Hur du odlar ditt eget vetenskapliga experiment

February 11, 2022 paramo Svenska Artiklar 0

Den här artikeln är en i en serie Experiment avsedda att lära eleverna om hur naturvetenskap görs, från att generera en hypotes och designa ett experiment till att analysera resultaten med statistik. Du kan upprepa stegen här och jämföra dina resultat — eller använd detta som inspiration för att designa ditt eget experiment.

Ibland när du sköter en trädgård hamnar dina växter ser konstigt ledsen ut. Kanske är de korta och stubbiga, eller inte så lummiga som du skulle vilja. Det första som vissa kanske föreslår är att lägga till lite gödsel för att göra dina plantor större och högre. Men kommer gödselmedel att göra det? Här är ett experiment att ta reda på.

Förklarare: Befruktningsförmågan hos N och P

Växter är underverk. Med hjälp av koldioxid, ljus och vatten kan de göra socker ur (nästan) tomma luften. “Det mesta av en växt är gjord av koldioxid”, förklarar Jessica Savage. “Många gånger tror folk att växten växer eller är byggd av saker från jorden. Men det växer ur luften.” Som botaniker studerar Savage växter. Hon arbetar vid University of Minnesota i Duluth.

Växter kan inte helt överleva på enbart luft. De behöver några andra element. Till exempel har ryggraden i DNA – molekylen med växtens genetiska instruktioner – fosforatomer. Det gör också ATP, kemikalien som hjälper till att överföra energi runt en cell. Proteiner – molekyler som gör mycket av en cells arbete – behöver kväveatomer.

Vanster får vanligtvis kväve och fosfor från jorden. Vissa växter är kända som kvävefixerande. De kan dra kväve från luften och omvandla det till kvävehaltiga molekyler som växter kan använda. Men de flesta växter klarar inte av detta. De måste förlita sig på andra växter eller svampar för att omvandla kväve åt dem. De måste också få fosfor i form av fosfat (fosfor bundet till fyra syreatomer), som bryts ner från stenar i jorden.

Markar har mycket kväve och fosfor i sig. Men många gör det inte. Trädgårdsgödsel innehåller kväve och fosfor i former som växtrötter lätt kan slurpa upp. Med alla extra näringsämnen, säger gödselannonserna, kommer växter att växa sig större och snabbare.

Förklarare: Hur fotosyntes fungerar

“Om ges mycket ljus och kväve, kan de öka klorofyll och fotosyntes, säger Savage. Det kan innebära att växterna får fler löv. Med fler löv, konstaterar hon, kommer de att ha mer socker. Dessa sockerarter kan göras till fler växtmaterial. Med gödningsmedel, förklarar Savage, borde växter bli större, eftersom de kommer att göra mer socker.

Frågan är om de gödslade växterna kommer att få större rötter, större blad eller både och. “Kommer de att fokusera på att växa över eller under jord?” frågar hon.

Det är en hypotes jag kan testa. Min hypotes är att befruktade växter kommer att vara större än de som inte är befruktade.

Du behöver inte för mycket grejer för det här experimentet. En bra anteckningsbok, små krukor, rädisafrön, ekologisk krukjord, gödsel och en plats med mycket sol.
B. Brookshire

Odla rädisa, odla

Jag köpte flera fröpaket, 24 små plastfrökrukor, växtgödsel och krukjord. Jag såg till att jorden inte innehöll tillsatt gödsel.

Jag ville ha något som jag kunde odla snabbt, som inte skulle ta mycket plats och som inte skulle bli för stort . Jag körde detta experiment i början av hösten i Maryland. Så jag visste att jag behövde en växt som kunde växa när det är svalt. Jag plockade rädisor, som växer bra i början av hösten eller våren. Vissa sorter kan växa en hel rädisa på bara 21 dagar.

      Rädisfrön är väldigt små. Håll koll så att du inte tappar några.

      B. Brookshire

Gör ett litet hål ungefär djupt på din fingertopp , tryck in fröet och täck (vänster). Du vill också hålla ihop dina växter, så att de får lika mycket sol och regn. Märk dem alla så att du vet vad som är befruktat och vilket som inte är det.

  • B. Brookshire

    • Jag behöll 12 av krukorna och ett paket frön för mig själv. Jag gav de andra 12 krukorna och det andra paketet med frön — tillsammans med lite gödningsmedel och jord — till min redaktör, Sarah Zielinski. Detta var för att ge ytterligare kontroll för lokalisering. När allt kommer omkring, tänk om min trädgård bara råkar vara mycket bättre för att odla växter? Tänk om det är värre? Genom att dela upp växterna mellan min trädgård och Sarahs, hoppades jag kunna se till att någon skillnad med växterna kom från gödselmedlet.

