浅析环境因素对植物生长及产量品质的影响

浅析环境因素对植物生长及产量品质的影响

赵晨曦

广东省深圳市龙华区教育科学研究院附属小学

【摘 要】 从西瓜生长发育过程中的萌发、幼苗、茎、叶、株高、蔓长、叶片结构、分枝、座瓜率、成果品质等方面，探究了光照强度对植物发育形态特性的影响，初步分析了植物栽培和研究中存在的问题，并进行了展望。

【关键词】 光照强度  生长发育 形态  生命周期究 对比实验

【正文】

植物生长发育过程中需要光、温度、水和空气等生态因子，其中光具有特殊重要的地位，而光照强度能够影响植物的生长、发育及形态结构的建成。20世纪初，国外研究者就已经开始了光照强度对植物影响的研究工作。目前为止已经对大量植物进行过研究，取得了一定的成果。

1.光照对植物的影响

1.1光合作用

光合作用，即光能合成作用，是植物、藻类和某些细菌，在可见光的照射下，利用光合色素，将二氧化碳（或硫化氢）和水转化为有机物，并释放出氧气（或氢气）的生化过程。光合作用是一系列复杂的代谢反应的总和，是生物界赖以生存的基础，也是地球碳氧循环的重要媒介。

1.2光强对植物生长和形态的作用

光照强度与植物茎、叶的生长及形态结构有密切关系。在弱光条件下，幼茎的节间充分延伸，形成细而长的茎；而在充足的光照条件下则节间变短，茎变粗。光能促进植物组织的分化，有利于胚轴维管束中管状细胞的形成，因此在充足的光照条件下，树苗的茎有发育良好的木质部。充足的阳光还能促进树苗根系的生长，形成较大的根茎比。在弱光照下，大多数树木的幼苗根系都较浅，较不发达。

   2.研究的起源

我们学校开设了“清新自然”综合实践课程，并在天台开辟了“种植基地”，我们分到了两块地，一块在学校的楼顶天台（四周没有遮阳的、全天都能照到阳光的地方），一块在天台的角落(后面有其他的建筑物遮挡，日照不太充足的地方）。听老师和花工伯伯说我们有一块地的日照一般，要种好植物可不容易！所以我们在想这两块地该种什么好呢？于是同学们进行热烈讨论。有的说要栽黄瓜，有的要说栽西红柿，有的建议栽向日癸……讨论正热烈时，学校后勤组的老师正好为招待客人买回了西瓜，顿时引起了同学们的兴趣。我突然灵光一闪，于是问大家：你们知道西瓜是什么时候栽的？怎样栽培的？影响西瓜生长的有哪些因素？……大家决定进行西瓜栽培实践,并进行探究光照对西瓜生长的课题研究。

    3.我们为种植活动做了充分的准备

    3.1我们成立了课题研究成员，学校也为我们安排了专门的综合实践指导老师。

    3.2我们上网查阅资料了解了西瓜的生活习性，选择要培育的西瓜的种类，并跟果农购买了西瓜的秧苗。

    3.3我们通过多种渠道了解西瓜的配土和栽培技术，并组织课题组成员去瓜果种植基地参观学习；

    3.4学校每周三下午两节课为综合实践活动课程，我们课题组成员利用这段时间学习西瓜的浇水、施肥、捉虫、除草、压蔓、整株、授粉等工作的基本方法和知识；

   3.5我们通过查阅资料和相关文献，制作了《西瓜生命周期跟踪观察记录表》和《光照对西瓜生长影响的对比记录表》

3.6通过拜访老果农和上网查阅相关文献资料，我们整理了西瓜种植的过程中会遇到的问题和注意事项成活动报告。

4.植物栽培研究的安排计划

   植物栽培研究计划安排如下：

    4.1准备阶段：撰写开题报告，制定详细的研究实施方案。

4.2研究实施阶段：按计划开展西瓜种植活动，对西瓜种植活动实施过程进行动态管理和调控，将研究任务分为三大部分：

研究西瓜的生命周期，强调跟踪记录，寻找生长规律。

研究光照对西瓜生长的影响，强调对比实验，明确控制变量。

4.3分组管理

日常管理组：负责整个西瓜种植活动的宣传、安全保护，浇水、施肥、防病除虫、除草、压蔓、整株、授粉等工作。

跟踪记录组：负责收听每天的天气预报，实地测量每天的气温（早晨、中午、傍晚各一次），观测西瓜每天的长势情况（量化或描述西瓜的形态特征），定期拍摄照片或录像，并填写好“西瓜生命周期跟踪观察记录表”。

