高一（9）班 组长：王文锐
指导老师：廖敏
组员：陈若晨 黄锦瀚 邓日东 陈洁琳
【关键词】：氮磷钾硫元素、萌发、幼苗生长、影响
一、课题研究的目的及意义
在初中的化学课本中，重点介绍了以氮元素、磷元素、钾元素为主的化肥对植物生长的影响，在高中化学课堂中，我们又了解到，硫元素在植物的生长过程中也起着至关重要的作用。对此，我们希望通过亲自动手实验来验证氮元素、磷元素、钾元素、硫元素对植物生长的影响。
In junior high school chemistry textbook, introduced with nitrogen, phosphorus, potassium fertilizer influence on plant growth, in the high school chemistry class, we learned that the sulfur element in plant growth also plays an important role in the process. To this, we hope that through hands-on experiments to verify the nitrogen, phosphorus, potassium and sulfur elements affect plant growth.
二、实验选用材料分析
1. 由于课题实验时间有限，我们选用了生长速度较快的黄豆作为实验材料。
2. 为了能尽量排除其他因素的干扰且能够使观察更加清晰，我们选用了透明的花泥作为培养
基质，以排除其他营养素对黄豆生长的影响。
3. 为了能使化肥更均匀的分布在基质中，我们将球形的花泥碾成了粉末状（糊状）。
4. 为了便于控制基质填放多少，我们用烧杯作为培养容器，以便利用烧杯上的刻度来控制基
质的多少。
三、实验前准备
1. 发芽实验。取五粒黄豆，浸泡两小时后取出，包裹于湿润的纸巾中，两天后黄豆霉变，并未发芽，认为是温度不足的原因，所以第二次发芽实验用了台灯加热，黄豆一天后发芽。 2. 由发芽实验我们认识到，温度对植物的生长十分重要，而当前的温度是不足以使黄豆发芽的。于是我们找来了一个泡沫箱，并在箱子的内壁包裹了一层锡箔纸，用于保温，并使用台灯作为热源。
3. 碾碎球状透明花泥。
四、实验方案设计：
1. 营养元素组合溶液的配制
①用“水培王”营养液（一种水培植物营养液，其中含有植物生长所需的多种微量元素。）配制成浓度为0.033%的基础营养液。
②分别以氯化铵、过磷酸钙、氯化钾和硫磺提供氮、磷、钾和硫元素。先各取出0.2克营养元素（氯化铵、过磷酸钙、氯化钾），放入100ml纯净水中，充分溶解，配制成浓度为0.02%的营养元素水溶液。少加入氯化铵、过磷酸钙和氯化钾中的一种，加入100ml纯净水配制成缺素（氮、磷或钾）水溶液。 ③取2ml营养元素水溶液，加入18ml基础营养液，制成营养元素浓度为0.002%的缺硫营养液；加入0.05 g硫磺混合，制成元素齐全的全营养液。其它3种缺素组合，则以缺素（氮、磷、
钾或硫）水溶液2ml，加入18ml基础营养液配制。 2. 实验组别设置
①设置五组实验，分别为缺氮、缺磷、缺钾、缺硫、全。
②将粉末状花泥填至烧杯150 ml刻度处，放入五粒大小大致相同的黄豆，再加花泥至200ml刻度处。
③将台灯放入保温箱，照射约三小时关一次，一小时后再次打开。
④为了能监控温度，将一支温度计插入烧杯中，玻璃泡大致与黄豆处于同一平面。
五、试验阶段
1. 第一次试验，于2014年12月10日开始，2014年12月23日结束。 【实验结果】：
没有一组黄豆发芽，本次试验基本失败。 【失败原因分析】：
①台灯温度不易控制，容易过高。
②花泥因加热而蒸发出大量的水，需要在基质表面放一层纸巾吸水，基质中的种子几乎完全浸泡在水里。
③在实验结束后，发现上层的花泥已结成块状，丧失了透气的功能，并在试验后验证，原本粉末状的花泥在持续、充分加热的条件下，会结成一整块毫无缝隙的花泥。 【改进措施】
针对这些失败的原因，我们对实验进行了如下改进： ①将台灯换为温度更容易控制的加热垫盖在保温箱上。 ②将花泥换为洗干净的细沙。
