XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Вода, полезная для растений

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Подивилова З.В. 1

---

1филиал МБОУ лицей №11 г. Челябинска

Пахомова И.В. 1

---

1филиал МБОУ лицей №11 г. Челябинска

Работа в формате PDF

780.7 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

У всех нас дома есть комнатные растения. У многих из нас есть дачи, сады, где наши родители высаживают и выращивают растения, ухаживают за ними. От моей бабушки я слышала, что растения лучше не поливать водой из-под крана, что воду надо отстаивать, чтобы растения лучше росли. Я изучила информацию об уходе за комнатными растениями, и многие растениеводы объясняют необходимость очищения водопроводной воды так [9]:

Водопроводная вода: содержит хлор, соли кальция и магния, это приводит к замедлению роста растения.

При отстаивании воды улетучивается хлор, однако в воде остаются минеральные соли.

Воду можно кипятить, при кипячении и хлор улетучивается, и осаждаются минеральные соли, но кипяченая вода бедна кислородом.

А можно ли использовать абсолютно чистую воду – дистиллированную? Дистиллированная вода: не имеет вообще никаких примесей.

Таким образом, я решила проверить, правда ли растения настолько требовательны к качеству воды. Поскольку стадия прорастания семени – это самая чувствительная стадия в жизни растений к условиям среды обитания, в нашем исследовании мы оценивали влияние воды именно на этапе прорастание семян.

Цель исследования: определить, какую воду лучше использовать для выращивания растений.

Задачи исследования:

Изучить по литературным источникам, роль воды для роста растения.

Провести эксперимент и определить, в какой воде лучше прорастают семена: водопроводной, отстоянной, кипяченной или дистиллированной.

1. Значение воды в жизни растений

Тело растений на 50-98% состоит из воды. Все внутренние процессы в растении протекают при участии воды, поэтому она является одним из самых существенных факторов, влияющих на рост и развитие растительного организма, на распространение растений на Земле.

Воду, поступающую в растительный организм разделяют на организованную (которая связывается организмом) и расхожую (испаряемую листовой поверхностью). Из 1000 г воды, поглощенной растением, около 990 г испаряется, а 10 г задерживается в растении [4, 6].

Растения могут быть наземными и водными. Наземные растения получают воду в основном из почвы. В меньшей степени – из воздуха через листья. Поглощению воды из почвы способствует хорошо развитая корневая система. Углубляясь в почву до водоносного горизонта, корни могут достигать значительной длины.

В растительном организме вода обеспечивает:

- поток питательных и минеральных веществ по проводящей системе растения,

- водные растворы, наполняющие клетки и межклетники растений, обеспечивают растению упругость, таким образом растение сохраняет свою форму,

- прорастание семян зависит от наличия воды.

- следует отметить отдельно один из важнейших процессов, для которого растениям необходима вода – фотосинтез. Фотосинтез-это процесс, входе которого растения спомощью энергии света поглощают углекислый газ иизнего иводы синтезируют сложные органические вещества. В процессе фотосинтеза растения выделяют кислород. И то единственный источник свободного кислорода в атмосфере на нашей планете. Фотосинтез умеют осуществлять наземные растения, водоросли ицианобактерии[5]. Увысших растений фотосинтез происходит вособых органоидах клетки, называющихся хлоропласты. Они окружены внешней мембраной иимеют внутри сеть мембранных мешочков, вкоторых находится хлорофилл.Именно хлорофилл поглощаетсолнечный свет[1]. Таким образом, вода необходима растениям для производства им веществ для своего питания и роста. А для животных фотосинтез обеспечивает атмосферу с кислородом, без кислорода не появилась бы жизнь на нашей планете.

Некоторые растения очень сухих мест обитания приспособились удерживать влагу в своем организме в сочных стеблях (кактусы, некоторые молочаи) или листьях (алоэ, агавы и др.). Механическое воздействие на растения оказывают снег и град, вызывая порой значительные повреждения растений[2, 4].

