还记得吗?今年9月,在“天地共播一粒种——青少年与航天员一起种植物”科普活动中,不少学校的学生与神舟十四号航天员乘组共同播种下拟南芥、水稻的种子。如今,在问天实验舱内,拟南芥、水稻植株在生命生态实验柜中茁壮生长,并被亲切地称为“小南”、“小薇”。那么,在地球上,孩子们培育的“同款”植物长得怎么样了?记者走进中关村一小的“空中小农庄”一探究竟——

摄影:王轲   资料图

种植实验1

对照观察“小薇”生长特点

中关村一小主教学楼顶层,近130平方米的温室花园里一派生机勃勃的景象,记者发现了一个植物培养箱,里面摆放的一排透明实验盒里,一株株水稻挺直了腰杆,一棵棵拟南芥开出了小花。

“这就是学生们培育的‘小薇’和‘小南’。”学校的科学教师李实是这座“空中小农庄”的负责人。她告诉记者,五年级的20多名学生参与了这次太空种植实验,大家分成6个实验组,每天利用午休和课后时间,种植、观察、培育植物,每天检查通风、日晒,定期浇水和营养液,详细记录种子萌发、幼苗成长的过程。“孩子们的实验记录本里,不仅有温度、湿度、植株高度、发芽情况等数据组成的表格,还有图文并茂的小报,用画笔描绘出植物生长的样子。”李实说。

中关村一小的学生正在记录观察日记   中关村一小 供图

在老师的指导下,同学们设计了一组对照实验,观察“小薇”矮秆水稻和高秆水稻的生长过程。播种非常顺利,播下的种子三四天就发芽了,观察的过程中,孩子们也有一些小发现:为什么高秆水稻发芽快、矮秆水稻发芽慢?播种时种子不埋进土里,会不会影响幼苗生长?茎的生长方向有没有受到光的影响……一个个小问题成为学生们研究的小课题。

陈以恒所在小组关注的课题是给水稻幼苗“号脉”,研究影响水稻种子生长的环境因素。“我们把3个水稻种植实验组的12颗水稻种子都拿来比较,计算它们的萌发率、成活率。”通过观察和计算,他们发现,实验小组种植的种子发芽率在75%左右。经过进一步查阅资料、分析数据后,几个小伙伴合力撰写了一份小论文,总结一个多月的“研究成果”:水稻在播种前要对种子进行晾晒,激发种子活性、提高发芽率,再经过选种、适当时间的浸泡,避免滋生霉菌;太空种植实验中,培养箱可以调节的温度为种子催芽提供了条件,但是实验要求播种时种子要放置在土壤表面,实际实验过程中他们发现,如果种子种得不够深,土壤没有压实,没给刚萌发的种子一定压力,会导致幼苗没有阻力、生长过快,变得细长易倒。

■ 种植评价

虽然科学课上也在讲植物生长与水分、阳光、温度等环境因素密不可分,但是经过实际的观察、动手实验,孩子们自己进行了更深入的探究,把生活中的奇思妙想转变为探究科学的兴趣和动力,这是非常难得的。

种植实验2

育苗发现“小南”生长奥秘

“一个月的时间,拟南芥和水稻种子在中国空间站问天实验舱成功萌发、长出幼苗,在‘天宫课堂’里,我们看到已经有拟南芥开了花。我们很好奇,在地面上种植拟南芥会有什么不同?”这是高宇皓、刘子墨、张诗涵三个小伙伴开始课题研究的初衷。

他们同样把拟南芥种子分为实验组和对照组,分别对应不同开花期的拟南芥。“我们种的‘小南’中,最先发芽的是1号对照组,长出了3棵小芽。为了保持其他影响实验的因素不变,我们三个人轮流照看它们,定期给两组种子浇等量的纯净水和营养液,观察它们的变化。”高宇皓说,一周时间过去了,2号拟南芥还没发芽,期盼小芽尽快萌发的同时,他们也有了新发现:1号拟南芥小芽都“歪着头”。为什么会这样?三人感到不解。

