小小綠豆知多少?  

 

一、研究動機:

最近常常看到街上賣著三瓶椰子水一百元的廣告,想著椰子水可供給椰子發芽用,是否也能當做營養液促進綠豆種子發芽?於是和幾位同學一起來研究這個問題;同時也引發我們對小小綠豆發現了一些有趣的問題,而做進一步的探討。

 

二、研究目的:

  (一)、綠豆種子萌芽之探討。

       1 、種子發芽時是否產生熱能。

      2、比較在不同水量的環境下發芽情形。

      3、比較綠豆種子在透光和不透光環境下的生長情形。 

  (二)、探討椰子汁是否能促進綠豆生長。

 (三)、比較市場販賣的綠豆芽與浸泡清水和浸泡藥劑所生長綠豆芽之差異。

 (四)、探討綠豆幼苗根的再生情形。

 (五)探討綠豆幼苗在無根狀態下有子葉和無子葉的生長情形。

 (六)探討綠豆種子在經過不同溫度的處理後其發芽情形的差異。

 

三、研究設備器材:

    綠豆(採用發芽率99%之綠豆做實驗)、速大多藥劑、培養皿、量杯、量筒、鋁箔紙、針筒、尺、濾紙、水族箱、小馬達、椰子汁、小刀、烤箱、 冰箱、溫度計、塑膠盤、人造土。

 

四、研究過程

實驗一~1:探討種子發芽時是否產生熱能

 《研究過程》:

     1.將60克的綠豆放入A保麗龍杯內,加入75cc清水,並加以密封,經12小時後以溫度計測量每三小時杯內溫度之變化。

     2.在B保麗龍杯內加入60克的綠豆,並加以密封,經12小時後以溫度計每三小時測量杯內溫度之變化。

  《研究結果》:

        時間

     溫度

處理方式

12小時

15小時

18小時

21小時

24小時

27小時

30小時

33小時

36小時

A保麗龍杯

 

23度

 

 

24度

 

25度

26度

26.5度

26.5度

26.5度

26.5度

26度

 

B保麗龍杯

 

23度

23度

23.5度

24度

23度

23度

23度

23度

23.5度

 

《發現》:

      (1)、在前幾個小時,保麗龍杯雖然是密封但杯內溫度會隨著杯外室溫的改變而改變。

     (2)、在12小時後,加入75cc清水的A保麗龍杯溫度明顯上升而不再受杯外室溫的影響而升降。

       (3)、在30小時後搖動A保麗龍杯已聽不到綠豆滾動的聲音,可見綠豆發芽已塞滿了杯底,而溫度不再上升。

       (4)、36小時後打開A保麗龍杯發現已無水分,種子全萌芽而且長出長而白的根。

 

實驗一~2:比較在不同水量的環境下綠豆的發芽情形

 《研究過程》:

    1、將40顆綠豆分成四組,分別放在

      (1)、濕濾紙上,以量杯裝著。每日給2.5cc水量以保持濕潤。

      (2)、以量杯裝20 cc的水,讓種子泡在淺水中,水量僅覆蓋種子即可。

      (3)、以量杯裝450 cc的水,讓種子泡在深水中,種子離水面10公分。

      (4)、放入裝有6400cc水量的打氣水族箱內,並以鐵濾網放置種子,使不致漂浮。

        2、觀察記錄

          (1)、每日記錄發芽數。

          (2)、經七日後再記錄綠豆莖的長度。

    

《研究結果》:

 (1)、每日記錄發芽數(如下表)

   時間

  顆數                

處理方式

1 天

2 天

3 天

4 天

5 天

發芽率

 

濕濾紙

 

10

10

10

10

10

100%

 

淺水中

 

10

10

10

10

10

100%

 

深水中

 

2

6

8

10

10

100%

打氣

水族箱

 

6

8

8

9

9

90%

 

    (2)、經七日後再記錄綠豆莖的長度(如下表)

          

  長度

處理方式

1顆

2顆

3顆

4顆

5顆

6顆

7顆

8顆

9顆

10

平均

 

濕濾紙

 

3.2

1.8

2.5

2.3

4.0

3.5.