Большое значение для растений имеет распределение атмосферных осадков в течение вегетационного периода. В районах с засушливым летом и влажной весной развились растения, успевающие завершить свой цикл развития до наступления засушливого периода.

Условия водоснабжения оказывают влияние на внешний облик и внутреннее строение растений. По внешнему виду нетрудно определить, в каких условиях увлажнения росло растение.По отношению к влаге различают три основные экологические группы растений: гигрофиты, мезофиты и ксерофиты.

Гигрофиты– растения обильно увлажненных мест обитания с высокой влажностью атмосферы. У этих растенийтонкая кожица, большие внутренние полости в листьях и стеблях, листовые пластинки тонкие, на листьях имеются водяные устьица, через которые выделяется вода.

Мезофиты– растения местообитаний со средним увлажнением. Это большинство луговых и лесных растений.

Ксерофиты– растения местообитаний с недостаточным увлажнением. Эти растения имеют разнообразные приспособления, повышающие их засухоустойчивость. Они могут иметь толстую кожицу с восковым налетом, маленькие листья или листья с густым опушением, чтобы сократить испарение воды через них, а также приспособления, позволяющие создавать запасы воды на время длительного перерыва в водоснабжении. С добыванием воды из почвы связано мощное развитие корневой системы вглубь (у верблюжьей колючки корень достигает 18-20 м глубины)[3]

2 Значение воды для прорастания семян

Для наземных растений главными условиями при прорастании семян являются вода, кислород, температура и свет.

Прорастанию семян предшествует процесс набухания, который происходит даже в том случае, если семена не обладают всхожестью, т.е. мертвые. Набухание мертвых семян приводит к загниванию, а набухание живых – к прорастанию.При набухании очень сильно увеличивается объем семян. В клетки зародыша и питательного вещества вода насасывается веществами, впитывающими воду. Много воды поглощает сухой крахмал, еще больше белковые вещества; масло не обладает этой способностью. Таким образом, потребность в воде для набухания в первую очередь зависит от состава семян. Семена масличных растений поглощают 30-40% воды, семена растений, богатых крахмалом (злаки), поглощают около 50-70% воды, а семена бобовых растений, богатые белковыми веществами, поглощают около 100% воды и больше[1, 2].

Количество поглощаемой воды и быстрота набухания зависит еще и от строения кожуры семени. Некоторые семена набухают крайне медленно. Иногда процесс набухания растягивается на целые годы. Этим свойством растянутого на несколько лет прорастания обладают семена многих сорных растений, что значительно затрудняет борьбу с ними.

Иногда стоит только поцарапать трудно набухающие семена, например перетереть их с песком, и они быстро набухнут и прорастут. Такой прием (скарификация) применяют к семенам донника, клевера и др.

Вода в прорастающих семенах, с одной стороны, создает необходимый для прорастанияклеточноедавление, с другой – все биологические процессы совершаются в присутствии воды. Наиболее благоприятной влажностью почвы для прорастания семян и дальнейшего развития является влажность, равная примерно 60 %[2]

3 Материалы и методы исследования

3.1 Характеристика салата листового

Салат латук посевной (Lactuca sativa L.)

Культурный салат Lactuca sativa L. произошел от диких форм салата, распространенных в Европе, Азии, Средиземноморье и Северной Америке. Салат выращивали еще древние египтяне, греки и римляне. В европейских странах культура салата известна с середины 16 в., в России первые упоминания о салате появились в 17 в. Салат возделывается во всех районах мира и пользуется большой популярностью. В России выращивается практически во всех климатических зонах [8].

У культурного салата из надорванных листьев и стеблей выделяется сок, по внешнему виду напоминающий молоко. По-латыни «молоко» - «лак», отсюда и произошло название салата – латук, прижившееся в Западной Европе как официальное название культуры.

