Міністерство освіти та науки України

Школа І-ІІІ ступенів №5 Печерського району міста Києва

НАУКОВА РОБОТА

«ВПЛИВ СОЛЕЙ НІКЕЛЮ НА РІСТ РОСЛИН»

Виконала: учениця 7 класу

Корсак Я.О.

Керівник: Чібріков В.В.

Київ 2020

ЗМІСТ ВСТУП......................................................................................................... 3

РОЗДІЛ І. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ.............................................................................. 4

1.1 Роль рослин в природі та житті людини.............................................................. 4

Позитивні та негативні ефекти впливу солей Нікелю на ріст рослин....................... 4

РОЗДІЛ ІІ. ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ СОЛЕЙ НІКЕЛЮ НА ПРОЦЕС РОСТУ РОСЛИН.................................................................................................................... 6

2.1. Матеріали та методи проведення експерименту................................................. 6

2.2. Результати спостереження за ростом рослин..................................................... 7

2.2 Результати дослідження клітин рослин............................................................. 13

ВИСНОВКИ............................................................................................................ 15

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ.................................................................. 16

ВСТУП

Дослідження впливу різноманітних хімічних речовин на ріст рослин є актуальним напрямком для досліджень, через збільшення використання сільськогосподарських земель, ускладнені умови росту рослин через неякісну воду, недоцільне використання природних ресурсів землі. Метою роботи є дослідження впливу води із високим вмістом солей Нікелю на процес росту рослин. Для досягнення мети необхідно було виконати наступні завдання:

-                   Вивчити літературу щодо впливу солей Нікелю на процес росту рослин;

-                   Дослідити залежність процесу росту рослин від вмісту солей Нікелю; Таким чином, об’єктом дослідження стала рослина цибулі ріпчастої. Дана рослина була обрана завдяки невеликій тривалості процесу росту рослини, наочності зміни зовнішніх характеристик цибулі та простоті дослідження будови клітин цибулі. Предметом дослідження став вплив солей Нікелю на процес росту рослини.

Сформовано гіпотезу дослідження – наявність солей Нікелю у воді може негативно впливати на ріст рослин. 

 У роботі було використано декілька методів дослідження: вивчення літератури, спостереження за ростом рослин, опис, порівняння із контрольною рослиною, мікроскопічне дослідження клітин цибулі, вивчення отриманих результатів.   Робота є практичною, результати дослідження можна використати при підборі води для зрошення рослин на сільськогосподарських угіддях та присадибних ділянках. Обсяг роботи - 16 сторінок, використано 4 джерела інформації.

РОЗДІЛ І. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

1.1 Роль рослин в природі та житті людини

Важко оцінити складність та різноманіття процесів, котрі відбуваються у рослинних організмах. Так, появі життя на нашій планеті ми завдячуємо саме діяльності рослин. Адже без рослин ми б не мали повітря, придатного для дихання, земель, наповнених корисними речовинами та придатних для сільськогосподарської діяльності, клімату планети тощо. Однією із важливих ролей рослин є грунто- та киснеутворююча. Відмерлі рештки рослин руйнуються у землі впродовж тисяч років, розкладаючись на поживні речовини, тим самим слугуючи росту нових рослин. Про важливість утворення кисню рослинами і годі говорити – без кисню не було б життя.  Завдяки фотосинтезу збільшується кількість рослин та їх маса, кількість кисню в атмосфері. Проста речовина Оксигену – кисень, є основним чинником для життя живих організмів та у промисловості (горіння палива, виробництво новітніх матеріалів, науково-виробнича діяльність тощо), а зелену масу рослин можна використовувати як у вигляді їжі та корму, так і у вигляді будівельних матеріалів (дерево), добрив, для виготовлення ліків, добування хімічних речовин (каучук, волокна). Із впевненістю можна сказати, що кожна рослина є хімічною лабораторією, у котрій виробляються життєво необхідні речовини. 

 Також рослини відіграють значну роль у харчовому ланцюзі планети, споживаючи мінеральні речовини, воду та органіку та слугуючи їжею для тварин і людини. Очевидно, що від кількості рослин буде залежати якість нашого життя, а тому необхідно знати, як реагують рослини на різні хімічні речовини [1]. 

 Позитивні та негативні ефекти впливу солей Нікелю на ріст рослин

Будь-яка вода на нашій планеті є розчином солей. Даний показник води називають мінералізацією. Проте для питної та зрошувальної води необхідні певні кількості солей, надлишок чи недостача їх у воді може мати негативні наслідки. Так, максимально допустимий вміст Нікелю у водопровідній воді становить 0,0001 г/л Дана кількість хоч і є невеликою, але цього достатньо для росту рослин [2].

 Нікель відіграє важливу роль у процесах росту рослини. Він є складовою ферменту уреази, та в невеликих кількостях необхідний для метаболізму, а тому його не можна замінити жодною іншою речовиною. При цьому, солі Нікелю здатні легко проникати у клітини рослини, накопичуватися у вакуолях та цитоплазмі, що призводить до збільшеного споживання води рослиною. З іншого боку, існує небезпека надлишкового вмісту Нікелю у грунтах, що пов’язано із діяльністю хімічних підприємств, неправильною утилізацією побутових відходів (акумулятори, батарейки інше) та вітровому руйнуванню (ерозії) грунтів та гірських порід. Також у літературі зустрічаються матеріали, у яких говорять, що хлорид Нікелю сповільнював ріст зародків деяких рослин [3]. 

