耗体力。”听到这句话，笔者纠结十余年的两大谜团顷刻冰释。水的汽化热非常大，在已知物质中名列前茅。水汽化，由液态变为气态，水分子的活跃程度发生质变，需要大量吸收热量。汗水蒸发，降温作用强大，人体因而感觉凉爽。记得曾有文章解释，人体皮肤光滑少毛，其生物学意义就在于加速汗水蒸发，适于在炎热环境中活动求生。总之，这正是兰州夏季因大气干燥让人感觉凉爽的根本原因所在。扇风消暑，与此同理。

蒸发对植物生活也不可或缺。植物体内的水分通过枝叶表面的气孔汽化蒸发散失到空气中，特称蒸腾；空气中的二氧化碳则通过气孔进入植物体内，被绿色细胞吸收，再经光合作用转化为碳水化合物，即营养。气孔蒸腾散失水分会拉动体内水分上升补充，最终促进根系吸收土壤（基质）水分，在体内形成源源不断的自下而上的水流，把溶解在水中的氮、磷、钾等养分运输到体内需求之处，特别是生长旺盛的茎尖和新叶。绿色细胞光合作用产生的营养，除供应自身外，多余部分则被自上而下转运到体内各处，包括根系，尤其愈伤组织，从而构成完整的体内物质运输和化学信号传导循环。绿色植物可以简化视为轴性生物体，无论是高达百米、阴庇数亩的参天树，还是株高数寸、一度春秋的小草，都可以如此简化。植物轴体的地上部分为圆柱形的茎，新生嫩茎绿色，表皮含有绿色光合细胞，着生的叶片更是特化的光合器官。茎尖无限生长，同时分生新叶，从而引导着绿色组织向光照充足处生长。植物轴体的地下部分为圆柱形的根，用以吸收土壤水分和氮磷钾等养分。根越细，与土壤接触表面积越大，吸收能力越强。大部分绿色植物在根尖稍后部分还特化出根毛区，上面密密麻麻分布着毛状细胞，能够伸入到土壤毛细孔隙中吸收水分养分；没有根毛的植物其根系则多与真菌共生，由纤细的菌丝代替根毛作用。根毛区和真菌共生区相当于根系喝水吃饭的“嘴巴”。根毛的寿命一般只有十天半月，根尖无限生长实质上把“嘴巴”送到了有水有养分的地方。茎和根作为植物轴体的两部分必须高度协调，各行其事不得。茎和根的协调生长通过化学信号来完成，茎尖和新叶生长会向轴体内释放激素向下运输刺激根系生长，相当于索水（包括对养分的索求）信号，茎叶生长越旺盛、数量越多，索水信号越强，根尖生长越快越多。根尖生长同样向轴体内释放激素向上运输刺激茎叶生长，相当于索粮（营养）信号，根系越旺盛、数量越多，索粮信号越强，茎叶生长越快越多。插穗只剩半个轴体，其成苗就是重建完整轴体的过程。茎段发芽，茎叶生长释放的索水信号就会刺激插穗下端重新生出根系，或者通过愈伤组织，或者通过原有组织分生而成。根段插穗与此同理，只是索水信号变为索粮信号而已。笔者前述扦插试验所在的人工气候箱，由于密封，箱内空气湿度接近饱和，即百分之百，远远高于电视记录片中科迪所称的百分之七十，导致枝叶蒸腾过程微乎其微，体内上升水流几乎停止不动，养分运输中止，枝叶生长活动得不到养分供应而衰弱，其索水信号微弱。蒸腾微弱还导致气孔被水液充满，二氧化碳被隔绝在体外。事实也是如此。试验中曾注意到，箱内插穗枝叶表面鲜润具光泽，明显覆有一层薄薄的水膜。二氧化碳的供应受阻，绿色细胞的光合生产过程微弱，营养产物仅能满足自身需求，少有余粮被转运，导致转运活动微弱。同时，枝叶生长活动释放的索水信号同样得不到有效运输。插穗下端既得不到营养，又缺乏索水信号刺激，不仅愈伤组织无法形成，具有根系分生潜力的原有组织活动同样衰弱，连细胞活力，抵抗病菌侵害的能力都大受削弱，最终不免被病菌蚕食一尽。总之，人工气候箱内太高的空气湿度严重限制了插穗的蒸腾过程，几乎终止了穗体内各主要生理活动。插穗存活得到了保障，但插穗生活却被终止了。没有了生活，自然就不能生根成苗了。考虑到电视记录片中科迪只是随口而谈，与实际情况略有出入，“空气湿度超过百分之七十，不能蒸发”之说，其本质是蒸发微弱，人无法明显感受到。这个说法启发笔者猜测，柏枝扦插适宜的空气湿度应略高于百分之七十。这样既可以避免插穗过度蒸腾失水而枯死，又能维持插穗微弱却适当的蒸腾过程以维持体内主要生理活动。再考虑到闷热的东南沿海各地易于扦插成苗，这个适宜湿度当在百分之七十五到百分之八十之间。

2017-6-29草稿，2017-7-14定稿于兰州