根据这些改进，我们开始了第二次实验。
2. 第二次试验，于2015年1月11日开始,2015年2月23日结束。 【实验结果】：
缺钾的实验组两粒发芽，缺磷的实验组一粒发芽，但都因温度过高被烤死。第二次试验再次失败。 【失败原因分析】：
①温度不易控制，容易偏高。
由于两次试验失败，温度都是很重要的原因，所以针对关键的温度问题，我们决定推迟实验时间，等到室温足够时再开始试验。
3. 第三次试验，添加了一组不另加营养元素的实验组作为对照，并于2015年3月22日开始，2015年5月9日结束。取得成功。由于这次试验取得了成功，所以将详细的实验过程记录列出。
【实验过程】：
3月22日 开始试验。
3月25日 缺硫三株发芽，缺钾两株发芽，长出子叶。 3月26日 缺磷两株发芽，缺钾一株发芽，长出子叶。 3月27日 浇水5ml，缺钾一株发芽，长出子叶。
3月30日 浇水10ml，缺钾（3月25日发芽）一株霉变。 4月4日 浇水15ml，缺钾（3月25日发芽）一株霉变。 4月9日 缺硫一株长出第一对真叶，缺磷一株霉变。
4月10日 缺钾一株长出第一对真叶，无、缺氮各一株发芽，长出子叶。 4月11日 缺钾一株长出第一对真叶，缺磷一株霉变。
4月12日 缺硫30cm，缺钾(3月26日发芽)26cm，缺钾（3月27日发芽）20.1cm，无5cm，
缺氮6cm。
4月13日 浇水15ml。
4月16日 缺硫一株第二对真叶。 4月17日 浇水15ml。
4月19日 缺硫一株开始分支。 4月22日 浇水10ml。
4月23日 无，缺氮各一株第一对真叶。
4月24日 缺钾一株（3月26日发芽）开始分支。 4月26日 缺钾一株（3月27日发芽）开始分支。 5月2日 浇水15ml。 5月9日 实验结束。 【实验结果】：详见下表：
营养元素 发芽株数（株） 成活株数 （株） 植株高度 （cm） 全 1 0 0 缺氮 1 1 26 缺磷 2 0 0 缺钾 4 2 41，38 缺硫 3 1 62 无 2 1 21 生长情况 注：缺钾高度41cm为3月26日发芽，38cm的为3月27日发芽。
4种元素齐全的实验组发芽1株，但没有成活；
只有基础营养液的实验组发芽1株，成活1株，但生长高度最矮； 缺硫的实验组发芽3株，成活1株，但生长高度最高； 缺钾的实验组发芽4株，成活2株，生长高度中等；
缺氮的实验组发芽1株，成活1株，生长高度只比不另加营养元素的略高； 缺磷的实验组发芽2株，均未成活；有发芽未成活的，都是因植株霉变死亡。 【实验结果分析】：
①由于不另加营养元素的实验组能够正常发芽、生长，并未死亡，所以认为添加的基础营养液可以基本满足黄豆植株的生长。
②缺氮的实验组生长高度仅略高于基础营养的实验组，推测氮元素对黄豆植株营养生长影响很大。
③缺钾的实验组有四株发芽，发芽率最高，推测钾元素可能会抑制黄豆种子萌发。
④缺钾和缺磷的实验组成活率较低，推测钾元素和磷元素有助于提高黄豆植株抗病能力。 ⑤缺硫的实验组生长高度最高，硫元素可能对黄豆植株的高生长有抑制作用。
六、实验反思
1. 由于实验是在家中完成的，所以受到很多条件的限制，如营养元素的均匀分布，对其它营养元素的排除等均无法准确控制，且由于时间限制以及仪器的不足，未能进行多次试验，所以实验结果分析的可靠性不足。
2. 由于经验不足，在课题选题阶段并未考虑到冬天的温度较低，植物难以萌发这个重要因素，实验时只能靠人工加热，但还是无法准确控制温度，导致了前两次实验的失败，浪费了大量
的实验时间。
七、总结
回顾这次研究性学习活动，我认为主要有以下收获：
第一，这个课题一共做了三次实验，前两次都失败了，只有最后一次才最终取得成功，使我们深刻体会到了“败乃是成功之母”这句话的含义。
第二，通过亲自动手实验，锻炼了自己的动手操作能力，培养了实验精神。
第三，在自己亲自试验的过程中，体会到了进行科学实验时的不易，实验过程中所需要的细致耐心以及对失败原因进行分析的重要性。
第四，在课题答辩阶段，锻炼了自身的语言表达能力。
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