STEAM 多元化專題研習活動冊 :水耕 (生命與環境 : 遺傳與繁殖)

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1 什麼是種植

2 水耕系統

3 種子

4 營養

6 認識根部

7

8 收成、討論和反思

什麼是種植

學習目標

◆ 認識水耕是什麼

◆ 說出植物生長所需的主要元素

◆ 播下種子

熱身活動

在國際太空站,科學家用水耕種植生菜。

網上資源

4K看太空-首棵在太空種植和食用的生菜 http://ct18.etextbook.hk/hf0111

為什麼太空人要用水耕而不是傳統的泥耕?

課堂學習

我們接下來會用水耕系統栽種植物。

什麼是水耕?

水耕 是一種農耕技術,使植物可於水中栽種而無需泥土。水耕 的英文是「 hydroponics 」,這詞語來自拉丁文,其中「 hydro 」

指水,而「 ponics」指耕作。

圖1 水耕系統

植物需要以下元素才能茁壯成長: • 陽光

• 空氣

• 水

• 營養

• 栽培介質 任務:播種

水耕的第一步是 播種 。我們將種子放在合適和穩定的環境中, 使它能長成幼苗。

材料:海綿、種子、夾、 發芽系統

圖2 發芽系統

1 沾濕海綿。

2 將種子放在海綿上。

3 將海綿放入發芽系統。

4 向種子噴水。

知識鞏固

試在正確陳述的 內填上 ,錯誤陳述的 內填上 。

植物不需泥土也能生長。

植物不需水分也能生長。

自我評估

我學會了:

定義水耕是什麼。

說出植物生長所需的主要元素。

水耕系統

學習目標

◆ 認出水耕系統的組件

◆ 認識不同種類的水耕系統

◆ 分辨不同種類的水耕材質 熱身活動

為什麼你將植物放入水中?

這就是水耕!

不是這樣的,水耕需要有 特定的設置呢!

課堂學習

圖3 水耕系統

組件 圖示 功能

植床

支撐栽培海綿。它由發泡 膠製成,因此可以浮在水 上。

水床

支撐浮動的植床。水會流 過水床。

水箱 儲存系統內所有水。

水泵

將水由水箱輸送至水床。

我們用的是 深水栽培水耕系統 。

植床

營養

水流 圖4 深水栽培 還有其他種類的水耕系統,例如薄膜栽培 ( Nutrient Film Technique, NFT)和水耕滴灌系統。

圖5 NFT的例子

圖6 水耕滴灌系統的例子 學生不須理解 NFT和滴灌系統的具體運作。

選擇水耕系統之外,我們還需要為植物選擇栽培介質。

任務:觀察不同栽培介質

圖7 陶粒

圖9 岩綿

任務:重組水耕系統

圖8 珍珠岩

圖10 椰糠

圖11 重組水耕系統

1 我們會用 作栽培介質。

2 這介質是 硬/軟 的。

知識鞏固

配對題

水箱 支撐植物

植床 將水由水箱傳送至水床

水泵 支撐植床

水床 儲水

自我評估

我學會了:

認出水耕系統的組件。

認識不同種類的水耕系統。

分辨不同種類的水耕材質。

種子 3

學習目標

◆ 認識種子的功能

◆ 識別種子的部份

熱身活動

與成熟的植物不同,種子並不能自行生產食物。它們從哪裡獲 得食物?

課堂學習

種子使植物能生出更多與自身相似的植物,換言之,種子使植 物能 繁殖 。

種子有不同形狀和大小,有些小如鹽粒,有些則大如指甲。

圖13 種子的內部

種皮 保護種子。

胚 植物的「胎兒」。

食物儲備,即胚乳 為植物的胎兒儲存食物。

植物發芽後會長出 本葉 。那時,多數植物會開始進行光合作 用,自行製造食物。緊記要待幼苗長出本葉後才移植它們。

圖14 本葉

任務:移植

幼苗發芽後,我們可以將它們由海綿移植至植床。

1 小心地分開海綿。 2 觀察幼苗的根部。

3 將所有根放入植床的孔。

圖15 移植

知識鞏固

是非題

試在正確陳述的 內填上 ,錯誤陳述的 內填上 。

種子不用泥土也可發芽。

植物不用水也可生長。

本葉可以進行光合作用,為植物製造食物。

自我評估

我學會了:

