無土栽培多肉植物的實驗探究

朱朝義 中學正高級教師，中國發明協會中小學創造教育分會常務理事，湖南省優秀科技工作者，《發明與創新》專家團專家。

進入初中后，我學習了生物實驗探究的方法，了解了無機鹽（氮、磷、鉀）、光照等對植物生長的作用。媽媽是個多肉植物愛好者，看到她購買了很多無土栽培的多肉植物，我對其產生了濃厚的興趣。

在老師的指導下，我利用學校的勞動實踐基地和班級植物角進行多肉植物的無土栽培和泥土栽培實驗，通過控制變量法分別探究無機鹽（氮、磷、鉀）、光照等對植物生長的影響。

一、實驗原理

植物的根需要從泥土中吸收水分和無機鹽（氮、磷、鉀），土壤顆粒同時起著固著作用。根據這一原理，將植物正常生長所需要的無機鹽按一定比例配成營養液，進行多肉植物的無土栽培。

光對植物的生長具有調節作用，根據這一原理，將植物分別放在自然光照的環境下和遮光透氣的暗箱中進行對比實驗。

二、實驗方法

選擇容易存活的多肉植物品種——冬美人，準備4組材料，通過設置無土栽培組和泥土栽培組進行培養，觀察并記錄實驗現象。

（一）無土栽培兩組

兩組都施用含氮磷鉀、缺氮、缺磷、缺鉀的營養液進行水肥管理，一組設置自然光照環境，一組設置暗箱環境。

（二）泥土栽培兩組

兩組都用一般的偏砂性菜園土作固著物，施用含氮磷鉀的營養液進行水肥管理，一組設置自然光照環境，一組設置暗箱環境。

三、實驗管理

1.每隔5天施用營養液1次，每次30 mL。營養液與水的比例為2∶8。

2.及時摘除黃葉、霉葉、老葉。

3.做好病蟲害防治工作。多肉植物常見的病蟲害有炭疽病、白粉虱、紅蜘蛛、蚜蟲等，在日常養護時，保持環境通風和干燥，能有效預防炭疽病。出現炭疽病后可用甲基硫菌噴灑防治，發現紅蜘蛛可用三氯殺螨醇噴殺，發現白粉虱、蚜蟲等可用速撲殺防治。

四、實驗器材

透明花盆、陶瓷花盆、冬美人、營養液、偏砂性菜園土、洗凈的蛭石、量筒、溫度計、遮光透氣的暗箱等。

五、實驗過程

（一）無土栽培實驗

實驗材料：帶根的冬美人、水、營養液、蛭石等。

實驗假設：在自然光照條件下，無土栽培的多肉植物的根系和葉片的生長情況要比在暗箱中的好；施用含氮磷鉀營養液的多肉植物的根系和葉片的生長情況要比施用缺氮、缺磷、缺鉀營養液的好。

實驗時間：2021年9月3日至2021年10月3日

實驗過程：

1.選擇若干無病蟲害、植株矮壯、有4～5片葉、頂芽飽滿的冬美人壯苗，洗凈根上的泥土后，去除雜根、弱根，放在陰涼處晾3～5天。

2.將冬美人的根部在生根水中泡30分鐘后定植在透明花盆的上盆中，保證有一兩條長根能接觸到下盆中的水。

3.在透明花盆的下盆中盛入清水，待1周左右，冬美人長出新根后將清水倒掉，換作同質量分數的含氮磷鉀、缺氮、缺磷、缺鉀的營養液，定期添加以上營養液。

4.將一組冬美人置于自然光照環境下，另一組冬美人用暗箱罩住。

5.10天后，觀察兩種光照情況下冬美人的生長情況，做好記錄。

6.20天后，觀察兩種光照情況下冬美人的生長情況，做好記錄。

7.30天后，觀察兩種光照情況下冬美人的生長情況，做好記錄。

（二）泥土栽培實驗

實驗材料：帶根的冬美人、水、偏砂性菜園土、營養液等。

實驗假設：泥土栽培的多肉植物在自然光照環境下的根系和葉片的生長情況要比在暗箱環境中的好。

實驗時間：2021年9月3日至2021年10月3日

實驗過程：

1.選擇若干無病蟲害、植株矮壯、具有4～5片葉、頂芽飽滿的冬美人壯苗，洗凈根上的泥土后，去除雜根、弱根，放在陰涼處晾3～5天。

2.將冬美人的根部在生根水中泡30分鐘后，用偏砂性菜園土將其定植在陶瓷花盆中。將一組冬美人置于自然光照環境下，另一組冬美人用暗箱罩住。

3.定期施用含氮磷鉀的營養液。

4.10天后，觀察兩種光照情況下冬美人的生長情況，做好記錄。

5.20天后，觀察兩種光照情況下冬美人的生長情況，做好記錄。

6.30天后，觀察兩種光照情況下冬美人的生長情況，做好記錄。

六、實驗結論

1.無土栽培的冬美人在自然光照環境下的根系和葉片的生長情況要比在暗箱環境中的好。在暗箱環境中，冬美人的莖會徒長，植株倒伏，影響美觀。

2.無土栽培的冬美人施用含氮磷鉀的營養液后，植株的根系和葉片的生長情況要比施用缺氮、缺磷、缺鉀的營養液的好。施用缺氮營養液的植株矮小，葉色發黃；施用缺磷營養液的植株生長緩慢，葉片深綠；施用缺鉀營養液的植株出現黃斑，葉緣壞死。

3.泥土栽培的冬美人在自然光照環境下的根系和葉片的生長情況要比在暗箱環境中的好。

4.在相同條件下，無土栽培的冬美人的根系和葉片的生長情況都比泥土栽培的好。

5.無土栽培多肉植物能直觀地看到植株的生長變化，更利于管理。植株的生長速度快、長勢好，極少有病蟲害。

七、活動體會

通過實踐，我更深刻地理解了無機鹽、光照等對植物生長的影響，學習興趣和實踐能力得到提高。實驗證明，校園無土栽培多肉植物簡單易行、成本較低，在家庭中推廣種植可充分利用室內空間，美化環境。（指導老師：仇清）

專家點評

作者將多肉植物冬美人種植在完全培養液和缺素培養液中，進行無土栽培科學小實驗，觀察其在自然光照環境下和暗箱環境中的根、莖、葉的生長發育狀況，并與泥土栽培進行對照。實驗材料易得，實驗思路清晰，實驗方法得當，數據記錄詳盡，實驗結論有依據。該實踐活動激發了學生的科學興趣，提高了學生的科學素養，值得推廣。

建議方案表述更簡潔，條理更清晰，實驗圖片應采用局部放大的方式與文本內容對應。