VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Использование листового опада в качестве органического удобрения

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Бестаев Г.В. 1

---

1МБОУ СОШ №38 им. В.М. Дегоева; ГБУ ДО «РЕСПУБЛИКАНСКИЙ ДВОРЕЦ ДЕТСКОГО ТВОРЧЕСТВА ИМ. Б.Е. КАБАЛОЕВА»

Бекузарова С.А. 1Цопанова Е.И. 2

---

1ГГАУ

2СОГУ им. К.Л. Хетагурова

Работа в формате PDF

879.5 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение

«Лист с деревьев по согнитии

своем служит почти столь же

хорошо, как и навоз»

А. Болотов

Человек давно уже решил, что он – покоритель природы и может вмешиваться в действие её законов, искусственно создавая благо для себя: мы едим мясо искусственно выращенных животных, носим ткани из искусственно созданных волокон, на заводах создаем искусственное удобрение. Все эти антропогенные факторы влияют на здоровье человека.

С наступление осени начинают убирать листья с дорог, тротуаров, во дворах, в парках, в скверах, а так же огородах и садах. Сначала опавшие листья собирают в большие кучи, а потом поджигают. У меня возник вопрос: «А правильно ли они делают?». Ведь результаты проведенной нами исследовательской работы в 2014 году показали, что в осенних листьях деревьев содержатся различные вещества. Учитывая их химический состав, возникает вопрос : можно ли их использовать как органическое удобрение?

Поиск ответов на эти вопросы обусловили цель нашей работы – изучить влияние удобрений из опавших листьев, содержащих различные химические вещества на рост семян озимой пшеницы.

В связи с поставленной целью необходимо решение следующих задач:

изучить литературу по данной теме;

изучить влияние опавших листьев, используемых в качестве удобрения под озимую пшеницу;

провести наблюдения за ростом и развитием озимой пшеницы.

Объекты исследования: семена и ростки озимой пшеницы сорта

«Зерноградка».

Предмет исследования: органическое удобрение - опавшие листья каштана и тополя.

Гипотеза исследования: предположим, что опавшие осенние листья - это часть природы, а в природе все важно. Допустим, если мы используем их в качестве естественного удобрения, то узнаем, действительно ли они существенно повышают урожайность пшеницы, за счет содержащихся в них химических веществ, необходимых для роста и развития озимой пшеницы.

Методы исследования:

анализ разных источников информации;

экспериментальный

Практическая значимость:

Результаты нашего исследования были использованы сотрудниками кафедры растениеводства, Горского государственногоаграрногоуниверситета, в своей научно-исследовательской работе, при внесении удобрений из опавших листьев под сельскохозяйственные культуры. По результатам исследования получен патент на изобретение«Способ приготовления органического удобрения на основе листового опада».

Глава 1. Основная часть

1.1. Роль опавших листьев деревьев в природе

Известно, что у природы все продумано до мелочей. Используется все, например, зеленые листья на ветвях аккумулируют солнечную энергию. Ну а осенью,опавшие листья выполняют многофункциональную роль. Прежде всего они утепляют, защищают корни и другие части растений в земле от замерзания. Благодаря рыхлости и большому количеству воздуха пышная подстилка из листьев уменьшает теплопроводность почвы, то есть удерживает летнее тепло и этим препятствует ее промерзанию зимой. Кроме того, лесная подстилка очень влагоемка, а вода также уменьшает теплопроводность почвы. Во время зимних оттепелей и в период весеннего снеготаяния незамерзающая земля продолжает впитывать влагу./ 6 /

Опавшие листья после перегнивания представляют собой очень ценное органическое удобрение, содержащее калий, фосфор, кальций, азотистые вещества и полезные микроэлементы.

Все эти ценные свойства создают благоприятные условия для развития растений. Поэтому и вырастают в лесах огромные деревья без всяких минеральных удобрений. Известен такой давний опыт в одном лесничестве, когда на ограниченной площади удалили лесную подстилку и затем несколько лет собирали опавшие листья, прирост насаждений упал на 20%. Понадобилось вдвое большее количество лет, чтобы восстановить естественные почвенные условия и нормализовать рост деревьев.