4.5

3.2

4.8

4.0

3.38

 

淺水中

 

0.9

1.8

4.6

0.5

3.6

3.7

1.3

2.3

1.0

1.3

2.1

 

深水中

 

0.3

0.6

0.6

0.3

0.4

0.6

0.5

0.5

0.3

0.5

0.46

打氣

水族箱

 

1.5

1.6

1.2

2.0

2.2

1.3

1.7

1.5

沒發芽

.0.3

1.47

  

  《發現》:

1、 放在濕濾紙上、淺水中的種子發芽的較快,在深水中的種子發芽的慢,同時也長得緩慢。

2、 泡在水中的種子種皮容易脫落,根易斷,子葉保持淡黃色。

3、 在濕濾紙上的種子,子葉漸變為紫色,根和莖長度差距較小。

4、 在淺水中及水族箱中的種子,根和莖差距很大,根較長。

5、 泡在深水裡的種子發芽緩慢,水變得混濁,最後爛掉。

6、 綠豆發芽、生長需要充足的空氣和水分,但不需要太多的水分。

 

實驗一~3:比較種子在透光和不透光環境下生長情形

   《研究過程》:

        (1)、將20顆綠豆泡水7小時後,每10顆為一組,分別放入兩個裝有人造土的塑膠盤內,一個放入遮光紙箱內,一個放在箱外。每天給予5cc的水,以觀察生長情形。

  《研究結果》:

   (1)、發芽情形(如下表)

       時間

   發芽個數

處理方式

 

  第一天

 

  第二天

 

  第三天

 

  第四天

 

  發芽率

  透光

2

6

7

9

90%

  不透光

5

9

10

10

100%

(2)、經泡水放入裝有人造土的塑膠盤六天後每顆綠豆生長情形如下表(高度單位:公分):

    顆數                         高度

處理方式

 

1 顆

 

2 顆

 

3 顆

 

4 顆

 

5 顆

 

6 顆

 

7 顆

 

8顆

 

9顆

 

10顆

 

平均

 

 

 

 

 

2

1

1

1

0.5

0.5

0.5

0.6

0.7

沒發芽

0.86

 

 

2.5

3

0.8

1.5

0.2

1.5

0.5

1

1.3

沒發芽

1.36

 

 

 

 

 

4

1.5

1.3

1

1.2

1.5

3

3

2.5

1.5

2.05

 

 

5.5

0.7

2.5

1

0.7

1.1

2.2

4

3.5

2.3

2.35

 

《發現》:

    1.箱內溫度大約比箱外室溫高了0.5度。

    2.箱內沒照射到陽光的種子,萌芽或根、莖生長的情形都比透光的種子快。

    3.箱內沒照射到陽光的種子,長出的根、莖的顏色都比透光的種子白。

    4.經泡水放入裝有人造土的塑膠盤六天後再經一星期,發現箱內沒照射到陽光的種子其葉片呈現黃色且較小,箱外透光的種子其根、莖為淡綠且略帶紫紅色,葉片則較綠且大。

 

 

實驗二 : 探討椰子汁是否能促進綠豆生長

  《研究過程》:1.將椰子汁和水混合,調出一定比例的溶液。(如下表)

含椰水

  濃度

類別

0%

全清水

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

全椰子水

清水

 (cc)

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

椰子水

 (cc)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

        2.將11個培養皿各放置一張濾紙和20顆綠豆再各加入15cc調配好的溶液,以培養綠豆發芽。

        3.每天再給予5cc相同比例的溶液。

        4.觀察記錄發芽生長的情形。

   《研究結果》:1.發芽的情形(如下表)

  濃度

 顆數

時間

 

全清水

 

10%

 

20%

 

30%

 

40%

 

50%

 

60%

 

70%

 

80%

 

90%

 

全椰子水

 

第二天

 

20

18

19

20

18

17

13

13

7

2

0

 

第三天

 

20

19

19

20

19

18

18

13

16

8

1

 

第四天

 

20

19

20

20

發霉

停止

生長

發霉

停止生長

發霉

停止生長

發霉

停止生長

發霉

停止生長

發霉

停止生長

發霉

停止

生長

 

