發(fā)布時間：2022-05-28所屬分類：園林工程師瀏覽：1次
摘 要： 課題由來 工業(yè)革命以來，大氣中 CO2 濃度持續(xù)增加，對城市氣候以及人類生存環(huán)境帶來了較大影響。隨著 CO2 溫室效應(yīng)持續(xù)發(fā)生作用，各種災(zāi)害性天氣頻頻發(fā)生， 因此低碳環(huán)保成為全世界共同關(guān)注的一個話題。2020 年 9 月，我國正式提出力爭于 2030 年前 CO2 排放達到峰值、
課題由來
工業(yè)革命以來，大氣中 CO2 濃度持續(xù)增加，對城市氣候以及人類生存環(huán)境帶來了較大影響。隨著 CO2 “溫室效應(yīng)”持續(xù)發(fā)生作用，各種災(zāi)害性天氣頻頻發(fā)生， 因此低碳環(huán)保成為全世界共同關(guān)注的一個話題。2020 年 9 月，我國正式提出“力爭于 2030 年前 CO2 排放達到峰值、2060 年前實現(xiàn)碳中和”的目標。植物可通過光合作用實現(xiàn)固碳釋氧，能對減輕溫室效應(yīng)、改善生存環(huán)境以及實現(xiàn)“碳中和”發(fā)揮重要作用。本課題選取 5 種常見并具有觀賞價值的家居綠植，設(shè)計對其固碳釋氧能力進行量化測定的實驗方法，并探究溫度、光照對植物固碳釋氧能力的影響，為家居綠植選擇乃至城市綠化發(fā)展提供參考，對植物固碳能力研究提供借鑒。
課題目標：(1)設(shè)計一個在居家環(huán)境中可行的實驗方法對植物固碳釋氧能力進行量化測定;(2)對不同植物的固碳釋氧能力作出定性結(jié)論，同時研究光照、溫度對植物固碳釋氧能力的影響，尋找植物光合作用的“光飽和點”和“最適溫度”。
課題方案
1. 實驗所需材料
主要試劑：NaHCO3 飽和溶液
該 溶 液在實 驗中的 作用是：維 持 實 驗 環(huán) 境中 CO2 濃度的恒定。其原理是： 2NaHCO3====NaCO3+H2O+CO2 ↑
當(dāng) CO2 濃度降低的時候 , 反應(yīng)式向右進行 , 使 CO2 量增加;當(dāng) CO2 濃度升高的時候 , 反應(yīng)式向左進行 , 使 CO2 量減少，故 NaHCO3 飽和溶液能保持 CO2 濃度不變。
主要儀器：溫 度 計、照 度 計、光照強 度可調(diào)的 LED 燈、實驗裝置如下圖：
采用網(wǎng)購?fù)该魉芰贤埃谒芰贤吧w上插入帶刻度的毛細管，用一滴紅墨水滴入毛細管內(nèi)調(diào)整至 0 刻度處，并將盛有 NaHCO3 飽和溶液的表面皿放入塑料桶中。
實驗用植物：綠蘿、仙人掌、虎皮蘭、萬年青、馬齒莧。
2. 實驗內(nèi)容
實驗一：不同綠植固碳釋氧能力測定及光照強度對植物固碳釋氧能力的影響
在 室 溫 25 ℃的 環(huán) 境下，分 別 采用 3000Lux、 5000 Lux、7000Lux、10000Lux、15000Lux、 20000Lux、25000Lux、30000Lux，8 種 不 同 的 光照強度，每一種強度光照持續(xù) 1 小時后記錄紅墨水滴移動方向和刻度。5 種實驗植物依次放到塑料桶內(nèi)進行實驗，分別記錄數(shù)據(jù)。
植物的光合作用會將 CO2 轉(zhuǎn)化為同等體 積的 O2，呼吸作用將 O2 轉(zhuǎn)化為同等體積的 CO2。強光條件下，光合作用強于呼吸作用。由于 NaHCO3 飽和溶液能保持 CO2 濃度恒定，那么體積 x 即為光合作用產(chǎn)生的 O2 體積減去呼吸作用消耗的 O2 體積，也是光合作用凈吸收 CO2 的體積。