Отсюда должно быть понятно золотое правило природы, которое используют в органическом земледелии: земля никогда не должна оставаться обнаженной и все, что выросло на земле, в нее же должно и вернуться.

В листьях некоторых деревьев содержатся дубильные вещества. В незначительном количестве они есть в листьях дуба, но особенно много их в листьях благородного каштана – дерева, широко распространенного у нас на Кавказе. Свежие опавшие листья в каштановых лесах содержат до 12% дубильных веществ, поэтому сбор их для получения дубильного экстракта может иметь промышленное значение.

В северных штатах Америки листья централизованно используют для получения плодородной земли, которую потом продают в магазинах. Землевладельцы собирают осенью опавшие листья, причем только в бумажные мешки, за которыми в определенные дни приезжают специальные машины. Заполненные мешки складируют, поливая водой, и в результате получают лиственный перегной, который с добавлением торфа и песка становится хорошей почвой для растений. /14 /

А ведь все это было давным-давно известно и у нас. Снова напомню, что еще в середине XVII в. русский агроном-опытник А. Болотов писал в своем очерке «Об удобрении земель»: «Лист с деревьев по согнитии своем служит почти столь же хорошо, как и навоз».

1.2. Почва и её химический состав

Почва – это среда и основное условие развития растений. В почве растения укореняются и из неё получают все необходимые питательные вещества и воду. О структуре, химическом состоянии почвы и её свойствах можно судить по растительности , которая на ней произрастает. Ели на участке мало растительности , то это говорит о том , что плодородие почвы невысокое.. Высокая густая растительность, состоящая из крепких, здоровых и внешне сильных растений, говорит о хорошем состоянии почвы, насыщенности её питательными веществами. На почве, где содержится много азота растет крапива двудомная, осот, мята, крестовик обыкновенный. На почве с низким содержанием азота – клевер полевой, лядвенец, ясколка, льнянка. Истощённые почвы – ромашка аптечная, пастушья сумка. Уплотнённые почвы – подорожник большой, лапчатка гусиная, лисохвост. Перегнойные почвы – звездчатка средняя, вероника полевая, яснотка пурпурная, одуванчик лекарственный, поповник. Переувлажнённые и заболоченные почвы – влагостойкая растительность, осока, хвощ, пикульник, щучка, камыш.

По степени влажности почвы подразделяются на: сырые – вытекает вода при сжимании в руке; влажные – на руке остаётся мокрый след; свежие – холодит руку, почва мажется; сухие – не мажется, на ощупь кажется тёплой.

Самой хорошей для всех видов растений является почва , которая имеет мелкокомковатую, или зернистую структуру .Такая почва имеет хорошую водопроницаемость, способность усваивать, накапливать влагу./4/

1.3. Удобрения и их классификация

Зелёные растения из углекислого газа, воды, минеральных солей с помощью энергии Солнца образуют углеводы, жиры, витамины, в состав которых входит более 60 химических элементов. Каждый элемент питания в жизни растений выполняет определённую функцию. Но запасов усвояемых растениями элементов питания в почвах часто не хватает для получения высокого урожая. Для того, чтобы повысить урожай используют удобрения. Удобрения подразделяют на:

- минеральные - это вещества (в основном соли), содержащие необходимые для растений элементы питания. Их получают химической обработкой сырья, отличаются более высокой концентрацией питательных элементов. По составу минеральные удобрения подразделяются на азотные, фосфорные, калийные и микроудобрения.

- органические удобрения. Питательные элементы в них находятся в веществах растительного и животного происхождения. Это в первую очередь навоз, а также различные продукты переработки веществ растительного и животного происхождения (торф, жмых, рыбная и кровяная мука, птичий помёт, фекалии, городские отходы и отбросы различных пищевых производств). Сюда относятся и зелёные удобрения (люпин, сераделла), опавшие листья.

Таким образом, проведя анализ разных источников информации (литературы и Интернета) мы сделали следующие выводы:

- опавшие листья после перегнивания представляют собой очень ценное органическое удобрение, содержащее калий, фосфор, кальций, азотистые вещества и полезные микроэлементы.

-почва является средой и основным условием развития растений. В почве растения укореняются и из неё черпают все необходимые для жизнедеятельности питательные вещества и воду.

