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保留良性杂草对葡萄园生态环境的影响

2021-12-15湖南省娄底市第三中学谢妙明康奕哲李俊劼

发明与创新 2021年44期
关键词:葡萄树葡萄园花盆

◎湖南省娄底市第三中学 谢妙明 康奕哲 李俊劼

一、问题由来

一个周末,妈妈和几位朋友带我去某葡萄园摘葡萄吃。走进葡萄园,我发现地上长满了杂草,与我以前去过的葡萄园大相径庭,不禁小声嘀咕:“这个葡萄园的主人怎么这么懒,杂草都不除?”

葡萄园主听了我的话,冲我一笑:“同学,我这可不是偷懒呢!我种植的是生态葡萄,正是因为有了这些杂草,我的葡萄园才可节水节肥,而且不用施化肥、洒农药。葡萄摘下来就可以吃,味道也很好!”

这引起了我的兴趣:想方设法清除杂草是绝大多数果农的普遍做法,难道他们都错了?杂草不会与葡萄树争夺营养吗?

第二天,我把我的疑问跟两位好朋友一说,他们也感到好奇,我们决定一探究竟。

二、研究目的

通过实地考察、采访专家及测量不同葡萄园在同一时间段的温湿度、探究土壤中小动物的种类和数量、对不同葡萄园的土壤进行有机质检测分析、绘制统计图表等探究活动,了解保留良性杂草对葡萄园生态环境的影响,提高人们的环保意识,提高自身的动手动脑能力。

三、研究过程

1.实地考察

我们在老师的带领下,对当地3个葡萄园(分别标记为1号、2号、3号)进行了实地考察,发现除1号葡萄园中杂草丛生外,2号、3号葡萄园中的杂草都被果农清除得干干净净,而且站在1号葡萄园的葡萄架下,我们感觉更凉爽。这是为什么?

我们采访了娄底市气象学会秘书长、高级工程师王艳青。王秘书长告诉我们:“站在葡萄架下感觉凉爽,可能与那里的温度和湿度有关。”

2.实地测量

我们从气象局借来了温湿度计,并向工作人员请教了测量方法。三人分工,约定同一时刻在不同的葡萄园进行温度和湿度的测量。我们发现,在同一时段,长有杂草的1号葡萄园中的温度明显低于其他葡萄园,湿度大于其他葡萄园(如图2)。

图2 同一时间段不同葡萄园的温、湿度统计图

3.采集土壤样品

(1)制作取样器

选择直径为5 cm的硬质金属饮料罐,在高度为5 cm处剪断,使取样器的容积约为100 mL。

(2)取样

我们分别在1号、2号、3号葡萄园中采集了土壤样品。将表土上的落叶轻轻拨开,用手来回旋转罐子,将其按入土中,直到罐底与地表几乎齐平,用花铲将罐内的土连同罐子一起挖出。将罐子中的土壤倒入塑料袋中,在塑料袋上标明取样的地点和时间等信息。

4.分析土壤中小动物类群的丰富度

(1)收集小动物

在去底花盆中放一张金属网,将土壤样品放置在金属网上。为了使空气流通,土壤与花盆壁之间留一定的空隙。在花盆的下方放一个漏斗,将漏斗固定在烧瓶(昆虫盒)上。在花盆上覆盖一层纱布,并用绳子扎好。在花盆上方10 cm处放一盏台灯,照射土壤12 h(如图3)。

图3 用灯光照射土壤12 h后收集小动物

(2)鉴定小动物的种类

观察烧瓶中的小动物,在专家和老师的指导下鉴定小动物的种类。

(3)统计和分析收集的数据

根据土壤中小动物类群丰富度的统计方法,设计一个统计表,分析收集的数据。

我们发现,2号、3号葡萄园中的土壤内部板结得很厉害,而1号葡萄园中的土壤表层和内部都很疏松、湿润,其中的小动物数量和种类也明显多于其他葡萄园的。

此外,1号葡萄园的草丛中还隐藏着蜻蜓、蚱蜢、蚂蚁、豆娘、黄蛙等小动物。

5.检测和分析土壤中的有机质成分

在娄底市农委检测中心高级技术员彭润英老师的指导下,我们对采集的土壤样品进行了有机质成分的检测和分析(如图4),发现1号葡萄园土壤中的有机质含量明显高于其他葡萄园的。

图4 彭润英工程师(右二)指导我们进行土壤有机质的检测和分析

6.咨询专家

我们就以上结果咨询了娄底职院农林学院教授曾玉华。曾教授再次带我们来到1号葡萄园的葡萄架下,挖开土壤,查看葡萄树根部。我们发现杂草的根密密麻麻地分布在土壤的浅层,而葡萄树的根伸向土壤深处。

曾教授告诉我们,杂草的根吸收的是土壤浅层的水分和无机盐,枯死后形成腐殖质,可以改善土壤的团粒结构,使土壤变得疏松,葡萄树也因此更容易吸收土壤中的无机盐。因为有草,各种小动物在草丛中形成了一张复杂的食物网,相互依存,相互制约,从而达到有虫无害,不会影响葡萄的生长。如果使用农药,不仅会影响整个生态系统,还会污染土壤,最终危害人们的健康!

7.查阅文献资料

上网查阅相关资料后我们得知,长草的葡萄园土壤中的水、肥、气、热表现协调,可提高果园空气湿度,使夏季高温时节的果园比较凉爽,有利于避免日灼病的发生。到了冬季,枯死的杂草覆盖在地表,可以提高地温,减轻和预防葡萄根系的冻害。而且,杂草腐烂时会产生很多的二氧化碳,为葡萄的光合作用提供更多的原料,使葡萄积累更多的糖分。

四、研究结论

在葡萄园中保留良性杂草可以保水保肥,调节葡萄园的温、湿度,提高土壤有机质含量,增加生物多样性,提高葡萄品质。保留葡萄园中的良性杂草,不仅能避免除草剂产生的药害弊端,而且能给果园带来良好的生态效益和经济效益。

专家点评

作者善于从生活中的现象发现问题,并能利用科学的方法对问题进行深入研究。实验过程严谨,数据详实,较全面地揭示了生态葡萄园保留良性杂草的科学原理,为农业生态和环境保护提供了理论依据。

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