XVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке. Летняя площадка 2022

Влияние различных показателей качества воды на прорастание семян и развитие проростков фасоли

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Гриднева И.В. 1

---

1МБОУ гимназия № 1 г.Задонска

Карасева З.А. 1

---

1МБОУ гимназия № 1 г.Задонска

Работа в формате PDF

722.9 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

   Вода обеспечивает существование жизни на нашей планете: сложнейшие химические реакции в клетках животных и растительных организмов могут протекать только при наличии воды. Все живые существа на Земле содержат воду в большем или меньшем количестве, в среднем около 70-80%, т.е. на  ¾ состоят из воды. Осенью прошлого года моя семья приобрела прибор TDS&EC метр / тестер качества воды. Мне было интересно изучить качество внешне одинаковой по виду и свойствам воду. Затем я решила изучить влияние воды, отличающейся по своему качеству на прорастание семян фасоли. Я составила план исследования. В течение прошлой зимы и весны проводила накопление материала для эксперимента. Цель работы: изучение влияния различных свойств воды на прорастание семян фасоли. Гипотеза: Зависит ли прорастание семян и развитие проростков от качества воды. Задачи работы:

Изучить литературу и Интернет-источники по данной теме.

Сбор снега и воды для исследования;

3. Исследовать качество собранной для эксперимента воды.

4.Познакомиться с особенностями строения и физиологии семян фасоли..

5. Выявить условия прорастания семян в контроле и эксперименте.

6. Сделать выводы.

7. Дать рекомендации на уроках биологии по влиянию качества воды

на прорастание семян фасоли.

Методы исследования:

анализ источников информации;

эксперимент;

наблюдения и описание;

обобщение полученных данных.

Основная часть

Обзор литературных и интернет-источников

TDS&EC - это комбинированный тестер для воды, сочетающий в одном корпусе сразу 3 прибора: кондуктометр, солемер и термометр. TDS метр используют для измерения электропроводности, температуры и минерализации питьевой воды. Он идеально подходит для проверки качества водопроводной воды и контроля работы бытовых систем фильтрации. Тестер для воды TDS&EC имеет широкий спектр применения, его используют для проверки воды в бассейне и аквариуме, в гидропонике и тепличном хозяйстве, на производстве, в пищевой промышленности, в лабораториях и медицинских учреждениях.

Изучение взаимозависимых характеристик качества воды

В природных водоемах содержится множество растворимых примесей неорганического происхождения. Они и определяют основные физические свойства вода, и в том числе электропроводность. Величина последней находится в прямой зависимости от ряда факторов: концентрации заряженных частиц, состава и природы ионов, температуры жидкости.

Наибольшее влияние на электропроводность воды оказывают соли жесткости, точнее катионы натрия (Na⁺), калия (K⁺) и кальция (Ca²⁺), также анионы хлора (Cl^-) и кислотных групп (SO₄^2- и HCO₃^-). Наличие в жидкости ионов двух- и трехвалентного железа (Fe²⁺, Fe³⁺), а также марганца (Mn²⁺) и алюминия (Al³⁺) в незначительных концентрациях практически не сказывается на удельном сопротивлении.

При повышении температуры электропроводность воды существенной возрастает по причине роста скорости ионов, снижения их сольватированности и уменьшения показателей вязкости. При этом рост проводимости, связанный с увеличением концентрации катионов и анионов, наблюдается только до определенного предела. Достигнув максимума, она начинается уменьшаться, что обусловлено усилением взаимодействия заряженных частиц между собой и снижением степени диссоциации.

В Российской федерации требования к параметрам качества водоподготовки регламентируются государственными стандартами и другими документами. Удельные показатели электрической проводимости воды различного назначения устанавливаются нормативно-правовыми актами в зависимости от степени чистоты. Единицы измерения

В нашей стране для измерения проводимости воды используются специальная единица - См/м (Сименс на метр). Она соотносится с удельным сопротивлением как 1 См/м= 1/1 Ом/м. При этом описываемый показатель для природной воды составляет: для пресных рек: от 50 до 1500*10^-6См/м; Для дистиллированной воды: от 0,5 до 5*10^-6См/м.: Для ультрачистой деионизированной: от 0,1 до 0,2*10^-6См/м.

Для удобства в качестве единицы электропроводности воды используют производную, которая составляет одну десятитысячную от основной и записывается как мкСм/см.

Удельное сопротивление жидкости определяется в значительной мере уровнем минерализации. для измерения проводимости воды вместо мкСм/см используют величину TDS, указывающую на содержание растворимых солей. Этот показатель рассчитывается в частях на миллион и записывается как ppm. Для перевода этой единицы в международную используется корректирующий коэффициент.

Общая минерализация — показатель количества содержащихся в воде растворённых веществ (неорганические соли, органические вещества). Также этот показатель называют содержанием твёрдых веществ или общим солесодержанием. Растворённые газы при вычислении общей минерализации не учитываются.

