1. 课题背景

1.1 中科院微型实验室“科探方舟”

“科探方舟”（课题研究项目），是徐州一中与中科院合作，中科院京区科协牵头设计的品牌科学产品。"科探方舟"以探究性科学实验装置为支柱，在专业探究课程专家的指导下完成“小课题研究”，帮助同学们涵养科学精神、提高科学素养。

“科探方舟”是一个探究性的教学集成包，相当于一个微型的实验室，其中包含了生命科学、资源环境等十个不同方向的课题，分别涉及水质差异与硬水软化、射电天文望远镜工程、桥梁承载能力、住宅日照间距、种子催芽剂、风力发电等，都是基于当下、基于生活和生产实践、基于同学们所见所闻所思所想，是真问题，课题具有前瞻性和鲜明的目的性和计划性。

主要目的在于培养学生的创新思维、合作精神、沟通能力，以此提高科学素养。高中是培养学生创新思维的黄金时期，而小课题研究又是一项缜密的科学实验活动，应该让同学们从高中开始，就养成像科学家一样思维的习惯。通过自主学习、动手实验、成果汇报和答辩的形式，达到开阔视野、启迪灵感、增强创新意识和动手实践能力，提高综合科学素养，为将来成为未来社会急需的创新型人才打下基础。

1.2 课题简介

小白菜，十字花科芸薹属一年生或二年生草本植物，枝一般无毛；叶子为倒卵形，顶端为圆形，外叶为绿色，展伏在地面上；花瓣为鲜黄色，倒卵形；果为长角果，种子棕色，球形状；根系发达，长成肥大的肉质根。《本草纲目》中写到小白菜原名为崧，因为其色青白，故又称之为白菜。小白菜原产中国，中国长江以南地区为主要产区，小白菜易感病毒，性喜温凉，阳光充足、温暖湿润、中性排水良好的肥沃土壤条件下生长最好。一般情况下，小白菜采用种子繁殖。  

小白菜的成长阶段可以分为萌芽期、成长期、成熟期，课题主要研究不同温室膜对小白菜萌芽期和成长期的影响，温室膜材料多种多样，选择PO、PE、PVC这三种覆膜材料作为研究对象，通过搭建智能温室环境检测平台，在控制土壤、阳光、浇灌等条件一致的情况下，从而得出最适宜小白菜栽培的温室膜。

2.实验过程

2.1实验伊始

在报名该项目前，我和组员们就已对温室农业产生了浓厚的兴趣，因为温室农业打破了各类蔬菜气候条件的桎梏，超季节的栽培使得冬春两季也能生产供应，同时也能获得多种农产品。这次项目实验是一次探索农业技术的宝贵机会，我们倍加珍惜，并怀揣着信心努力完成此次项目。

2.2 实验过程

实验之前准备：我们首先对实验所需知识进行了充分的学习，并利用热敏电阻、Arduino开发板与OLED显示屏搭建可视电子温度计平台，在此基础上添加湿度检测元件与二氧化碳检测元件，实现了温室检测平台的多功能化。并得出热敏电阻的电学特性随温度变化而变化、热敏电阻的电阻值在温度高时要低于温度低时、热敏电阻在温度低时阻值变化更大等实验结论。在本次实验中，我们小组的成员学会了通过数据拟合来进行计算的方法，

●  实验一：探究不同温室膜对小白菜发芽率的影响

自变量：不同种类温室膜

因变量：发芽率

●  实验二：探究不同温室膜对小白菜发芽势的影响

自变量：不同种类温室膜

因变量：发芽势

●  实验二：探究不同温室膜对小白菜发芽指数的影响

自变量：不同种类温室膜

因变量：发芽指数

2.3结果分析

由于做实验时的环境不同，组员们的实验结果存在差异，于是我们连续几天内又进行了多次测量，综合晴天与阴天的数据，得出了较为统一的结论。在此过程中，我们明白，影响实验结果的因素有很多，要多多交流并关注做实验时的环境、条件，才能逐一排查出影响因素；同时误差的存在是正常的，需进行多次且全面的实验才能得出较为客观准确的结论。