    Från noll till en fluffig bladväxt på bara tre veckor!B. Brookshire

    Sarah och jag sådde våra frön. Ibland spirar inte frön. Så vi planterade försiktigt fyra jämnt fördelade frön i varje kruka. Sex av mina krukor (och sex av Sarahs) fungerade som kontroller – krukor som inte fick gödsel. Våra andra sex behandlades med konstgödsel. För var och en av oss blev det upp till 24 kontrollfrön och 24 frön som skulle få gödsel.

    Det är viktigt att läsa och följa instruktionerna för den typ av gödningsmedel du använder. (Min krävde att blanda en liten kapsyl vätska med fem liter vatten.) För mycket kan orsaka gödselbränna, där växter brunnar eller till och med dör. Det beror på att kvävet i gödselblandningen är i form av ett salt som kallas ammoniumnitrat. Sådana salter i jorden kan få vatten att lämna växten och gå mot den salta jorden – en process som kallas osmos. Detta kan göra att plantan torkar ut och ser bränd ut.

    Vi vattnade alla plantorna lika med rent vatten varannan dag (om det inte regnade). En gång i veckan applicerade vi gödning på halva krukorna. Vi tog också bilder varje dag, så att vi kunde se växterna förändras med tiden.

    Som jag förväntade mig, spirade många av våra frön inte. Faktum är att bara en fjärdedel av mina grodde. Sarah har en grönare tumme. Hon odlade framgångsrikt hälften av sina.

    Fantastiska resultat

    Rädisorna var fortfarande för små för att väga, så vi mätte rot- och bladlängden.B . Brookshire

    Dag 21 var sanningens ögonblick! Sarah och jag tog fram rädisorna, vägde dem och mätte blad och rötter.

    Jag tog ut min första rädisa — och blev ganska besviken.

    Medan dessa växter kan mogna på 21 dagar, betyder det inte att de alltid gör. Våra rädisor var ganska ynkliga. Men det är inte dåligt. Trots allt, om alla rädisor hade vuxit tills de inte kunde bli större skulle det kanske vara svårare att se några skillnader från gödseln.

    Tyvärr var rädisorna så små att de vägde mindre än ett gram. De flesta hemköksvågar mäter inte massorna så små. Jag och Sarah satt fast och mätte längden på rötter och blad för att se om det var någon skillnad.

    Vi började med att räkna bladen på varje planta. Tillsammans odlade vi totalt 30 plantor som inte fick någon gödning. Dessa kontrollplantor hade i genomsnitt 4,1 blad. Vi odlade också 24 plantor i våra gödslade krukor. Dessa hade i snitt 5,3 blad. Det verkar som om de befruktade plantorna hade fler löv än kontrollplantorna.

    Kontrollen rädisa (vänster) ser en bra bit mindre ut än den befruktade till höger. Men spelar skillnaden någon roll? Odla alltid mer än två rädisor, tillräckligt för att göra statistik.B. Brookshire

    Men det betyder inte att skillnaden berodde på gödselmedlet. För att ta reda på det måste jag köra statistik – tester jag kan använda för att tolka mina data. I det här fallet har vi två grupper – befruktad och kontroll. Jag använde ett t-test, som kan användas för att jämföra två grupper med varandra. Det finns massor av webbplatser online som låter dig kopiera och klistra in dina data. Jag använde den här från GraphPad.

    Ett t-test ger dig ett p värde. A p värde är ett mått på sannolikheten att jag av en slump skulle se en variation mellan grupperna lika stor som den jag mätte. Vanligtvis uttrycks det som en decimal, till exempel 0,05. Det skulle vara fem procents sannolikhet att jag skulle få en lika stor eller större skillnad än den jag såg om det inte var någon verklig skillnad mellan grupperna. Forskare anser ofta p värden mindre än 0,05 vara meningsfulla – vad de kallar statistiskt signifikanta.

    I det här fallet var p-värdet mellan de befruktade och kontrollbladen 0,0001, eller 0,01 procent. Den skillnaden är statistiskt signifikant. Men det säger inte om skillnaden mellan de två är stor. En skillnad kan vara mycket liten och ändå vara statistiskt signifikant. För att ta reda på om jag har stor skillnad måste jag köra ett test som heter Cohen's d. Du kan också köra det gratis online. Jag använde kalkylatorn här.

    Detta är en tabell som visar resultaten av min statistik . De två översta raderna är det genomsnittliga antalet blad, genomsnittlig rotlängd och genomsnittlig bladlängd för kontroll (rad ett) och gödslade plantor (rad två). P-värdet från t-testen som jämför talen är rad tre, och Cohens d är rad fyra. Du kan se att alla mina resultat var statistiskt signifikanta. Men bara lövtalet och lövlängdsskillnaderna var stora.