I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
СОЛЬ ЗЕМЛИ. . . С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ РАСТЕНИЙ
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Солью земли называют какого-либо человека или людей, которые за их талант, трудолюбие представляют лучшую часть своего народа. Это сильные, добрые, надежные люди, любящие свой народ и свою землю, и общество вправе гордиться такими людьми.
Проводя исследовательскую работу во 2-м классе, мне удалось установить, что растворы соли могут оставаться жидкими даже при достаточно сильных морозах. Поэтому, чтобы предотвратить гололёд, дороги зимой посыпают смесью песка с солью. При этом даже при минус 100 на асфальте не будет льда, и у колес автомобилей будет сцепление с дорогой.
Но весной соль, растворяясь в талых водах, попадает в почву. И это продолжается из года в год. Возникает вопрос: как влияет повышение концентрации соли на рост растений в городах, особенно вблизи крупных дорог и магистралей?
Растения живут в почве, и минеральный состав почвы – это своеобразная пища для растений. Но, как известно, пересоленную еду есть невозможно. Поэтому можно предположить, что от содержания солей в почве зависит, насколько хорошо растение будет питаться, расти и давать урожай.
Таким образом, целью исследования стало выяснить, как влияет засоленность почвы на растения.
Задачи исследования:
1) изучить информацию по проблеме влияния соли на растения в условия природных ландшафтов и городов;
2) исследовать влияние растворов соли разной концентрации на прорастание семян гороха и подсолнечника.
Засоление почвы представляет очень серьезную и даже опасную проблему. Можно выделить две причины засоления почв: природного характера и техногенного, то есть из-за воздействия человека.
Природное засоление происходит в результате подтягивания солей к поверхностным слоям почвы из нижних. Оказывается, в земной коре существуют залежи солей, которые являются высохшими древними морями. Вода, проникающая в почву при осадках, заболачивании местности или поливе, может достигать этих отложений, и растворять в себе соль. Этот раствор смачивает почву на всю толщину, а после испарения влаги соль остаётся на поверхности.
Высоким природным засолением обладают почвы пустынь и полупустынь. Почвы с высокой степенью засоленности называют солончаками.
Из такой почвы растения с трудом извлекают минеральные вещества и воду для своей жизнедеятельности. Нарушается работа всех клеток растения и они погибают. Нет растений, нет и насекомых и другой живности.
Большую часть Новосибирской области занимает так называемая Барабинская низменность, характерным ландшафтом которой является лесостепь, болота, а также солончаки. В степи встречаются соленые озера. Засоление, образование солончаков приводит к гибели деревьев, а это в свою очередь способствует дальнейшему иссушению почвы. Земля становится непригодной для возделывания сельскохозяйственных культур. В этом состоит опасность засоления.
Но существуют растения, которые приспособились жить даже на таких почвах, их называют галофиты. К ним относятся лебеда, солерос, тамарикс, подорожник солончаковый, солянка, полынь. Одновременно с солями эти растения накапливают в тканях и воду. У одних растений в стеблях, у других в листьях развиваются водозапасающие ткани, поэтому у этих растений мясистые стебли и листья, что делает их похожими на кактусы.
Техногенное засоление почв более характерно для территорий крупных городов и промышленных центров. Основная причина засоления в городских почвах – это проникновение соли в почву из соляно-песчаной смеси, используемой в качестве противогололедного средства.
Городские почвы называются урбаноземами (в латинском языке urban — город). Для них характерна высокая степень загрязнения. Растения на таких почвах часто находятся в угнетенном состоянии.
Во всем мире ежегодно от засоления гибнет до 200...300 тыс. га поливных земель. Из 260 млн. га орошаемых земель до 100 млн. га засолены в той или иной степени. В России также значительная часть орошаемых земель засолена или засоляется.
Основным методом борьбы с засолением почв является: орошение, создание хорошего дренажа и промывка почв после сбора урожая.
Одновременно ученые разрабатываются методы повышения устойчивости растений к засолению. Селекционеры создали сорта зерновых культур (ячмень) которые могут давать урожай в условиях такой засоленности, при которой обычные растения погибают. Для озеленения городских территорий рекомендуется подбирать растения с повышенной устойчивостью к засолению: снежноягодник белый, вишня кустарниковая, акация желтая.
Описание хода эксперимента. Для выполнения второй задачи исследования было приготовлено три раствора поваренной соли с разной концентрацией: 6 граммов на 1 литр воды, 9 г и 12 г на 1 литр воды. Растворы разлили по чашкам, в которые затем поместили семена гороха и подсолнечника (по 15 семян каждого вида), чтобы наблюдать, как влияет концентрация соли на прорастание семян. Для сравнения семена также поместили и в чашку с чистой водой без соли (контроль).
