XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Влияние препарата «Гумат + 9 микроэлементов» на рост и развитие томатов сорта «Синичка» и получение экологически чистой продукции

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы

Акопянц А.Г. 1

---

1МОУ «СОШ № 21» г. о. Подольск

Соловьев С.М. 1

---

1МОУ «СОШ № 21» г. о. Подольск

Работа в формате PDF

2.4 MB

1. Введение. Общая характеристика работы

1.1. Актуальность работы.

Овощеводство-отрасль сельского хозяйства, занимающаяся выращиванием овощеводческой продукции и витаминной зелени. В настоящее время, в связи с программой товарозамещения данный вопрос является актуальным, так как здоровье граждан РФ напрямую зависит от обеспечения продуктового рынка большим ассортиментом овощной продукции.

1.2. Цели и задачи работы. Гипотеза.

Целью нашей работы являлось определение влияния препарата «Гумат + 9 микроэлементов» на рост и развитие томатов сорта «Синичка».

В задачи исследований входило:

-использование препарата «Гумат + 9микроэлементов» при выращивании томатов сорта «Синичка» с целью определения эффективности его применения.

Гипотеза: применение препарата «Гумат + 9 микроэлементов» оказывает положительное влияние на рост и развитие томатов сорта «Синичка».

1.3. Методы исследований.

1. Эмпирический: наблюдение, опрос, фотографирование, сравнение;

2. Экспериментально-теоретический: эксперимент, анализ;

3. Теоретический: изучение и анализ полученных данных.

1.4. Научная новизна работы.

Впервые в учебных заведениях г. о. Подольск проведено исследование по определению влияния препарата «Гумат + 9 микроэлементов» на рост и развитие томатов сорта «Синичка». В научной литературе имеются определенные данные о положительном влиянии гуматов на рост и развитие растений, тем не менее, данная тема показалась нам очень актуальной, что побудило нас на проведение данного исследования. С февраля 2023 года мы начали исследование по использованию препарата «Гумат + 9 микроэлементов » при выращивании томатов сорта «Синичка» и доказали эффективность его применения.

1.5. Практическое значение работы.

Материалы нашей работы можно рекомендовать как методические рекомендации для овощеводов-любителей и фермеров. Также их можно использовать при изучении разделов и тем предмета биологии, химии, экономики и др.

1.6. Собственное участие автора в работе:

- изучал научную и методическую литературу;

-выбирал тему работы;

-выбирал культуру для эксперимента и приобретал семена томатов сорта «Синичка»;

-проводил эксперимент, анализировал результаты исследования;

- проводил фотосъемку, оформлял работу.

1.7. Объем и структура работы. Работа включает 11 листов компьютерного текста, 12 фото, 2 таблицы,1 график. Литература включает 5 источников.

2. Основная часть (теоретическая)

2.1. Общая характеристика и получение гуматов.

Гуматами являются гуминовые вещества, представляющие собой легко растворимые в воде соли гуминовых кислот, определяющих плодородие почв и обладающих свойствами полидисперстности и полифункциональности. Гуматы в процессе эволюции формировались в почве при разложении органических остатков. Накапливаясь в почве они насыщали ее органическими кислотами (гуминовой и фульвовой) , которые оказывали благотворное влияние на живые растительные организмы, усиливая и повышая всасывающую способность корневых систем. Количественное содержание гуминовых и фульвовых кислот определило формирование почв и их типов. Черноземы являются самыми ценными, так как содержат высокий процент гуматов, а соответственно гуминовых и фульвовых кислот.

