徐宇陽
農村、小城鎮(zhèn)、小別墅等生活小區(qū)由于離城市中心較遠,生活污水很難納入城區(qū)污水處理系統(tǒng),所以這些地區(qū)的生活污水多數直接排入河流中,造成河水的富營養(yǎng)化,還不時散發(fā)出陣陣臭味。
我走訪了幾位農民,他們說用河水灌溉的農田作物如蔬菜等,經常出現生長遲緩甚至葉片變黃、爛根現象。是生活污水使土壤改變性質導致植物生長不良,還是另有原因?污水對植物內部結構有沒有影響?
為了找出其中的原因,我設計了實驗來研究生活污水對植物氣孔的影響,進一步推斷生活污水對植物生長的影響。
一、研究過程
(1)材料和工具
吊竹梅、蒸餾水、生活污水、顯微鏡、載玻片、蓋玻片、紙巾、錐形瓶等。
(2)步驟
1.早上太陽未出來前,采摘4枝吊竹梅保留5至8個節(jié),莖段下方的切口是斜向的,利于植物繼續(xù)吸收水分,進行蒸騰作用。
2.取兩個錐形瓶,編上號,標注清水與生活污水,分別將2枝大小相近的吊竹梅插入到裝有清水和生活污水的錐形瓶中。
3.裝好顯微鏡,完成對光、調焦等。
4.將吊竹梅置于通風有光處,水養(yǎng)15至30分鐘,再將吊竹梅的下表皮撕下,制作臨時裝片(生活污水養(yǎng)殖的吊竹梅也采用同樣的方法制作裝片)。
5.放在顯微鏡10×10的放大倍數下觀察氣孔開閉狀態(tài),選5至10個不同的視野觀察,與清水中的對照,并做記錄。最好多做幾次重復實驗,增加數據的準確性。
6.運用生物顯微演示裝置,連接電腦,拍攝氣孔照片并保存。
(3)實驗現象和結果分析
1.運用顯微鏡觀察,借助生物顯微演示裝置拍攝的氣孔照片,可以清晰看到吊竹梅的氣孔張開和關閉狀態(tài),如圖1所示。
2.培養(yǎng)10分鐘后,清水與生活污水中的吊竹梅氣孔開閉的數量差距不大,相差3至4個,且有的氣孔呈半開閉狀態(tài)。
3.培養(yǎng)20分鐘后,在生活污水中培養(yǎng)后的氣孔大部分緊緊閉合,清水中的氣孔多處于張開狀態(tài)。
4.在顯微鏡下,各選取清水和生活污水中4個不同視野的氣孔,通過綜合比較分析發(fā)現,清水中氣孔張開數比關閉數多,而生活污水中氣孔的關閉數比張開數多得多,甚至有的視野中會出現全部氣孔都閉合的現象。
由此說明,氣孔的開閉受水質的影響,從而影響植物的蒸騰作用,嚴重時會影響植物的生長。
二、結論
蒸騰作用與蒸發(fā)不同,它是一個生理過程,受植物結構和氣孔行為的調節(jié)。蒸騰作用能降低植物葉片的溫度,讓氣孔開放,有利于光合作用中的CO2固定。但生活污水影響氣孔的開閉,繼而阻礙植物的蒸騰作用,導致水分和營養(yǎng)物質等在植物體內的運輸受阻,影響植物的正常生長,使植物葉片變黃、脫落,嚴重時甚至導致植物死亡。
實驗證明,生活污水對氣孔運動的確有影響,原因可能是光合作用消耗了CO2,于是保衛(wèi)細胞的細胞質pH值增高到7,淀粉磷酸化酶催化正向反應,使淀粉水解為葡萄糖-1-磷酸,引起保衛(wèi)細胞滲透勢下降,水勢降低,從周圍細胞吸取水分,保衛(wèi)細胞膨大,氣孔張開。但污水中的NH4+-N、TN、TP、COD和BOD等不能轉化為淀粉、葡萄糖等物質,自然影響氣孔開合。如果植物的蒸騰作用長期受阻,植物也會慢慢死亡。
三、體會
因為生活污水對農作物生長有一定的影響,所以不能直接將生活污水用于灌溉。同時希望人們能將生活污水集中處理后再排放,不要隨意排放。
有害物質會隨著食物鏈層層累積,人類處于食物鏈頂端,有害物質可能最終進入人體,危害人們的身體健康。所以,保護環(huán)境就是保護自己,讓我們從現在起愛護大自然吧!
(指導老師:潘俊強)