“你们试试给‘小南’转个角度,明天再来看看。”李实引导孩子们多观察、多思考。第二天,孩子们早早赶到小农庄一看,3棵小芽果然慢慢挺了起来。“是不是因为光?”三个小伙伴又查阅了大量资料,最终证实了自己的猜想:“拟南芥之所以歪着长,是因为恒温箱里虽然有补光,但是光线不足,缺少阳光的照射,它们就都向着光强的一面生长。”基于这个小发现,实验小组改进了育苗方案,每天调整实验盒的位置,让拟南芥不会向着一个方向生长。

如今,经过一个多月的培育,孩子们种下的两组拟南芥都长出了茎叶,最先萌芽的“1号”还冒出了白色的小花。三个小伙伴也总结出了一些育苗经验:“拟南芥的叶子是淡绿色时,可能是营养不足,要给它加营养液;亮暗绿色的拟南芥是最健康的。我们的研究还会继续。”

■ 种植评价

这个小组还在实验过程中关注到了拟南芥的遗传学价值。在孩子们提交的小论文中,专门有一个篇章提到了拟南芥的作用,因为拟南芥的生长发育周期很短,且人类对于它的基因组测序已全部完成,所以科学家们会利用这种植物开展一系列的实验,进行植物生理研究。

实验的科学价值是孩子们在种植活动中往往会忽略的,这些孩子不仅在实验过程中发现了植物生长的奥秘,还进一步探究了它的科学价值。

扩大规模

种植实验播下科研的种子

中关村一小的“空中小农庄”其实是在学生倡议下建立的。2013年,这所学校开展了“我心目中的科技校园”活动,邀请学生提出改进校园科技氛围的倡议。有学生建议利用楼顶建立空中花园,获得全校师生支持,在主教学楼顶层搭建了一座温室花园。近年来,在中国科学院和中国农业科学院的支持下,这里引进了许多新设备、新技术,学生和老师一起搭建温室,将室内空间变成满眼绿色。

观察“空中小农庄”的沙漠群落区植物   中关村一小 供图

一个多月的太空种植实验,在孩子们心中种下了探究科学的种子。“现在,孩子们观察、描绘小农庄里的植物时,绘制的画细致到一片叶子上的叶脉、叶子起伏的边缘。”李实说,这就是科学实验带给孩子们的改变。下一步,计划把孩子们种的水稻从实验箱移栽到花盆里,进行小规模的种植。

明年春天,一座“太空工厂”将在小农庄里落户。这座工厂初步计划分为4个区域,其中就包括“小薇”水稻栽培系统。李实介绍,这个设备就像一个完全封闭的玻璃箱,种植两层矮秆水稻,通过自动化物联网连接,光线、温度、湿度等全部由电脑自动控制,还可以根据植物的营养液含量,自动补充营养液,形成一个自动循环生态系统,模拟太空种植。

除了种植水稻,太空工厂里还会设置芽苗菜栽培系统、细叶菜栽培系统和深液流栽培系统。“这个设备融合了现代农业技术和太空农业技术,同学们可以利用它进一步开展科学实验。”李实说,师生们还在小农庄里搭建了空中结薯、城市微耕、生态桌椅等空间,利用无土栽培新技术开展一系列有趣的实验。

观察、描绘小农庄里的植物   中关村一小 供图

同学们在学习基本种植技能和植物知识的同时,也产生了许多问题,由科学老师引导学生进行科学实验和研究。在中科院专家的指导和帮助下,同学们完成了《弱光条件下不同光质LED及荧光灯照明》等多篇科学小论文,在北京市的中小学生科技比赛中取得了出色成绩。

■ 种植评价

学生们也是小农庄的主人,这里的每个空间他们都可以参与设计。“孩子们还会从家带来各种各样的植物种子装点小农庄,比如有的孩子在家对紫茉莉进行人工干预授粉,结出不同花瓣颜色的花,把花的种子带来学校,我们打算新学期开始种,带着学生们一起观察,研究这种人工干预的植物基因是否稳定。”明年,“空中小农庄”里一定会更加热闹。

(原标题:天地间小苗都在茁壮成长)

来源:北京晚报   记者:李祺瑶

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