優化除草方案，守護家鄉農田
——基于STEM 理念的項目式實踐活動的探索

◆甘肅省高臺縣第一中學 羅福海

圖/圖蟲創意

學生對農業的認識多停留在書本知識，對農業科學技術和工程等領域知識的了解相對匱乏。隨著人們生態環保意識的提高，為保護土壤和水源，殺蟲劑和除草劑被限制使用，農作物的產量受到一定的影響。

玉米是本地的主要糧食作物，我設計了一個與農業相關的STEM課程，既能培養學生解決問題的能力，又能守護家鄉農田。

一、情境導入

通過實地參觀我縣玉米種植示范基地，學生對玉米的種植情況有了一定的了解。農民為了保證收成，不得不使用除草劑去除雜草，然而，這些化學藥品會破壞生態系統。學生在感受糧食來之不易的同時，也產生了濃厚的探究興趣。

圖1 學生參觀玉米種植示范基地

我指導學生以小組合作的形式，尋求一個更優、更環保的除草方案。讓學生分享自己對該項目的研究思路和方法，鼓勵他們運用工程步驟來設計，并針對過程中的一些研究任務，尋求科學方法開展探究。

二、討論除草方案

通過實地調查與走訪發現，稗子、狗尾草、牛筋草等是玉米地常見的雜草。總結目前使用較多的除草劑類型及優缺點，得出異噁唑草酮·噻酮磺隆相比其他除草劑具有一定的優勢。

三、設計除草實驗

以覆膜顏色、堆肥量以及異噁唑草酮·噻酮磺隆這三種因素設計實驗方案，并展開了探究。

如表1 所示，實驗設計分為使用透明膜的實驗一組和使用黑膜的實驗二組，根據實驗條件分為8 個實驗處理組。每個處理組根據實驗條件分別種植玉米種子15 顆，并澆等量的水，分別在第7 天、第10 天、第20 天觀察玉米苗的生長情況，統計各處理組的玉米株數、植株長勢與雜草數量。

表1 實驗設計方案

四、實驗結果與分析

參照對照組，在施加除草劑的第10 天和第20 天后觀察雜草的生長情況，并統計施用除草劑對雜草的除治情況。各小組根據調查樣方內的雜草株數，計算藥劑對雜草株數的防效。防效計算公式如下：

各組實驗結果如表2 所示。

表2 實驗結果

圖2 學生觀察統計玉米苗及雜草的株數

實驗結果表明，施用除草劑的處理組的雜草生長株數明顯少于不施用組，與黑色覆膜以及堆肥配合使用時的防效達87.5%，這三種條件配合使用對防除雜草有較好效果。其次，施用除草劑組的玉米株數與其他實驗處理組無顯著差異，表明施用這種除草劑對玉米生長無影響。

通過觀察，8 號處理組在相同時間在玉米幼苗的葉色、長勢、株高上較其他處理組具備一定優勢，表明異噁唑草酮·噻酮磺隆除草劑與黑色覆膜以及施用堆肥這三種條件組合，能除防雜草并促進玉米生長。

五、總結與反思

學生根據對日常使用除草劑優缺點的總結與對比，對除草方案的實驗設計進行優化。在這個過程中，學生學習了科學實驗的設計方法，掌握了探究方法，提升了實驗技能。

本實驗也存在一些不足：一是受實驗處理組的空間限制，實驗樣本量較少，實驗結果差異不大；二是未能繼續探究異噁唑草酮·噻酮磺隆除草劑的最佳濃度和堆肥處理的最佳量。今后將繼續改進。