XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Влияние фильтрованной воды на рост и развитие зелёных культур

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Малозёмова Е.И. 1

---

1ГБОУ Средняя общеобразовательная школа № 86 имени М.Е. Катукова

Малозёмова В.С. 1

---

1ЧОУ СОШ «Светлые горы»

Работа в формате PDF

682.8 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Вода является одним из самых распространенных и удивительных веществ на Земле. Благодаря воде на нашей планете существует жизнь. Физические и химические свойства воды определяют её огромное биологическое значение.

Среди основных функций и свойств воды выделяют следующие:

1. Вода универсальный растворитель для минеральных веществ и органических соединений. Водные растворы транспортируются по всему растению – восходящий поток минеральных веществ от корня по стеблю к листьям и нисходящий поток органических веществ от листьев по стеблю к корням [1].

2. Определяет прочность и форму растения, создавая тургорное давление, напряжение стенки клеток, которое позволяет ему противостоять внешним воздействиям. При недостатке влаги тургорное давление снижается, что приводит к увяданию растения.

3. Вода является непосредственным участником автотрофного питания растений в процессе фотосинтеза, благодаря которому растения производят органические вещества и выделяют кислород.

4. Участвует в различных биохимических реакциях растительного организма, где служит средой для протекания ферментативных реакций, обеспечивает гидролиз веществ [2].

Соответственно, нарушение водного режима может привести к серьёзным проблемам в развитии растений. При дефиците воды растение замедляет рост, листья становятся вялыми и начинают желтеть, цветение прекращается. Длительное отсутствие влаги может привести к необратимым изменениям в структуре клеток и даже к гибели растения. А значит, регулируя водный режим, можно влиять на растения в нужном для человека направлении.

Вместе с вышеизложенным отметим, что минеральные вещества также необходимы растениям для синтеза органических соединений и обеспечения нормального роста и развития. Они поглощаются из почвенного раствора в виде ионов через корневую систему.

Как правило минеральные вещества делятся на две группы.

• макроэлементы: азот (N), фосфор (P), калий (K), кальций (Ca), магний (Mg), сера (S);

• микроэлементы: железо (Fe), бор (B), марганец (Mn), цинк (Zn), медь (Cu), молибден (Mo), хлор (Cl).

Каждый химический элемент имеет своё биологическое значение и не может быть заменен на другой. Избыток или недостаток минеральных веществ также влияет на жизнедеятельность растений. Изучение этого аспекта биологии растений, послужило основанием для проведения моей научно-исследовательской работы (НИР).

Цель работы: выявление влияния полива растений водой, пропущенной через бытовой питьевой фильтр, на их рост и развитие.

Задачи:

• изучить значение воды и минеральных веществ для роста и развития растений;

• подобрать зеленные культуры, грунт и бытовой фильтр для проведения эксперимента;

• организовать экспериментальную площадку в условиях квартиры и провести эксперимент;

• использовать следующие методы исследования: наблюдение, фотофиксацию, измерение и статистическую обработку полученных данных.

Гипотеза: состав воды, используемой для полива, может влиять на рост и развитие растений.

1 Организация и подготовка исследования

1.1 Выбор зелёных культур

Зелёные культуры – это овощные растения, употребляемые в пищу в зеленом виде, свежими или консервированными. Более 30 видов лука, салата, шпината, укропа, ревеня, щавеля, петрушки, сельдерея и других. Они богаты витаминами, минеральными веществами, улучшают вкус пищи, возбуждают аппетит.

Для проведения эксперимента мною были выбраны две зеленные культуры, наиболее часто используемые при приготовлении салатов и других блюд – петрушка и лук.

Петрушка (лат. petroselinum) относится к семейству зонтичные порядка зонтикоцветные. У петрушки короткий вегетационный период, потому её можно выращивать в северных районах, где она в течении всего лета дает ароматную и нежную зелень [3].

Из всего набора семян петрушки, который имелся в садоводческом отделе магазина, был выбран сорт Бутербродная, так у нее был самый короткий период развития.

Петрушка листовая сорт Бутербродная – это среднеспелый сорт. Период от всходов до срезки листьев 60÷65 дней. Розетка листьев полувертикальная, с большим количеством листьев темно-зеленого цвета. Лист сильнорассеченный, гладкий. Зелень хорошо отрастает после срезки. Масса зелени с одного растения 60÷100 г. Отличается холодостойкостью.

Вторым растением стал лук-батун (лат. allium fistulosum) – это многолетнее травянистое растение рода лук . Лук-батун сорта Перформер – среднеспелый сорт, 35÷40 дней период от начала отрастания до технической спелости листьев. Растение с прямостоячим голубовато – зелеными перьями длиной до 50 см с сильным восковым налетом. Листья нежные, сочные. слабоострого вкуса. Средняя масса растения 56 г. Рекомендован для использования в свежем виде [4].

1.2 Организация экспериментальной площадки

1.2.1 Грунт для растений

Для организации минипарников по плану эксперимента был приобретен грунт для комнатных растений в достаточном количестве.

