Міністерство освіти та науки України

Школа І-ІІІ ступенів №5 Печерського району міста Києва

 

 

 

 

НАУКОВА РОБОТА

«ВПЛИВ МІНЕРАЛІЗАЦІЇ ВОДИ НА РІСТ РОСЛИН»

 

 

 

 

 

 

 

Виконав: учень 7 класу

Басараб О.

Керівник: Чібріков В.В.

 

 

Київ 2020

 

ЗМІСТ

ВСТУП .............................................................................................................................. 3

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

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

Позитивні та негативні ефекти впливу мінералізації води на ріст рослин ................ 4

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

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

2.3. Результати дослідження клітин рослин ................................................................ 13 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ...................................................................... 16

ВСТУП

Дослідження впливу різноманітних хімічних речовин на процес росту рослин є актуальним напрямком сучасних досліджень, у зв’язку зі збільшенням площі орних грунтів, погіршеного мінерального живлення рослин та невідповідного використання природних ресурсів землі.  Відповідно, метою роботи є дослідження впливу мінерального складу води грунтів на процес росту рослин. Для досягнення мети необхідно було виконати наступні завдання:

-         Вивчити літературу щодо впливу мінерального складу води на процес росту рослин;

-         Дослідити залежність процесу росту рослин від мінерального складу води;

-         Відпрацювати методики приготування препаратів зрізу клітин та навчитися аналізувати отримані дані.

Таким чином, об’єктом дослідження стала рослина цибулі ріпчастої. Дана рослина була вибрана завдяки швидкості росту рослини, наочності зміни зовнішніх характеристик цибулі, простота дослідження будови клітин цибулі. Предметом дослідження став вплив солей води на ріст рослини.

Була сформована гіпотеза дослідження – відсутність солей у воді може негативно впливати на ріст рослин. 

 У роботі було використано декілька практичних 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 полях 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 вплив рослин на життя людини та планети. Рослини приймають участь у великій кількості процесів, що відбуваються на планеті. До них можна віднести процес фотосинтезу, завдяки якому вуглекислий газ при взаємодії із водою та при впливі сонячного світла здатний перетворюватися на кисень та поживні речовини рослини (глюкоза). Завдяки фотосинтезу збільшується маса зеленої рослинності та кількість кисню в атмосфері. Кисень є необхідною складовою для існування більшості живих організмів та у проведенні промислових процесів (спалювання палива задля отримання тепла, виробництво металів тощо), а зелену масу рослин можна використовувати як у вигляді їжі та корму, так і у вигляді будівельних матеріалів (деревина), добрив, для виготовлення ліків, добування хімічних речовин. Із впевненістю можна сказати, що кожна рослина є хімічною лабораторією, у котрій виробляються життєво необхідні речовини. 

 Також рослини відіграють значну роль у захисті нашої планети, адже кисень здатний перетворювати на озон, котрий входить до складу озонового шару та захищає Землю від ультрафіолетового випромінювання Сонця. Очевидно, що від кількості рослин буде залежати якість нашого життя, а тому необхідно знати, як реагують рослини на різні хімічні речовини [1]. 

 

1.2.Позитивні та негативні ефекти впливу мінералізації води на ріст рослин

Будь-яка вода на нашій планеті є розчином солей. Даний показник води називають мінералізацією. На етикетках бутильованої води часто можна побачити її мінеральний склад – скільки та яких солей міститься у даній воді. Залежно від кількості солей вода буває різною: столовою, столово-лікувальною, лікувальною, із підвищеним вмістом тих чи інших солей. Залежно від вмісту солей у воді її використання може бути як безпечним, так і небезпечним для здоров’я людини, а також впливати на ріст рослин як позитивно, так і негативно [2].

 Говорячи про питну воду, відзначають таку її властивість, як жорсткість. Жорсткість - це підвищений вміст у воді солей Кальцію і Магнію. Коли вода проходить через гірські породи, вона накопичує вміст цих солей. Буває тимчасова жорсткість та постійна. Тимчасову можна вивести легко шляхом кип’ятіння. При нагріванні води буде відбуватися хімічна реакція із розкладанням даних солей, виділятиметься вуглекислий газ. Постійна жорсткість це іншими солями Кальцію і Магнію, які при нагріванні води неможливо усунути. Є рослини, які особливо чутливі до жорсткої води і вимагають її пом’якшення, серед них азалія, гарденія, орхідея, гортензія. Вода із високим вмістом солей з небезпечною для рослин, адже вони можуть поглинатися із водою, порушуючи хімічні процеси у рослині. Але і вода із низьким вмістом мінералів (дистильована) теж має згубний вплив на рослини – в ній не міститься жодних мінералів, і рослині немає звідки поповнювати їх кількість. Це може призвести до загибелі рослини, адже складові даних солей входять до складу таких речовин як вітаміни, білки, жири, вуглеводи, які є життєво необхідними для рослини [3].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РОЗДІЛ ІІ. ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ МІНЕРАЛІЗАЦІЇ ВОДИ 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) та дистильованій воді. 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].