Впервые гуминовые вещества выделил из торфа немецкий химик Ф. Ахард в 1786 году. Дмитрий Сергеевич Орлов (1928 – 2007 г. г.) .доктор биологических наук, заслуженный профессор Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, заслуженный деятель науки Российской Федерации создал и предложил свою схему строения молекул гуминовых кислот, впервые охарактеризовал этот класс соединений и разработал кинетическую теорию гумификации, показав непревзойденный вклад российских ученых в мировую науку. Профессор химии С. С. Драгунов ( 1899 – 1994 г. г.), работая на кафедре почвоведения в Тимирязевской академии изучил и выделил виды воздействия гуматов на растения: гуминовые и фульвовые кислоты снижают поверхностное натяжение водных растворов, увеличивая проницаемость клеточных мембран, что оптимизирует пропускную способность транспортной системы растений и ускоряет продвижение питательных веществ, ускоряет метаболизм энергии, интенсивность фотосинтеза и синтез хлорофилла. Предполагается, что гуминовые вещества усиливают синтез высокоэнергетического аденозинтрифосфата (АТФ) в клетках, оптимизируя дыхание растений. Некоторые молекулярные составляющие гуминовых веществ формируют ростовые фитогормоны или действуют как гормоноподобные вещества, ускоряя рост и развитие растений. Ряд исследований свойств фульвовых и гуминовых кислот показал, что гуминовые кислоты образуют хелаты с макроэлементами. Высокая реакционная способность и подвижность фульвокислот способствует их взаимодействию с микроэлементами (представленные металлами и их ионами), благодаря чему хелаты фульвокислот доставляют в растения необходимые микроэлементы.

Микроэлементы необходимы для нормальной жизнедеятельности растений, составляя микроэлементное питание. Для питания растений выделяют 7 основных микроэлементов (Fe – железо, Cu – медь, Zn – цинк, B – бор, K – калий, Mn – марганец, Mo – молибден), которые принимают самое непосредственное участие в биохимических процессах растений, а именно: активизируют ферменты и процессы фотосинтеза, повышают морозо – и засухоустойчивость, усиливают устойчивость ко многим болезням, ускоряют рост и развитие растений, повышают урожайность, улучшают качество выращенного урожая.

Получение гуматов.

Распространенным методом получения естественных гуматов является выделение гуминовых веществ из природного сырья в присутствии щелочи. В качестве сырья в производстве гуматов используют бурые угли, торф, сапропедь (речной ил), лигносодержащее растительное сырье (отходы целлюлозно – бумажных комбинатов). Также используют навоз и компост, но содержание гуминовых кислот в них крайне низкое.

2.2. Систематическое положение, биологическая характеристика и агротехника возделывания томатов.

Центром происхождения томата является южноамериканское побережье Тихого океана (территории Галапагосских островов, Чили, Эквадора и Перу). В Европу культура попала в 1535 году, откуда позже попала в Россию. Выращивают как овощную культуру ради плодов – сочных многогнездых ягод.Относится к одно- или многолетним травянистым растениям.

Систематическое положение:

Царство-Растения

Отдел-Покрытосеменные

Класс-Двудольные

Семейство-Пасленовые

Род-Паслен

Вид-Томат

Биологическая характеристика томатов.

Томат – теплолюбивое травянистое растение. Корневая система стержневая. По мере роста главный корень разветвляется, образуя боковые корни. От стебля отрастают придаточные корни, образуя мощную корневую систему.

Стебель прямостоячий или полегающий. У детерминантных (самоограничивающих рост) сортов от 30 до 70 см, у индетерминантных (высокорослых) – в открытом грунте до 1.5 м, в защищенном до 5 м.

Листья непарноперистые, иногда картофельного типа.

Цветки обоеполые желтые собраны в соцветия кисть.

Плод – многогнездные ягоды различной формы и различных цветовых оттенков.

Агротехника возделывания томатов

Томаты могут произрастать на любых почвах , кислотность которых не превышает 6.0, но предпочтение отдают рыхлым, хорошо прогреваемым суглинкам, супесчаным и пойменным плодородным почвам с рН от 5,5 до 6,5 (слабокислая среда).

