如何撰写《生物学报》的科学论文

我们已经完成了实验，基于数据得出了结论并撰写了实验报告，该把这些信息整理进科学论文中了。假设我们要把论文投给名为《生物学报》的刊物。我们的论文将被同行评审，即它将接受植物学领域的专家的检验。我们的论文可能会被退回并要求进行修改或说明，因此，我们的论文需要清晰、完整地描述我们的研究。

标题

不利环境条件对芜菁、绿豆（豇豆）、豆瓣菜（水田芥）、萝卜（莱菔子）、向日葵（圆叶向日葵的变种矮向日葵）和万寿菊的发芽和生长的影响。

摘要

为了确定不利环境条件对植物的影响，我们测试了四组变量。实验A测试营养来源对于植物发芽和生长的影响。实验B测试了光照和水分条件对根的健康的影响。实验C测试了土壤酸碱度对植物发芽和生长的影响。实验D测试了光照对植物健康的影响。实验B、C和D测试了在一系列不利环境条件下植物的反应，而实验A作为实验C的假性对照组。我们在实验A、B和D中的发现表明植物可以在不利环境条件下生存，但是在有利环境条件下植物能达到最佳健康和生长状态。然而，我们在实验C中的发现与我们的假设并不相符。

引言

在达不到适宜生长条件时，植物可以在不利环境条件下生存。但是，不同植物的适宜生长条件并不相同。植物有不同需要，把让一种植物欣欣向荣的光照、水分和营养等量用在另一种植物上，可能会伤害这一植物甚至致其死亡。误用这些因素会影响植物生长。

对于任何有室内花园的人来说，光照是重要的考虑因素，因为如果使用不当，人造光也同样会造成问题。一盏人造植物灯也许不会发出和阳光等量的紫外线，但是，它在发出热辐射的同时仍然会产生紫外线辐射。过多的光照会伤害植物，造成植物畸形、茎叶晒伤或变色。同样，为了健康生长，植物也有最低限度的光照需求。植物距离光源太远会导致生长缓慢，给植物带来生存压力。有压力的植物比健康植物更容易得病、遭受虫害和滋生真菌。

与在有利环境条件下生长的植物相比，在不利条件下生长的植物长势欠佳。如果我们把芜菁、绿豆、萝卜、万寿菊、吉诺维斯罗勒、矮向日葵和豆瓣菜置于不同的温度、光照和营养条件下，在不利环境条件下植物都比在有利条件下长得慢。

材料和方法

实验A：肥料对生长的影响

为了测试营养成分对植物生长的影响，绿豆被分别栽种于5个装着释水聚合物的杯子中。之所以选择这种聚合物作为生长介质，是因为它的pH呈相对中性，且不含有其他营养因素。5个杯子都用同样的瓶装矿泉水灌溉。对照组A中除了水中的营养和作为一开始的养料来源——种子的子叶之外，没有添加任何营养成分。

变量组1a中添加了10-5-14氮磷钾肥料溶液。变量组2a中添加了4-3-6氮磷钾肥料溶液。变量组3a中添加了骨粉肥料。变量组4a中添加了一种植物生长激素赤霉素。我们每天观察两次这些植物的发芽和生长迹象，两次之间间隔12小时。生长速度以厘米为单位进行测量。实验持续14天。

实验B：根的健康

为了测试光照和水的流动性对根的健康的影响，我们在水培环境中栽种了5丛吉诺维斯罗勒，并等到它们长到成熟。六周后，我们拔出了4丛吉诺维斯罗勒，只保留一丛作为对照组B。在实验前就我们测量了每组植物的根的长度，对照组、变量组2b、变量组3b测得长度为33厘米，变量组1b和变量组4b测得长度为33.5厘米。

我们将变量组1b的植物置于一个透明的容器中，使阳光和其他周围环境的光能照到根部。变量组2b的植物也被置于一个透明容器中，完全暴露在阳光下。我们每两天会将这两组植物容器中的水抽干并换新鲜的水，以此模拟对照组B中的水循环机制。变量组3b和变量组4b中的植物被置于不透明的容器中，遮挡光线使其无法照射到根部，以此模拟对照组的黑暗环境。我们每隔6天抽干变量组3b容器中的水并换上新鲜的水。而变量组4b一直没有换水。14天后，我们从容器中取出植物，检查它们的情况。

实验C：土壤酸碱度

为了测试土壤酸碱度对种子发芽速度和整体生长速度的影响，我们将5组种子栽种在5个种子培养皿中，每组包含6种植物种子，每个容器中有6块水培海绵作为生长介质。用作实验的6种种子是：绿豆、芜菁、矮向日葵、红萝卜、万寿菊和豆瓣菜。根据栽种建议，我们在每块水培生长海绵上种3颗种子，而矮向日葵种子则在每块上种了2颗。对照组C除了在生长介质和水中的营养外，没有额外补充任何营养。变量组1c每天灌溉酸性溶液，而变量组2c则灌溉浓度为变量组1c溶液浓度两倍的酸性溶液。变量组3c每天灌溉碱性溶液，而变量组4c灌溉的碱性溶液浓度是变量组3c的两倍。

实验C由于外部因素失败了，因此我们修改后重新进行了实验：所有的培养皿中没有使用厚实的水培海绵，而是用了中性的椰子纤维土代替。

实验D：光照

为了测试不同光照水平对植物的影响，我们把5棵吉诺维斯罗勒培植到成熟后，将其中4棵移栽到不同地方，还有1棵留在原处作为对照组D，并根据生产商的建议放置在离光源一定距离的地方。