Количество проросших семян и ростовые показатели проростков (длина гипокотиля и корешка в миллиметрах) учитывали на 3-6 сутки после помещения семян в чашки. Гипокотиль, или зародышевый стебелёк — часть, находящаяся в зародыше между зародышевым корешком и зародышевой почкой, позднее — часть растения, которая расположена между главным корнем и главным побегом. Измерения проводили с помощью циркуля и линейки. Полученные данные математически обработали с помощью стандартной программы Excel. Схема эксперимента приведена на рисунке 1.
1. Замачивание семян
0-й день
Чистая вода
6 г/л
9 г/л
12 г/л
3-й день
2. Измерение проростков
6-й день
3. Обработка и анализ данных
Рисунок 1. Схема эксперимента
Результаты эксперимента. При проращивании гороха все замоченные семена проросли, как в чашке с чистой водой, так и в чашках с солевыми растворами. Но в дальнейшем концентрация соли оказывала влияние на рост проростков. На 3-й день наблюдений в чашке с невысокой концентрацией соли (6 г/л) проростки не отличались от контрольной чашки, в то же время в чашках с концентрацией соли 9 и 12 г/л наблюдалось значительное отставание в развитии проростков. Эти различия оказались еще более заметны на 6-й день. Если в чистой воде и растворе с концентрацией 6 г/л был заметен рост корешка и удлинение гипокотиля, то в растворах с большей концентрацией развитие проростков практически прекратилось. Измерение длины корешка у проросших семян гороха показало, что концентрация соли 6 г/л не влияла на длину корешка (рисунок 2). Величина этого признака была практически равной с проростками в контрольной чашке и на 3-й, и на 6-й день наблюдений. С повышением концентрации соли до 9 и 12 г/л наблюдалось резкое уменьшение длины корешка (почти в 2- 3 раза) на 3-й день и почти в 2 раза на 6-й день по сравнению с контролем. Между проростками, находившимися в растворах с 9 г/л и 12 г/л также наблюдались различия: к 6-му дню длина корешка в растворе с 12 г/л была меньше на 4 мм по сравнению с раствором 6 г/л. Следует заметить, что во всех чашках с 3-го по 6-й день длина корешков увеличилась примерно в 2 раза.
Рисунок 2. Влияние раствора соли на длину корешка у проростков гороха
При проращивании подсолнечника наблюдалось снижение всхожести семян уже при концентрации соли 6 гл, при концентрации 9 гл всхожесть снизилась в 2 раза, а при 12 гл – в 4 раза. По-сравнению с горохом, семена и проростки подсолнечника оказались более чувствительными к наличию соли в воде. Уже при концентрации 6 глнаблюдалось снижение темпов роста корешка в 2 раза, а при 12 г/л отмечалось практически полное отсутствие роста (рисунок 3)
Рисунок 3. Влияние раствора соли на длину корешка у проростков
подсолнечника
Те же закономерности проявились и для роста гипокотиля. В контроле и при 6 гл отличия небольшие, при 9 г/л идет торможение роста стебля в 2 раза и при 12 г/л стебель не растет (рисунок 4).
Интересно отметить, что концентрация соли 9 г/л – это нормальная среда для клеток организма животных и человека. Раствор соли такой концентрации называют также физиологическим раствором и используют в медицине для разведения лекарств при уколах. На растения же такая концентрация оказывает угнетающее действие. Поэтому, чтобы восполнить недостаток соли в растительной пище человек добавляет в блюда поваренную соль, а животные вынуждены поедать соль на природных солончаках.
Рисунок 4. Длина гипокотиля для гороха и подсолнечника при
различных концентрациях соли.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, проведенная экспериментальная работа показала, что растения на стадии прорастания чувствительны к наличию повышенного количества соли в воде. При этом разные виды имеют различную чувствительность. Горох менее чувствителен, по сравнению с подсолнечником. Также соль более угнетает развитие стебля, чем корешков.
Список источников информации
-
http://marsu.ru/science/libr/resours/ecofisiologia%20stressa/pages/4.4.htm
-
http://fizrast.ru/osnovy-ustoychivosti/zasolenie/soleustoychivost.html
-
https://ru.wikipedia.org/wiki
-
http://dic.academic.ru/dic.nsf/dic_biology/1263
-
http://www.kakprosto.ru/kak-817856-chto-takoe-sol-zemli
7