Thực hành: Thí nghiệm trao đổi nước ở thực vật và trồng cây bằng thủy canh, khí canh SVIP

I. Chuẩn bị

Dụng cụ:

Hóa chất: Mực tím, phân NPK, dung dịch trồng thủy canh.

Mẫu vật: Cây đậu xanh (cây cà chua, đậu tương) có đủ rễ, thân, lá; cành hoa trắng (cúc, huệ,...); hạt giống (đậu, lúa, ngô,...); xơ dừa; đoạn phim hoặc hình ảnh về mô hình trồng cây khí canh.

II. Cách tiến hành

1. Đặt câu hỏi nghiên cứu

Hãy xác định vấn đề được nêu ra trong mỗi hiện tượng thực tiễn sau đây và đặt ra các câu hỏi nghiên cứu về hiện tượng mà em quan sát được.

1. Sau khi cho nước vào chậu cây một thời gian thì đất trong chậu bị khô.

2. Hoa khi còn ở trên cây bao giờ cũng tươi cho đến lúc tàn.

3. Quan sát bằng kính hiển vi sẽ thấy được thành phần cấu tạo của khí khổng.

4. Nơi nào có cây xanh ở đó độ ẩm không khí.

5. Trồng cây chỉ cần tưới một lượng nước vừa đủ.

6. Một số cây có thể sinh trưởng, phát triển không cần đất.

2. Đề xuất giả thuyết và phương án chứng minh giả thuyết

Hãy đề xuất các giả thuyết để giải thích cho các vấn đề đã nêu và đề xuất phương án kiểm chứng cho mỗi giả thuyết đó.

3. Thiết kế nghiên cứu kiểm chứng giả thuyết

Các nhóm tiến hành bố trí công thức thí nghiệm (gồm mẫu đối chứng và mẫu thí nghiệm), so sánh kết quả giữa các công thức thí nghiệm để chứng minh cho nội dung giả thuyết đã đề ra (có thể có nhiều hơn một nhóm làm cùng thí nghiệm và phối hợp các nhóm dễ thu thập thêm các thông tin, số liệu bổ sung cho giả thuyết ban đầu). Có thể thiết kế thí nghiệm mới trên cơ sở các thí nghiệm bên dưới.

a. Thí nghiệm chứng minh sự hút nước ở rễ

Bước 1: Chuẩn bị trước hai cốc thuỷ tinh có thể tích bằng nhau:

• Cốc A không cắm cây, đổ đầy nước.
• Cốc B cắm một cây nhỏ có đủ rễ, thân, lá; đổ đầy nước.

Đậy nắp hai cốc để tránh bay hơi nước (nắp cốc B có đục lỗ để cây xuyên qua).

Bước 2: Sau 3 ngày, quan sát mực nước ở hai cốc và rút ra nhận xét.

b. Thí nghiệm chứng minh sự vận chuyển nước trong thân

Bước 1: Chuẩn bị hai cốc thủy tinh A và B bằng nhau. Đổ nước đầy hai cốc. Cốc B nhỏ thêm mực (tím/đỏ/xanh) để dễ quan sát. Mỗi cốc cắm một cành hoa trắng.

Bước 2: Sau một thời gian, quan sát mực nước và màu sắc của hoa ở hai cốc và rút ra nhận xét.

Bước 3: Dùng dao cắt dọc một đoạn thân ở mỗi cành hoa. Dùng kính lúp quan sát màu sắc bên trong thân của hai cành hoa ở hai cốc và rút ra nhận xét.

c. Thí nghiệm chứng minh sự thoát hơi nước ở lá

Bước 1: Chuẩn bị trước hai chậu cây cùng loại có độ tuổi và kích cỡ bằng nhau.

Bước 2: 

• Chậu 1: Cắt bỏ hết lá, chỉ còn lại rễ, thân, cành.
• Chậu 2: Để nguyên, cây còn tất cả rễ, thân, cành, lá.

Bước 3: Dùng hai túi nylon trắng có kích thước phù hợp trùm lên hai cây ở hai chậu.

Bước 4: Sau khoảng 1 giờ, quan sát thành túi nylon ở hai chậu và rút ra nhận xét.

d. Thực hành tưới nước chăm sóc cây

Bước 1: Chuẩn bị ba cây (cà chua/đậu xanh/đậu tương,...) có cùng độ tuổi, trồng trong ba chậu không thủng lỗ ở đáy có cùng kích thước (đường kính 20 cm, cao 25 cm), lượng đất trồng, chế độ bón phân giống nhau (2 g phân NPK/chậu).

Bước 2: Hằng ngày tưới nước cho ba chậu theo chế độ khác nhau:

• Chậu 1: Không tưới.
• Chậu 2: Tưới 100 mL nước, 1 lần/ngày vào buổi sáng sớm.
• Chậu 3: Tưới 2 lần/ngày vào buổi sáng sớm và buổi chiều tối, mỗi lần tưới nước ngập đất trong chậu.

Bước 3: Sau 1 tuần, quan sát và so sánh hình thái của các cây ở ba chậu và rút ra nhận xét.

e. Thực hành quan sát khí khổng ở lá mồng tơi dưới kính hiển vi

Bước 1: Chuẩn bị tiêu bản hiển vi:

• Dùng kim mũi mác tách biểu bì dưới của lá một hình vuông, mỗi chiều khoảng 0,5 cm (chú ý không để dính phần thịt lá).
• Đặt mẫu lên lam kính và nhỏ một giọt nước (có thể pha màu xanh methylene để quan sát rõ hơn). Đậy lamen lên trên lớp biểu bì, dùng giấy thấm nếu có nước tràn ra ngoài.

Bước 2: Quan sát kính hiển vi ở vật kính 10x để thấy được tổng thể sự phân bố của các khí khổng, sau đó chuyển sang vật kính 40x để thấy rõ cấu tạo của một khí khổng.

Bước 3: Điền vào chú thích các thành phần cấu tạo của khí khổng.

g. Thực hành trồng cây thuỷ canh

Bước 1: Chuẩn bị một thùng xốp có nắp đậy. Trên nắp khoét bốn lỗ tròn để có thể đặt khít bốn cốc nhựa vào lỗ. Trên thành và đáy của cốc nhựa có khoét các lỗ để nước trong thùng có thể xâm nhập vào cốc và rễ cây trong cốc vươn ra ngoài. Cho giá thể (xơ dừa) vào trong các cốc.

Bước 2:

• Cho vào thùng dung dịch dinh dưỡng trồng thuỷ canh (có mực nước ngang 1/2 chiều cao của cốc).
• Chọn một loại hạt giống (đậu/lúa/ngô) gieo vào các cốc (mỗi cốc năm hạt). Đặt cốc vào nắp đậy sao cho mực nước ngang 1/2 chiều cao cốc và làm ướt giá thể thường xuyên. Theo dõi sự nảy mầm.

Bước 3: Đặt thùng cây vào nơi có đủ ánh sáng. Sau 1 tuần khi cây mọc tốt và vươn lên cao, quan sát sự sinh trưởng của các cây trồng.

h. Quan sát mô hình trồng cây khí canh

Bước 1: Quan sát các ảnh chụp và xem phim về mô hình trồng cây khí canh.

Bước 2: Thảo luận trả lời các câu hỏi:

• Kĩ thuật trồng cây khí canh được tiến hành như thế nào?
• Trồng cây khí canh có những ưu điểm gì?

4. Thảo luận

Các nhóm mô tả kết quả quan sát được và đưa ra kết luận giả thuyết đúng/sai. Từ đó, kết luận vấn đề nghiên cứu.

5. Báo cáo kết quả thực hành