融雪劑對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)和種子萌發(fā)影響的實(shí)驗(yàn)研究

摘要 用實(shí)驗(yàn)法研究融雪劑對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)的影響和對(duì)小麥、大豆、玉米、菜豆種子萌發(fā)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：融雪劑不僅影響了小麥幼苗的生長(zhǎng)，嚴(yán)重的導(dǎo)致死亡，而且還影響了小麥種子的萌發(fā)和萌發(fā)后根長(zhǎng)度和數(shù)量的增加。融雪劑影響了大豆、玉米、菜豆種子的萌發(fā)率和它們萌發(fā)后根的生長(zhǎng)。因此，融雪劑在具有很好的融雪作用的同時(shí)，其危害性也不能忽視。

關(guān)鍵詞 融雪劑 幼苗生長(zhǎng) 種子萌發(fā)

中圖分類號(hào) G633.91

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

文件編號(hào) 1003－7586(2011)06－0043－04

1 研究背景

2010年初北京下了一場(chǎng)罕見(jiàn)的大雪。大雪給北京的交通造成很大影響，大雪融化后，在道路的路面上，道路兩旁的綠化樹(shù)、垃圾桶、汽車輪胎等物體上殘留有斑白的痕跡。經(jīng)詢問(wèn)知道斑白的痕跡是由于在路面上揚(yáng)撒了融雪劑造成的。清潔工人還把摻撒了融雪劑的雪堆在路旁的樹(shù)坑里，積雪融化后樹(shù)干的下方也出現(xiàn)了斑白的融雪劑痕跡。融雪劑會(huì)不會(huì)對(duì)汽車、綠化樹(shù)、道路具有破壞性呢，對(duì)環(huán)境有無(wú)污染呢?

帶著這些問(wèn)題，我們查閱了一些資料，知道了融雪劑，又叫化冰鹽，是用來(lái)降低冰雪冰點(diǎn)的化學(xué)鹽類物質(zhì)。目前，市面上出現(xiàn)的融雪劑種類很多，按照融雪劑的組成成分可分為兩大類：非含氯型融雪劑和含氯型融雪劑。非含氯型融雪劑的成分可以是一些有機(jī)或無(wú)機(jī)鹽、胺、醇等。含氯型融雪劑又分為氯鹽型和混合型兩種。氯鹽型融雪劑包括氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化鉀等?；旌闲腿谘﹦┲谐擞新塞}之外還有非氯鹽，有的還添加了阻銹劑和緩蝕劑等。

據(jù)北京市園林局統(tǒng)計(jì)，2005年北京城區(qū)范圍內(nèi)，由于融雪劑的使用，造成共有1萬(wàn)余株行道樹(shù)、100多萬(wàn)株綠籬和色塊等灌木、近20萬(wàn)m²草坪等相繼枯死，直接經(jīng)濟(jì)損失在3000萬(wàn)元以上。

在與我區(qū)環(huán)衛(wèi)局相關(guān)人員訪談中了解到：今年初的第一場(chǎng)罕見(jiàn)大雪后，我區(qū)在黃村鎮(zhèn)的主要道路上揚(yáng)撒了大約300t的融雪劑，融雪劑的主要成分是氯鹽(氯化鈉為主)，因?yàn)閮r(jià)格低廉，易于保管、使用。當(dāng)問(wèn)到融雪劑對(duì)環(huán)境的危害時(shí)，相關(guān)人員不能清楚的答出，只說(shuō)是有一定的影響。融雪劑在除雪帶來(lái)便利的同時(shí)，對(duì)城市環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不可忽視的危害。融雪劑隨著雪水的淋洗排入土壤中，污染了土壤，對(duì)生活在土壤中的植物具有怎樣的影響呢?針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行具體的實(shí)驗(yàn)研究。

2 研究方法和過(guò)程

主要采用實(shí)驗(yàn)法來(lái)研究融雪劑對(duì)小麥幼苗的生長(zhǎng)和小麥種子萌發(fā)率的影響。具體研究過(guò)程如下。

2.1準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)儀器和材料

(1)分別在我校操場(chǎng)上(沒(méi)有揚(yáng)撒融雪劑)和校外興華大街的道路上(揚(yáng)撒了融雪劑)取雪，放在實(shí)驗(yàn)室中融化后備用。(2)準(zhǔn)備小麥幼苗、小麥等農(nóng)作物的種子。(3)準(zhǔn)備培養(yǎng)盤、燒杯等實(shí)驗(yàn)所需的各種儀器。