РОЗДІЛ ІІ. ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ СОЛЕЙ НІКЕЛЮ НА ПРОЦЕС РОСТУ РОСЛИН 

2.1. Матеріали та методи проведення експерименту

Дослідження проводилося в період січня-лютого 2020 року. В якості дослідної рослини використовували цибулю ріпчасту, яку вирощували у водопровідній (порівняльний зразок) воді та 0,5% -му розчині сульфату Нікелю (NiSO₄). Підкормлювання та заміну води проводили раз на тиждень. Максимально можливий вміст дослідних елементів у водопровідній воді наведено у Таблиці 1.

Табл.1 Гранично допустимий вміст дослідних речовин у водопровідній воді [4].

Під час спостереження за ростом рослини на 1,7, 14 та 21 день експерименту відзначали наступні спостереження:

-         Забарвлення, структура та розміри тіла цибулини, маса;

-         Поява коренів та стебел. Їх кількість, колір, довжина, товщина (діаметр), структура (в’ялі, набряклі, міцні);

-         Зміни, які відбулися із розчином (помутніння, посвітління, поява бульбашок, зменшення об’єму, утворення осаду);

-         Інше (поява         запаху,        подразливої         дії      на      очі,    проростання грибків/водорості/плісняви, гниття цибулини та інші).

Після спостереження за ростом рослини дослідні зразки були препаровані, приготовлено препарат зрізу клітин цибулі, препарат розглянуто на світловому мікроскопі при збільшенні в 64, 160 та 640 разів. При спостереженні дослідні зразки було описано та порівняно із контрольним зразком за такими показниками клітин цибулі:

-         Форма клітин (овальна, кругла, прямокутна, витягнута, наявність пустот між клітинами);

-         Колір клітин (світлий, темний, однорідний, неоднорідний, забарвлення клітин у інший колір);

-         Розмір та кількість клітин на дослідній площі препарату (великий, дрібний); - Інше.

2.2. Результати спостереження за ростом рослин

Рис.1. Контрольний (1) та дослідний (1а) зразок на час  початку експерименту (1 день). 

Рис.2. Контрольний (2) та дослідний (2а) зразок на 7 день експерименту

Рис.3. Контрольний (3) та дослідний (3а) зразок на 14 день експерименту

Рис.4. Контрольний (4) та дослідний (4а) зразок на час  закінчення експерименту (21 день).

Результати, отримані під час спостереження за ростом рослин, приведено у Табл.2. 

Табл.2 Спостереження за ростом контрольного  та дослідного зразків

2.2 Результати дослідження клітин рослин

Рис.5. Клітини контрольного (5) та дослідного (5а) зразків за збільшення в 640 разів. 

Рис.6. Клітини контрольного (6) та дослідного (6а) зразків за збільшення в 160 разів. 

Рис.7. Клітини контрольного (7) та дослідного (7а) зразків за збільшення в 64 рази.

Результати дослідження клітин рослин  приведено у Табл.3. В якості еталонних значень розмірів клітин, їх форми,кольору та кількості взято контрольний зразок.

Табл.3 Дослідження клітин контрольного та дослідного зразків

ВИСНОВКИ

Внаслідок проведення наукової роботи було становлено вплив сполук Нікелю на процес росту рослин. 

У всьому світі збільшується кількість важких металів, що потрапляють у навколишнє середовище, внаслідок збільшення промислових виробництв, видобутку корисних копалин, спалювання бензину, отримання та застосування добрив, пестицидів для потреб сільського господарства, неправильної переробки та застосування відходів тощо. Нікель, при надмірному надходженні до рослини, конкурує з деякими іншими металами, зокрема, з залізом і Цинком, зменшує їх надходження в рослини, викликаючи розвиток хлорозу. Надлишок Нікелю негативно впливає на процес проростання насіння і ріст рослин. Нікель, особливо при наявності високих концентрацій в середовищі, може легко переміщатися через судини організму, тим самим рухаючись від кореня до верхніх частин рослини. 

Також було відпрацьовано методики приготування препаратів зрізу клітин та на їх основі визначати такі показники, як форма клітин (овальна, кругла, прямокутна, витягнута, наявність пустот між клітинами), колір клітин (світлий, темний, однорідний, неоднорідний, забарвлення клітин у інший колір), розмір та кількість клітин на дослідній площі препарату (великий, дрібний).

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1.     Артамонов    В.И.   Занимательная     физиология          растений     –

М.:Агропромиздат,1991.

2.     Добролюбский О.К. Микроэлементы и жизнь. – М., 1996.

3.     Илькун Г.М. Загрязнители атмосферы и растения. – Киев: Наукова думка, 1998.

4.     ГОСУДАРСТВЕННЫЕ   САНИТАРНЫЕ   НОРМЫ     И       ПРАВИЛА

"Гигиенические требования к воде питьевой, предназначенной для потребления человеком" (ГCанПиН 2.2.4-171-10) [Електронний ресурс] // Приказ Министерства здравоохранения Украины 12.05.2010 N 400 Зарегистрировано в Министерстве юстиции Украины 1 июля в 2010 г. за N 452/17747. – 2010. – Режим доступу до ресурсу: https://tinyurl.com/ueuealn.