自种,钻形种子

它们被设计成这样来提高发芽率……
2023年2月17日

采访

姚立宁,卡内基梅隆大学

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Erodium草

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美国的研究人员发明了一种种子载体,这种种子载体可以钻到地下,从而提高播种率。他们的灵感来自于一种叫做黄花草的草,这种草有一颗螺旋形的种子,一端有一个指向侧面的锚尾。当它落在地面上时,穿透的水分使组织膨胀,触发螺旋展开,对抗锚,将种子推向土壤。通过研究大自然是如何做到这一点的,卡内基梅隆大学的科学家姚立宁(Lining Yao)发明了一种复制和改进这一过程的方法,使用小块木头,这些木头可以装载种子货物,然后作为空中播种装置部署,例如用于大规模的林地或保护区的再生。以这种方式种植的种子不太可能成为老鼠和鸟类的食物,也不太可能被太阳晒干。

Chris -这就是你想要制作的复制品或等价物。你也是这么做的吗?

衬里-在材料方面,你需要一个坚硬的材料。你需要它是可生物降解的因为我们不想回收种子载体。我们开始考虑木材,因为它是一种废弃的,可获得的生物材料,富含纤维素,并且已知具有这种对水分的反应行为。但是我们必须比较不同种类的木材。最终我们选择了白橡木。我们还需要考虑几何。所以我们做了一件比自然情况下更聪明的事就是我们引入了两个额外的反面。所以基本上天然的紫堇只有一条尾巴。所以当你把它扔到地板上时,它往往会平着地。但为了让它钻,它必须利用地面上的一些裂缝来提升自己的身体,这些裂缝限制了土壤的类型。 So in our case, we introduced two extra tails. So when you drop our seed, they tend to land on the floor with a specific angle. And that angle helped improve the drilling efficiency.

克里斯:你是怎么做这些东西的?当我们把它画出来的时候,桔梗的种子,看起来就像一个小的迷你风车,种子在茎的底部。你是怎么做到的,因为你已经复制了你的三个手臂。你是怎么做的?

衬里——基本上有两个主要步骤。首先,我们需要将木材加工成单板,然后在化学溶液中煮熟,使木材更柔顺。第二步是我们在3D打印模具的基础上,预先定制模具。基本上我们得手动把它绕到线圈里。

克里斯-明白了。所以你3D打印出你想要的几何形状,你知道应该以正确的方式工作,然后你在上面塑造木头。这几乎就像在模具上成型,使它采用那种形状。然后你有你的种子载体,但是用白橡木做的。

衬里-没错。

克里斯:每个有多大?

衬里-我们做一个系列。所以最小的可能是1厘米高,你可以一直做10到15厘米高。同样,这在很大程度上取决于你想用载体携带什么种子或其他东西。小的蔬菜种子只需要一个很小的载体,但松树种子,例如,要大得多。你需要一个更大的身体来携带它们。

Chris -你是如何测试它来确定它是否真的能达到你的期望?

内衬——我们已经在实验室进行了控制测试,最终我们也把它带到室外。所以我们在两个地理位置用数百颗种子进行了五轮测试。大雨来临之前,我们看了天气预报。我们把它们扔在地板上,然后我们观察我们钻的效率。

克里斯:和直接把种子扔在地上相比,你这样做的发芽率是多少?

在五批中,我们的锚定率约为66%。这些种子的发芽率约为60%

克里斯:那如果你把种子撒在地板上,同样的种子,有多少能成功发芽呢?

我真的很想做这个测试,但是我们还没有机会做这个精确的比较。但我们确实知道,如果你试图用飞机上的广角铸造让松树种子发芽,发芽率是2%到10%。

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