探究４種浸種方式對３種作物種子萌發(fā)生根的影響

高中生物新課程倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系。如果將學(xué)生的探究活動與生產(chǎn)、生活實際相聯(lián)系并從中挖掘探究主題，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究動機(jī)，更重要的是將書本知識應(yīng)用于實踐，擴(kuò)大了探究的范圍，真正現(xiàn)了探究的實質(zhì)。同時，也可以開發(fā)出新的課程資源，為教學(xué)實踐服務(wù)。以下所述關(guān)于“四種浸種方式對三種作物種子萌發(fā)生根的影響”的探究活動，是筆者開展學(xué)生課外興趣小組活動時做的一項嘗試。

種子繁殖是植物體繁殖的最基本、最常用的手段。播種對種子進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚梢蕴岣甙l(fā)芽率，促進(jìn)幼苗生長，減輕病蟲危害，對苗全、苗齊、苗壯有重要作用。浸種是最常用的處理手段，浸種的方法有很多種如：冷水浸種、溫水浸種、腐熟的尿液浸種、磷酸二氫鉀溶液浸種、微量元素浸種等。考慮到實驗成本以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際，本實驗選擇尿液浸種的方法。尿液中含有生長素，而一定濃度的生長素可以影響細(xì)胞的伸長、分裂和分化，促進(jìn)植物生根。用腐熟的尿液浸種不僅可以使種子吸水有利發(fā)芽，還具有“肥種”的作用，不能用新鮮尿液浸種。考慮到實驗時的溫度和材料的來源我們選擇了常見的農(nóng)作物——玉米、黃瓜和蘿卜種子作為實驗對象（3種作物在15~30 ℃均可以萌發(fā)生長）。

此活動通過測定4種浸種條件下玉米、黃瓜和蘿卜種子的發(fā)芽率和平均根長，探究適合這三種作物的浸種方式，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗、分析與轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)、得出結(jié)論等探究能力，關(guān)注生物科學(xué)與農(nóng)業(yè)的關(guān)系。

1 問題的提出

假設(shè)的提出應(yīng)該由師生共同討論提出，更確切的說教師主要起引導(dǎo)作用，真正提出假設(shè)的應(yīng)該是學(xué)生，這樣才能真正體現(xiàn)學(xué)生的探究主體性，逐漸提升探究層次。

（1） 創(chuàng)設(shè)情境。情境的創(chuàng)設(shè)可穿插于日常教學(xué)，可從植物的繁殖技術(shù)切入，結(jié)合相關(guān)知識背景的講解進(jìn)行。

（2） 資料收集。學(xué)生分成若干小組利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)等途徑收集與探究主題相關(guān)的資料以及通過調(diào)查等形式了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的常用作法。

（3） 分組討論。這一過程是交流、融合觀點的過程。主要是通過列舉各自的觀點，通過討論甚至爭論最終提出相應(yīng)的假設(shè)。

（4） 確定假設(shè)。對本實驗來說，假設(shè)應(yīng)該說明實驗設(shè)計中的何種處理方式對何種種子的萌發(fā)最有效，一般采用“如果…那么…”的形式，如：通過討論，多數(shù)同學(xué)會認(rèn)為如果用50%的腐熟尿液浸種24 h，那么就可以明顯的促進(jìn)玉米、黃瓜和蘿卜種子的萌發(fā)生根等等。

2 探究實驗的設(shè)計與實施

2．1 實驗器材

成熟、飽滿、同一品系的玉米、黃瓜和蘿卜種子各80粒，尿液，培養(yǎng)皿，標(biāo)簽紙，紗布，手套，口罩，剪刀，刻度尺等。

2．2 實驗設(shè)計

本實驗的自變量是種子的類型和4種不同的浸種方式，其可以通過用冷水和不同濃度腐熟的尿液進(jìn)行一定時間的種子浸泡而實現(xiàn)（見表1）。因變量是一段時間后種子的萌發(fā)狀況，為了便于量化操作，主要的觀察指標(biāo)有2個，分別是：發(fā)芽數(shù)(率)和生根的平均根長。實驗采用相互對照的方法，為了保證對照的準(zhǔn)確性和公平性，實驗用的種子數(shù)目、種子的品質(zhì)、實驗溫度等條件都要保證基本一致。

2．3 實驗操作

2.3.1 尿液的腐熟

將純凈的鮮尿液用木桶加蓋儲存，放于室外15~20天進(jìn)行發(fā)酵處理，當(dāng)尿液由清亮變?yōu)闇啙幔牲S褐色變成暗綠色時即可取出使用。

2.3.2 不同濃度腐熟尿液的配制

各取100 mL的腐熟尿液分置于3個大燒杯中，按比例分別加入適量的清水，配制成10%、30%、50%的溶液。

2.3.3 萌發(fā)床制備

將紗布剪成合適大小，折疊數(shù)層，用清水濕潤，分置于12套培養(yǎng)皿中。

2.3.4 浸種

各取20粒玉米、黃瓜和蘿卜種子，各別放于冷水和50%的腐熟尿液中浸泡24 h，各取20粒玉米、黃瓜和蘿卜種子，各別放于10%的腐熟尿液和30%的腐熟尿液中浸泡40 h。