对比实验组：选择相同的品种，相同的土壤环境，用相同的管理，而栽在日照时间不同：西瓜甲栽在学校的楼顶天台（四周没有遮阳的、全天都能照到阳光的地方），西瓜乙栽在天台有建筑物遮挡的地方 (日照不太充足的地方）。用西瓜甲乙作对比实验，每天观测天气晴雨情况、西瓜长势对比情况（量化或描述西瓜的形态特征），定期拍摄照片或录像，并填写好“光照对西瓜生长影响的对比记录表”。

探究记录组：选择几株在学校的楼顶天台（没有遮阳、没有人为干扰）下生长的西瓜进行跟踪观察探究。负责收听每天的天气预报，实地测量每天的气温（早晨、中午、傍晚各一次），观测西瓜每天的长势情况（量化或描述西瓜的形态特征），定期拍摄照片或录像。重点观测每天的平均气温、日积温、西瓜叶片的数量、植株（瓜蔓）的长度，并填写好“温度（积温）对西瓜生长影响跟踪记录表”。

4、定期组织交流、讨论、猜测、分析、汇总

（1）每天将记录表汇总登记，并综合各小组的观测进行核实分析，确保观测记录的真实性和可靠性。

（2）每周召开课题组全体人员会议，交流总结前阶段工作，各组提出问题供大家进行猜测、讨论，随机生成问题供大家进一步探究。

5.植物栽培研究主要采取的方法：

5.1观察法：我们通过收听每天的天气预报，测量每天的气温，观察西瓜每天的生长情况，如西瓜叶片的数量、植株（瓜蔓）的长度，并做好记录。

5.2对比实验法：我们选择相同的西瓜种子，相同的土壤环境，用相同的管理，而栽在日照时间不同的两块西瓜地作对比实验，每天观测西瓜的长势，定期拍摄照片或录像，并填写好“光照对西瓜生长影响的对比记录表”，探究光照对西瓜生长的影响。

5.3查阅资料：查阅西瓜种植实践活动的有关理论、案例，借鉴他人经验来指导开展活动，提升理念。

5.4访问有关专业人士：通过访问西瓜种植基地的专业种植人员，和本地有经验的老果农，了解适宜本地种植的西瓜的种类，积累种植经验。

5.5行动研究： 以西瓜种植活动为抓手，通过开展实践活动积累经验，分析数据和实例，科学判断和筛选有价值的经验形成独立的经验理论。

5.6经验总结：老师指导我们通过观察和实践，获得判别和解决环境的能力，了解西瓜的形态，生活习性，种植栽培方法，适宜生存的土壤特点等，帮助我们整理西瓜不同阶段的生长资料，再经过针对实际需要去学习

6.植物栽培研究团队分工明确：

7.光照对比实验探究结果

植物的生长依赖光合作用，因此光照对于植物的生长至关重要。那么，光照对西瓜的生长到底有多大影响呢？为了找出答案，本次课题我们进行了对比实验，通过实验过程中记录的西瓜生长数据（植株高度、叶子的数量、最大的叶子长宽度、最大的果实长宽度、果实数量、花朵数量）对比以及拍摄的照片，我们发现：

7.1照充足的环境中：

形态：西瓜植株较高、生长健壮，茎蔓粗壮，叶片生长较肥大，叶片的颜色浓绿，结构组织紧密，较早开花、结果。

数量：在同一时期的对比中，西瓜的叶子、花朵、果实数量明显更多。

例如在6月28日时，我们测量到数据数据如下：

坐瓜情况：光照充足实验组的西瓜坐瓜率较高，果实形态正常，果实的长度、宽度都明显较大。

7.2光照条件不良的环境中：

形态：西瓜幼苗因为光照不足，瓜苗根系纤弱、叶色淡，有些叶片甚至发黄，且较晚开花。

数量：在同一时期的对比中，西瓜的叶子、花朵、果实数量明显较少。

坐瓜情况：光照不良实验组的西瓜坐瓜率低，生长期间还出现了落花和落果现象，果实发育缓慢。果实形态瘦小

所以，我们分析得出：光照是影响西瓜生长的一个重要的因素，在整个生长发育过程中，较长的日照时数和较强的光照对西瓜的生长发育极为有利。

西瓜在光照条件充足的环境中，生长速度比其在光照条件较差的环境中快百分之二十左右，西瓜植株发育得更为健壮，花芽的分化较早，坐瓜率较高。反之，阴暗环境不利于西瓜健康的成长，会导致西瓜的根和茎细弱、延迟开花、花芽分化较晚、果实发育缓慢、坐瓜率低等问题。

8.种植实践探究取得的成果

8.1通过多种途径，了解西瓜的生活习性和种植方法，形成《西瓜栽培科技实践研究》研究报告。

8.2根据当地气候情况和我们的实际情况，通过实践活动，我们已经掌握了西瓜的种植技能——跟有经验的果农学习了西瓜的浇水、施肥、捉虫、除草、压蔓、整株、授粉等工作的基本方法和知识；

