融雪剂对小麦幼苗生长和种子萌发影响的实验研究

融雪剂对小麦幼苗生长和种子萌发影响的实验研究 融雪剂对小麦幼苗生长和种子萌发影响的实验研究 摘要 用实验法研究融雪剂对小麦幼苗生长的影响和对小麦、大豆、玉米、菜豆种子萌发的影响。实验结论是:融雪剂不仅影响了小麦幼苗的生长，严重的导致死亡，而且还影响了小麦种子的萌发和萌发后根长度和数量的增加。融雪剂影响了大豆、玉米、菜豆种子的萌发率和它们萌发后根的生长。因此，融雪剂在具有很好的融雪作用的同时，其危害性也不能忽视。 关键词 融雪剂 幼苗生长 种子萌发 1 研究背景 2010年初北京下了一场罕见的大雪。大雪给北京的交通造成很大影响，大雪融化后，在道路的路面上，道路两旁的绿化树、垃圾桶、汽车轮胎等物体上残留有斑白的痕迹。经询问知道斑白的痕迹是由于在路面上扬撒了融雪剂造成的。清洁工人还把掺撒了融雪剂的雪堆在路旁的树坑里，积雪融化后树干的下方也出现了斑白的融雪剂痕迹。融雪剂会不会对汽车、绿化树、道路具有破坏性呢，对环境有无污染呢? 带着这些问题，我们查阅了一些资料，知道了融雪剂，又叫化冰盐，是用来降低冰雪冰点的化学盐类物质。目前，市面上出现的融雪剂种类很多，按照融雪剂的组成成分可分为两大类:非含氯型融雪剂和含氯型融雪剂。非含氯型融雪剂的成分可以是一些有机或无机盐、胺、醇等。含氯型融雪剂又分为氯盐型和混合型两种。氯盐型融雪剂包括氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等。混合型融雪剂 中除了有氯盐之外还有非氯盐，有的还添加了阻锈剂和缓蚀剂等。 据北京市园林局统计，2005年北京城区范围内，由于融雪剂的使用，造成共有1万余株行道树、100多万株绿篱和色块等灌木、近20万m2草坪等相继枯死，直接经济损失在3000万元以上。 在与我区环卫局相关人员访谈中了解到:今年初的第一场罕见大雪后，我区在黄村镇的主要道路上扬撒了大约300t的融雪剂，融雪剂的主要成分是氯盐(氯化钠为主)，因为价格低廉，易于保管、使用。当问到融雪剂对环境的危害时，相关人员不能清楚的答出，只说是有一定的影响。融雪剂在除雪带来便利的同时，对城市环境会产生不可忽视的危害。融雪剂随着雪水的淋洗排入土壤中，污染了土壤，对生活在土壤中的植物具有怎样的影响呢?针对这一问题进行具体的实验研究。 2 研究方法和过程 主要采用实验法来研究融雪剂对小麦幼苗的生长和小麦种子萌发率的影响。具体研究过程如下。 2.1准备实验仪器和材料 (1)分别在我校操场上(没有扬撒融雪剂)和校外兴华大街的道路上(扬撒了融雪剂)取雪，放在实验室中融化后备用。(2)准备小麦幼苗、小麦等农作物的种子。(3)准备培养盘、烧杯等实验所需的各种仪器。 2.3设计实验验证假设 2.3.1溶液的制备 没有扬撒融雪剂的雪融化后的水称之为纯雪水，扬撒了融雪剂的雪融化后的水称之为融雪水。 (1)制取溶液。 在我校操场上取的雪，融化后无色透明，直接用于实验。而在道路上取的扬撒了融雪剂的雪，融化后浑浊、有杂质，需要过滤才能用于实验。 (2)测定融雪水浓度。 过滤制取的融雪水中含有多少融雪剂，实验前不知道，为此对融雪水的浓度进行了测定。方法是:取100g融雪水，用酒精灯加热，水分蒸发后，有乳白色固体——融雪剂析出，用托盘天平称量其质量，计算出融雪剂的质量(融雪剂质量=总质量,烧杯质量)。上述实验重复三次，结果如表1所示。 融雪剂的平均质量为2.13g，因此融雪水中融雪剂的浓度为2.13,。 (3)鉴定融雪剂成分。 取少量融雪水于试管中，滴几滴硝酸银溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，这说明融雪剂的主要成分为氯化物。