何建云,周鑫钰
(湖南农业大学 植物保护学院, 湖南 长沙410128)
实验教学作为应用型人才培养的重要教学环节,在提高学生的综合素质和实践能力方面,具有其他教学环节不可替代的作用[1]。尤其在植物保护专业和动植物检疫专业的植物病理学、昆虫学实验教学环节,植物病虫害的标本建设极为重要,标本的好坏直接影响着实验课的教学质量,这就对标本建设提出了新的要求。
植物保护专业和动植物检疫专业的实验教学中,形态学教学占有一定比例,如普通植物病理学、农业植物病理学、普通昆虫学、农业昆虫学等课程中均有形态学教学内容,课程实验内容涉及到观察植物病虫害的实物标本、浸渍标本和组织切片等,具有很强的直观性和实践性。通过教师对某一病害或虫害标本的描述,以及学生对实物标本的观察,不仅可以验证课堂上所讲的理论知识,增强感性认识,并且能进一步加深理解和记忆。因此,形象、直观、特征明显的植物病虫害标本是实验教学过程中非常重要的教具,对于提高植物病理学和昆虫学的实验教学效果具有不可或缺的作用。
用于实验教学的植物病虫害标本必须力求反映植物病害症状和害虫特征的真实性,并具有不受植物生长季节和区域限制的特点。而积累齐全的病虫害标本需要大量的人力、物力和时间,是一项长期而艰巨的工作。近年来,湖南农业大学植物保护学院实验室在保障教学的前提下,尽可能节约标本资源,但仍存在一些问题。
近年来,由于校园统一规划,校内及学校附近的实习基地不断缩减,而新的教学实习基地距离较远,一定程度上限制了植物病虫害标本的补充。目前在校园范围内,能补充的大部分是一些常见的普通病虫害标本,校外采集标本的成本较高,且农业植物病虫害标本补充困难,需投入大量的人力、物力和时间。随着招生规模的不断扩大,近年来开设病虫实验的班级人数在不断地增加,且学生节约标本资源的意识较弱,导致标本的损耗量增加。
植物病害标本的制作方法可分为瓶装浸泡标本、蜡叶标本和玻片标本等。瓶装浸泡标本采用醋酸铜浸泡液来制作标本,可以达到长期保存的目的,其保色原理是铜离子与叶绿素中镁离子的置换作用。该方法局限在于初期保存绿色效果好,但浸泡液重复使用,会使铜离子量逐渐减少,长时间保存会使标本原来的色泽发生改变。蜡叶标本又称压制标本,制作方法简单,但难以较好地保存含水量高的果实和花朵。在温度和湿度较高的夏季,若标本水分含量高,容易发酵变色,压制过程中要勤换纸。如马铃薯的茎叶,在压制的前三天,每隔半天必须换纸一次,以后可2~3 天换一次,至完全干燥为止。玻片标本是用于显微镜下观察的一种标本类型,能形象、直观地保存病原物的形态特征,但制作过程非常复杂,且制作技术要求较高。
昆虫标本的制作方法可分为浸泡标本、散装干制标本和玻片标本等。昆虫浸泡标本经过长期的保存,在颜色和形态等方面会发生不同程度的变化,容易褪色、失真。如菜青虫和甜菜夜蛾等绿色幼虫经过长期浸泡会变成黄色;烟青虫和棉铃虫浸泡后,典型特征容易混淆;卷叶蛾科和麦蛾科等虫体纤细的幼虫浸泡标本,容易在观察过程中被损坏。散装干制标本的触角、附肢、鳞片等较易脱落,主要特征的缺失将造成教学效果下降。如蝴蝶和蛾类的干制标本容易脱落触角,而触角是蝶和蛾的重要分类特征之一,缺失触角的标本使学生难以鉴定到科;鞘翅目成虫干标本的触角和足容易掉落,而足的跗节是各科的分类特征之一,学生观察不到跗节难以做出准确的判断。玻片标本只适合个体微小又不易采到的昆虫,且制作过程复杂。