Томаты вытягивают из почвы большое количество питательных веществ, поэтому нуждаются в минеральном питании. При избытке азота развивается мощная вегетативная масса, помидоры жируют, не дают завязей, созревание плодов замедляется. При недостатке азота резко снижается развитие стеблей и листьев, снижается плодообразование. Фосфор необходим растениям для Формирования цветков, плодообразования и их созревания. Калий необходим для развития стеблей и завязей, он ускоряет продвижение углеводов в растении, предотвращает развитие болезней. Для полноценного роста и развития томатам необходимы микроэлементы (B- бор, Mn – марганец, Mg – магний, S – сера, Fe – железо, Cu – медь, Zn – цинк. При их недостатке замедляется рост растений, скручиваются листья, опадают завязи и бутоны. Растения нуждаются в постоянном поливе, положительно отзываются на рыхление почвы.

. 3. Объекты и методы исследований (практическая)

3.1 Характеристика томатов сорта «Синичка»

Очень ранний (от всходов до плодоношения 85 – 95 дней) сорт для выращивания в горшечной культуре дома и уплотненных посадок в открытом грунте. Растение детерминантное, штамбовое, с простыми кистями, высотой до 40 см. Плоды вишневидные, желтые, массой 15 – 20 грамм, с медовым вкусом и сильным томатным ароматом. Миниатюрный кустик усыпанный плодами. Сохраняет прекрасные вкусовые качества как в свежем, так и в маринованном виде. (Приложения. Фото № 1).

3.2. Характеристика препарата «Гумат + 9 микроэлементов».

Состав, не менее (%): гуминовые вещества – 70, микроэлементы: N – 5; K – 5; Cu - 0, 2; Mn – 0, 3; Zn – 0, 2; Mo – 0,04; Co- 0, 05; B-0, 5; Fe – 0, 5.

Способ применения: растворить содержимое пакета (10 г) в 1 л воды. Далее действовать по инструкции.

Замачивание семян: 1 ст. ложка (15 мл) приготовленного раствора развести в 200 мл воды. Время замачивания семян перед посевом – 12 – 24 часа., луковиц – 6 – 8 часов.

Корневая подкормка: 4 ст. ложки (60 мл) приготовленного раствора развести в 3 л воды, полить растения.

Овощные, цветочные и декоративные культуры: подкормка в течение периода вегетации с интервалом 10 – 15 дней, начиная с фазы появления всходов или высадки рассады. Норма расхода – 3 – 6 л/м2.

Изготовитель: ООО «Терра Мастер». Агрохимикат: Биогумат марки КМ. Россия. Новосибирская обл., г. Новосибирск. (Приложения. Фото № 1).

3.3. Характеристика эксперимента:

Эксперимент проводился в лаборантской кабинета биологии МОУ СОШ №21.

Для проведения эксперимента по определению влияния препарата «Гумат + 9микроэлементов) были закуплены собственно препарат, семена томатов сорта «Синичка», универсальный грунт для рассады , горшки для растений и одноразовые стаканчики (объемом 200 мл). В качестве контейнеров для посадки семян были использованы пенопластовые лотки из – под куриных яиц, ячейки которых были заполнены универсальным грунтом.

Семена томатов были разделены на 2 группы, 1-я группа – опытная, 2-я – контрольная, по 10 семян в каждой. (Приложения. Фото № 2).Перед посадкой в грунт семена опытной группы замачивались в рабочем растворе препарата в течении 3 часов, семена контрольной группы – в обычной водопроводной воде. После чего семена опытной и контрольной групп были высажены в грунт на глубину 5 мм. На большую глубину семена сажать не рекомендуется, так как они довольно мелкие (около 2-х мм в диаметре). Перед посевом семян грунт в лунках был обильно увлажнен: в опытном лотке – рабочим раствором препарата, в контрольном – обычной водопроводной водой. Для создания парниковых условий лотки сверху были закрыты полиэтиленовой пленкой, предотвращающей перепады температуры и создающей парниковый эффект.

Посев семян был проведен 19.02.2024 г., лотки были размещены вблизи радиаторов отопления (температура поддерживалась в пределах 22,0 – 23,0 градуса. (Приложения. Фото № 3).