- листья под действием солнца высыхают, начинают рассыпаться, превращаясь в труху. Под действием дождей, снега, а так же благодаря работе определенных микроорганизмов они гниют, постепенно смешиваясь с землей, образуют перегной. Следовательно, опавшие листья – это ценное органическое удобрение не только для тех деревьев, с которых они слетели, но и для других возделываемых сельскохозяйственных культур./3/

Глава 2. Исследовательская часть

2.1. Объекты исследования

Пшеница - древнейшая и наиболее важная зерновая культура. Ее основное назначение - получение пшеничной муки. Из пшеницы можно получить высококачественный хлеб. Кроме того, из пшеницы изготавливают крупу, макаронные изделия, крахмал, спирт. Зерно пшеницы, отруби и солома служат кормом для животных.

В качестве объектов исследования мы выбрали образцы пшеницы сорта «Зерноградка» с удобрениями и без них (Приложение 1).

Объекты исследования представлены в таблице 1.

Таблица 1 - ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Методы исследования

Подготовить почву для образцов

Подготовить материал для образцов (семена озимой пшеницы, гумат калия, опавшие листья, помет)

Посев пшеницы.

Наблюдение за ростом и развитием семян озимой пшеницы.

Провести анализ полученных результатов.

Сделать выводы, опровергнуть или доказать выдвинутую гипотезу исследования.

2.3. Результаты исследования

2.3.1. Изучение влияния удобрений на рост пшеницы

Подготовка почвы для образцов

Для исследования мы взяли почву с поля. Исследуемый образец почвы – это чернозём с небольшим содержанием глины. Важнейший признак, сразу обращающий на себя внимание – это цвет. Верхний слой почвы имел тёмно-серый цвет. Определили влажность почвы. При сжимании на руке остался мокрый след. Определили с помощью индикаторов среду почвенного раствора (pH = 5,5-6,0). Затем мы просеяли почву ( рис.1).

Рис. 1 - Подготовка почвы для образцов

Подготовка материала для образцов.

В качестве материала для исследуемых образцов мы взяли опавшие осенние листья каштана и тополя (2:1), 2% гумат калия, птичий помет (перепелиный), биопрепарат Байкал ЭМ-5 (рис. 2).

Рис. 2 - Материл для исследуемых образцов

Выбор листьев каштана и тополя был обоснован их химическим составом и более ранним опадением, чем другие листопадные деревья. Они, сохраняя влагу, полезны для микрофлоры почвы. К моменту оптимального посева озимой пшеницы листья этих видов деревьев, ранее других, пожелтели и более других содержали каратиноиды. Опавшие листья после перегнивания представляют собой очень ценные органические удобрения, содержащие калий, фосфор, кальций, азотистые вещества, ряд полезных микроэлементов.

Из этих двух видов деревьев листья тополя растворяются быстрее, чем листья каштана. Один тополь освобождает атмосферу от 20-30 кг пыли или сажи. Тополиные листья производят значительно больше кислорода, чем ели, сосны и липы.

Опавшие листья – ценное органическое удобрение, но растворяются медленно. Поэтому для ускоренного разложения мы использовали биопрепарат Байкал – ЭМ-5, содержащий более 80 различных микроорганизмов. Биопрепарат Байкал – ЭМ-5 состоит из воды (без хлора) - 600 мл, препарата Байкал ЭМ-1- 100 мл, мелассы – отхода сахарного производства – 100 мл, водки – 100 мл, уксуса – 100 мл.

Будучи безвредным для человека, препарат одновременно является действенным средством для предотвращения болезней растений и борьбы с вредными насекомыми. При опрыскивании препаратом листьев на их поверхности происходит ферментация, что является не съедобным для вредителей и неблагоприятным для развития болезнетворных вирусов. Способствует нейтрализации солей тяжелых металлов до безопасного для человека состояния.

Гумат калия содержит до 80% калиевых и до 15% натриевых активных комплексов гуминовых кислот и фульвокислот и около 5% водорастворимых соединений кальция, магния, фосфора, кремния и других редких элементов, весьма необходимых для быстрого и качественного роста растений.

Птичий помёт как удобрениесодержит до 2% азота, 1,5% фосфора, до 1% калия.