目前,植保学院实验室有专门用于本科教学的植物病害标本室和昆虫标本室,标本室内没有配置任何的设备来控制温湿度,且浸泡标本和干制标本未分开存放。在南方高温潮湿的气候条件下,干制标本极易受潮长霉,也容易被虫蛀而失去使用价值。现有的干制标本,每隔几个月就要刷霉烘干并放置樟脑丸防虫,仍然无法避免长霉和虫蛀。用于参观的昆虫标本馆尽管配备了空调、去湿机和干燥灯来调节温湿度,但由于空间太大,防止标本长霉、虫蛀的效果也不是很理想。
综上所述,植物病虫害标本建设有待加强和完善。对此,笔者结合多年的实验教学经验,提出以下几点建议。
实验室的病虫害标本主要来自于实验室工作人员学生教学实习的采集制作,很难满足实验教学的标本需求。对此首先应鼓励任课教师也参与到实验室的标本建设中来,充分利用出差或科研的机会为实验室增加标本来源。同时应进一步加强校内实习基地的建设,增加植物病虫害标本的采集场地。另外根据课程需要,进行昆虫室内饲养,如饲养鳞翅目幼虫给学生进行内部器官的解剖实验等。教师在上实验课前,也应向学生强调实验室管理制度及公共财物损坏赔偿制度,并让学生了解标本得来不易,杜绝出现学生恶意破坏标本的情况。
植物病害浸泡标本可改用硫酸铜亚硫酸浸泡液,该法保存叶片、葡萄果实等绿色效果最好,如烟草普通花叶病毒病的病叶,在硫酸铜亚硫酸浸泡液中保存,可见感染的叶脉及相邻叶肉组织色泽变淡,叶肉会出现明显变薄或厚薄不均的症状,呈半透明状,在标本瓶里可见病叶的大小叶脉十分清晰。昆虫浸泡标本可将鳞翅目幼虫先用开水煮,让虫体蛋白质变性后再浸泡,使虫体特征易于观察,且标本不易损坏[2]。病害蜡叶标本可用Cu2+处理液处理后再压干保存,制作出的标本能够较好地保存绿色[3]。利用塑料薄膜封存标本法:对于植物病害标本,先制作成蜡叶标本,然后与一张白纸同时放入护卡膜中,用过塑机封塑即可;昆虫标本主要是针对昆虫的翅、触角,小型昆虫的足和植物被害状等制作的标本,封塑方法与病害标本相同。还可采用标本盒封存标本法:植物病害的蜡叶标本和昆虫的干制标本经过充分干燥和防虫处理后,放于脱脂棉上,用标本盒进行封存。昆虫的盒装标本还可制作成生活史标本,也就是将同一种昆虫的不同虫态整齐地放置在一个标本盒中,分别写上标签再封存。
浸泡标本和干制标本分开存放,浸泡标本室用通风橱装置来减轻浸泡液的气味,干制标本室可利用空调和去湿机来达到恒温恒湿的存放条件,或者利用可调节温湿度的标本柜来保存干制标本。通过改善标本保存环境,尽管增加了设备投入成本,但可以解决标本长霉、长虫、变色等问题,达到长期保存标本、节约采集和制作成本的目的。对于一些来之不易且难以随时采集的标本,可实现标本的重复利用。
对于教学实习中学生采集到的病虫害标本,选择一些制作规范的学生作品,建立病害标本和昆虫标本展示廊,或者放入标本馆中进行展示,形成集教学科研、标本展览、学习观摩等多功能于一体的多方位病虫标本实验室。此外,对于采集困难的农业昆虫标本或农业植物病害标本建立图文数据库,利用多媒体的形式提供图片展示和介绍,加深对病虫标本的直观印象,使教学过程更为生动,提高实验教学效率。
[1]杨 红,云 霞.高校实验室在人才培养中的地位与作用[J].实验室技术与管理,2011,28(7):288-289.
[2]杨向东,董建臻,李瑞军,等.昆虫学实践教学昆虫标本建设探索[J].安徽农业科学,2012,40(22):11535-11536.
[3]陈兴全,杨根华,蔡 红,等.烟草病害标本制作方法研究[J].云南农业大学学报,2013,28(6):902-904.