II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

«ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ И РОЛИ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ НА РОСТ РАСТИТЕЛЬНОГО ОРГАНИЗМА, НА ПРИМЕРЕ СВЁКЛЫ КОРМОВОЙ, С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ ЗДОРОВОГО ПРОДУКТА ПИТАНИЯ, КАК ОСНОВНОГО ФАКТОРА ВЕДЕНИЯ ЗДОРОВОГО ОБРАЗА ЖИЗНИ».

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Колпакова Е.А. 1

---

1МКОУ "СОШ" №9

Ярушина Т.В. 1

---

1ЮУрГГПУ

Работа в формате PDF

168.2 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Микроэлементы – это биологически значимые химические элементы необходимые живым организмам для обеспечения нормальной жизнедеятельности.

Получить все необходимые минеральные вещества из современных продуктов питания невозможно, поскольку почвы, на которых они выращиваются, сильно истощены. В почве нет необходимого количества минералов, соответственно их нет и в еде. К тому же для защиты от вредителей растения обрабатывают пестицидами.

В почве должно присутствовать более 60 минералов, а удобряют её только теми, которые повышают урожай это: натрий, фосфор и калий. Ко всему прочему, на отведенных для выращивания почвах, садится в несколько раз больше растений, чем положено, а почву после этого даже не восстанавливают. В связи с этим, при больших объемах урожая, почва не может обеспечить его и десятой долей многих, необходимых растению макро- и микроэлементов, следовательно и в организме от такого продукта много пользы не будет.

Одним из основных направлений увеличения качества продукции (фруктов, овощей и.т.д.) является применение перспективных форм и видов удобрений, в том числе содержащих микроэлементы. Недостаток минералов в растениях и продуктах питания определяет недостаток микроэлементов и в организме. Поэтому покрыть дефицит минералов мы можем либо, выращивая качественный продукт, либо с помощью натуральных добавок к пище.

Микроэлементы в биологически активной форме в настоящее время не имеют себе равных при внекорневых подкормках, которые особенно эффективны при использовании их в сочетании с макроэлементами. Профилактические дозы биологически активных микроэлементов, вносимые независимо от состава почвы, не влияют на общее содержание микроэлементов в почве, но оказывают благоприятное воздействие на состояние растений.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что наличие необходимого количества микроэлементов, как в растениях, так и в живом организме будут способствовать нормальному развитию организма, а так же улучшению его качества.

Цель исследования: изучить влияние и роль микроэлементов на рост растительного организма, с целью получения здорового продукта питания, как основного фактора ведения здорового образа жизни.

Задачи:

1. Изучить литературу по проблеме исследования.

2.Рассмотреть роль влияния микроэлементов на рост организма на примере свёклы кормовой.

3.Рассмотреть связь недостатка микроэлементов в организме человека, как следствие недостатка микроэлементов в продуктах питания.

4. Провести опыты, показывающие действие микроэлементов на темпы прорастания семян и количества проросших семян из всех возможных.

5.Обобщить и проанализировать полученные данные в ходе исследования.

Предмет исследования: семена свёклы.

Объект исследования: прорастание семян свёклы кормовой обработанные микроэлементами и не обработанные микроэлементами.

Метод исследования: эмпирические, наблюдения, эксперимент.

Практическая значимость результатов исследования: материалы исследования могут быть использованы для работы учителей – предметников и классных руководителей образовательных учреждений.

Глава 1. Обзор литературы по данной теме.

1.1. Особенности роста свёклы столовой.

С прорастания семени начинается цикл развития свёклы кормовой. Семя начинает прорастать при условии достаточного тепла, влажности и воздуха как источ­ника кислорода для дыхания. Первоначально развитие и рост обнаруживают корешок и подсемядольное колено зародыша, семядоли же некоторое время остаются внутри плода; с помощью их происходит передача питательных веществ из запасной ткани семени (перисперма) развивающемуся молодому ра­стению. После использования проростком запас­ных веществ семени семядоли освобождаются от плодовой и семенной оболочек, подсемядольное колено изгибается, затем выносит семядоли наружу, растение зеленеет, заканчивая стадию питания запасными органическими веществами се­мени и переходя к стадии независимого питания и выработки органических веществ из минеральных соединений почвы и к усвоению углерода из углекислого газа воздуха.