我们将变量组1d放置在一直接触到光源的地方，变量组2d放置在离光源2英寸的地方，变量组3d放置在离光源5英尺的地方，变量组4d放置在离光源10英尺的地方。所有实验小组都使用同样的全光谱LED灯源，并放置在封闭环境中确保不接触到其他光源。

实验结果

实验A：肥料对生长的影响

进行实验7天后，所有5个小组都没有肉眼可见的变化，我们将绿豆从生长介质中“挖掘”出来检查种子的健康状态，发现种子并不像预期的那样向上生长。释水聚合物是透明的，阳光从四处穿透进来。虽然绿豆得到的大部分光线来自于容器顶部的全光谱生长灯，但是周围环境中的光线还是从其他方向照射进来。在绿豆种子发芽时，有些芽就朝着水平方向长。

因为发芽发生在释水聚合物表层之下，我们无法确定发芽日期。为了让豆芽向上生长，我们在杯子外层包上铝箔，待豆芽冲破表层后再将铝箔移走，绿豆将继续向上生长。(www.xing528.com)

对照组A中的植物叶子生长速度比其他组更快，根系的生长处于平均水平。变量组1a植物在所有实验小组中根系发展最早也最深。变量组2a和变量组3a中植物的生长速度比对照组慢，而且，根端和种子外皮显示出早期腐烂的迹象。我们后来在变量组3a中发现了霉菌的存在，在实验结束前植物就腐烂死亡。

图1　实验A植物长势图。中位数A是实验结束时的植物高度的中位数，中位数B是去掉植物死亡的变量组3的数据后，实验结束时植物高度的中位数

变量组4a的杯子边上出现了一个黑色的霉斑。虽然种子发芽了，但是子叶萌芽的时间比其他实验组晚了几天。这组豆芽在实验结束时还活着，但是霉菌还是影响了它的整体生长。

图2　变量组1a植物的根系比其他组发达很多

图3　对照组A的植物叶子比其他组生长得更快

实验B：根的健康

对照组B中植物拥有健康的白色根系，从根系最长部分的一端到根部顶端长35厘米。变量组1b和变量组2b植物的根部整体上有点发黑，一簇根系旁边有几根单独的根完全发黑了。这表明有些根已经死亡，整个根系开始腐烂。两组根都测得长34厘米，比对照组B的根系短一些。

变量组3b和变量组4b中植物的根部腐烂得更厉害。这两组的整个根部发黑，大部分根是黑色的，只有极少的根是健康的。许多根已经掉落，把植物拿出来时，根还残留在容器中。许多根须看上去好像有粘胶涂料，发出刺鼻的腐烂蔬菜味。整体根系的长度为27厘米，比实验前测得的还短。

图4　变量组4b中腐烂的根系

实验C：土壤酸碱度

第一次进行实验C时因为停电引发了霉菌生长，所有植物死亡，实验失败。后来我们重新进行了实验。

图5　实验C的对照组

对照组C在栽种后72—96小时内发芽，先后顺序为：芜菁、萝卜、豆瓣菜、万寿菊、矮向日葵和绿豆。被置于增加碱性的土壤中的变量组3c，种子在第三天中间就按照对照组C一样的顺序发芽了。被置于两倍碱性土壤中的变量组4c，种子也在第三天中间以同样的顺序发芽了，并且整体长得比变量组3c中的植物高。在发芽测量中，变量组3c和变量组4c中的植物都比对照组C中的植物长得高，而对照组C中的植物叶子长得更大。

图6　实验C的变量组4c中的植物长势比对照组好很多

变量组1c和变量组2c中的种子栽种后到了120小时（5天）还没有发芽，我们将上面的土小心移开，确定种子的状态。这两组中每种植物至少有2颗种子已发芽，但是它们的长势慢于其他三组。变量组2c中的芜菁的早期根系比其他组更发达。除此之外两组中的其他植物生长速度一致。在14天后，这两组中的植物高度不超过4厘米。

植物继续生长，变量组4c中的所有植物始终比变量3c组中的植物高1厘米，比对照组C中的植物高2厘米。对照组中的所有植物叶子也一直比其他组大。

实验D：光照

对照组D和变量组2d中的植物整体健康状态最佳。它们的叶子颜色和形状正常，茎坚硬而柔韧。变量组2d中植物顶端的叶子稍微有点发黄。为了保持实验组和光源的距离固定，我们每36小时会调整两个实验组的位置。变量组3d的位置4天调整一次，植物比对照组和变量组2d中的植物生长速度慢。变量组4d中的植物长得又细又长，大多数叶子都枯萎了。

变量组1d中的植物受到的影响最大。因为与光源一直接触，植物顶端的叶子受损，和光源直接接触的叶子呈畸形，有棕色斑点并且脱色。

图7　变量组1d中的叶子因为过多暴露于光和热而产生畸形

图8　变量组1d中的叶子因为接近光源而脱色、烧坏。左边显示了一张健康的叶子以供比较

讨论

正如实验B、C和D显示，植物可以在数种不同的不利环境条件下生存，这并不意味着它们在那些条件下长势良好。实验B和D证实了植物在不利环境条件下比在有利条件下长得差这个假设。然而，因为实验C的结果，该假设并不完全成立。

实验C显示，与中性和碱性土壤中的植物相比，酸性土壤中的植物整体生长缓慢。出人意料的是，在变量组3c和变量组4c的碱性环境下的植物，比在酸性环境中长得更好。萝卜和芜菁偏爱中性或略偏酸性的土壤。在碱性小组中的这两种植物本应该比酸性小组或中性对照组生长得慢得多。

变量组2c中的芜菁的根须要比对照组和碱性土壤小组中发达得多。这表明有其他影响植物生长的潜在因素，或者以后的研究应该采用其他的测量方法来查明其中的差异。