Строение семени фасоли и условия его прорастания. (Приложение. Рис 3) Семена фасоли типичны для покрытосеменного двудольного растения. Они имеют форму бобов с выпуклой и вогнутой сторонами. Вогнутая часть имеет заметный рубчик — место крепления семяножки, связующей с околоплодником. Рядом с ним наблюдается мелкое отверстие — семявход (микропиле), через которое внутрь проникает влага и воздух. Цвет зависит от сортовых или видовых особенностей и может быть белым, коричневым, лиловых и других тонов.
Для начала развития фасоли требуются благоприятные условия. Фаза прорастания бобов начинается при температуре +15…+26 градусов. В этом случае они начинают давать ростки спустя 2-3 суток. Требуется тщательный полив, Это помогает размягчить жесткую кожицу и ускорить набухание семян (сухие питательные вещества переходят в жидкое состояние и начинают питать зародыш). Вода — помогает активизировать процессы роста и способствует разложению сложных запасных элементов. Тепло — стимулирует химические реакции, включая те, что происходят в зернышках. Воздух — всем живым клеткам важен кислород для полноценного дыхания. Свет — для начала процессов роста требуется достаточная освещенность. Питательные вещества — насыщают зародыш до начала процесса фотосинтеза.

Таким образом, фасоль является теплолюбивой культурой, требующая достаточного количества влаги. Т.к. семя его крупное и запас питательных веществ для питания зародыша содержится в семядолях.

 Описание эксперимента:

 В чашки Петри (6 чашек) помещаются марлевая салфетка и по 5 семян фасоли, взятые из одного урожая. одного сорта, одной грядки, одного растения. В каждую чашку налили достаточное для набухания семян количество воды.

В каждую чашку наливают количество воды из разных проб, достаточное для набухания семян. Для исследования были отобраны пробы воды, используемой для приготовления пищи и хозяйстве (родниковая, и водопроводная), и вода из талого снега и льда. Используемая огородниками для выращивания растений. Каждая чашка маркируется по пробе воды. Чашки с семенами находятся в одинаковых условиях: температуры, давления, света, влажности. Добавление воды в чашки происходит каждый день. Наблюдение и запись в дневник наблюдений осуществлялось ежедневно. Наблюдение за прорастанием семян фасоли показывает, что процесс прорастания наступает на этапе набухания бобов. Это происходит под воздействием влаги. Как следствие, наблюдается разрыв семенной оболочки и появляется главный корешок. Корешки быстро развиваются. Появляются стебель, развиваются ростки, появляются листья. Данные исследования воды тестером TDS&EC:

Наибольшей жёсткость у воды из крана -328, наименьшая – из февральского снега – 2; следовательно. Наибольшие и наименьшие показатели электропроводности у этих вод.

Температура воды замерялась при комнатной температуре + 25⁰ С. Самой высокой температура воды 23,5⁰С оказалась вода из талого февральского снега. Возможно именно этот показатель и оказался решающим в том, что эта вода испарялась очень быстро, ежедневно её приходилось добавлять в чашку Петри.

Результаты эксперимента: (Приложение. Табл. 1) Исследование проб воды: Данные исследования воды тестером TDS&EC: наибольшей жёсткость у воды из крана -328, наименьшая – из февральского снега – 2; следовательно. Наибольшие и наименьшие показатели электропроводности у этих вод. Температура воды замерялась при комнатной температуре + 25⁰ С. Самой высокой температура воды 23,5⁰С оказалась вода из талого февральского снега. Возможно, именно этот показатель и оказался решающим в том, что эта вода испарялась очень быстро, её приходилось добавлять в чашку Петри утром и вечером, т.к. Салфетка и семя оказывались сухими. (Приложение. Табл. 2) Наблюдение за сроком набухания: первыми семена набухли с талой водой (снег у дороги). Эта вода со средними показателями минерализованности. На сутки позже набухли семена во всех чашках Петри, за исключением семян с водой из февральского снега. Наблюдение за развитием проростка: лучше всех развивались проростки в чашках Петри с родниковой водой и водой из под крана.

(Приложение. Фото 4) Наблюдение за сформировавшимся проростке: наиболее крепкими здоровыми оказались всходы проростков фасоли, поливаемых родниковой и водопроводной водой. До конца не сформировались из-за нераскрывшихся семядолей проростки с водой из талого снега у дороги и такой же результат получен у проростков из талой воды. Различались они между собой длиной стебля, проростки с длинным стеблем в чашке Петри с талой водой, наоборот, короткий стебель у проростков у сильно минерализированной водой из снега у дороги.

Вывод

 В ходе проведённого исследования, я убедилась, что взаимозависимые показатели качества воды (минерализация, электропроводность, температура) оказывают влияние на процессы набухания и развитие проростков из семян фасоли. Для получения хороших всходов нужно брать родниковую, или водопроводную воду. Не следует применять талую воду для проращивания семян, т.к. она не способствует развитию полноценных, здоровых проростков.

Огородникам важно знать, что качество воды влияет на качество развития проростков.

Заключение Данное исследование позволит мне использовать полученные знания для меня самой. Т.к. я проживаю в сельской местности и у нас имеется огород, на которо мы выращиваем культурные растения для стола. Об итогах своей работы я смогу рассказать своим родителям, соседям, учителю биологии. Так как большинство огородников используют воду, не проверяя её качественные характеристики. От качественных характеристик воды зависит всхожесть семян, развитие проростков и будущий урожай.

Литература

Алексеев С.В. Практикум по экологии. М:АО МДС, 1996 год.-110с.

Детская энциклопедия «Я познаю мир», издательство «Дрофа», 2006г., 225с.

Муравьёв А.Г. Экологический мониторинг. СПБ: «Кристалл», 2002год.-258с.

Петин А.Н., Новых Л.Л., Петина В.И., Глазунов Е.Г. Экология Белгородской области: учебное пособие для учащихся 8-11 классов М., БелГУ, 2020г.

Смирнова Т.Г. «Формирование исследовательского творчества учащихся», Журнал «Биология в школе №1 2016 года».-66с.

Приложение

Табл. 1

Табл. 2.

Рис. 3.

Фото 4.