Посев пшеницы.

Для эксперимента мы приготовили 7 коробочек одинакового размера, разместила их на подоконники, где доступ света и тепла одинаков, то есть нами были созданы одинаковые условия для роста и развития пшеницы. Коробочки заполнили подготовленной почвой и пронумеровали. Из приготовленного раствора Байкал ЭМ-5, 10 мл растворили в 2,5 л воды. Опавшие листья, обработанные биопрепаратом ЭМ-5 дополнительно опрыскивали гуматом калия. Приготовленную смесь внесли в поверхностный слой почвы, после чего посеяли семена озимой пшеницы в количестве 100 шт. на коробочку (рис. 3).

Рис. 3. - Посев семян озимой пшеницы 01.10.15 г.

Поливы пшеницы производились с одинаковой частотой (по мере высыхания земли). Для регистрации хода эксперимента мы проводили визуальные наблюдения за объектами исследования и составляли фотоотчет, в котором регистрировали дату съёмки.

2.3.2. Анализ изменения состояния ростков пшеницы

Первые всходы пшеницы появились через семь дней после посева (рис.4.)

Рис. 4 - Первые всходы пшеницы 07.10.15

Далее мы подсчитали количество ростков пшеницы и их высоту (рис.5).

Рис. 5. - Подсчет количества и измерение высоты ростков пшеницы

Следующий подсчет количества и измерение высоты ростков пшеницы мы провели 10.10.15г. и 13.10.15г. (рис. 6, 7).

Рис. 6. - Всходы пшеницы 10.10.15 г.

Рис. 7. - Всходы пшеницы 13.10.15 г.

Вывод: исследование показало, чторостки пшеницы без внесения удобрений, росли и развивались за счёт минеральных веществ, содержащихся в почве. До тех пор, пока их было достаточно, ростки пшеницы развивались и росли нормально, однако не столь быстро, как удобряемые ростки пшеницы. Следовательно, росткам пшеницы недостаточно только содержащихся в почве питательных веществ.

Далее в таблице 2 и в Приложениях2,3 мы представили изменение состояния ростков пшеницы за исследуемый период (с 07.10.15г. по 13.10.15г.).

Анализируя данные таблицы 2 мы видим, что наибольшее количество ростков пшеницы появилось в образцах №3 (семена озимой пшеницы, опавшие листья тополя и каштана) и №4 (семена озимой пшеницы, опавшие листья тополя и каштана, 2% гумат калия), то есть в образцах где были использованы опавшие осенние листья. Так в образце №3 количество ростков пшеницы за исследуемый период составило 94-98 шт., а в образце №4 – 96-100 шт. На втором месте оказались образцы №2 (семена озимой пшеницы, 2% гумат калия) – 90-100 шт., №5 (семена озимой пшеницы, 2% гумат калия, помет) – 72-88шт. и образец №6 (семена озимой пшеницы, 2% гумат калия, опавшие листья тополя и каштана, помет) – 76-85 шт.

Таблица 2. Изменение состояния ростков пшеницы.

Продолжение таблицы 2.

Наименьшее количество ростков пшеницы появилось в образцах №1 (контрольный образец) – 62 шт. и в образце №7 (семена озимой пшеницы, помет) – 74 шт. Следует также отметить, что количество ростков пшеницы увеличилось только в образцах №3 и №4.Таким образом, можно утверждать, что удобрения из опавших листьев являются стимулятором роста растений, но только в дозах ему необходимых.

Что касается высоты ростков пшеницы, то самые высокие ростки пшеницы были в образцах №3 – 11-20 см, №4 – 10-17 см, а наименьшая высота ростков пшеницы была у образцов №1 – 4-12 см, №7 – 3 см. Следует отметить, что в образце №7 высота ростков не изменилась за весь исследуемый период.

Далее в таблице 3 и в Приложении 4 представлена всхожесть семян озимой пшеницы.

Таблица 3. - Всхожесть семян озимой пшеницы,%

Как мы видим из таблицы 3, наибольшую всхожесть семян имел образец №4. Это подтверждает, что, используя опавшие листья с дополнительной обработкой биопрепаратами, можно получить ценное органическое удобрение без вреда для окружающей среды, улучшить плодородие почв и повысить урожай сельскохозяйственных культур.