種子的功能。

識別種子的部份。

營養

學習目標

◆ 認識植物的主要營養:氮磷鉀( NPK)

◆ 認識營養對植物的重要

◆ 認識如何透過葉子看出植物營養失衡

◆ 測試水耕系統的營養水平

◆ 調整營養水平

熱身活動

植物用 人類用

課堂學習

植物需要七種主要營養才能健康成長。

主要營養

以上主要營養當中,最重要的三種是氮、磷酸、鉀(英文簡稱 NPK)。

太多或太少營養都不利植物的健康。如果我們從葉子觀察到以 下問題,就可能需要調整所用的肥料: 圖16 營養不足

如果我們不能提供適當份量的營養,水果就可能會受損。

圖17 鈣質不足的蕃茄和燈籠椒

任務:測試水耕系統的營養水平

我們可以藉量度水的導電性( electrical conductivity,簡稱 EC) 量度營養水平。 EC 越高,營養含量越高。我們要種生菜,目標 讀數是 1. 3。

圖18 量度導電性的設備

1 將設備的底部放入水中。 2 它會顯示 EC讀數兩至三秒。

1 葉子顏色: 綠/黃/啡

2 結構: 筆直/太軟、枯萎

3 EC讀數: EC讀數 低於/等於/高於 目標讀數。

任務:調整營養水平

1 加入營養液 A和 B。 2 讓水泵運作十分鐘。

3 再一次量度 EC。

1 所加入營養液 A的份量: mL

2 所加入營養液 B的份量: mL

3 新的 EC讀數: EC讀數 低於/等於/高於 目標讀數。

知識鞏固

配對題

營養 幫助 …… 生長

氮( N) 莖和葉

磷酸( P) 花

鉀( K) 根部

自我評估

我學會了:

植物的主要營養。

營養對植物的重要。

營養不足或過剩的影響。

量度和調整水耕系統的營養水平。 樣本

害蟲和益蟲

學習目標

◆ 識別常有的害蟲和益蟲

◆ 認識益蟲的重要

◆ 認識害蟲帶來的損害

◆ 識別防治蟲害的工具

◆ 觀察害蟲和益蟲

熱身活動

網上資源 蜜蜂能做什麼? http://ct18.etextbook.hk/hf0151

課堂學習

熊蜂是溫室農作物的主要授粉者之一。

另一方面,害蟲會傷害植物。例如蚜蟲會吸吮樹汁,使植物變 弱;粉蝨傳播疾病,並且令葉子上長出黑色霉菌。

表1 被這些害蟲損傷的農作物圖片

有一些益蟲可以幫我們在耕作時控制蟲害。例如,

為免害蟲傷害植物,農夫會用殺蟲劑或殺真菌劑,如樹油、礦 物油和化學殺蟲劑。而我們會用黃色的黏蟲紙去捕捉害蟲。

圖21 蕃茄溫室內的黃色黏蟲紙

圖22 黏蟲紙捕捉到的害蟲 殺蟲劑

殺蟲劑是用來殺死害蟲的化學物質。

圖23 噴灑殺蟲劑

圖24 化學殺蟲劑

天然殺蟲劑是由植物成分製成的有機殺蟲劑。

圖25 苦楝油

圖26 任務:觀察害蟲和益蟲

知識鞏固

是非題

試在正確陳述的 內填上 ,錯誤陳述的 內填上 。

所有昆蟲都對植物有害。

我們只能用化學殺蟲劑控制蟲害。

自我評估

我學會了:

識別常有的害蟲和益蟲。

益蟲的重要。

害蟲帶來的損害。

常見的蟲害防治技術。

觀察害蟲和益蟲。

認識根部

學習目標

◆ 認識根部的功能

◆ 識別兩類根部

◆ 說出常見根莖類蔬菜的名稱

◆ 辨別根部和塊莖

◆ 移植幼苗/收成

熱身活動

植物如何吸收水分和營養?