2.3.5 種子培養(yǎng)

將浸泡好的種子從溶液中取出，用清水洗凈，并用吸水紙吸干。將同一種類、同一方式處理過的種子放置于同一培養(yǎng)皿中，貼上標(biāo)簽，以免混雜，放置于通風(fēng)處培養(yǎng)。

2.3.6 日常管理與觀察

每隔24 h觀察一次種子的萌發(fā)狀況，因為種子萌發(fā)時還會吸收大量的水，所以對于缺水的培養(yǎng)皿要及時補充水分。3 d后統(tǒng)一測量種子的生根長度，計算平均值和發(fā)芽率，準(zhǔn)確記錄于表格中。

2.3.7 種子回田

實驗測量結(jié)束后，要將所有的種子移種于田間，以免浪費。

3 實驗數(shù)據(jù)分析

實驗的數(shù)據(jù)如表1所示。

（1） 分析表1的各項數(shù)據(jù)可知，3種作物的種子在四種處理條件下的發(fā)芽率和生根均長有較大差異。從總體上看，玉米種子在處理①和處理②條件下的發(fā)芽率最高，均達(dá)到80%，最低的是蘿卜種子在處理④條件下的發(fā)芽率，為0 cm；蘿卜種子在處理③條件下的生根均長最長，為2.20 cm，最低的是蘿卜種子在處理4條件下的均長，為0 cm，這說明處理4對蘿卜種子而言是非常不合適的。

（2） 分析表1的發(fā)芽率數(shù)據(jù)可知：對蘿卜種子來說，其在處理①條件下的發(fā)芽率最高，為70%，在處理②和處理③條件下發(fā)芽率較低，均低于或等于35%，而處理④條件下發(fā)芽率為0。對黃瓜種子來說，其在處理②條件下的發(fā)芽率最高，為75%，其次為在處理3條件下的發(fā)芽率，可達(dá)60%，處理①和處理④條件下的發(fā)芽率偏低，均低于或等于40%。對玉米種子來說，4種處理方式條件下的發(fā)芽率均比較高，其中處理①和處理②條件下的發(fā)芽率均達(dá)到了80%。

（3） 分析表1的生根均長數(shù)據(jù)可知：對蘿卜種子來說，其在處理③條件下的生根均長最高，為2.20 cm，但此條件下它的發(fā)芽率卻非常低。在處理④條件下，因為沒有發(fā)芽所以生根均長為最低值0 cm。對黃瓜種子來說，其在處理4條件下的生根均長最高，為1.47 cm，但此條件下它的發(fā)芽率卻非常低。其次為處理②和處理③條件下的生根均長，均超過了1.10 cm，在處理①條件下它的生根均長最短，僅為0.20 cm。對玉米種子來說，4種處理方式對其生根均長的影響差異不顯著，最高值為處理①條件下的生根均長為1.12 cm，最低值為處理③條件下的生根均長為0.90 cm。

4 實驗的結(jié)論與討論

4．1 結(jié)論

腐熟的尿液浸種對蘿卜種子來說并不適合，在高濃度、長時間的浸種條件下甚至?xí)种破涿劝l(fā)生根。因此，選擇冷水浸種24 h對蘿卜種子的萌發(fā)生根較為有利。

50%腐熟尿液浸泡24 h和10%腐熟尿液浸泡40 h是黃瓜種子合適的浸種方式，其效果要優(yōu)于冷水浸種24 h。

無論是用腐熟的尿液浸種還是冷水浸種對玉米種子的萌發(fā)均比較有利，其中以冷水浸泡24 h和50%腐熟尿液浸泡24 h效果最好。

4．2 討論

為什么尿液必須經(jīng)過腐熟以后才能浸種？為什么腐熟的尿液浸種對蘿卜種子的萌發(fā)起到了抑制作用？可否再細(xì)化尿液的濃度與處理方式來提高種子的發(fā)芽率和生根均長？尿液浸種的方式對其他種類的植物種子有什么樣的效果？尿液中的生長素對生根起作用嗎？這些問題都是學(xué)生在探究過程中容易產(chǎn)生的疑惑，教師要合理的引導(dǎo)學(xué)生找出答案，對不能回答的問題，可以通過進(jìn)一步拓展實驗，深入的探究。

5 探究反思

教師是課程資源開發(fā)的主體，生活是課程資源的源泉。課程資源是決定課程目標(biāo)能否（下轉(zhuǎn)第35頁）（上接第33頁）有效達(dá)成的重要因素，充分利用現(xiàn)有的課程資源，積極開發(fā)新的課程資源，是深化課程改革、提高教學(xué)效益的重要途徑。我國幅員遼闊，學(xué)校眾多，各個地區(qū)的課程資源存在很大差異，特別是廣大農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)，由于地域、經(jīng)費等原因使得教材上要求的許多探究性實驗無法順利開展。這就更要求教師在課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，開發(fā)出新的課程資源，通過各種實踐活動切實達(dá)成課程目標(biāo)，提高學(xué)生的探究能力。