VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Влияние различных минеральных веществ на рост и развитие фасоли
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Для нормального роста и развития растения должны получать из почвы азот, фосфор, калий, кальций, магний и другие химические элементы. Отсутствие или недостаток хотя бы одного из необходимых растению элементов в почве губительно отражается не его жизни и развитии. Для того, чтобы проследить, как элементы питания влияют на рост и развитие растений, используется метод выращивания растений на растворах питательных солей.
Цель работы: ознакомиться с методом «водные культуры» и определить, какое влияние оказывают элементы питания на рост и развитие растений фасоли.
Задачи:
1) ознакомиться, используя литературные источники, с биологическими особенностями фасоли;
2) заложить опыт с использованием метода «водные культуры»;
3) выяснить, как влияют различные минеральные вещества на рост и развитие растений.
Методы исследований:
1) теоретический; 2) наблюдение и эксперимент; 3) математический.
Объект исследований: фасоль спаржевая.
Предмет исследований: динамика роста стеблей и корней фасоли в различных искусственных солевых растворах.
Место проведения исследований: МБОУ школа № 4 г. ДолгопрудныйВремя проведения исследований: октябрь-декабрь 2018 года.
2. Литературный обзор
2.1. Биологические особенности фасоли
Фосоль - однолетнее травянистое кустовое или вьющееся растение, семейства бобовых.
Родиной фасоли является Центральная и Южная Америка [1] .
Она тепло-, влаго - и светолюбивое растение. Корневая система слабая. Основная масса корней расположена в почве на глубине 20—30 см.
Листья первой пары простые, остальные — непарноперистые, состоящие из трех пластинок. Их размер, форма и окраска зависят от сорта и условий внешней среды. У некоторых разновидностей кустовой фасоли образуются усики.
Цветки белые, розовые, красные, фиолетовые, по 2—8 шт. собраны в соцветия-кисти, расположенные в пазухах листьев. У некоторых сортов с длинными цветоносами цветки образуются над листьями. Цветки обоеполые. Пыльники растрескиваются до их раскрытия, и происходит самоопыление.
Плод представляет собой боб длиной 10—20 см [2].
2.2. Минеральное питание растений
Основными элементами питания растений являются азот, фосфор и калий. питательные вещества выполняют в растениях различные функции. Азот способствует росту растений, фосфор - скорейшему созреванию плодов, калий - быстрейшему оттоку органических веществ от листьев к корням.
Недостаток одного из элементов минерального питания нарушает нормальный ход обмена веществ в растениях, что приводит к внешним изменениям в строении, размерах, окраске листьев и стеблей, к появлению отмерших тканей различного цвета и оттенков.
При недостатке азота у растений появляется бледно-зеленая окраска и пожелтение листьев вследствие ослабления производства хлорофилла, уменьшение размеров и раннее пожелтение или даже омертвление листьев.
При недостатке фосфора — темно-зеленая, голубоватая окраска листьев, появление красных, пурпурных оттенков, уплотнение листовой пластины, появление водянистых пятен, темный, почти черный, цвет засыхающих листьев.
При недостатке калия — пожелтение, побурение и отмирание тканей листовой пластины, закручивание книзу краев листа, морщинистость листьев, вялость и обвисание листьев [3].
3. Экспериментальная часть
3.1. Методика исследований
Опыт проводился с кустовой фасолью. Приготовление солей проводилось согласно рекомендациям Дьякович С.[4]. В 1 литре воды растворяли в граммах:
1. Азотнокислый аммоний 0,240
2. Вторичный фосфат кальция .0,172
3. Хлористый калий ...0,150
4. Сернокислый магний 0,060
5. Хлористое железо .0,025
6. Медный купорос ...0,334
Посев семян проводился в воду в чашках Петри 26 октября. Всходы появились 30 октября. 6 ноября растения были перенесены в стаканы с растворами солей. Растения для опыта отбирали с одинаковой длиной стебля и корней. Исследования проводили в двукратной повторности. Варианты опыта:
1 – без удобрений
2 - азотные, фосфорные и калийные соли (NPK)
3 - фосфорные и калийные соли (РК)
4 – азотные и калийные соли (NK)
5 – азотные и фосфорные соли (NP)
Варианты опыта отличались набором солей. В первом варианте опыта использовалась вода без солей, во втором варианте - полный набор солей, в третьем – отсутствуют азотные соли, в четвертом – отсутствуют фосфорные соли, в пятом – отсутствуют калийные соли.