Первое семя опытной группы проросло 28. 02. 2024 г., последнее – 04. 03.2024 г., т.е. 10 семян опытной группы проросли в течение пяти дней. (Приложения. Фото № 4). В контрольной группе первое семя проросло 03.03. 2024 г., т.е. на 12 дней позже. Последнее семя контрольной группы проросло 10. 03. 2024 г., т.е. 10 семян контрольной группы прорастали семь дней (т. е. на два дня дольше), что уже вызвало у нас интерес о влиянии препарата «Гумат + 9 микроэлементов» на скорость прорастания семян. (Приложения. Фото № 5, 6).

Все ростки опытной группы вышли в фазу двух настоящих листочков 05. 03. 2024 г., в то время как ростки контрольной группы – 13. 03. 2024 г., что на 8 дней раньше.

20. 03. 2024г. была проведена первая пикировка растений опытной и контрольной групп, суть которой заключается в пересаживании растения в горшочки большей емкости и отщипыванием верхушки главного корешка и заглублением посадки на 1 см. Эта процедура способствует прекращению роста тлавного корня и разрастанию боковых корней, а заглубление посадки способствует разрастанию придаточных корней от стебля, что приводит к формированию мощной корневой системы. Вторая пикировка – 30. 03. 2024.

Полив растений осуществлялся по мере необходимости: растения опытой группы поливались рабочим раствором препарата «Гумат + 9микроэлементов», растения контрольной группы – обычной водопроводной водой. В ходе роста и развития растения опытной группы явно превосходили растения контрольной группы по высоте и объему вегетативной массы. (Приложения. Фото №7). Кроме того, после 01. 04. 2024 г. на растениях опытной группы начали массово формироваться цветы в соцветиях кисть, а после 15. 04. 2024 г. уже стали появляться мелкие зеленые ягодки томатов. (Приложения. Фото № 8, 9). Растения контрольной группы стали формировать цветоносные кисти после 15 апреля, а первые мелкие ягодки стали заметны после 03. 05. 2024 г. Таким образом первый урожай розовых томатов от опытной группы мы получили 02.05.2024 г., а от растений контрольной группы 18 мая, что на две недели позже. Масса ягод в опытной группе составила в среднем 10 грамм, в контрольной 5 грамм, что в 2 раза больше. (Приложения. Фото № 10, 11, 12 ). 01. 07. 2024г. был проведен контрольный подсчет, анализ и расчет экономической эффективности применения препарата.

4. Результаты исследований и их обсуждение:

В ходе эксперимента было выявлено следующее:

- Применение препарата «Гумат + 9 микроэлементов» сокращает сроки роста и развития растений на 15 - 16 дней;

- сокращаются сроки формирования соцветий кисть (в опытной группе на 2 недели раньше) и увеличивается количество в них цветков ( в опытной группе в среднем 11, в контрольной – 7, что на 35 % больше);

- используемый в исследовании препарат способствует формированию более мощной корневой системы и вегетативной массы растений:

- высота растений опытной группы составляла 45 – 50 см, контрольной – 22 – 25 см, что в 2 раза больше.

5. Модификационная(ненаследственная)изменчивость. Модификационная или ненаследственная изменчивость проявляется в

изменении определённого признака организма (фенотипа) и зависит от изменений условий среды, но вовсе не связана с генотипическими изменениями. Степень проявления модификаций напрямую зависит от интенсивности и времени действия определённого фактора. В нашем случае, влияние фактора внешней среды (влияние воздействия препарата «Гумат + 9 микроэлементов», а именно гумата, в состав которого входят гуминовые и фульвовые кислоты и микроэлементы ), способствует ускорению прорастания семян, роста и развития растений томатов, что проявляется в увеличении вегетативной массы и высоты растений опытных групп по сравнению с контрольными. Кроме того в ходе наших исследований было выявлено, что в опытной группе сокращаются сроки формирования соцветий кисть и количество цветков в них увеличивается (составляло от 10 до 12, в то время как в контрольной группе 6 – 8, что на на 30 – 35% увеличивает выход плодов) и увеличивается их масса (масса плодов опытной группы составила 5 г, контрольной 10 г, что в 2 раза больше).