Салат – вид однолетних или двулетних травянистых растений, овощная культура. Существует несколько разновидностей салата: кочанный – с маслянистой и хрустящей консистенцией листьев, образующий головку разной плотности в виде кочана плоскоокруглой или круглой формы; ромэн – образует рыхлый кочан овальной формы, листья приподнято расположены в розетке; листовой цельнолистный – образует листовую розетку без кочана, с маслянистой и хрустящей консистенцией листьев, имеющих ровный или фестонообразный край; листовой – с рассеченнолистно-лопастными или перисторассеченными листьями. Листья салата бывают светло-, желто-, серо- и темно-зелеными, иногда с красной или коричневой пигментацией пятнами по краю или сплошь по всей поверхности. К разновидности спаржевого салата относятся сорта с сильно утолщенным стеблем, используемым в пищу, и длинными ланцетовидными листьями с цельными ровными краями.

Салат – светолюбивое и холодостойкое растение, может расти при температуре 5 ° C, но наиболее благоприятная температура для него 15 – 20 ° С. Особенно устойчивы к отрицательным температурам сорта с пигментированными листьями. Салат нормально растет и развивается только на плодородных и хорошо обеспеченных влагой почвах [8].

3.2 Объект исследования

Объект исследования в нашей работе были семена зеленого листового салата сорта «Задор». Семена были куплены в магазине «Огородник», г. Челябинск. Салат листовой удобно использовать в эксперименте, так как его семена прорастают быстро, рост проростка за сутки может достигать до 1 см в длину. Поэтому по прорастанию семян салата легко оценивать действие внешних факторов на растения.

Для исследования мы сделали 4 экспериментальные группы семян для оценки влияния разной воды на их прорастание:

- водопроводной воды, при этом воду набирали дома из-под крана и сразу же её использовали в эксперименте;

- отстоянной воды, при этом водопроводную воду набирали дома и отстаивали в стеклянной банке в течение двух недель при комнатной температуре;

- кипяченой воды, при этом водопроводную воду набирали дома, кипятили в чайнике, и охлаждали до комнатной температуры.

- дистиллированной воды, воду взяли в биологической лаборатории Челябинского государственного университета.

Температура всех образцов воды, в которых проращивали семена, была одинаковой, и составляла 22 градуса по Цельсию.

3.3 Схема эксперимента

Эксперимент проводили следующим образом (Приложение 1), в соответствии с методикой [7]. При том осуществляли следующую последовательность действий:

1. Каждая экспериментальная группа состояла из 100 семян. Мы их уложили в стеклянные чашки (чашки Петри) на вырезанные кружки бумажных салфеток. В каждую чашку поместили по 20 семян, равномерно разложив их по салфетке. Таким образом, каждую группу составили 5 чашек Петри. Поскольку у нас было сформировано 4 экспериментальные группы, то всего для эксперимента нам понадобилось 400 шт. семян и 20 чашек.

2. После того, как семена были уложены, в каждую чашку с семенами мы аккуратно шприцем добавили по 4 мл нужной воды. Все пробы воды были предварительно подготовлена и имели одинаковую температуру.

3. Чашки закрыли крышечками, чтобы вода не испарялась, и поставили в темный шкаф на 5 суток. В течение этого времени шкаф не открывали, чтобы не допустить попадания света на прорастающие семена.

4. На 5-ый день мы измеряли длину корня и длину росточка в мм каждого пророщенного семечка, для этого использовали лист миллиметровой бумаги.

5. После измерения мы посчитали среднюю длину корешка и среднюю длину ростка пророщенных семян и представили данные на графиках.

4. Результаты исследования

Результаты нашего исследования представлены в таблице 1 и на рисунках 1 и 2.

Таблица 1. Длина корешка и ростка при прорастании семян зеленого листового салата

Как мы видим, длина корешка семян салата, проросшего в разной воде, можно сказать, не отличается друг от друга. Разница между экспериментальными группами составляет всего 2 мм. Таким образом, мы можем заключить, что корешок одинаково успешно растет в любой исследованной воде.

Рисунок 1. Длина корешка у салата листового, проросшего в разной воде, мм.