2.3設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)

2.3.1溶液的制備

沒(méi)有揚(yáng)撒融雪劑的雪融化后的水稱之為純雪水，揚(yáng)撒了融雪劑的雪融化后的水稱之為融雪水。

(1)制取溶液。

在我校操場(chǎng)上取的雪，融化后無(wú)色透明，直接用于實(shí)驗(yàn)。而在道路上取的揚(yáng)撒了融雪劑的雪，融化后渾濁、有雜質(zhì)，需要過(guò)濾才能用于實(shí)驗(yàn)。

(2)測(cè)定融雪水濃度。

過(guò)濾制取的融雪水中含有多少融雪劑，實(shí)驗(yàn)前不知道，為此對(duì)融雪水的濃度進(jìn)行了測(cè)定。方法是：取100g融雪水，用酒精燈加熱，水分蒸發(fā)后，有乳白色固體——融雪劑析出，用托盤天平稱量其質(zhì)量，計(jì)算出融雪劑的質(zhì)量(融雪劑質(zhì)量=總質(zhì)量－燒杯質(zhì)量)。上述實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，結(jié)果如表1所示。

融雪劑的平均質(zhì)量為2.13g，因此融雪水中融雪劑的濃度為2.13％。

(3)鑒定融雪劑成分。

取少量融雪水于試管中，滴幾滴硝酸銀溶液，產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀，這說(shuō)明融雪劑的主要成分為氯化物。推測(cè)出大興區(qū)使用的融雪劑是含氯型融雪劑。

(4)配制不同濃度的融雪水。

取2.13％融雪水100mL加蒸餾水到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設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

我們小組設(shè)計(jì)了三種實(shí)驗(yàn)，來(lái)研究融雪劑對(duì)植物的影響，具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：

實(shí)驗(yàn)一：融雪劑對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)的影響。

假設(shè)融雪劑影響小麥幼苗的生長(zhǎng)，針對(duì)這個(gè)假設(shè)，設(shè)計(jì)了如表2所示的實(shí)驗(yàn)。

以上各組中，第一組是對(duì)照組，其他四組是實(shí)驗(yàn)組，每組有10棵小麥幼苗，其生長(zhǎng)狀況相當(dāng)，具有兩片葉片。觀察統(tǒng)計(jì)每組小麥幼苗的生長(zhǎng)情況。

由于，融雪劑受雪水的淋洗，會(huì)隨雪水一起進(jìn)入土壤，改變了土壤的性質(zhì)，造成土壤的污染，為此，還通過(guò)實(shí)驗(yàn)，研究了融雪劑對(duì)種子萌發(fā)的影響。

實(shí)驗(yàn)二：融雪劑對(duì)種子萌發(fā)的影響。

研究小組選用了小麥、大豆、玉米、菜豆4種農(nóng)作物的種子進(jìn)行研究。假設(shè)融雪劑對(duì)小麥、大豆、玉米、菜豆種子的萌發(fā)有影響，針對(duì)這個(gè)假設(shè)，設(shè)計(jì)了如表3所示的實(shí)驗(yàn)。

以上各組中，第一組是對(duì)照組，其他4組是實(shí)驗(yàn)組，以上實(shí)驗(yàn)重復(fù)6次，觀察統(tǒng)計(jì)每組、每次4種種子的萌發(fā)率，計(jì)算出平均值。

實(shí)驗(yàn)三：融雪劑對(duì)種子萌發(fā)后根生長(zhǎng)情況的影響。

在實(shí)驗(yàn)二中，每組隨機(jī)取出10粒萌發(fā)的種子，測(cè)量根的長(zhǎng)度和數(shù)量，研究融雪劑對(duì)小麥、大豆、玉米、菜豆種子萌發(fā)后根生長(zhǎng)的影響。

2.3.3完成實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真記錄

實(shí)驗(yàn)方法如下。

實(shí)驗(yàn)一：融雪劑對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)的影響。

分別挑選長(zhǎng)勢(shì)相似的小麥幼苗60棵，分成6組，放人燒杯中，分別浸泡在各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，一周后觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)二：融雪劑對(duì)種子萌發(fā)的影響。

每組挑選結(jié)構(gòu)完整、飽滿的小麥、大豆、玉米、菜豆的干種子100粒，分別浸泡在純雪水、2.13％的融雪水、1.07％原濃度的融雪水溶液、0.53％原濃度的融雪水溶液和0.27％原濃度的融雪水溶液中，共五組，其中第一組是對(duì)照組，其他四組為實(shí)驗(yàn)組，根據(jù)情況各補(bǔ)加10 mL的溶液，從第三天開(kāi)始統(tǒng)計(jì)到第五天為止，以第四天為準(zhǔn)。