6. Экономическая эффективность

Экономическая эффективность складывается из разницы между прибылью и затратами. Если этот показатель «+», то такое производство экономически выгодно, если « - », то убыточно. В нашем эксперименте мы получили в опытной группе от 3 растений 2 кг 850 г плодов, в контрольной 1 кг 050 г. При средней стоимости томатов «черри» 1000руб/кг в опытной группе мы получили при вычете затрат прибыль 2740 руб, в контрольной – 1020 руб, что на 1720 руб. больше (больше в 2,69 раза). (Приложения. Табл.1,2. График 1).

Таким образом применение препарата «Гумат + 9 микроэлементов» при выращивании томатов сорта «Синичка» считается экономически выгодным и целесообразным, т. к. можно получить в разы больше экологически чистой продукции. В дальнейшем мы исследуем препарат на других культурах.

7. Выводы и предложения производству.

Выводы:

- Гуматы являются естественной составляющей почв, определяющей их плодородие;

- Использование препарата «Гумат + 9 микроэлементов способствует формированию мощной корневой системы и усиливает рост и развитие растений;

- Под влиянием содержащихся в препарате гуминовых и фульвовых кислот на растениях томатов увеличивается количество цветков в соцветии кисть;

- Микроэлементы, содержащиеся в препарате усиливают и улучшают минеральное питание растений томатов, что сказывается на ускорении созревания плодов, увеличении их массы и повышении вкусовых качеств;

- Внесенные в почву гуматы оздоравливают ее, ограничивают поступление в растения токсических веществ и радионуклеидов, способствуя получению экологически чистой продукции.

- Универсальный грунт является не лучшим вариантом грунта для выращивания овощных культур.

Предложения производству:

Результаты наших исследований можно рекомендовать как методический материал для овощеводов – любителей, крупных фермерских и аграрных предприятий с целью получения качественной и экологически чистой товарной продукции томатов.

Также материалы исследлваний можно использовать при изучении разделов и тем школьного курса предметов биологии, химии, экономики, технологии и физики.

8. Список использованнойлитературы.

1.Бакулов И.А. Сельскохлзяйственный энцеклопедический словарь М. Советская энциклопедия 1989г.

2. Калюжный С.И. «Огород у вас дома»// «Феникс» - 2014г.

3. Овощеводство / Авторы: В. Ф. Белик, В. Е. Советкина, В. П. Дерюжкин ; изд. "Колос" , Москва , ул. Садовая-Спасская , 18. 1981 год.

4.Семенова К. А. Помидоры. Всегда с отличным урожаем/Семенова К. А. – М.: Эксмо, 2014.

5. Медиа – источники.

9. Приложения.

Фото № 1.Семена томатов и препарат «Гумат + 9 микроэлементов»

Фото № 2.Сортировка семян в две группы.

Фото № 3. Посаженные семена опытной (слева) и контрольной (справа) групп.

Фото № 4. Прорастание семян опытной группы.

Фото № 5, 6. Растения опытной (сверху) и контрольной (снизу) групп.

Фото № 7. Растения опытной (слева) и контрольной (справа) групп.

Фото № 8. Слева – опытная группа с ягодами томатов; справа – контрольная группа в стадии формирования цветков.

Фото № 9. Растения опытной группы.

Фото № 10. Сверху – первый урожай опытной группы ; снизу – контрольной группы.

Фото № 11. Масса 5 ягод контрольной группы – 25 г (1 ягоды – 5 г)

Фото № 12. Масса 5 ягод опытной группы – 50 г (1 ягоды – 10 г)

Таблица №1. Расчет затрат при проведении эксперимента по выращиванию томатов сорта «Синичка».

Таблица №2. Экономическая эффективность

График № 1 ( к таблице № 2). Вес и стоимость томатов от трех растений.

1 – Контрольная группа (синий цвет - вес плодов от трех растений; зеленый цвет – стоимость томатов (тыс. руб.)

2 – Опытная группа (синий цвет - вес плодов от трех растений; зеленый цвет – стоимость томатов (тыс. руб.)