В период развития свекловичного растения после прорастания в основном наблюдаются: вначале происходит развитие усваивающей поверхности (корневой и листовой системы), причём в эту стадию развития утолщение корня идёт незначительно и как бы отстаёт от развития основной массы листьев.

Следующая стадия характеризуется развитием корня в толщину; часть выработанных растением питательных веществ употребляется на создание вместилища запасных веществ. Далее идёт передвижение всех питательных веществ из листьев в утолщённую часть корня.

Вслед за прорастанием начинается развитие листовой поверхности, а также корневой системы и утолщение корня.

Область начальной дифференцировки тканей корня и развития корней волосков называется «зоной всасывания корня»; естественно, что с увеличением количества корневых мочек увеличивается поглощающая поверхность корня. У свёклы эта поверхность весьма велика.

В пазухах верхушечных листьев образуются почки, из которых развиваются цветоносные побеги. Поэтому при сохранении корней и выращивании их на второй год для получения семенников весьма важно производить обрезку ботвы несколько выше головки, у основания черешков листьев, не затрагивая той части головки, которая способна воспроизводить эти побеги. При использовании свёклы в качестве корма данная часть головки корня удаляется целиком, со всей листовой массой.

Всё вышеперечисленное указывает на то, как проходит рост растения в норме. К сожалению, рост корнеплодов не всегда проходит именно так.

1.2. Значение используемых макроэлементов в онтогенезе растений.

Магний поступает в растения в меньших количествах, чем калий и кальций. Тем не менее, роль его в растении исключительна, так как магний входит в состав хлорофилла (часть магния клетки входит в состав хлорофилла). Магний необходим также всем бесхлорофилльным организмам, и его роль не исчерпывается значением для процесса фотосинтеза.

Магний является чрезвычайно важным и для дыхательного обмена, он катализирует целый ряд реакций образования богатых энергией фосфатных связей и их переноса. Так как богатые энергией фосфатные связи участвуют в самых различных синтезах, то без магния эти процессы не идут. При недостатке магния разрушается молекула хлорофилла, ‘причем жилки листьев остаются зелеными, а участки тканей, расположенные между жилками, бледнеют. Это явление называется пятнистым хлорозом и очень характерно для недостатка магния.

Бор. Для многих растений этот элемент необходим в течение всего вегетационного периода. Внешние признаки борного голодания изменяются в зависимости от вида растений, однако, можно привести ряд общих признаков, которые характерны для большинства высших растений. При недостатке бора наблюдается замедление роста корня и стебля, затем появляется хлороз верхушечной точки роста, а позже при сильном борном голодании следует полное её отмирание. Из пазух листьев развиваются боковые побеги, растение усиленно кустится, однако вновь образовавшиеся побеги, вскоре тоже останавливаются в росте и повторяются все симптомы заболевания главного стебля.

Особенно сильно страдают от недостатка бора репродуктивные органы растений, при этом больное растение может совершенно не образовывать цветков или их образуется очень мало, отмечается пустоцвет, опадание завязей. Исключительно важную функцию выполняет бор в углеводном обмене.

Бор способствует и лучшему использованию кальция в процессах обмена веществ в растениях. Поэтому при недостатке бора растения не могут нормально использовать кальций, в этой связи применение борсодержащих удобрений и улучшение обеспечения растений этим элементом способствует не только увеличению урожайности, но и значительному повышению качества продукции.

Улучшение борного питания ведет к повышению сахаристости сахарной свеклы, улучшению вкусовых качеств столовой свеклы, увеличению содержания витамина «С» и сахаров в плодово-ягодных культурах, томатах и многих других растений.

Цинк. Многие исследования указали на необходимость цинка для большого количества видов высших растений. Цинк играет важную роль в окислительно-восстановительных процессах, протекающих в растительном организме. Он является составляющей частью ферментов и непосредственно участвует в образовании хлорофилла, способствует синтезу витаминов. Многие исследования подтвердили, что содержание белка в растениях при недостатке цинка уменьшается. Под влиянием цинка повышается синтез сахарозы, крахмала, общее содержание углеводов и белковых веществ. Применение цинковых удобрений увеличивает содержание аскорбиновой кислоты, сухого вещества. Цинковые удобрения повышают засухо-, жаро- и холодоустойчивость растений. Недостаток цинка для растений чаще всего наблюдается на песчаных и карбонатных почвах, мало доступного цинка на торфяниках.