仔細(xì)、認(rèn)真統(tǒng)計(jì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)組萌發(fā)的種子數(shù)，做好翔實(shí)的記錄。

實(shí)驗(yàn)三：融雪劑對(duì)種子萌發(fā)后根生長(zhǎng)的影響。

在實(shí)驗(yàn)二中，每組隨機(jī)取出10粒萌發(fā)的種子，測(cè)量根的長(zhǎng)度和數(shù)量，研究融雪劑對(duì)小麥、大豆、玉米、菜豆種子萌發(fā)后根生長(zhǎng)的影響。仔細(xì)、認(rèn)真測(cè)量根的長(zhǎng)度，統(tǒng)計(jì)根的數(shù)量，做好記錄。

2.3.4分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論

對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行認(rèn)真的整理和分析后，與假設(shè)作對(duì)照，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否支持假設(shè)，依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論并加以推理和討論。

2.3.5撰寫研究報(bào)告

依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出的結(jié)論，撰寫研究論文、收獲及體會(huì)。

3 研究結(jié)果與分析

3.1融雪劑對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)的影響(實(shí)驗(yàn)一)

用不同濃度的溶液浸泡生長(zhǎng)狀況相似的小麥幼苗，一周后觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖1)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：融雪劑影響了小麥幼苗的生長(zhǎng)，嚴(yán)重可導(dǎo)致葉片干枯、萎蔫以致死亡。隨融雪劑濃度的增加影響的程度加重。

原因：植物的生活離不開(kāi)水，根據(jù)植物細(xì)胞吸水的原理，水由低濃度溶液流向高濃度溶液。當(dāng)小麥幼苗所處環(huán)境溶液的濃度增加到一定濃度時(shí)，小麥幼苗不但不能從外界吸水，而且還會(huì)失去體內(nèi)的水分，導(dǎo)致幼苗干枯，嚴(yán)重的導(dǎo)致死亡，類似于“燒苗”。因此，含有融雪劑雪水對(duì)小麥幼苗的生長(zhǎng)影響很大，隨濃度的升高，影響增加。

3.2融雪劑對(duì)小麥、大豆、玉米、菜豆4種種子萌發(fā)的影響(實(shí)驗(yàn)二)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

從實(shí)驗(yàn)第四天的結(jié)果可以看出：第一組實(shí)驗(yàn)中小麥、大豆、玉米、菜豆四種種子萌發(fā)萌發(fā)率最高，分別是62.0％、97.5％、81.7％、52.0％。第二組實(shí)驗(yàn)中4種種子的萌發(fā)率都為零，隨融雪劑濃度的升高，種子的萌發(fā)率下降。這說(shuō)明融雪劑能降低四種農(nóng)作物種子的萌發(fā)率，并且隨融雪劑濃度的不斷增加，種子的萌發(fā)率下降。

3.3融雪劑對(duì)種子萌發(fā)后根生長(zhǎng)的影響(實(shí)驗(yàn)三)

(1)融雪劑對(duì)種子萌發(fā)后根生長(zhǎng)長(zhǎng)度的影響。

在實(shí)驗(yàn)二中，每組隨機(jī)取出10粒萌發(fā)的種子，測(cè)量根的長(zhǎng)度，計(jì)算出平均值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出：純雪水中小麥、大豆、玉米、菜豆的種子萌發(fā)后根生長(zhǎng)的長(zhǎng)度最長(zhǎng)，分別平均為2.0cm、4.6cm、3.0cm和4.5cm，說(shuō)明根生長(zhǎng)的速度最快，而融雪水中四種種子都沒(méi)萌發(fā)則根長(zhǎng)度都為0cm。隨融雪水濃度的增加，4種種子萌發(fā)后根生長(zhǎng)的長(zhǎng)度變短，說(shuō)明根生長(zhǎng)的速度隨融雪劑濃度的增加而減慢。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明融雪劑能降低小麥、大豆、玉米，菜豆種子萌發(fā)后根生長(zhǎng)的速度，并且隨融雪水濃度的增加，根生長(zhǎng)的速度減慢。