第五天

 

20

19

20

20

發霉

停止生長

發霉

停止生長

發霉

停止生長

發霉

停止生長

發霉

停止生長

發霉

停止生長

發霉

停止

生長

  

  

《研究結果》:2.生長的情形如下表:(單位:公分)

   濃度

平均高度                                                

日數

全清水

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

全椰子水

 

第四天

 

2.8

1.5

1.3

0.9

子葉

發霉

 

子葉

發霉

 

子葉發霉

 

子葉發霉

 

子葉發霉

 

子葉

發霉

 

子葉

發霉

 

 

第五天

 

5.8

2.2

2.2

1.3

子葉

發霉

 

子葉發霉

 

子葉發霉

 

子葉發霉

 

子葉發霉

 

子葉

發霉

 

子葉

發霉

 

 

第六天

 

6.8

3.2

3

子葉發霉

2.5

子葉發霉

子葉

發霉

停止

生長

子葉發霉

停止生長

子葉發霉

停止生長

子葉發霉

停止生長

子葉發霉

停止生長

子葉

發霉

停止

生長

子葉

發霉

停止

生長

 

第七天

 

8.5

5

3.2

子葉發霉

2.9

子葉發霉

子葉

發霉

停止

生長

子葉發霉

停止生長

子葉發霉

停止生長

子葉發霉

停止生長

子葉發霉

停止生長

子葉

發霉

停止

生長

子葉

發霉

停止

生長

 

《發現》

       1、溶液中椰子水濃度越高,則綠豆發芽越慢且越容易發霉而停止生長。

2、以清水滋潤的綠豆生長良好,莖、根都細且長。

3、含椰水濃度越低的溶液,綠豆初期仍可生長但莖粗肥,根肥短。有被抑制生長的現象。但最後仍發霉、發臭。

 

實驗三:比較市場販賣的綠豆芽與浸泡清水及浸泡藥劑所生長芽菜之差別

 

 《研究過程》:

  1.將20顆綠豆種子分成二組,各浸泡清水和速大多藥劑(已稀釋500倍)五小時後,再放入周圍以鋁箔紙遮光,杯底放置濾紙並以鋁箔紙蓋住杯口,量杯每日加入10cc的清水使其濕潤再將水倒出。

     2.記錄萌芽情形並和市場販賣的綠豆芽比較差異。

    《研究結果》:1.發芽情形(如下表)

                    

     時間

處理方式

第 二 天

第 三 天

   

第 五 天

 

 

浸水法

 

4

8

9

10

100%

 

  浸藥法

 

2

3

9

10

100%

 

2.生長情形(如下表)

 生長      

 

處 度

方式

1顆

2顆

3顆

4顆

5顆

6顆

7顆

8顆

9顆

10顆

 平均

 

浸水

 

2.0

4.0

2.8

6.0

2.3

3.8

2.7

7.2

2.5

2.8

3.0

10

2.3

3.5

2.7

7.7

2.3

3.3

1.6

3.2

2.4

5.2

 

浸藥

 

1.5

2.0

1.4

2.2

2.3

2.5

2.0

2.5

2.0

3.0

1.5

3.3

2.3

4.0

2.0

3.7

3.0

4.0

2.0

3.0

2.0

3.0

市場

販賣

 

6.0

2.5

6.0

1.0

5.5

2.0

5.0

1.5

4.5

1.5

5

1.5

5.5

1.5

6.0

1.5

4.5

2.0

4.8

1.5

5.3

1.7

 

 

《發現》

    1.浸過藥劑比浸水的種子發芽的慢。

 2.浸水的綠豆萌芽後生長初期,根部長的速度比莖部快。

        3.浸過藥的綠豆根部及莖的生長速度都較浸水的綠豆來得緩慢。

        4.市場販賣之豆芽菜,根部極短,莖長且肥胖。

        5.浸水的綠豆根為莖的2.16倍,浸過藥的綠豆根為莖的1.5倍,市場販賣之豆芽菜根為莖的0.32倍。

 

實驗四:探討綠豆幼苗根的再生情形

 