此次实验我们得出了有温室膜覆盖的环境温度和湿度都高于没有温室膜覆盖的  环境温度与湿度，三种温室膜的保温效果从高到低排列为po＞pvc＞pe，保湿效果从高到低排列为po＞pe＞ pvc。根据我们对几种温室膜的已有了解和相关资料，可以推测产生差异的原因是三种膜的材料不同，有滴膜内温度低，湿度大，适用于韭菜、芹菜等耐低温弱光的叶菜类生长，而无滴膜内温度较高，湿度小，适用于春季果菜类生长。根据各种温室膜材料的不同、实验现象与实验过程，可知白菜种子适合在土壤较为湿润、光照充足、温度在20至25℃时生长。

3.课题报告

不同温室膜对小白菜生长的影响研究

袁  梦

摘要：本实验探讨了PE、PVC、PO三种塑料温室膜对于小白菜幼苗生长的影响，采用建立小型温室覆盖小白菜幼苗的实验方法，实验结果表明三种温室膜中，PO膜温室的小白菜幼苗生长状况最佳，PE膜温室的小白菜幼苗生长状况最差。其中PE膜下小白菜发芽率82%，发芽势32%，发芽指数25.53。PVC膜下小白菜发芽率83%，发芽势34%，发芽指数26.91。PO膜下小白菜发芽率92%，发芽势38%，发芽指数30.98。基于实验结果，PO膜对小白菜的生长有较好的影响，使用PO膜进行温室大棚的铺覆是可行的。

关键词：小白菜；生长指数；小型温室；PO温室膜

0引言

随着科学技术的进步，传统农业已不能满足社会发展的需要。在此基础上，温室农业作为新兴的农业技术，通过用人工设施控制环境因素，使农作物获得最适宜的生长条件，延长生产季节，获得最佳产出，具有高产，高效的效果，温室农业对于人们的生活有很重要的意义。本实验的灵感来源于此。

温室的包覆材料多种多样，有玻璃温室、PC板温室，PE、PVC、EVA、PO，PVF等塑料膜温室。不同包覆材料对于农作物生长的影响是不同的，选取合适的包覆材料有利于农作物的生长。本实验以PE、PVC、PO三种塑料膜为研究对象。PE膜具有价格相对低廉，化学稳定性好，透光率较低，保温性能一般的特点。PVC膜具有保温性能较好，相对耐用，环保性较差，透光性一般的特点。PO膜具有高透光性，高保温性，抗老化能力强，消雾性能好，价格相对较高的特点。本实验以采用这三种塑料膜包覆塑料框架形成小型温室，形成三个小组，并添加无膜小组进行对照试验的方式开展，为期13天。

本实验的目的是找出一种或几种适合作为塑料温室大棚包覆材料的塑料膜。这种塑料膜可以广泛应用于夏秋之交小白菜的种植，也有可能适用于更广泛的农作物或季节。本实验将有利于塑料温室大棚技术的完善，对于夏秋之交苏北局部地区开展小白菜温室种植有参考价值，为塑料温室大棚的覆膜提供了一个更优质的选择可能性。

1.实验材料

1.1材料选择

本实验选取实验材料的是小白菜种子、DH-68型号小型电子秤、100ml烧杯、PE、PVC、PO大棚膜、温度、湿度、CO2浓度监测盒、温室骨架、塑料直尺、9V电池、塑料盒、自来水。