在觀察中發(fā)現(xiàn)：大豆、玉米、菜豆3種種子萌發(fā)后，到第四天為止只長(zhǎng)出一條由胚根發(fā)育成的根，只有小麥種子萌發(fā)后，除由胚根發(fā)育成的一條主胚根外，有的還生出一對(duì)側(cè)生胚生胚根，因此，有的生有三條根，有的生有一條根，根數(shù)不等。于是，研究小組又統(tǒng)計(jì)了小麥種子萌發(fā)后生根的數(shù)量。

(2)融雪劑對(duì)小麥種子萌發(fā)后根生長(zhǎng)數(shù)量的影響。

在實(shí)驗(yàn)二中，每組隨機(jī)取出10粒萌發(fā)的小麥種子，在測(cè)量根長(zhǎng)度的同時(shí)統(tǒng)計(jì)根的數(shù)量，計(jì)算出平均值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

從圖4中可以看出：純雪水中小麥種子萌發(fā)后根的數(shù)量平均為2.7條，而融雪水中小麥種子沒(méi)蔭發(fā)則根數(shù)為0條，隨融雪水濃度的增加生根的數(shù)量減少，經(jīng)過(guò)仔細(xì)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在純雪水、2.13％融雪水、1.07％原濃度的融雪水溶液、0.53％原濃度的融雪水溶液0.27％原濃度的融雪水溶液中長(zhǎng)有3條根小麥粒數(shù)占總數(shù)的百分比分別為75.0％、0.0％、5.0％、35.0％、53.3％，隨融雪水濃度的增加生出3條根的小麥子粒數(shù)減少，說(shuō)明融雪劑能降低小麥種子萌發(fā)后生根的數(shù)量，并且隨融雪水濃度的增加，生根的數(shù)量減少。

3.4溶液顏色的差別

分別在我校操場(chǎng)上取的雪與在道路上取的揚(yáng)撒了融雪劑的雪，融化后過(guò)濾到燒杯中，發(fā)現(xiàn)：純凈雪水與揚(yáng)撒了融雪劑的雪水顏色上有很大的差別，純凈雪水無(wú)色，而揚(yáng)撒了融雪劑的雪水淡黃色。溶液顏色的不同與揚(yáng)撒了融雪劑有關(guān)。

4 研究結(jié)論與建議

4.1結(jié)論

(1)融雪劑影響了小麥幼苗的生長(zhǎng)，嚴(yán)重的導(dǎo)致死亡。

(2)融雪劑影響了小麥、大豆、玉米、菜豆種子的萌發(fā)，隨融雪劑濃度的增加，種子的萌發(fā)率下降。

(3)融雪劑影響了小麥、大豆、玉米、菜豆種子萌發(fā)后根的生長(zhǎng)，隨融雪劑濃度的增加，根的生長(zhǎng)速度減慢，生根的數(shù)量減少。

4.2推論與建議

(1)由于融雪劑影響了小麥、大豆、玉米、菜豆種子的萌發(fā)率及萌發(fā)后根的生長(zhǎng)，由此推測(cè)融雪劑也會(huì)對(duì)其他植物種子的萌發(fā)率及萌發(fā)后根的生長(zhǎng)有或多或少的影響。

(2)由于種子的萌發(fā)率隨融雪劑濃度的增高而減小，所以建議在使用過(guò)程中還要注意融雪劑的使用量，降低使用濃度，盡量做到科學(xué)使用，把融雪劑帶來(lái)的負(fù)面危害盡量降到最低。

(3)融雪劑影響了小麥、大豆、玉米、菜豆種子萌發(fā)后根的生長(zhǎng)，由此也可推測(cè)出融雪劑也可能影響到其他農(nóng)作物和植物的生長(zhǎng)發(fā)育，因此，融雪劑在具有很好的融雪作用的同時(shí)，其危害性也不能忽視。

(4)應(yīng)主要采取機(jī)械除雪、人工除雪等不破壞環(huán)境的多種方法除雪，盡量少使用融雪劑除雪，若需要使用時(shí)，要嚴(yán)格控制使用量，規(guī)范使用方法，不能隨意揚(yáng)撒。

(5)對(duì)混有融雪劑的積雪絕不能堆放到樹(shù)坑里和農(nóng)田邊緣。融化的含融雪劑的雪水應(yīng)收集起來(lái)進(jìn)行適當(dāng)處理后排入排水管，不能肆意亂流。

我們殷切地希望科學(xué)家盡快的開(kāi)發(fā)出無(wú)危害的天然融雪劑，或是研究出既能融雪又能當(dāng)做肥料的融雪劑，既方便生活又不影響環(huán)境，使我們的家園更美好。