Немного другая картина с ростком семян салата, проросшего в разной воде. Здесь можно отметить, что у тех семян, которые росли в дистиллированной воде, длина ростка в 1,5 раза ниже, чем в других экспериментальных группах. Причем в других группах длина ростка была одинаковой и составила 13-14 мм. Таким образом, росток плохо растет в чистой дистиллированной воде.

Рисунок 2. Длина ростка у салата листового, проросшего в разной воде, мм.

Выводы

1. Рост корешка салата не изменился при использовании разной воды. Длина корешка в нашем эксперименте была одинаковая при проращивании в водопроводной, отстоянной, кипяченной и дистиллированной воде.

2. Длина ростка при проращивании семян в дистиллированной воде была меньше, чем при проращивании в водопроводной, отстоянной и кипяченной.

3. Для выращивания растений не следует использовать дистиллированную воду. Кроме этого, нет никакой разницы, какую воду использовать для выращивания растений.

Заключение

В нашем исследовании мы хотели выяснить, насколько требовательны растения к качеству воды при своем росте. Рост растений мы оценивали на самом сложном и чувствительном этапе жизни растений – пробуждении и прорастании семян. Кроме того, оценить состояние здоровья взрослого растения очень сложно. Для этого среди множества характеристик растительного организма необходимо определить явные признаки изменения его состояния, по которым и будет проводиться оценка его здоровья. А это зачастую возможно сделать только для веществ, вызывающих сильную токсическую реакцию, и вода к таким веществам не относится. Тогда как на стадии прорастания семени любое изменение состояния растения проявляется в изменении скорости его роста, т.е. в изменении длины ростка и корня проростка.

Наш эксперимент показал, что для выращивания растений одинаково подходит как водопроводная вода, так и отстоянная и кипяченная. Дистиллированную воду для выращивания растений лучше не использовать, т.к. скорость роста ростка при прорастании в дистиллированной воде была существенно меньше. Для прорастания семян необходима не только вода, но и питательные вещества. Поскольку дистиллированная вода не имеет вообще никаких примесей, то, мы считаем, что именно отсутствие хоть каких-то минеральных солей в дистиллированной воде и делает её неподходящей для роста растений.

Таким образом, мы можем любителям растений рекомендовать не проводить дополнительных неудобных процедур по подготовке воды для выращивания растений, а использовать воду прямо из-под крана, ведь это гораздо удобнее. И хотя все растения очень разные, но для многих огородных, овощных культур, и травянистых комнатных растений наша рекомендация является подходящей.

Список литературы

1. Аверчаева, О. Как проходит световая фаза фотосинтеза. – https://postnauka.ru/video/92031

2. Барабанов Е. И., Зайчикова С. Г. Ботаника. Руководство к практическим занятиям. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2022. – 304 с.

3. Брэм А.Э. Жизнь растений. Новейшая ботаническая энциклопедия.- М.: Эксмо, 2005. – 976 с.

4. Биология. Справочник школьника / З.А. Власова – М.: Филол. об-во «СЛОВО», АСТ, Издательский дом «Ключ-С», Центр гуманитарных наук при факультете журналистики МГУ им. М.В.Ломоносова, 1997. – 640 с.

5. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология в 3х т. Т.2: Пер. с англ. / Под ред. Р. Сопера. – М.: Мир, 1996. – 325 с.

6. Губанов И.А. Энциклопедия природы России. Пищевые растения. Справочное издание. – М.: АВF, 1998. – 556 с.

7. Методика измерений длины проростка семян латука (Lactuca sativa Linnaeus) для оценки токсичности проб питьевых, природных поверхностных, очищенных сточных вод, водных вытяжек из почв, осадков сточных вод. МОТВл – БМ – 004 – 2012. – 39 с.

8. Салат-латук. – https://food.ru/products/310-salat-latuk

9. Сладкова О. В. Комнатные растения. – М.: АСТ, 2015. – 144 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

Процедура проведения эксперимента.