Регулярно проводилось измерение высоты растение и длины корней.
3.2. Экспериментальная часть
Растения выращивались на подоконнике без дополнительного освещения, поэтому они вытянулись из-за нехватки света.
В результате исследований было установлено, что наибольшая высота растений отмечена в варианте опыта с раствором, содержащим азотные, фосфорные и калийные соли. Растения достигли высоты 60,4 см. Наименьшая длина стебля была отмечена в варианте с раствором, содержащим азотные и фосфорные соли. Растения в этом варианте росли медленнее. Высота фасоли в этих стаканах равнялась высоте растений в стакана без удобрений. В варианте с азотными и калийными солями высота растений была ниже высоты растений в варианте с NPK на 12% (таблица 1, диаграмма 1).
Таблица 1
Динамика роста растений фасоли, см
|
Вариант |
6.11 |
9.11 |
16.11 |
27.11 |
04.12 |
|
Без удобрений |
20,0 |
22,4 |
42 |
44,7 |
47,5 |
|
NPK |
20,0 |
24 |
48,7 |
60,0 |
60,4 |
|
PK |
20,0 |
21,5 |
28 |
46,4 |
48,5 |
|
NK |
20,0 |
23,6 |
48,0 |
52,0 |
54,0 |
|
NP |
20,0 |
23,5 |
28,6 |
33,3 |
47,5 |
Диаграмма 1
Динамика роста растений фасоли, см
Наиболее интенсивный рост корней наблюдалась в варианте, содержащем азотные, фосфорные и калийные соли, а наименьшей – в варианте с азотными и фосфорными солями (таблица 2, диаграмма 2)..
Таблица 2
Динамика роста корней фасоли, см
|
Вариант |
6.11 |
9.11 |
16.11 |
27.11 |
04.12 |
|
Без удобрений |
5,0 |
5,0 |
9,0 |
11,0 |
11,0 |
|
NPK |
5,0 |
5,0 |
13,0 |
13,0 |
16,5 |
|
PK |
5,0 |
5,0 |
7,0 |
9,0 |
10,0 |
|
NK |
5,0 |
5,0 |
6,0 |
8,0 |
10,0 |
|
NP |
5,0 |
6,0 |
7,0 |
7,0 |
9,8 |
Диаграмма 2
Динамика роста корней фасоли, см
Можно отметить сходство в развитии растений на чистой воде и тех, у которых не хватало какого-то одного элемента. Это говорит о том, что полное отсутствие одного из важных питательных элементов практически равносильно отсутствию их всех.
Однако, сравнивая листья растений, нами было установлено, что у фасоли, выращиваемой без использования солей и в варианте с фосфорными и калийными солями были листья бледно-зеленого цвета. В варианте с азотными и калийными солями они были такого же цвета, как и в варианте с NPK, но меньшего размера.
4. Выводы
Для нормального роста и развития растениям необходимы азот, фосфор и калий. Если растение не получает хотя бы одно из нужных веществ, то его процессы жизнедеятельности резко нарушаются. Избыток других веществ не заменяет недостающих.
Растения можно выращивать и без почвы, на растворах минеральных веществ. Такой способ выращивания растений называется гидропоникой. Подбирая минеральный состав растворов, можно управлять минеральным питанием растений.
5.Источники
1. Фасоль [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://edaplus.info/produce/bean.html (дата обращения 28.11.2018.)
2. Биологические особенности овощной фасоли [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://agronomiy.ru/biologicheskie_osobennosti_ovoschnoy_fasoli.html (дата обращения 23.11.2018).
3. Элементы питания [Электронный ресурс].-Режим доступа: https://medn.ru/rasteniy/ovoshhnye-rasteniya/elementypitaniy/ (дата обращения 23.11.2018).
4. Дьякович С. Юному агрохимику // Приложение к журналу «Юный техник».- М.- Детский мир.- 1962.