Используемый грунт, представляет собой готовый к применению биогрунт для комнатных растений, имеющий следующий состав: питательный торфяной субстрат, речной песок, оргалит, биогумус, Азот (NH₄+NO₃+) –280 мг/л, Фосфор (Р₂О₅) – 280 г/л, Калий (К₂О) – 280 г/л, рН 6.0÷6,2, массовая доля влаги не более 65 %.

В описании на грунт сообщается, что он предназначен для выращивания рассады и пересадки широкого спектра комнатных, садовых и огороднических растений, обогащен органическим удобрением Биогумус, который обеспечивает стартовый набор микро– и макроэлементов; не требует дополнительного внесения удобрений; не содержит веществ искусственного происхождения, семян сорных растений, безопасен для окружающей среды, теплокровных животных, птиц, рыб, насекомых.

1.2.2 Вода для полива

Для создания поливочного режима сначала семян растений, а затем проростков и молодых растений в рамках эксперимента, была выбрана вода из водопроводного крана (полив контрольной группы) и вода, пропущенная через бытовой фильтр для воды (полив экспериментальной группы).

Основные показатели водопроводной воды в Москве в районе моего проживания (Строгино) представлены в таблице 1 [5].

Из таблицы 1 видно, что питьевая вода в районе Строгино г. Москвы соответствует санитарным нормам. Это достигается за счёт единой технологии очистки на станциях водоподготовки и разветвлённой системы подачи воды, обеспечивающей её циркуляцию и обновление. Однако есть особенности химического состава воды, которые могут варьироваться в зависимости от сезона и конкретного станции водоподготовки.

Таблица 1 – Характеристика водопроводной воды района Строгино

*) – СанПиН 2.1.3684-21 и СанПиН 2.1.3685-21.

Также стоит отметить, что содержание железа, марганца, тяжёлых металлов и других потенциально вредных веществ в воде после станций водоподготовки обычно значительно ниже предельно допустимых концентраций (ПДК). Однако состояние внутридомовых коммуникаций (старые трубы) может оказывать влияние на качество воды непосредственно в квартире, приводя к «вторичному загрязнению» (например, ржавчине).

В нашей семье в разное время пользовались разными фильтрами от разных производителей. В результате жизненного опыта пришли к выводу, что наиболее удачное сочетание качество/вкус/цена подходить для бытового фильтра типа Аквафор. В аннотации к фильтру сообщается, что фильтр предназначен для доочистки питьевой воды, соответствующей действующим санитарным нормам, с жесткостью от 2÷4 °Ж, удаляет хлор, фенол, тяжелые металлы, железо, пестициды, а также усилен бактерицидной добавкой.

В основе работы фильтра лежит разные принципы очистки воды: механическая очистка (улавливание частиц нерастворённых примесей), ионный обмен (одни ионы поглощаются другими), сорбционный процесс (удаление из воды растворённых газов и вредных жидких примесей при помощи сорбента – активированного угля).

Заявленный срок службы 3 месяца или 300 литров воды, в сутки, максимально рекомендуемая фильтрация до 10 литров. Для проводимой работы был взят новый сменный фильтр и помещён в специальный кувшин в соответствии с рекомендациями производителя.

2 Практическая часть исследования

Изучив отдельные теоретические вопросы по заявленной теме и обеспечив материальную составляющую проекта, принято решение приступить к созданию экспериментальной площадки в условиях городской квартиры. Для проведения практического исследования был разработан план действий, пошаговый ход выполнения работ которого представлен ниже.

Ход работы

Шаг 1. Подготовлены этикетки «Петрушка – вода», «Петрушка – фильтр», «Лук-батун – вода» и «Лук-батун – фильтр» и наклеены на пластмассовые контейнеры (см. приложение А, рисунок А.1).

Шаг 2. На дне контейнеров острым предметом (шилом, ножницами) проделаны несколько небольших отверстий для оттока избытка воды.

Шаг 3. Пластмассовые контейнеры объемом 2 литра заполняются на 4/5 объёма подготовленным грунтом и смачиваются водой в соответствии с надписью на этикетке. Причём отметим, что после добавления воды, грунт от этого немного уплотнился и осел.

Шаг 4. На увлажненный грунт высеваются семена петрушки и лука-батуна в несколько рядов, а затем засыпаются свежим грунтом на высоту
1,5÷2 см, т.к. семена этих растений по размеру являются мелкими, а в рекомендациях по посеву семян указана именно эта глубина. Далее еще раз поливаем грунт в соответствии с экспериментом.

Шаг 5. Контейнеры размещаются на поддонах и неплотно закрываются прозрачной пластмассовой крышкой для создания парникового эффекта, и выставляются на подоконник самого освещенного окна в квартире.

Дата посева семян 4.11.2025.

Шаг 6. Дальнейшая работа по эксперименту заключалась в наблюдении, проведении замеров и регулярном порционном поливе.

