《密室寻宝》
5 密室寻宝

我们从一个宝宝逐渐长大,成为小学生、中学生、大学生,然后长大成人。植物也是从一颗小小的种子长成了一株成熟的植物。

是不是所有种子的萌发过程都是一样的呢? 种子在萌芽的过程中到底发生了什么? 现在,我们就通过先进的仪器设备探索更多关于种子萌发的秘密。

老师今天依旧带来了我们的老朋友⸺“智慧生态育苗箱”,它能帮助我们顺利的培育幼苗。

这个箱子里有我们非常熟悉的各种传感器,如光照传感器、温湿度传感器、二氧化碳传感器等,这些传感器能够将我们看不见、摸不着的信息准确地获取、传输和处理,最终呈现在 Pad 上。

这样,我们就可以准确地获取种子萌芽过程中的环境数据。除此之外,箱子里还有一个摄像头,物联网技术不仅能够将环境的数据信息进行传输、处理、呈现,还能够处理摄像头捕捉到图像数据。

在APP中,我们可以根据显示的“环境温度”、“环境湿度”、“二氧化碳”、“光照”四个环境数据的提示,手动控制育苗箱的“补红光”、“补蓝光”,可以打开“风

机”,降低育苗箱内的温度和湿度,也可以打开“加热”或“加湿”提高箱体内的温度和湿度。让种子宝宝在严格的数据监控下获得最适宜的环境条件,正常的萌芽。

下面,我们就来学一学影响种子萌芽的各类环境要素吧!

有了育苗箱的各种传感器和摄像头,我们不用时刻守在种子身边,也可以实时地观察到种子的萌芽状态。并且可以将小苗的状态与育苗箱内的实时环境数据联系在一起,探究出育苗箱“密室”中的“奥秘”。

1.种子萌芽的过程及相应的条件

种子的萌发除了种子本身具有活力外,还必须有适宜的外部条件。有的种子在充足的水分,适宜的温度和足够的空气下就能萌发,有的种子萌发还需要光照条件。

种子萌发的过程有三个基本阶段:

首先是吸水膨胀期,种子吸水后种皮吸胀软化,与外界气体交换开始进行,一般含淀粉和油分多的种子需水量少,含蛋白质多的种子需水量多。

其次是鲜重增加的停顿期,吸水到一定程度后不再膨胀。表面上看种子表现静止,但内部生理活动极其活跃,包括信息传递,酶系统由钝化转为活跃,新蛋白质合成,物质和能量的转化等。此时,在适宜温度的条件下酶的活动力最强,催化能力也就最强。

最后,幼根突破种皮,由于营养物质的供应,根和茎生长,鲜重再次增加,幼苗出土生长直至露白,呼吸作用逐步加强,此时需要吸收大量的氧气。

因此,在植物种子萌发的不同阶段中,水分、空气中的氧气以及适宜的温度都是缺一不可的。

1.种子萌芽的适宜温度

各类种子的萌发一般都有最低、适合和最高三个基点温度。种子萌发时的温度数值要求在最高温和最低温之间,超出这个范围都会使植物中的酶失去催化能力,从而使种子失去萌发力。因此,农民伯伯根据总结的经验知道,种子萌芽需要适合的温度,根据季节播种种子,以保证种子能够在大

自然的“温床”中萌芽。

温带植物种子萌发,要求的温度范围比热带的低。如温带起源植物小麦萌发的三个基点温度分别为:0 ~ 5℃( 最低 ),25 ~ 31℃(适宜),31 ~37℃(最高);而热带起源的植物水稻的三基点则分别为 10 ~ 13℃(最低),25 ~ 35℃(适宜),38 ~ 40℃(最高)。 还有许多植物种子在昼夜变动的温度下比在恒温条件下更易于萌发。例如小糠草种子在21℃下萌发率为53%,在28℃下也只有72%,但在昼夜温度交替变动于28℃和21℃之间的情况下发芽率可达95%。

随着人们物质生活水平的提高,人们希望在一年四季都可以享用新鲜的蔬菜和水果,如果遇到外部环境温度比较低的时候(比如冬季),农民伯伯该如何保证原本适合春天播种的蔬菜水果种子可以正常萌芽呢?

因为有了科技的发展,物联网技术的进步,我们有了现代化的温室育苗大棚。温室育苗大棚不仅保证了种子萌芽的适宜温度,还可以在温度、光照、空气养分等各个方面为种子提供适宜的萌芽条件,甚至是开花结果的条件。

知道了种子萌芽的过程及其需要的相关环境因素,我们就可以使用育苗箱的黑盒子来展开“密室寻宝”了!

实验一:风机对育苗箱内环境因素的控制

4 人为一个小组,打开育苗箱内的风机,通过记录下箱体内温度、湿度、二氧化碳的数值变化,完成下表,并总结出风机对改变箱体内温度、湿度、二氧化碳数值变化影响的规律。

风机对改变箱体内温度、湿度、二氧化碳数值变化的规律:
实验二:营养液对黄豆种子萌芽的影响

4 人为一个小组,自愿选择加入 A 组或 B 组,每组选择 10 粒浸泡了 8-12 小时的黄豆种子(来自同一批种子),分别将其放入育苗槽,开展探索实验:

A组同学将装有清水和南瓜种子的育苗槽,放入A育苗箱中进行观察

B 组同学将装有营养液 + 清水和黄豆种子的育苗槽,放入 B 育苗箱中进行观察

每组同学在将种子放入育苗箱的未来 48 小时内,每隔 12 小时,通过 Pad 移动端登陆平台,通过摄像头的实时图像信息,记录下黄豆种子的萌芽情况,小组成员合作完成下面表格。

48 小时观察结束以后,每组将表格填写完,并且查看其他组记录的种子萌芽情况,小组成员通过讨论分析,得出营养液对黄豆种子萌芽是否会产生影响的结论。

通过“学一学”和“做一做”, 同学们知道种子的萌芽过程,这个过程需要水分、温度和空气,并尝试使用育苗箱的“密室”,为种子萌芽提供“温床”,看到了一粒粒小种子生长成一株株嫩苗的过程后,将你的记录日志进行整理,以“种子的萌芽”为主题,用优美的语句描述你所观察到的实际画面。

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