優(yōu)化除草方案，守護(hù)家鄉(xiāng)農(nóng)田
——基于STEM 理念的項目式實踐活動的探索

◆甘肅省高臺縣第一中學(xué) 羅福海

圖/圖蟲創(chuàng)意

學(xué)生對農(nóng)業(yè)的認(rèn)識多停留在書本知識，對農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)和工程等領(lǐng)域知識的了解相對匱乏。隨著人們生態(tài)環(huán)保意識的提高，為保護(hù)土壤和水源，殺蟲劑和除草劑被限制使用，農(nóng)作物的產(chǎn)量受到一定的影響。

玉米是本地的主要糧食作物，我設(shè)計了一個與農(nóng)業(yè)相關(guān)的STEM課程，既能培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，又能守護(hù)家鄉(xiāng)農(nóng)田。

一、情境導(dǎo)入

通過實地參觀我縣玉米種植示范基地，學(xué)生對玉米的種植情況有了一定的了解。農(nóng)民為了保證收成，不得不使用除草劑去除雜草，然而，這些化學(xué)藥品會破壞生態(tài)系統(tǒng)。學(xué)生在感受糧食來之不易的同時，也產(chǎn)生了濃厚的探究興趣。

圖1 學(xué)生參觀玉米種植示范基地

我指導(dǎo)學(xué)生以小組合作的形式，尋求一個更優(yōu)、更環(huán)保的除草方案。讓學(xué)生分享自己對該項目的研究思路和方法，鼓勵他們運用工程步驟來設(shè)計，并針對過程中的一些研究任務(wù)，尋求科學(xué)方法開展探究。

二、討論除草方案

通過實地調(diào)查與走訪發(fā)現(xiàn)，稗子、狗尾草、牛筋草等是玉米地常見的雜草?？偨Y(jié)目前使用較多的除草劑類型及優(yōu)缺點，得出異噁唑草酮·噻酮磺隆相比其他除草劑具有一定的優(yōu)勢。

三、設(shè)計除草實驗

以覆膜顏色、堆肥量以及異噁唑草酮·噻酮磺隆這三種因素設(shè)計實驗方案，并展開了探究。

如表1 所示，實驗設(shè)計分為使用透明膜的實驗一組和使用黑膜的實驗二組，根據(jù)實驗條件分為8 個實驗處理組。每個處理組根據(jù)實驗條件分別種植玉米種子15 顆，并澆等量的水，分別在第7 天、第10 天、第20 天觀察玉米苗的生長情況，統(tǒng)計各處理組的玉米株數(shù)、植株長勢與雜草數(shù)量。

表1 實驗設(shè)計方案

四、實驗結(jié)果與分析

參照對照組，在施加除草劑的第10 天和第20 天后觀察雜草的生長情況，并統(tǒng)計施用除草劑對雜草的除治情況。各小組根據(jù)調(diào)查樣方內(nèi)的雜草株數(shù)，計算藥劑對雜草株數(shù)的防效。防效計算公式如下：

各組實驗結(jié)果如表2 所示。

表2 實驗結(jié)果

圖2 學(xué)生觀察統(tǒng)計玉米苗及雜草的株數(shù)

實驗結(jié)果表明，施用除草劑的處理組的雜草生長株數(shù)明顯少于不施用組，與黑色覆膜以及堆肥配合使用時的防效達(dá)87.5%，這三種條件配合使用對防除雜草有較好效果。其次，施用除草劑組的玉米株數(shù)與其他實驗處理組無顯著差異，表明施用這種除草劑對玉米生長無影響。

通過觀察，8 號處理組在相同時間在玉米幼苗的葉色、長勢、株高上較其他處理組具備一定優(yōu)勢，表明異噁唑草酮·噻酮磺隆除草劑與黑色覆膜以及施用堆肥這三種條件組合，能除防雜草并促進(jìn)玉米生長。

五、總結(jié)與反思

學(xué)生根據(jù)對日常使用除草劑優(yōu)缺點的總結(jié)與對比，對除草方案的實驗設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化。在這個過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)了科學(xué)實驗的設(shè)計方法，掌握了探究方法，提升了實驗技能。

本實驗也存在一些不足：一是受實驗處理組的空間限制，實驗樣本量較少，實驗結(jié)果差異不大；二是未能繼續(xù)探究異噁唑草酮·噻酮磺隆除草劑的最佳濃度和堆肥處理的最佳量。今后將繼續(xù)改進(jìn)。