《研究過程》

1.先準備60棵已生長莖2公分且非常健康的綠豆幼苗,其中20棵剪莖0.5公分,另20棵除去根部,最後剩下的20棵幼苗,保留根0.5公分。

2. 將準備好的三張濾紙,分別放入三個培養皿A、B、C中,把剪莖0.5公分的幼苗放在A組,除去根部的幼苗放在B組,剩根0.5公分的幼苗放在C組。每棵都平放在培養皿中。

3.每天給予每個培養皿5c.c.的水。

 

 4.放在室內觀察、記錄生長情形。

 

《研究結果》:

 

 

1.再長出根的情形(如下表)

                 

           日數

長出根個數

處理方式

第 三 天

第 四 天

第 五 天

第 六 天

第 七 天

A剪莖0.5公分

 

0

0

3

18

20

B除去根部

 

5

9

19

20

20

C保留根0.5公分

 

20

20

20

20

20

 

《發現》:

   1.三組中每棵都有再生根的能力,再長的根全是鬚根,不再長出軸根。

  2.有保留0.5公分根的綠豆幼苗C組,再長出根的速度最快。剪莖0.5公分的綠豆幼苗A組再長出根的速度最慢。

   《研究結果》:

     2.生長情形:十天內生長情形如下

     (1).剪莖0.5公分的綠豆幼苗A組:未長出鬚根前,莖呈U型彎曲極欲直立,莖較細且軟而兩葉片很快的打開,直至長出鬚根後莖才逐漸直立。

      (2).除去根部的綠豆幼苗B組:初期莖較彎曲,粗而短,兩片葉子較慢打開,葉片最小;莖能直立後,高度比A組高,比C組矮。

     (3).保留根0.5公分的綠豆幼苗C組:再長出根的速度最快,葉片最大,兩片葉子最慢打開,莖最快直立,長得最好。

 

 實驗五:探討在綠豆幼苗在無根狀態下有子葉和無子葉的生長情形

 

《研究過程》:

 

1.                     先準備10棵莖已長到超過5公分且健康的綠豆幼苗,選出其中五棵,將子

 

     葉及根部切除,並讓莖剩餘5公分。

 

2.                     5棵幼苗則不切除子葉,只切除根部,莖部同樣剩餘5公分。

 

3.                     再將已準備好的2張濾紙各放入培養皿,把無根有子葉的5棵綠豆幼苗放在培養皿a中,剩下的另5棵無根無子葉的綠豆幼苗,放在培養皿 b中。

 

4.                     每天給予各培養皿5c.c.的清水。

 

《研究結果》:每日長出的長度(如下表)

 

      日數

   長度

處理方式

第 二 天

第 三 天

第 四 天

第 五 天

第 六 天

 

保留子葉

 

0.4cm

0.82cm

1.56cm

2.3cm

2.52cm

 

切除子葉

 

0.4cm

0.7cm

1.12cm

1.5cm

1.51cm

 

《發現》:

1.兩組的綠豆植物切除根部後是橫放在培養皿中,在觀察過程中發現每棵莖上半部會逐漸直立起來。推斷:因為無根可以紮根立起,所以只好由莖來立起,讓葉片可吸收陽光。

   2.兩組都有切除根部,在短時間內仍能夠生長。

   3.保留子葉的綠豆幼苗比切除子葉的綠豆長的快,保留子葉的綠豆幼苗葉片呈現深綠色而切除子葉的綠豆逐漸呈現翠綠色。

   4.保留子葉的綠豆幼苗,由於浸到水,子葉容易掉落下來。

   5.兩培養皿的幼苗均無長出根的現象。

 

實驗六:探討綠豆種子經過不同溫度的處理後其發芽情形。

《研究過程》:

   1、將每組20顆綠豆做不同溫度處理:

      (1).放入冰箱冷凍5分鐘。     

      (2).放入冰箱冷藏5分鐘。

      (3).放在室內桌上5分鐘。

      (4).放入烤箱以100度烘烤5分鐘。

      (5).放入烤箱以200度烘烤5分鐘。

   B2、將處理後的綠豆各放入裝有濾紙的培養皿中,觀察其發芽情形。

   《研究結果》:

 

處理方式

 