Недостаток цинка сильнее сказывается на образовании семян, чем на развитии вегетативных органов.

При цинковой недостаточности у растений появляются хлоротичные пятна на листьях, которые становятся бледно-зелеными, а у некоторых растений почти белыми.

Недостаток цинка для растений чаще всего наблюдается на песчаных и супесчаных почвах с низким его содержанием, а также на карбонатных и старопахотных почвах. Применение цинковых удобрений повышает урожай всех полевых, овощных и плодовых культур. При этом отмечается снижение поражения растений грибковыми заболеваниями, повышается сахаристость плодовых и ягодных культур.

1.3. Влияние и роль микроэлементов на рост растительного организма, с целью получения здорового продукта питания, как основного фактора ведения здорового образа жизни.

Здоровье-это состояние физического, психического, социального благополучия, высокой работоспособности и социальной активности. В здоровом организме не нарушены строение и функции организма. Здоровый организм работает как химическая лаборатория, выполняя сложные обменные реакции. В обмене веществ участвуют белки, жиры, углеводы, неорганические вещества.

Организм каждого человека неповторим! Только собственными наблюдениями за своим организмом можно эффективно использовать теоретические знания на практике, самостоятельно улучшать свое здоровье.

Микроэлементами называются элементы, содержание которых в организме мало, но они участвуют в биохимических процессах и необходимы живым организмам. Рекомендуемая суточная доза потребления микроэлементов для человека составляет менее 200 мг.

Все микроэлементы без исключения жизненно важны для организма человека, ведь каждый из них влияет на ту или иную сферу его функционирования. Получить большую часть необходимых микроэлементов из современных продуктов питания будет возможно тогда, когда почва, на которой произрастают продукты (овощи и фрукты) будет обогащена микроэлементами. Если почве нет необходимого количества минералов, соответственно их не будет и в еде, следовательно, их будет не доставать и в организме человека.

Микроэлементы присутствуют в очень малых количествах, 14 из них признаны жизненно необходимыми. О том, какую роль играют микроэлементы в росте и развитие, как животных, так и растений мы наглядно рассмотрим на примере со свёклой столовой.

Для того чтоб рассмотреть влияние микроэлементов на свёклу, мы выполнили исследовательскую работу, где наглядно увидим, как влияют микроэлементы на рост растения. Определим прорастание семян и их всхожесть.

Глава 2.Практическая часть

2.1.Организация исследования:

Обработка семян микроэлементами повышает урожай и ускоряет темпы прорастания, всхожести и полного созревания урожая. Для этого прогретые, обеззараженные и промытые семена кормовой свеклы намачивают в растворе нескольких или только одного из микроэлементов.

Растворяют удобрения, содержащие микроэлемент, в воде с температурой 40-45°С. Семена погружают в раствор, пока он теплый. Семена кормовой свеклы в марлевом мешочке погружают в процеженный настой и выдерживают не более 24 часов.

Использовались следующие микроудобрения:

 сульфат магния (MgSO₄) в концентрации 0,2 г/л воды;

 сульфат цинка (ZnSO₄) в концентрации 0,5 г/л воды;

 борная кислота (H₃BO₃) в концентрации 0,5 г/л воды.

Далее семена подсушивают на брезенте в течение 4-6 ч.

Продолжительность замачивания не должна быть больше 24 часов, поскольку это может привести к снижению полевой всхожести из-за отравления семян продуктами распада при дефиците кислорода.

Данная процедура позволяет сформировать непосредственно на поверхности семян плотную равномерную оболочку из биологически активной питательной среды, что приводит к повышению прорастания семян.

2.2. Результаты исследования.

В ходе исследования в зависимости от обработки семена свёклы разными микроэлементами, семена прорастали в разные временные промежутки.

Таблица 1. Влияние микроэлементов на прорастание и количество проросших семян

Далее семена были оставлены ещё на 2 дня, так как обычный период прорастания составляет 5 дней (120 часов), но никаких изменение в количестве проросших семян не возникло.