推测出大兴区使用的融雪剂是含氯型融雪剂。 (4)配制不同浓度的融雪水。 取2.13,融雪水100ml加蒸馏水到200ml，配制成1.07,(原1,2)融雪水溶液。同理，配制成0.53,(原1,4)融雪水溶液和0.27,(原1,8)融雪水溶液。 2.3.2设计实验 我们小组设计了三种实验，来研究融雪剂对植物的影响，具体实验设计如下: 实验一:融雪剂对小麦幼苗生长的影响。 假设融雪剂影响小麦幼苗的生长，针对这个假设，设计了如表2所示的实验。 以上各组中，第一组是对照组，其他四组是实验组，每组有10棵小麦幼苗，其生长状况相当，具有两片叶片。观察统计每组小麦幼苗的生长情况。 由于，融雪剂受雪水的淋洗，会随雪水一起进入土壤，改变了土壤的性质，造成土壤的污染，为此，还通过实验，研究了融雪剂对种子萌发的影响。 实验二:融雪剂对种子萌发的影响。 研究小组选用了小麦、大豆、玉米、菜豆4种农作物的种子进行研究。假设融雪剂对小麦、大豆、玉米、菜豆种子的萌发有影响，针对这个假设，设计了如表3所示的实验。 以上各组中，第一组是对照组，其他4组是实验组，以上实验重 复6次，观察统计每组、每次4种种子的萌发率，计算出平均值。 实验三:融雪剂对种子萌发后根生长情况的影响。 在实验二中，每组随机取出10粒萌发的种子，测量根的长度和数量，研究融雪剂对小麦、大豆、玉米、菜豆种子萌发后根生长的影响。 2.3.3完成实验，认真记录 实验方法如下。 实验一:融雪剂对小麦幼苗生长的影响。 分别挑选长势相似的小麦幼苗60棵，分成6组，放人烧杯中，分别浸泡在各50ml的雪水、2.13,的融雪水、1.07,的融雪水溶液、0.53,的融雪水溶液和0.27,的融雪水溶液，一周后观察实验现象。 实验二:融雪剂对种子萌发的影响。 每组挑选结构完整、饱满的小麦、大豆、玉米、菜豆的干种子100粒，分别浸泡在纯雪水、2.13,的融雪水、1.07,原浓度的融雪水溶液、0.53,原浓度的融雪水溶液和0.27,原浓度的融雪水溶液中，共五组，其中第一组是对照组，其他四组为实验组，根据情况各补加10 ml的溶液，从第三天开始统计到第五天为止，以第四天为准。 仔细、认真统计各个实验组萌发的种子数，做好翔实的记录。 实验三:融雪剂对种子萌发后根生长的影响。 在实验二中，每组随机取出10粒萌发的种子，测量根的长度和数 量，研究融雪剂对小麦、大豆、玉米、菜豆种子萌发后根生长的影响。仔细、认真测量根的长度，统计根的数量，做好记录。 2.3.4分析数据，得出结论 对实验结果进行认真的整理和分析后，与假设作对照，分析实验结果是否支持假设，依据实验结果得出结论并加以推理和讨论。 2.3.5撰写研究报告 依据实验结果得出的结论，撰写研究论文、收获及体会。 3 研究结果与分析 3.1融雪剂对小麦幼苗生长的影响(实验一) 用不同浓度的溶液浸泡生长状况相似的小麦幼苗，一周后观察实验结果(图1)。 实验结果:融雪剂影响了小麦幼苗的生长，严重可导致叶片干枯、萎蔫以致死亡。随融雪剂浓度的增加影响的程度加重。 原因:植物的生活离不开水，根据植物细胞吸水的原理，水由低浓度溶液流向高浓度溶液。当小麦幼苗所处环境溶液的浓度增加到一定浓度时，小麦幼苗不但不能从外界吸水，而且还会失去体内的水分，导致幼苗干枯，严重的导致死亡，类似于“烧苗”。因此，含有融雪剂雪水对小麦幼苗的生长影响很大，随浓度的升高，影响增加。 3.2融雪剂对小麦、大豆、玉米、菜豆4种种子萌发的影响(实验二) 实验结果见图2。 从实验第四天的结果可以看出:第一组实验中小麦、大豆、玉米、菜豆四种种子萌发萌发率最高，分别是62.0,、97.5,、81.7,、52.0,。