由于固碳能力約定俗成是用質(zhì)量來表示，因此先把實驗得到的刻度值換算成氣體體積，再根據(jù)物理公式換算，就能得到 CO2 的質(zhì)量。
實驗二：溫度對植物固碳釋氧能力的影響
5 種實驗 綠植依 次 放 到塑料 桶中進行實驗，光照強 度 統(tǒng)一 設(shè) 定 為 5000Lux，溫 度分別設(shè) 置 為 10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃，每 一種溫 度條件 1 小時后記錄紅墨水滴移動方向和刻度，并做好數(shù)據(jù)記錄。由于在家里很難同時實現(xiàn)以上實驗所需溫度，因此部分溫度條件需要把實驗裝置放到專業(yè)實驗室的植物培養(yǎng)箱里來實現(xiàn)(培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度、光照都可以調(diào)節(jié))。
探究結(jié)果
1. 實驗一數(shù)據(jù)
2. 實驗二數(shù)據(jù)
討論 1. 對實驗一結(jié)果的討論
① 25℃條件下，5 種實驗綠植在不同光照強度下，固碳能力最強的是仙人掌，最弱的綠蘿。按固碳能力由大到小排列順序是：仙人掌>萬年青>馬齒莧> 虎皮蘭>綠蘿。
②在一定范圍內(nèi)，5 種綠植固碳能力隨光照強度增加而增加，當(dāng)光照強度增加到一定值，植物固碳能力不再增強，也就是達到了光飽和點。25℃條件 下，綠 蘿 光 飽 和 點 約 為 7000Lux，虎 皮 蘭 約 為 10000Lux，萬年青、馬齒莧、仙人掌光飽和點約為 20000Lux。
2. 對實驗二結(jié)果的討論
①在一定范圍內(nèi)，5 種綠植固碳能力隨溫度升高而增加，到達某一溫度后固碳能力開始下降，這主要是和光合作用相關(guān)酶的活性有關(guān)。在最適溫度下酶的活性最強，光合作用強度最大;當(dāng)溫度低于最適溫度，光合作用強度隨溫度的增加而增強;當(dāng)溫度高于最適溫度，光合作用強度隨溫度的增加反而減弱。
② 10℃時虎皮蘭、萬年青、馬齒莧、仙人掌無法測出數(shù)據(jù)，說明該溫度下，它們的光合作用和呼吸作用均非常微弱，而綠蘿依然擁有固碳能力，說明綠蘿相對耐低溫。35℃時，仙人掌固碳能力相對于 30℃ 并沒有明顯減弱，說明相對耐高溫。
③ 綠 蘿 光 合 作 用 最 適 溫 度 約 為 25 ℃，虎 皮蘭、萬年青、馬齒莧、仙人掌光合作用最適溫度約為 30℃。——論文作者：余芃霏
本文來源于：《華東科技》(月刊)創(chuàng)刊于1983年，以“提供企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的解決方案”為辦刊宗旨，以“政策解讀、創(chuàng)新管理、規(guī)律探尋”為核心內(nèi)容，立足華東，面向全國，讀者對象覆蓋華東六省一市，直抵各省(市)科技廳(委)、市(縣)級科技局、高新區(qū)、開發(fā)區(qū)、科技園區(qū)、孵化器、留學(xué)生創(chuàng)業(yè)園、科研院所、科技型企業(yè)、中介機構(gòu)、創(chuàng)業(yè)風(fēng)險投資機構(gòu)、金融機構(gòu)等。雜志內(nèi)容涵蓋華東各地最及時的科技資訊與創(chuàng)新信息，下設(shè)“資訊”、“熱點”、“政策”、“封面專題”、“論壇”、“企業(yè)”、“區(qū)域”、“生活”等八大核心板塊，視角獨到，兼具深度和廣度。