冷凍

冷藏

室溫

100度

200度

 

發芽數

 

20

20

20

0

0

 

  3、為進一步探討冷藏與冷凍對綠豆萌芽的影響,將每組20顆綠豆分別

  (1).放入冰箱(溫度-7度)冷凍4小時。

      (2).放入冰箱(溫度7度)冷藏4小時。    

      (3).放在室內桌上(溫度22度) 4小時。

    4.將處理後的綠豆各放入裝有濾紙的培養皿中,每日均給水5cc,觀察其發芽情形。

   《研究結果》:二天後萌芽情形(如下表)

                       處理方式

 

冷凍

冷藏

室溫

 

 發芽數

 

 

20

 

19

20

 

《發現》:

1、             綠豆經高溫烘烤會影響綠豆種子的發芽,使綠豆無法發芽。

2、綠豆經冷凍或冷藏的處理後,並不阻礙其萌芽。

 

   五、討論:

   (一)、實驗種子發芽是否產生熱能時,種子數不能太少且容器必需能隔熱;否則無法測出,因為每顆種子其產生的熱能很少。因實驗的容器是密閉,空氣有限,又因沒有持續加入清水而影響其發芽,使無法再釋出熱量,使溫度持續升高。

(二)、比較在不同水量的環境下,綠豆的發芽情形時,將綠豆放入打氣水族箱內,必須以鐵濾網放置種子,而不能用紗布包,因會使種子擠成一團,而容易腐爛。

(三)、綠豆種子長時間浸泡在水中,兩片子葉容易分開,根生長速率快,莖生長緩慢,影響其正常生長。

   (四)、孵綠豆芽如僅以清水讓其萌芽、生長,其根會長於莖,要能孵出短根及肥胖的銀芽必需經過特殊的處理。

   (五)、椰子汁和清水混合,比椰水濃度越高越不能促進綠豆芽生長。椰子汁不能促進綠豆芽生長,經過測試椰子汁是酸性,其椰肉和椰殼都是酸性的。

   (六)、因箱內的溫度高於箱外0.5度,沒照射到光線的種子萌芽、生長都較快,但也由於未照射到光線,所以葉黃、莖白而長。

   (七)、綠豆幼苗切斷部分的莖後,仍有再生根的能力,幼苗越小再生能力越強。由於莖有向上性,葉有向光性,所以莖會彎曲著持續向上生長。直至鬚根全長好,又是一棵健康的幼苗。

   (八)、切除根部,保留莖2公分的幼苗長出再生根比保留莖5公分的幼苗長出再生根快且健康。同樣是保留莖5公分的幼苗,切除子葉的幼苗比保留子葉的幼苗生長速度慢且逐漸衰弱。

   (九)、綠豆種子雖在較室溫微高的環境下能快速發芽,但經高溫烘烤處理卻會妨礙其發芽,而經冷凍、冷藏低溫處理後卻不影響其萌芽。難怪歷經數千年的種子仍能發芽。

 

六、結論:

 

   ()、綠豆萌芽會產生熱量。

()、適度的溫度、水分和空氣,才能使綠豆正常的萌芽。

       ()、將綠豆完全浸泡在水裡,缺乏空氣就無法生長;在有空氣之下僅能長出根來,但無法持續其生長,會爛掉。

()、短時間內培養綠豆芽菜,必需隔光、保持濕潤,在這條件下所生長的芽菜根長於莖,除非以藥物處理過才能使莖為根的幾倍長。

()、綠豆幼苗是生命力極強的植物,根斷了,可再由莖長出鬚根來以維持其生長。

()、綠豆種子雖在教室溫微高的環境下能快速發芽,但經高溫烘烤處理卻會妨礙其發芽,而經冷凍、冷藏低溫處理後卻不影響其萌芽。

()、椰子汁是酸性,會抑制綠豆萌芽,無法做為萌芽的營養液。

 

七、參考資料:

       ()、自然大百科 (6)農作物與水果  綠地球國際有限公司 85年9月

()、十萬個為什麼(農稼篇)  船塢出版社  75年1月

()、自力科學研習

()、中小學科學展覽優勝作品專輯(26~30)  國立台灣科學教育館