環(huán)境因素對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度的影響

李贊　易藹霖　梁博懿

研究思路

環(huán)境的變化不僅對(duì)人類影響巨大，對(duì)動(dòng)植物的生存和生長(zhǎng)也可能有較大影響。我們選用了含羞草作為研究對(duì)象以研究這種影響。因?yàn)楹卟萦幸环N特性，只要外力觸碰，它的葉子就會(huì)很快閉合，隔一段時(shí)間又會(huì)再次張開(kāi)，這種特殊觸覺(jué)的敏感性和直觀性會(huì)讓我們的研究更加方便。經(jīng)過(guò)觀察，我們發(fā)現(xiàn)在不同的環(huán)境里，含羞草的葉子閉合和張開(kāi)所需的時(shí)間是不一樣的，這兩個(gè)時(shí)間是我們判斷含羞草觸覺(jué)靈敏度的重要指標(biāo)。

我們覺(jué)得，環(huán)境對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度的影響可以從一個(gè)側(cè)面反映環(huán)境對(duì)它生長(zhǎng)的影響，從而推測(cè)環(huán)境對(duì)其他植物生存與生長(zhǎng)的影響。

研究方法與內(nèi)容

為了全面了解各種環(huán)境因素對(duì)含羞草的影響，我們?nèi)娴亓信e出身邊重要的環(huán)境因素，同時(shí)結(jié)合小學(xué)生實(shí)際的知識(shí)基礎(chǔ)和操作能力，逐一研究灰塵（含PM2.5）、光照、土壤酸堿度、土壤濕度、汽車尾氣、聲音、振動(dòng)、風(fēng)力及溫度等環(huán)境因素對(duì)含羞草的影響。

在實(shí)驗(yàn)中，我們采用了控制變量法，即在進(jìn)行每種環(huán)境因素對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度影響的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們選擇的含羞草外觀長(zhǎng)勢(shì)相似、觸碰的葉子相似、觸碰的部位相同、觸碰的力度大致相同。通過(guò)對(duì)比研究的方法，觀察含羞草反應(yīng)并測(cè)量出每種環(huán)境因素變化時(shí)含羞草葉子的閉合和復(fù)原時(shí)間，從而知道該種環(huán)境因素對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度的影響大小。

實(shí)驗(yàn)一 灰塵（含PM2.5）對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度的影響

實(shí)驗(yàn)方法：選擇3盆外觀相似的含羞草，1盆在公路邊擺放3天（重塵），1盆在教室擺放1周（微塵），1盆剛剛經(jīng)過(guò)清洗葉片干燥不久（無(wú)塵），在其他環(huán)境條件相同的情況下用同樣的力度觸碰它們的葉片，觀察并記錄現(xiàn)象。再在幾個(gè)比較密閉的房間里燃燒香煙（每個(gè)房間燃燒時(shí)間不同），測(cè)出每個(gè)房間里的PM2.5值，將幾盆大體相似的含羞草靜置一段時(shí)間后，分別觸碰葉片，觀測(cè)其閉合和復(fù)原的時(shí)間。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：灰塵對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度有一定的影響，但影響較小。表面積塵越多，含羞草觸覺(jué)越不靈敏；積塵越少，越靈敏。PM2.5對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度有一定的影響，PM2.5值越大，靈敏度越低；PM2.5值越小，靈敏度越高。

實(shí)驗(yàn)二 光照強(qiáng)度對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度的影響

實(shí)驗(yàn)方法：在光照非常弱、弱、普通、強(qiáng)、非常強(qiáng)的環(huán)境下，分別記錄5盆含羞草葉子觸碰后閉合和復(fù)原的時(shí)間。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光照強(qiáng)度對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度影響很大，光照越強(qiáng)，含羞草觸覺(jué)靈敏度越高；光照越弱，含羞草觸覺(jué)靈敏度越低。

實(shí)驗(yàn)三 土壤酸堿度對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度的影響

實(shí)驗(yàn)方法：利用硫酸亞鐵和石灰水溶液改變土壤酸堿性，將3盆含羞草的土壤分別變?yōu)槌仕嵝浴⒅行浴A性。把3盆含羞草靜置1天后，放在同一地點(diǎn)，用同樣的力度同時(shí)觸碰3盆含羞草相同部位的葉子，觀察并記錄閉合和復(fù)原的時(shí)間。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：土壤的酸堿度對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度影響不大，但堿性土壤對(duì)含羞草的生長(zhǎng)不利。另?yè)?jù)資料查詢，含羞草適宜在弱酸性土壤中生長(zhǎng)。

實(shí)驗(yàn)四 土壤濕度對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度的影響

實(shí)驗(yàn)方法：選擇5盆土壤濕度不同、其他條件相同的含羞草。放在同一地點(diǎn)，同時(shí)觸碰每一盆含羞草相同部位的葉子，觀察并記錄現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：土壤濕度對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度影響很大。濕度越大，閉合和張開(kāi)的時(shí)間就越短，靈敏度越高；土壤越干燥，閉合和張開(kāi)的時(shí)間越長(zhǎng)，靈敏度越低。