1.2实验方法

温室膜选择PE、PVC、PO三种类型，结合无温室膜，实验分为四组，把小白菜种子放入小型温室集合体中，放置在同一环境下，通过对比研究不同温室膜对小白菜生长的影响。

1.21 不同温室膜对小白菜生长的影响实验

实验步骤如下：

1）构建小型温室集合体，搭建温室框架:将36条等长塑料柱支成三个立方体结构，裁剪PE、PVC、PO三种塑料膜成无盖立方体形状，立方体棱长略大于塑料框架棱长，对塑料膜边缘处进行密封处理，在膜上打一个小孔以便于伸入探头，并盖覆在塑料框架上。对形成的三个简易温室标号：1号PE温室、2号PVC温室、3号PO温室。

2）栽培小白菜:取4个塑料盒，编号1-4。1-3号塑料盒分别置于1-3号温室，4号塑料盒不覆膜。在4个塑料盒中放入1cm高的土壤并均匀浇灌30ml自来水。在每个塑料盒中均匀撒入50个小白菜种子。把1-3组温室和第4组塑料盒平行放置在南阳台有阳光直射的区域。

3）观测小白菜种子发芽与生长情况

发芽期：种子在2024.9.09晚播种完毕。在9.10-9.14期间每日早间6时左右与22时左右给1-4组各浇20ml水。每日22时30分记录室内与1-3组温室内气温、湿度、CO2浓度。同时密切关注小白菜发芽情况，作出记录。本实验指定9.14日记录发芽率（GR）,9.12日记录发芽势（GE），9.10-9.14日期间记录并计算发芽指数（GI）。

成长期：在9.15-9.22期间，仍保持上述浇灌条件不变。每日晚22时30分测量各组前5高的植株的平均长度、平均茎粗。直至9.22日结束小白菜种植，各选取1-4组前10高的植株并又各平均选取10个植株称取总鲜重，测量植株平均长度与茎粗。

四、结果与分析

实验结果如下：1组幼苗基本完全死亡，茎叶失水蜷缩。2组幼苗多数倒伏，茎叶无光泽，叶片起皱。3组幼苗少数倒伏，茎叶有光泽，未失水。4组幼苗多数倒伏，部分死亡，茎叶无光泽，叶片起皱。

通过表1可看出3种塑料薄膜的功能差异，这表明PO膜的保湿能力明显强于PE与PVC膜，留存CO2气体的能力也明显强于PE与PVC膜。

注：9.19日1组幼苗已经出现叶子发黄，茎叶萎缩的现象。

表1

图1 1-4组发芽率，发芽势，发芽指数对比

五、结论

1.在无膜条件下，小白菜种子发芽率和成活率均低于温室组，说明了温室种植具有必要作用。

2.在PE、PVC、PO三组中，PO组的小白菜种子的GE、GR、GI与生存状况均优于PE与PVC组，而PE组的四项均为三者里最差的，PVC组则中等。这说明了PO膜温室下小白菜的生存条件最好，这对于其他农作物也是很有可能的，即PO膜适宜被用做塑料温室大棚的覆膜。

3.在试验结束时，PE组的小白菜的生存状况甚至不如无膜覆盖的小白菜，这说明温室大棚的覆膜条件必须适宜本种作物的需要，否则会起到与预期相反的效果，损害作物的生长。

六、参考文献

[1]葛礼姣;程玉静;仇亮等.农业物联网技术在温室大棚生产中的应用进展[J].浙江农业科学,2024(01).

[2]孙涛;.农业温室大棚温湿度监控系统设计与应用[J].南方农机,2023(22).

[3]董宇轩;崔啸鸣;.基于Arduino的智能农业远程监测与异常预警系统研究[J].南方农机,2021(11).

[4]肖福娟;初晓艺;林彬;.农业温室大棚环境智慧监测系统设计[J].智慧农业导刊,2021(04).

[5]杨婧暄;.我国农业大棚现状及未来发展趋势[J].种子科技,2023(14).

[6]唐锴豪;冯粤松;于凤梅;王克强;郭建军;.温室大棚环境自动监测与控制系统的设计[J].科技创新与应用,2021(13).