8.3在种植实践的过程中，我们实地测量每天的气温，观测西瓜每天的长势情况，定期拍摄照片或录像，完成《西瓜的生命周期观察记录表》 ；

8.4在种植实践的过程中，我们通过对比实验，每天观测天气晴雨情况、西瓜长势对比情况，定期拍摄照片或录像，完成《光照对西瓜生长影响的对比记录表》 ，探究出不同的光照条件对西瓜生长产生的影响。

8.5通过种植实践，我们整理出西瓜种植过程中的心得，撰写观察日记，拍摄西瓜生长的照片，并绘制一些西瓜生长和同学们一起种植的图画。编辑整理为我们自己的《小小西瓜种植作品集》 。

8.6实物展示，展示学校种植基地西瓜的丰收成果。

9.种植实践探究中获得的收获与展望

9.1在西瓜栽培实践探究中学会探究方法。

通过实践探究的过程，我们可以学会基本的探究方法：影响西瓜生长有哪些环境因素？（提出问题）——假如光照不足西瓜也能正常生长吗？（猜想）——选择光照足与不足的两株西瓜进行对比（制定计划）——（在控制常量的前提下对两株西瓜定时进行观测记录（实验观察记录）——重点对两株西瓜的叶片数量、蔓长、座瓜率、果实的数量大小质量等进行对比分析（对比分析）——“西瓜生长情况对比图表”（得出结论）。

9.2在西瓜实践探究中享受成功的喜悦

我们分工合作管理，把西瓜苗移栽到两块光照时间不同的菜地，记上同学或小组的名字，然后再跟踪管理好自己的瓜苗。大家将西瓜的生长情况做好记录、拍成照片、及时展出、存入档案，将实践探究的场景拍成录像，存入档案。当同学们看到展出的照片，目睹自己探究的录像时；当将成熟的果实让同学们品尝、分享时，一种成就感、自豪感油然而生，因为我们不仅是欣赏几张照片、几个镜头，享受几口美味的果实，更是成功与荣誉的喜悦。

9.3在西瓜实践探究中获得意外的成长。

通过此次活动，让学生体验了从种子到植物的生长过程，也学会了一些植物的种植方法，在活动中很多学生学到了不少关于植物种植的学问，在劳动中学习，在劳动中感受快乐是学生表现出来的主要感受；这次活动也很好的培养了学生的互助意识，由于有些是小组合作进行，所以同学之间能很好的分工合作、互相关心；甚至有些栽培失败的学生也会积极地帮助栽培成功但遇到问题的同学想办法、分析原因，帮助他们照顾植物，同学间的关系也变得更加融洽。                

9.4在西瓜栽培实践探究中展望

通过本次的栽培种植活动，我们已经得知光照对西瓜的叶片数量、蔓长、座瓜率、果实大小质量等方面均有不同影响，并初步探索出了光照强度对植物的作用规律。但是这些探究的结果很多方面尚未取得明确的规律。分析主要原因有：（1）不同品种的植物所需的光照强度在时间和空间上都存在着很大差异；（2）不同品种植物的生长发育、形态特征、生理生化性质、适应性等都有很多差别；（3）目前的大多数研究的实验条件影响因素太多，特别是田间试验过程中的生态因子对研究结果会产生干扰；（4）大多数试验研究主要以短期为主，缺乏长期的观测和研究。

基于以上的分析原因，我们会自然而然地思考：冬瓜生长所需的条件环境是否与西瓜一样？黄瓜呢？西红柿呢？白菜萝卜呢？所有的农作物生长都需要适宜的温度、光照、水分、营养元素等，那么不同的农作物所需的环境条件都有哪些共性呢？基于本次的栽培探究活动，我们会保持对各种栽培研究活动的兴趣，更积极地去进行新的实践探究！

【参考文献】

[1]汤又悦.遮阴对水稻生长发育和产量构成因素的影响.植物生理学通讯，1988，（2）：50-83.

[2]方晶.光强对温室黄瓜植株形态和光合特性的影响[J].安徽农业科学，2011，39（9）：5047-5048.

[3]陶建平，钟章成.光照对苦瓜形态可塑性及生物量配置的影响[J].应用生态学报， 2003，14（3）：36-34.

[4]杨俊霞，郭宝林，鲁韧强 等.遮荫对西瓜生长及光合特性的影响[J].园艺学报，2005，32（2）：292-294.

[5]甄伟，张福墁.弱光对黄瓜功能叶片光合特性及超微结构的影响[J].园艺学报，2000，27 （4）：290-292.

[6]姚允聪，王绍辉，孔云.弱光条件下桃叶片结构及光合特性与叶绿体超微结构变[J].中国农业科学.2007，40（4）：855-863.

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