實(shí)驗(yàn)五 汽車尾氣對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度的影響

實(shí)驗(yàn)方法：將4盆含羞草放在同一地點(diǎn)。1號(hào)放在常態(tài)下，2號(hào)罩上充了氧氣的塑料袋，3、4號(hào)分別罩上充了燃?xì)馄囄矚夂腿加推囄矚獾乃芰洗?0分鐘后觸碰每一盆含羞草上大小、顏色相近的葉子，觀察現(xiàn)象并記錄。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：汽車尾氣對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度影響較大。空氣越清新，含羞草觸覺(jué)靈敏度越高；空氣污染情況越嚴(yán)重，觸覺(jué)靈敏度越低。燃?xì)馕矚獗热加臀矚鈱?duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度影響更大。在污染空氣環(huán)境中時(shí)間越長(zhǎng)，觸覺(jué)靈敏度越低。

實(shí)驗(yàn)六 聲音對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度的影響

實(shí)驗(yàn)方法：用音箱持續(xù)播放高分貝聲音，將4盆相似的含羞草分別擺放在距離音箱10cm、1m、3m、5m、10m的地方，分別記錄下該處的聲音分貝數(shù)，同時(shí)用相同的力度觸碰含羞草的葉子，觀察和記錄現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：噪聲對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度有一定的影響，但影響不大，總體而言，聲音越大，觸覺(jué)靈敏度越低；聲音越小，觸覺(jué)靈敏度越高。

實(shí)驗(yàn)七 機(jī)械振動(dòng)對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度的影響

實(shí)驗(yàn)方法：在4張課桌上各擺放1盆含羞草，將振動(dòng)按摩器分別放在離含羞草30cm處的桌面，分別開(kāi)啟振動(dòng)按摩器的“強(qiáng)”“中”“弱”3個(gè)擋位，振動(dòng)3分鐘后，觸碰含羞草的葉子，觀察并記錄現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：振動(dòng)強(qiáng)度和振動(dòng)頻率對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度影響較大。振動(dòng)越強(qiáng)，觸覺(jué)靈敏度越低。

實(shí)驗(yàn)八 風(fēng)力對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度的影響

實(shí)驗(yàn)方法：將3盆含羞草放在餐桌上，在距離含羞草3m處放一落地風(fēng)扇，分別在風(fēng)扇的“強(qiáng)風(fēng)”“中風(fēng)”“弱風(fēng)”情況下觸碰含羞草的葉子，觀察并記錄現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：風(fēng)力大小對(duì)含羞草靈敏度影響不大，風(fēng)力變大時(shí)，它的觸覺(jué)靈敏度略有降低。

實(shí)驗(yàn)九 溫度對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度的影響

實(shí)驗(yàn)方法：利用空調(diào)、冰箱、冰柜、加熱器等器材，分別給含羞草創(chuàng)造不同的環(huán)境溫度，將5盆相似的含羞草分別放置其中，用同等的力度觸碰它們的葉子，觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：溫度對(duì)含羞草靈敏度影響很大。溫度越高，它的觸覺(jué)靈敏度越高；溫度越低，觸覺(jué)靈敏度越低，甚至死亡。由此可見(jiàn)，低溫環(huán)境也不適宜含羞草的生長(zhǎng)。

研究成果

通過(guò)研究了解環(huán)境因素對(duì)含羞草觸覺(jué)靈敏度的作用，證實(shí)了多種環(huán)境因素對(duì)含羞草生長(zhǎng)確實(shí)有影響的猜想。

根據(jù)含羞草受環(huán)境影響的不同反應(yīng)，我們知道可以用它當(dāng)作“晴雨表”，反映土壤、溫度、光照、空氣質(zhì)量等因素的變化，達(dá)到預(yù)警的目的。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究同學(xué)們提高了環(huán)保意識(shí)，更加全面地了解了環(huán)境的相關(guān)知識(shí)，知道植物生長(zhǎng)需要一定的環(huán)境條件，保護(hù)植物首先要保護(hù)環(huán)境。

通過(guò)活動(dòng)，同學(xué)們經(jīng)歷了科學(xué)研究的過(guò)程，了解了科學(xué)研究的方法，激發(fā)了對(duì)科學(xué)研究的興趣，培養(yǎng)了科學(xué)研究的能力，提高了科學(xué)素養(yǎng)。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)了同學(xué)們提出問(wèn)題和猜想、設(shè)計(jì)方案、嘗試解決、應(yīng)用成果的能力，同時(shí)學(xué)會(huì)與人合作，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

本項(xiàng)目的研究，最后帶動(dòng)了全校同學(xué)參與，同時(shí)得到了有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的采訪與報(bào)道，產(chǎn)生了較大的社會(huì)影響。

該項(xiàng)目獲得第30屆全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽小學(xué)組生命科學(xué)一等獎(jiǎng)。

專家評(píng)語(yǔ)

選題有一定的創(chuàng)新性，研究方案設(shè)計(jì)較具體，原理和方法使用正確，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與結(jié)論有較好的相關(guān)性，層次清晰，資料翔實(shí)。建議進(jìn)一步分析含羞草草葉閉合的原因。endprint