第二组实验中4种种子的萌发率都为零，随融雪剂浓度的升高，种子的萌发率下降。这说明融雪剂能降低四种农作物种子的萌发率，并且随融雪剂浓度的不断增加，种子的萌发率下降。 3.3融雪剂对种子萌发后根生长的影响(实验三) (1)融雪剂对种子萌发后根生长长度的影响。 在实验二中，每组随机取出10粒萌发的种子，测量根的长度，计算出平均值，实验结果如图3所示。 从图3可以看出:纯雪水中小麦、大豆、玉米、菜豆的种子萌发后根生长的长度最长，分别平均为2.0cm、4.6cm、3.0cm和4.5cm，说明根生长的速度最快，而融雪水中四种种子都没萌发则根长度都为0cm。随融雪水浓度的增加，4种种子萌发后根生长的长度变短，说明根生长的速度随融雪剂浓度的增加而减慢。实验结果表明融雪剂能降低小麦、大豆、玉米，菜豆种子萌发后根生长的速度，并且随融雪水浓度的增加，根生长的速度减慢。 在观察中发现:大豆、玉米、菜豆3种种子萌发后，到第四天为止只长出一条由胚根发育成的根，只有小麦种子萌发后，除由胚根发育成的一条主胚根外，有的还生出一对侧生胚生胚根，因此，有的生有三条根，有的生有一条根，根数不等。于是，研究小组又统计了小麦种子萌发后生根的数量。 (2)融雪剂对小麦种子萌发后根生长数量的影响。 在实验二中，每组随机取出10粒萌发的小麦种子，在测量根长度的同时统计根的数量，计算出平均值，实验结果如图4所示。 从图4中可以看出:纯雪水中小麦种子萌发后根的数量平均为2.7条，而融雪水中小麦种子没荫发则根数为0条，随融雪水浓度的增加生根的数量减少，经过仔细统计发现，在纯雪水、2.13,融雪水、1.07,原浓度的融雪水溶液、0.53,原浓度的融雪水溶液0.27,原浓度的融雪水溶液中长有3条根小麦粒数占总数的百分比分别为75.0,、0.0,、5.0,、35.0,、53.3,，随融雪水浓度的增加生出3条根的小麦子粒数减少，说明融雪剂能降低小麦种子萌发后生根的数量，并且随融雪水浓度的增加，生根的数量减少。 3.4溶液颜色的差别 分别在我校操场上取的雪与在道路上取的扬撒了融雪剂的雪，融化后过滤到烧杯中，发现:纯净雪水与扬撒了融雪剂的雪水颜色上有很大的差别，纯净雪水无色，而扬撒了融雪剂的雪水淡黄色。溶液颜色的不同与扬撒了融雪剂有关。 4 研究结论与建议 4.1结论 (1)融雪剂影响了小麦幼苗的生长，严重的导致死亡。 (2)融雪剂影响了小麦、大豆、玉米、菜豆种子的萌发，随融雪剂浓度的增加，种子的萌发率下降。 (3)融雪剂影响了小麦、大豆、玉米、菜豆种子萌发后根的生长，随融雪剂浓度的增加，根的生长速度减慢，生根的数量减少。 4.2推论与建议 (1)由于融雪剂影响了小麦、大豆、玉米、菜豆种子的萌发率及萌发后根的生长，由此推测融雪剂也会对其他植物种子的萌发率及萌发后根的生长有或多或少的影响。 (2)由于种子的萌发率随融雪剂浓度的增高而减小，所以建议在使用过程中还要注意融雪剂的使用量，降低使用浓度，尽量做到科学使用，把融雪剂带来的负面危害尽量降到最低。 (3)融雪剂影响了小麦、大豆、玉米、菜豆种子萌发后根的生长，由此也可推测出融雪剂也可能影响到其他农作物和植物的生长发育，因此，融雪剂在具有很好的融雪作用的同时，其危害性也不能忽视。 (4)应主要采取机械除雪、人工除雪等不破坏环境的多种方法除雪，尽量少使用融雪剂除雪，若需要使用时，要严格控制使用量，规范使用方法，不能随意扬撒。 (5)对混有融雪剂的积雪绝不能堆放到树坑里和农田边缘。融化的含融雪剂的雪水应收集起来进行适当处理后排入排水管，不能肆意乱流。 我们殷切地希望科学家尽快的开发出无危害的天然融雪剂，或是研究出既能融雪又能当做肥料的融雪剂，既方便生活又不影响环境，使我们的家园更美好。