Вывод:сравнительный анализ количества , высоты ростков озимой пшеницы и всхожести в исследуемых образцах показал, чтоиспользуя опавшие листья с дополнительной обработкой биопрепаратами, можно получить ценное органическое удобрение без вреда для окружающей среды, улучшить плодородие почв и повысить урожай сельскохозяйственных культур. Можно утверждать, что удобрения являются стимулятором роста и развития растений, но только в дозах ему необходимых.

Заключение

В результате анализа разных источников информации (литературы и Интернета) и результатов исследования мы сделали следующие выводы:

Опавшие листья после перегнивания представляют собой очень ценное органическое удобрение, содержащее калий, фосфор, кальций, азотистые вещества и полезные микроэлементы.

Почва является средой и основным условием развития растений. В почве растения укореняются и из неё черпают все необходимые для жизнедеятельности питательные вещества и воду.

Листья под действием солнца высыхают, начинают рассыпаться, превращаясь в труху. Под действием дождей, снега, а так же благодаря работе определенных микроорганизмов они гниют, постепенно смешиваясь с землей, образуют перегной. Следовательно, опавшие листья – это ценное органическое удобрение не только для тех деревьев, с которых они слетели, но и для других возделываемых сельскохозяйственных культур.

Исследование показало, чторостки пшеницы без внесения удобрений, росли и развивались за счёт минеральных веществ, содержащихся в почве. До тех пор, пока их было достаточно, ростки пшеницы развивались и росли нормально, однако не столь быстро, как удобряемые ростки пшеницы. Следовательно, росткам пшеницы недостаточно только содержащихся в почве питательных веществ.

Сравнительный анализ количества, высоты ростков озимой пшеницы и всхожести в исследуемых образцах показал, что, используя опавшие листья с дополнительной обработкой биопрепаратами, можно получить ценное органическое удобрение без вреда для окружающей среды, улучшить плодородие почв и повысить урожай сельскохозяйственных культур. Можно утверждать, что удобрения являются стимулятором роста и развития растений, но только в дозах ему необходимых.

Таким образом, выдвинутая нами гипотеза (предположим, что опавшие осенние листья - это часть природы, а в природе все важно. Допустим, если мы используем их в качестве естественного удобрения, то узнаем, - действительно ли они существенно повышают урожайность пшеницы, за счет содержащихся в них химических веществ, необходимых для роста и развития озимой пшеницы) подтвердилась в результате проведенного исследования.

Результаты нашего исследования были использованы сотрудниками кафедры растениеводства Горского государственногоаграрногоуниверситета, в своей научно-исследовательской работе, при внесении удобрений из опавших листьев под сельскохозяйственные культуры. По результатам исследования получен патент на изобретение «Способ приготовления органического удобрения на основе листового опада».( Приложение 5)

Список использованной литературы

Батурицкая Н.В., Фенчук Т.Д.Удивительные опыты с растениями, – Минск, «Народная асвета», 1991, с. 54-61.

Бианки В. «Лесная газета»; Мир искателя, 2001.

Гроссе Э., Вайсмантель Х., Химия для любознательных, - Л.: Химия, 2009, с.324-326.

Детская энциклопедия «Мир леса»; Москва «Махаон», 2006.

Самин Д.К., Сто великих научных открытий, - М.: Вече, 2008, с.369.

Твоя первая энциклопедия «Жизнь леса»; Москва «Махаон», 2004.

http://www. astronaut. ru/bookcase/books/sharp01/text/50.htm? reload_coolmenus

http://www. astronaut. ru/exper/mars500/start. Htm

http://go.mail.ru/search

http://www.ezosite.ru/token/pogoda/pogoda_658.html

http://geoman.ru/books/item/f00/s00/z0000068/st015.shtml

http://nplit.ru/books/item/f00/s00/z0000053/st019.shtml

http://go.mail.ru/search_images

www.gossort.com

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1.

ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Приложение 2

Изменение количества ростков пшеницы, шт.

Приложение 3

Изменение высоты ростков пшеницы, см

Приложение 4

Всхожесть семян озимой пшеницы, %