Тип речовини	Вміст, г/л	Вміст, %
Загальна мінералізація	0,1 - 1,0	0,01-0,1
Солі Натрію	0,0002	0,00002
Солі Калію	0,012	0,0012
Солі Феруму (заліза)	0,0003	0,00003
Солі Йоду	0,000125	0,0000125
Солі Купруму (міді)	0,001	0,0001
Солі Нікелю	0,0001	0,00001

 

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

№ п/п	Характеристика	Контрольний зразок (водопровідна вода)	Дослідний зразок
1 день
1	Забарвлення, структура та розміри тіла цибулини, маса	Форма овальна, довжина 6 см, ширина – 5,2 см, шкірка блідого оранжевого кольору, нерівномірне покриття, наявність відлущень

 

		шкірки, вага 68 г, хвостик сухий, денце сухе, наявний відмерлий корінець.
1	Забарвлення, структура та розміри тіла цибулини, маса	Форма овальна, довжина 6 см, ширина – 5,2 см, шкірка блідого оранжевого кольору, нерівномірне покриття, наявність відлущень шкірки, вага 68 г, хвостик сухий, денце набрякле.
2	Поява коренів та стебел, їх кількість, колір, довжина, товщина (діаметр), структура	10 корінців, довжиною від 0,5 до 4 см, білого кольору, діаметр 2 мм, набряклі, міцні.
3	Зміни, які відбулися із розчином (помутніння, посвітління, поява бульбашок, зменшення об’єму, утворення осаду)	Не змінився.
4	Інші спостереження (поява запаху, подразливої дії на очі, проростання грибків/водорості/плісняви , гниття цибулини та інші)	Невелике помутніння шкірки в районі денця.

 

1	Забарвлення, структура та розміри тіла цибулини, маса	Форма овальна, довжина 6 см, ширина – 5,2 см, шкірка блискучого оранжевого кольору, гладка на дотик, нерівномірне покриття, вага 68 г, хвостик відлущився, денце набрякле.
2	Поява коренів та стебел, їх кількість, колір, довжина, товщина (діаметр), структура (в’ялі, набряклі, міцні)	23 корінці, довжиною від 0,5 до 5,5 см, білого кольору, діаметр 2-2,5 мм, набряклі, міцні.
3	Зміни, які відбулися із розчином (помутніння, посвітління, поява бульбашок, зменшення об’єму, утворення осаду)	Невелике    помутніння, поява          бульбашок повітря.
4	Інші спостереження (поява запаху, подразливої дії на очі, проростання грибків/водорості/плісняви , гниття цибулини та інші)	Втрата пружності тіла цибулини.
1	Забарвлення, структура та розміри тіла цибулини, маса	Форма овальна, довжина 6 см, ширина – 5 см, шкірка блискучого оранжевого
		кольору, нерівномірне покриття, наявність відлущень шкірки, вага 68 г, поява зеленого звостику довжиною 3,54 см, , денце набрякле.
2	Поява коренів та стебел, їх кількість, колір, довжина, товщина (діаметр), структура (в’ялі, набряклі, міцні)	23 корінці, довжиною від 0,5 до 5,5 см, білого кольору, діаметр 2-2,5 мм, набряклі, міцні.
3	Зміни, які відбулися із розчином (помутніння, посвітління, поява бульбашок, зменшення об’єму, утворення осаду)	Невелике помутніння, утворення незначного осаду лусок цибулини.
4	Інші спостереження (поява запаху, подразливої дії на очі, проростання грибків/водорості/плісняви , гниття цибулини та інші)	Втрата пружності тіла цибулини, поява «цибуляного» запаху, початок гниття цибулини в районі денця, утворення чорного осаду в районі денця.

 

 

 

2.3. 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

№ п/п	Характеристика	Контрольний зразок (водопровідна вода)	Дослідний зразок
1	Форма клітин (овальна, кругла, прямокутна, витягнута, наявність пустот між клітинами)	Витягнута, прямокутна, пустоти між клітинами є, їх кількість незначна.
2	Колір клітин (світлий, темний, однорідний,         неоднорідний, забарвлення         клітин         у           інший колір)	Світлозелений, однорідний, насичений.
3	Розмір та кількість клітин на дослідній площі препарату (великий, дрібний)	Еталон – клітини середнього розміру та із середньою щільністю розташування.
4	Якість приготування препарату	Наявність повітряних пухирців

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           

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.