В таблице 1 видно, что семена, которые обрабатывались микроэлементами, проросли раньше, самые первые проросшие семена выявились при обработке сульфатом магния и сульфатом цинка. Семена, не обработанные удобрением, проклюнулись позднее всех, а именно за 2 дня, но их прорастание наблюдались далее через каждые 6 часов.

При обработке борной кислотой, проросло 70% семян, но зародышевый корень при этом очень тонкий и длинный, это может говорить о том, что для семян свёклы, данный микроэлемент нужно использовать в меньшей дозе.

Далее семена были высажены в закрытый грунт.

Для наблюдения всхожести проросших семян в закрытый грунт, было высажено одинаковое количество семян, а именно 10 проростков из каждой опытной (обработанной) группы семян. Были получены следующие данные.

Сравнивая данные, самая низкая всхожесть семян наблюдается при обработке борной кислотой. Ранее уже говорилось о том, что зародышевый корень у семян, обработанных этим микроэлементом, был очень тонким и длинным и при всхожести стебли у молодых проростков были тонкие и вытянутые. В итоге всходы падали и изгибались, к сожалению, при дальнейшем наблюдении из всходов, обрабатываемых борной кислотой проростков (0,5 г/л) не подверглись гибели только 2 ростка.

Исходя из этого, следует вывод о том, что правильная концентрация микроэлементов улучшит дальнейший рост растения, а изобилие микроэлементов, только ухудшит состояние растения.

Заключение

Для того, чтобы получить здоровый продукт, который по настоящему принесёт пользу организму человека, важно не просто вырастить продукт ( в нашем случае свёклу), но и удовлетворить потребность растения в микроэлементах.

Микроэлементы играют важную роль в росте растений, способствует быстрому развитию корневой системы, особенно тогда, когда растение только начинает самостоятельно питаться.

Так же в ходе исследования наблюдалось не совсем положительное влияние борной кислоты, на семена и ростки семян свёклы «Багровый шар». Это говорит о том, что выбранное концентрация для растения была высока и правильная концентрация улучшила бы показатели прорастания и всхожести.

Такой же эффект может и произойти с организмом человека, если человек будет употреблять микроэлементы в неправильной дозировке или же те микроэлементы, которые находятся в организме в норме, то состояния организма человека так же будет ухудшаться.

Таким образом, корректировка питания растений должна быть в определённом, необходимом именно этому растению, количестве, иначе излишки одного вещества неизбежно приведет к сокращению поступления другого вещества и постепенно приведёт к гибели или ослаблению организма. Дозировка удобрения зависит от сорта, вида, а так же фазы развития растения.

Из всего сказанного, напрашивается один вывод: для выращивания здорового продукта необходимы не только свет, вода и почва, но и правильное и своевременное питания. Улучшение таких показателей как – всхожесть и прорастание, в дальнейшем помогут растению избежать многих болезней и получит по настоящему здоровый продукт питания, который является основного фактора ведения здорового образа жизни!

1. Агрохимия : учебник / Ягодин, Б. А. [и др.]. – М.: Агропромиздат, 1989. – 639 с.

2. Дрейкотт, А.П. Удобрение сахарной свеклы / А. П. Дрейкотт.  М., «Колос», 1977.  148 с.

3. Минеев, В.Г. Агрохимия: учебник / В. Г. Минеев. – М.: Изд-во МГУ, Изд-во «КолосС», 2004. – 720 с.

4. Растениеводство : учебник / Г. С. Посыпанов [и др.].  М.: КолосС, 2007. 612 с.

5. Сахарная свекла : учебное пособие / Д. Шпаар [и др.]. – Мн.: «ФУАинформ». – 2000, – 258 с.

6. Филимонов, И.Н. Эффективность использования органических и минеральных удобрений при выращивании сахарной свеклы / И. Н. Филимонов, О. Г. Котлярова // Достижения науки и техники АПК.  2011.  № 3. С. 19-20.

7. Хурчакова, А. И. Эффективность применения минеральных удобрений под сахарную свеклу / А. И. Хурчакова, А. А. Лупоок // Вестник Алтайского государственного аграрного университета.  2004.  № 4.  Том 16.  С. 149-150.