Беспроводной цифровой датчик углекислого газа PASCO открывает невероятные возможности для учеников, изучающих явления фотосинтеза и дыхания в окружающей среде. В этой статье мы расскажем, как ученики могут использовать обыкновенную пластиковую банку для экспериментов по измерению скорости протекания процессов фотосинтеза и дыхания в разнообразных условиях и обстоятельствах.
Почва играет важную роль в углеродном цикле и формировании климата, поскольку она является поглотителем углерода, выделяя CO2 из атмосферы. Верхние слои почвы содержат органические вещества, активно разлагаемые микробами, насекомыми, червями и другими организмами.
Углеродным циклом называют круговорот этого элемента между живыми организмами и неорганической средой. На схеме изображены основные процессы цикла.
В то время как в процессе дыхания почвенных организмов разлагается органическое вещество и выделяется CO2, растения занимаются фотосинтезом, поглощая CO2 из атмосферы. Это и есть часть углеродного цикла Земли, CO2 движется в двух направлениях – в атмосферу из почвы и из атмосферы в растения. Мы называем это явление «поток CO2». При помощи беспроводного цифрового датчика углекислого газа PASCO учащиеся могут исследовать углеродный цикл, биологию растений и почвы и изменения климата, измеряя поток CO2.
Скорость потока зависит от большого количества факторов. Если говорить о почве, скорость производства CO2 зависит от:
- Состава и типа органической материи в почве;
- Температуры;
- Влажности;
- Солнечного света;
- Химических процессов, протекающих в почве.
Если говорить о растениях, скорость производства CO2 зависит от:
- Типа и количества растений;
- Температуры;
- Влажности;
- Солнечного света;
- Химических процессов, протекающих в почве.
Углеродный поток может изменяться с погодой, в течение дня и со сменой сезонов.
Сбор и интерпретация данных. Интеграция ряда аналитических результатов может стать основой для создания модели углеродного цикла Земли и разработки решений таких проблем, как изменение климата и производство продуктов питания.
Ученики могут определять собственные цели исследования, анализировать результаты и создавать сценарии различных контролируемых экспериментов при помощи закрытой камеры. Большинство экспериментов будут рассматривать концентрацию CO2 внутри камеры как зависимую величину и исследовать влияние на нее независимой величины, выбранной учеником.
Учащиеся могут определить интенсивность потока CO2 на почве, в лесу, в участках, находящихся на солнце или в тени, и при прочих условиях. В целом, когда камера находится на чистой почве или прикрытой листьями, концентрация углерода ожидаемо возрастет за короткий период времени (5-10 минут). Для проведения более длительных исследований датчик можно перевести в режим автономного сбора данных (он будет записывать показания во встроенную память) и оставить на 24 часа или пока не кончится заряд аккумулятора.
Камеру можно расположить поверх растений, которые могут поместиться внутри нее. В таком случае концентрация CO2 внутри камеры должна снизиться, однако возможен и обратный эффект, вызванный дыхательным процессом.
Камера изготавливается из пластиковой банки или контейнера, доступных в любом магазине.
- Начертите прямую линию вокруг банки, затем разрежьте ее пополам при помощи ножа, чтобы получились две больших пластиковых камеры, открытые снизу и закрытые сверху.
- Теперь есть два варианта. Вы можете вырезать сверху отверстие для датчика углекислого газа при помощи дрели или ножа. Отверстие должно быть точно рассчитано под корпус датчика, чтобы камера с вставленным датчиком не пропускала воздух. Также в этом может помочь оклейка отверстия липкой лентой. Датчик можно также разместить внутри банки, поскольку он является беспроводным.
- Камера готова для экспериментов, ее можно расположить поверх почвы и замерить поток углерода.
Если вы не настроены проводить данный эксперимент на открытом воздухе - не беда! Провести подобный эксперимент в помещении позволит . Это акриловая камера, специально разработанная для создания модели экосистемы и её последующего исследования. Она позволяет использовать до трех цифровых датчиков PASCO, а это значит, что, помимо датчика углекислого газа, вы можете использовать:
- с
По материалам статьи Брюса Татерка, учителя школы Вест Моррис Мендхем в Нью Джерси, США.
Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.