課堂學習

大多數植物的根部都是埋在泥土中。不過,有一些植物的根是 氣根(在地面或水面上)。

圖27 泥土中的根例子 圖28 氣根例子 根的功能包括:

1. 吸收水分和營養

2. 儲存水分和營養

3. 將植物固定在地面

一條主根由植物的莖往下生長

主根分叉成很多條較小的側根 很多條根往不同方向生長

一些常見的蔬菜是在地下生長的根,例如紅蘿蔔和洋蔥。

馬鈴薯也是根嗎?

不是,馬鈴薯是塊莖。

塊莖 是植物中擴大了的結構,用來儲存養分。塊莖和根相似,

但它們不是完全相同的!

任務:收成

1 雙手抓住生菜底部。 2 輕輕拔出生菜。

3 包著底部周圍的根。 4 觀察這些根。

5 將生菜放入袋。

提提你

• 不要切走或移除根部,否則生菜會很快脫水。

• 不要吃根部。

• 享用生菜的最好方法是用它做沙律。如果你將生菜拿去炒, 它就會縮小,因為高熱力會帶走其水分。

任務:觀察根部結構

在以下空格貼上照片或畫上你觀察到的事物:

1 長度: cm

2 闊度: cm

3 我們的植物有 軸/鬚 根。

知識鞏固

是非題

試在正確陳述的 內填上 ,錯誤陳述的 內填上 。

有鬚根的植物沒有主根。

紅蘿蔔是根莖類蔬菜。

自我評估

我學會了:

認識根部的功能。

識別兩類根部。

說出常見根莖類蔬菜的名稱。

辨別根部和塊莖。

學習目標

◆ 認識 pH值和水溫對植物的重要

◆ 量度 pH值

熱身活動

我們可以用水取代泥土。那麼用汽水也可以嗎? 不可以。汽水對人類和植物而言都是不健康的!

汽水的味道是 鹹/酸 的。

課堂學習

化學中,酸味液體是酸性的。我們用 pH 值量度液體的酸鹼度, 數值範圍為 0至 14。

例子 可口可樂、醋

pH 值影響植物養分的含量。養分的含量取決於栽培介質的 pH 值。

泥土的pH值如何影響植物養分的含量

圖31 不同pH值下植物養分的含量

我們的水耕系統的理想 pH 水平是 5 . 5 至 6 。如果 pH 值偏離了理想 水平,植物就未必能茁壯成長。

圖32 不同pH值下生長的葉子 圖33 不同pH值下生長的花朵

任務:量度pH值

我們會用 pH試紙量度水的 pH值。

圖34 pH試紙

1 用 pH試紙點一點水。

2 比較試紙和樣本的顏色。

1 水的 pH值:

2 這 適合/不適合 植物生長,因為 。 任務:量度水溫

知識鞏固

是非題

試在正確陳述的 內填上 ,錯誤陳述的 內填上 。

pH值不影響植物養分的含量。

蒸餾水( pH值 = 7)最適合植物生長。

栽種植物的理想環境是微酸的。

自我評估

我學會了:

pH值對植物的重要。

pH值失衡的影響。

量度 pH值和水溫。

收成、討論和反思

你從水耕學到什麼?

1 你如何烹調你的蔬菜?味道如何?

2 如果你要售賣你的蔬菜,價錢會是多少?

3 你有沒有買過菜?你記得生菜的價錢嗎?

4 我們可以在家種菜嗎?為什麼?怎樣做到?

5

我們可如何改善水耕系統,使我們能在學校種植更多蔬菜?

6

種植有趣嗎?你將來想種什麼蔬菜或植物?

7

你有學到更多有關耕種的知識嗎?從今天起,你會珍惜食物嗎?

其他問題

• 種生菜需時多久?

• 我們的水耕系統和國際太空站的水耕 系統有何分別?

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