Шаг 7. Через 12 дней, когда всходы растений стали наиболее массовыми, произведён подсчёт проростков в каждом контейнере. Значения измерений и наблюдений для первых всходов приведены в таблице 2.

Подсчёт проведен 16.11.2025.

Таблица 2 – Наблюдение первых всходов

Шаг 8. Появление зелёных семядольных листочков у петрушки и листочков у лука выявило необходимость в дополнительном источнике света и удлинении светового дня для растений, так как свет необходим для фотосинтеза. Так на 16.11.2025 длина светового дня на широте Москвы составляла по астрономическому календарю 8 часов 15 минут, то есть восход 8:06 час, закат 16:21 час. А для зелёных культур и салатов оптимальный режим освещения составляет 10÷12 часов.

Дополнительное освещение установлено 16.11.2025. Режим освещения смешанный, после естественного света включался фотосветильник. Если день был пасмурный, то время работы светильника увеличивался. Таким образом, время освещения со фотосветильником для растений составило 12 часов (с 8:00 до 20:00). Фотофиксация продолжения эксперимента представлена в приложении А на рисунке А.2.

Шаг 9. Ситуация «SOS» – через 2,5 недели после всходов молодые растения лука-батуна остановились в росте, завяли и высохли. При этом молодые растения петрушки продолжали нормально себя чувствовать, расти и развиваться, поэтому эксперимент продолжился с ними.

Шаг 10. Длительность эксперимента определена до 31 декабря 2025 года, т.к. исследовательская работа имела и практическую составляющую – вся выращенная зелень должна была украсить новогодний салат.

Шаг 11. Для завершения опыта с зелёными культурами сделаны итоговые снимки (см. приложение А, рисунок А.3), а также контрольные измерения длины растений и определение фазы развития. Растения выбирались случайным образом, по 10 штук из каждого контейнера. Контрольные замеры отражены в таблице 3.

Фаза развития растений в контейнере «Петрушка – вода»: 3÷4-й настоящий листок, у отдельных экземпляров 5-й.

Фаза развития растений в контейнере «Петрушка – фильтр»: 4÷5-й настоящий листок у половины растений, у остальных 5÷6-й настоящий листок.

Таблица 3 – Контрольные измерения эксперимента

Шаг 12. Выращенные растения были срезаны кухонными ножницами и использованы для украшения традиционного новогоднего блюда – салата оливье (см. приложение А, рисунок А.3).

Заключение

В настоящей научно-исследовательской работе по изучению влияния фильтрованной воды на рост и развитие зелёных культур поставленная цель достигнута. Удалось реализовать поставленные задачи и выполнить в полном объеме работу над проектом.

К выводам по работе следует отнести следующее:

1. Разработанный план по созданию экспериментальной площадки для изучения роста и развития растений был полностью реализован.

2. Выдвинутая гипотеза о том, что через использование разной воды для полива растений, можно влиять на их рост и развитие подтвердилась.

3. Эксперимент показал, что на начальных этапах развития, т.е. при прорастании семян, влияние водопроводной и фильтрованной воды практически не различается, т.к. прорастание по количеству и размеру проростков произошло практически одинаково и в контрольной, и в экспериментальной группе растений.

4. При развитии надземного побега из зародышевой почки использование разной воды для полива наглядно и статистически показало, что рост и развитие растений при поливе фильтрованной водой опережает контрольную группу – средняя длина молодых растений на 2 см, а фаза развития на 1-2 настоящих листа.

5. Не все зеленные культуры могут быть использованы для проведения эксперимента в домашних условиях. Вероятно, для выращивания лука, в качестве посевного материала, лучше для использовать луковицы, а не семена.

6. Данный метод полива растений фильтрованной водой получит продолжение, т.к. будет использоваться для выращивания рассады к предстоящему дачному сезону.

Список литературы

1 Пасечник, В. В. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл. : учеб. общеобразоват. учреждений / В. В. Пасечник. – 10-е изд., стереотип. – М. : Дрофа, 2007. – 272 с. : ил.

2 Биология. 10 класс : учеб. общеобразоват. организаций : базовый уровень / [Д. К. Беляев и др.] ; под ред. Д. К. Беляева и Г. М. Дымшица. – 8-е изд. – М. : Просвещение, 2021. – 223 с. : ил.

3 Ганичкина, О.А. Справочник успешного огородника / Ганичкина О. А., Ганичкин А. В. – М. : Издательство «Э», 2016. – 416 с.

4 Траннуа, П. Ф. Самая полезная книга садовода и огородника / Павел Траннуа. – М. : Издательство «Э», 2017. – 288 с.

5 Мосводоканал. Населению: сайт. – URL: https://www.mosvodokanal.ru/ forpeople/waterquality.php (дата обращения 07.02.2026).

Приложение А

Фотохронология проведения эксперимента

Рисунок А.1 – Посев семян и первые всходы

Рисунок А.2 – Установка дополнительного освещения и последующее проведение эксперимента

Рисунок А.3 – Завершение практической части работы,

контрольные измерения и использование выращенного урожая

по прямому назначению